KR20140082629A - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 기화 시스템 및 미스트 필터 - Google Patents
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Abstract
액체 원료를 이용하는 경우에 발생하는 파티클의 양을 억제한다. 처리실(201)에 기판(200)을 반입하고, 액체 원료를 기화기(271a)와, 다른 위치에 구멍(322, 332)을 포함하는 적어도 2종의 플레이트(320, 330)를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터(300)에 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 처리실에 공급하여 기판을 처리하고, 그 후 처리실로부터 기판을 반출한다.
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 기화 시스템 및 미스트 필터에 관한 것이며, 특히 액체 원료를 사용하여 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방치 및 이들에 바람직하게 사용되는 기화 시스템 및 미스트 필터에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 액체 원료를 이용하여 기판 상에 성막하는 기술이 특허문헌 1에 개시되어 있다.
액체 원료를 이용하여 성막 등의 기판 처리를 수행할 때에는, 액체 원료를 기화시켜서 기체 상태로 한 원료 가스를 이용한다. 하지만 이러한 원료를 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 성막을 수행한 경우, 기화 불량 등에 의해 웨이퍼 상에 파티클이 발생할 경우가 있다. 또한 기화시킨 원료 가스가 재액화되어 액체 원료를 처리실에 효율적으로 공급할 수 없는 경우가 있다.
본 발명의 주된 목적은 액체 원료를 이용하는 경우에 발생하는 파티클의 양을 억제할 수 있는 동시에, 효율 좋게 액체 원료를 기화하여 처리실에 공급할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 기화 시스템 및 미스트 필터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 수용하는 처리실; 상기 처리실에 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계; 및 상기 처리실을 배기하는 배기계;를 구비하고, 상기 원료 가스 공급계는, 원료가 공급되고, 상기 원료를 기화하여 상기 원료 가스로 만드는 기화기; 및 상기 기화기의 하류에 배치되고, 상기 원료 가스를 기화 보조하는 미스트 필터;를 포함하고, 상기 미스트 필터는, 다른 위치에 구멍을 가지는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 원료가 공급되는 기화기; 및 상기 기화기의 하류에 배치되고, 원료 가스를 기화 보조하는 미스트 필터;를 포함하고, 상기 미스트 필터는, 다른 위치에 구멍을 가지는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 기화 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 처리실에 기판을 반입하는 공정; 기화기 및 다른 위치에 구멍을 가지는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터에, 원료를 순서대로 흘리는 것에 의해 기화시켜서 원료 가스로 만들고, 상기 원료 가스를 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정; 및 상기 처리실로부터 기판을 반출하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 액체 원료를 이용하는 경우에 발생하는 파티클의 양을 억제할 수 있는 동시에 효율 좋게 액체 원료를 기화하여 처리실에 공급할 수 있다.
도 1은 비교를 위한 종래의 원료 공급계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태의 원료 공급계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터를 설명하기 위한 개략 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터를 설명하기 위한 개략 분해 사시도이다.
도 6은 종래의 원료 공급계를 사용한 경우의 파티클의 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터 내의 유속 분포를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터 내의 압력 분포를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터 내의 온도 분포를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 10a, 10b, 10c는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터의 변형예를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 11a, 11b, 11c는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터의 변형예를 설명하기 위한 개략 단면도이다
도 12a, 12b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터의 변형예를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략 종단면도이다.
도 14는 도 13의 AA선 개략 횡단면도이다.
도 15는 도 13에 도시하는 기판 처리 장치에 포함되는 컨트롤러의 구성을 도시하는 블록 도면이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치를 사용하여 지르코늄 산화막을 제조하는 프로세스를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치를 사용하여 지르코늄 산화막을 제조하는 프로세스를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태의 원료 공급계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터를 설명하기 위한 개략 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터를 설명하기 위한 개략 분해 사시도이다.
도 6은 종래의 원료 공급계를 사용한 경우의 파티클의 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터 내의 유속 분포를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터 내의 압력 분포를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터 내의 온도 분포를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 10a, 10b, 10c는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터의 변형예를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 11a, 11b, 11c는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터의 변형예를 설명하기 위한 개략 단면도이다
도 12a, 12b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 미스트 필터의 변형예를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략 종단면도이다.
도 14는 도 13의 AA선 개략 횡단면도이다.
도 15는 도 13에 도시하는 기판 처리 장치에 포함되는 컨트롤러의 구성을 도시하는 블록 도면이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치를 사용하여 지르코늄 산화막을 제조하는 프로세스를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치를 사용하여 지르코늄 산화막을 제조하는 프로세스를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.
우선 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치에서 바람직하게 사용되는 원료 공급계를 설명한다.
전술한 바와 같이 액체 원료를 이용하여 성막 등의 기판 처리를 수행할 때에는, 액체 원료를 기화시켜서 기체상태로 한 원료 가스를 이용한다. 액체 원료를 기화시키기 위해서는 (1) 온도를 올림, (2) 압력을 내림, 이 두 가지가 중요하다. 단 반도체 장치의 제조 공정에 있어서는 장치 구성이나 프로세스 조건 등에 의한 여러가지 제약이 있어, 예컨대 온도를 지나치게 올려서는 안된다거나 압력을 충분히 내리지 못하는 경우가 있어 적절한 기화 라인을 만드는 것이 곤란하다.
전술한 바와 같이 액체 원료를 기화시켜서 기체 상태로 한 원료 가스를 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 성막 등의 처리를 수행한 경우에는 웨이퍼 상에 파티클이 발생하는 문제나 기화 가스가 재액화되어 버리는 문제 등이 있어, 본 발명자들은 이 문제를 예의 연구한 결과 다음과 같은 지견을 얻었다.
도 1에 도시하는 바와 같은 액체 원료를 기화시키는 기화기(271a)로부터 처리실(201)까지의 가스 공급 배관(232a) 중에 가스 필터(272a)를 설치한 기판 처리 장치에서는, 가스 필터(272a)는 기화기(271a)로부터의 기화 불량의 액적(液滴)이나 파티클, 가스 공급 배관(232a)으로부터의 파티클을 포집할 수 있다. 또한 기화기(271a)로부터 처리실(201)까지의 가스 공급 배관(232a)에는 히터(150)를 설치하여 가열할 수 있다.
하지만 기화기(271a)로 기화하기 어려운(증기압이 낮음) 액체 원료를 사용한 경우나 요구되는 기화 유량이 많은 경우에는, 가스 필터(272a)로 파티클이나 기화 불량의 액적을 완전히 포집할 수는 없다. 그 상태에서 성막을 수행하면 도 6에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(200) 상에는 파티클이 늘어나버린다. 또한 가스 필터(272a)에 막힘(clogging)이 발생하여 파티클원(源)으로도 된다. 또한 막힘을 일으키면 가스 필터(272a)의 필터를 교환해야하는 문제도 발생한다.
그렇기 때문에 본 발명자들은 도 2에 도시하는 바와 같이 기화기(271a)와 가스 필터(272a)와의 사이의 가스 공급 배관(232a)에 미스트 필터(미스트 킬러)(300)를 설치하는 것을 안출해냈다. 또한 기화기(271a)로부터 처리실(201)까지의 가스 공급 배관(232a)에는 히터(150)를 설치하여 가스 공급 배관(232a)을 통과하는 원료 가스를 가열할 수 있도록 하였다.
도 3을 참조하면 미스트 필터(300)는 미스트 필터 본체(350); 및 미스트 필터 본체(350)의 외측에 설치되고, 미스트 필터 본체(350)를 피복하는 히터(360)를 구비한다.
도 4, 도 5를 참조하면 미스트 필터(300)의 미스트 필터 본체(350)는 양단의 단부 플레이트(310, 340)와 단부 플레이트(310, 340) 사이에 배치된 2종류의 플레이트(320, 330)를 구비한다. 2종류의 플레이트(320, 330)는 제1 플레이트(320) 및 제2 플레이트(330)를 포함한다. 상류 측의 단부 플레이트(310)에는 이음새(312)가 설치된다. 하류 측의 단부 플레이트(340)에는 이음새(342)가 설치된다. 단부 플레이트(310) 및 이음새(312) 내에는 가스 경로(311)가 형성된다. 단부 플레이트(340) 및 이음새(342) 내에는 가스 경로(341)가 형성된다. 이음새(312)와 이음새(342)[가스 경로(311)와 가스 경로(341)]는 각각 가스 공급 배관(232a)에 접속된다.
2종류의 플레이트(320, 330)는 각각 복수 개 설치되고, 단부 플레이트(310, 340) 사이에 교호적으로 배치된다. 플레이트(320)는 평판 형상의 플레이트부(328)와, 플레이트부(328)의 외주에 형성된 외주부(329)를 구비한다. 플레이트부(328)에는 그 외주 부근에만 복수의 구멍(322)이 형성된다. 플레이트(330)는 평판 형상의 플레이트부(338)와 플레이트부(338)의 외주에 형성된 외주부(339)를 구비한다. 플레이트부(338)에는 그 중심 부근에만 (즉, 플레이트부(328)에 있어서 구멍(322)이 형성되는 위치와는 다른 위치에) 복수의 구멍(332)이 형성된다. 미스트 필터(300)는 복수의 플레이트(320)와 복수의 플레이트(330)를 조합시키는 것에 의해 구성된다.
플레이트(320)와 플레이트(330)는 구멍(322, 332)의 형성 위치를 제외하면 동일 혹은 거의 동일한 형상을 갖는다. 평판 형상의 플레이트부(328)와 플레이트부(338)는 위에서 보았을 때에 원형이고, 구멍(322, 332)의 형성 위치를 제외하면 같은 형상 혹은 거의 같은 형상을 갖는다. 복수의 구멍(322)은 플레이트부(328)의 외주 부근의 동심원 상에 위치하도록 형성된다. 복수의 구멍(332)은 플레이트부(338)의 중심 부근의 동심원 상에 위치하도록 형성된다. 여기서 복수의 구멍(322)이 위치하는 원과 복수의 구멍(332)이 위치하는 원의 반경은 상이하게 한다. 구체적으로는 복수의 구멍(322)이 위치하는 원의 반경이 복수의 구멍(332)이 위치하는 원의 반경보다도 크다. 바꾸어 말하면 플레이트부(328)에 있어서 구멍(322)이 형성되는 영역과 플레이트부(338)에 있어서 구멍(332)이 형성되는 영역은 다르다. 각각의 영역은 플레이트(320)와 플레이트(330)를 교호적으로 배치(적층 또는 조합)했을 때에 적층 방향으로 서로 중첩되지 않도록 위치한다. 이와 같이 플레이트(320, 330)를 교호적으로 배치함으로써 미스트 필터(300)의 상류 측으로부터 하류 측을 향해 구멍(322)과 구멍(332)이 서로 어긋나도록 배치된다. 즉 구멍(322)과 구멍(332)은 미스트 필터(300)의 상류 측으로부터 하류 측을 향해 서로 중첩되지 않도록 배치된다.
플레이트(320, 330)의 외주부(329, 339)의 두께는 플레이트부(328, 338)의 두께보다도 크게 설정된다. 외주부(329, 339)의 각각이 인접하는 플레이트의 외주부(329, 339)와 접하는 것에 의해, 각 플레이트부(328, 338)의 사이에는 공간(후술됨)이 형성된다. 또한 외주부(329, 339)는 플레이트부(328, 338)에 대하여 오프셋된 위치에 형성된다. 즉, 외주부(329, 339)의 측면 및 플레이트부(328, 338)의 측면 사이에는 단차가 형성된다. 보다 구체적으로는 외주부(329, 339)의 일방(一方)의 면[플레이트(320)와 플레이트(330)의 적층 방향에 있어서의 일방의 면]은 플레이트부(328, 338)의 평면으로부터 돌출하도록 형성되고, 외주부(329, 339)의 타방의 면은 플레이트부(328, 338)의 연부(緣部) 상에 위치하도록 형성된다. 이에 의해 플레이트(320)와 플레이트(330)를 적층했을 때에 플레이트(320)의 외주부(329)가 플레이트(330)의 플레이트부(338)의 연부에 끼워지면서, 플레이트(330)의 외주부(339)가 플레이트(320)의 플레이트부(328)의 연부에 끼워지고, 이에 의하여 플레이트(320, 330)는 서로 위치를 맞추어 결합된다.
이렇게 플레이트(320, 330)를 교호적으로 배치하는 것에 의해 가스 경로(370)가 뒤얽히고 복잡해져, 기화 불량이나 재액화로 발생한 액적이 가열된 벽면[플레이트부(328, 338)]에 충돌할 확률을 높일 수 있다. 또한 구멍(322, 332)의 크기는 미스트 필터 본체(350) 내의 압력에 의존하여 설정되며, 바람직하게는 직경 1∼3mm이다. 하한값의 근거는 구멍의 크기가 너무 작으면 막히기 때문이다. 또한 플레이트(330)에 설치된 구멍(332)에 있어서는 중심에 설치된 구멍을 그 주변에 설치된 구멍보다 작게 해도 좋다.
액체 원료가 기화기(271a)(도 2 참조)에 의하여 기화하여 기체 상태가 된 원료 가스 및 기화 불량이나 재액화에 의하여 발생한 액적은, 단부 플레이트(310) 및 이음새(312) 내의 가스 경로(311)를 통하여 미스트 필터 본체(350) 내에 도입되고, 하나의 제1 플레이트(320) 중 플레이트부(328)의 중앙부(421)(구멍(322)이 형성되지 않은 부위)에 충돌한다. 그 후 플레이트부(328)의 외주 부근에 설치된 구멍(322)을 통과하여 제2 플레이트(330)의 평판 형상의 플레이트부(338)의 외주부(432)(구멍(332)이 형성되지 않은 부위)에 충돌한다. 그 후 플레이트부(338)의 중심 부근에 설치된 구멍(332)을 통과하여 또 하나의 제1 플레이트(320) 중 플레이트부(328)의 중앙부(422)(구멍(322)이 형성되지 않은 부위)에 충돌한다. 그 후, 전술한 바와 같은 방식으로 복수의 플레이트(330, 320)를 순차 통과하여 단부 플레이트(340) 및 이음새(342) 내의 가스 경로(341)를 통하여 미스트 필터 본체(350)로부터 도출되고, 하류의 가스 필터(272a)(도 2 참조)에 보내진다.
미스트 필터 본체(350)는 히터(360)(도 3 참조)에 의해 외측으로부터 가열된다. 미스트 필터 본체(350)는 복수의 제1 플레이트(320)와 복수의 제2 플레이트(330)를 구비하고, 제1 플레이트(320)는 평판 형상의 플레이트부(328)와 플레이트부(328)의 외주에 설치된 외주부(329)를 구비하고, 제2 플레이트(330)는 평판 형상의 플레이트부(338)와 플레이트부(338)의 외주에 설치된 외주부(339)를 구비한다. 플레이트부(328)와 외주부(329)는 일체적으로 구성되고, 플레이트부(338)와 외주부(339)는 일체적으로 구성되므로, 히터(360)에 의해 미스트 필터 본체가 외측으로부터 가열되면 열은 효율적으로 평판 형상의 플레이트부(328, 338)에 전해진다. 또한 플레이트부(328)와 외주부(329)는 일체적으로 구성되지 않아도 완전히 접촉하는 상태라면, 또한 플레이트부(338)와 외주부(339)는 일체적으로 구성되지 않아도 완전히 접촉하는 상태라면 히터(360)로부터의 열은 마찬가지로 충분히 효율 좋게 플레이트부(328, 338)에 전해진다.
미스트 필터 본체(350)에서는 전술한 바와 같이 복수의 제1 플레이트(320)와 복수의 제2 플레이트(330)에 의해 뒤얽힌 복잡한 가스 경로(370)를 구성하므로, 미스트 필터 본체(350) 내에서의 압력 손실을 너무 높이지 않으면서, 기화된 원료 가스 및 기화 불량이나 재액화로 발생한 액적의 가열된 플레이트부(328, 338)로의 충돌 확률을 높일 수 있다. 그리고 기화 불량이나 재액화로 발생한 액적은 충분한 열량을 가진 미스트 필터 본체(350) 내에서 가열된 플레이트부(328, 338)에 충돌하여 재가열되고 기화된다.
미스트 필터 본체(350)의 재질은 기화기(271a)나 배관(232a)에서 사용되는 재질과 동등하거나 그것들보다도 높은 열전도율을 갖는 것이 바람직하다. 또한 내부식성을 가지는 것도 바람직하다. 일반적인 재질로서는 스텐레스재(SUS)를 예로 들 수 있다.
또한, 앞에서는 플레이트(320, 330) 각각이 복수개 구비되는 것으로 설명하였으나, 플레이트(320, 330) 각각이 적어도 하나 구비되면 무방하다. 그리고, 앞에서는 구멍(322, 332)이 각각 복수개 구비되는 것으로 설명하였으나, 구멍(322, 332) 각각이 적어도 하나 구비되면 무방하다.
다음으로 수치유체역학 해석 소프트(CFdesign)를 사용하여 미스트 필터 본체(350)의 해석을 수행한 결과를 설명한다. 해석 대상인 미스트 필터 본체(350)의 치수는 외경 40mm, 전장(全長) 127mm로 하였다.
도 7을 참조하면 미스트 필터 본체(350)에 30℃의 질소(N2) 가스를 20slm으로 공급하면서 미스트 필터 본체(350)의 출구 측의 압력을 13300Pa가 되는 조건으로 해석을 수행하였다. 압력 손실은 1500Pa(도 8 참조)이며, 30℃의 N2가스는 1매 째의 제1 플레이트(320), 1매 째의 제2 플레이트(330), 2매 째의 제1 플레이트(320) 그리고 2매 째의 제2 플레이트(330) 중에서 4매 째의 플레이트(즉, 2매 째의 제2 플레이트(330))에서 150℃에 도달한다(도 9 참조). 해석에 있어서는 실제 조건과는 다르지만 실제보다도 불리한 조건을 충족하도록 수행하였다.
기화기(271a)와 가스 필터(272a)와의 사이의 가스 공급 배관(232a)에 미스트 필터(300)를 설치하면(도 2 참조), 기화하기 어려운 액체 원료나 기화 유량이 많은 경우 기화 불량으로 발생한 액적은 충분히 열량을 가진 미스트 필터(300) 내에서 제1 플레이트(320)의 벽면[플레이트부(328)]과 제2 플레이트(330)의 벽면[플레이트부(338)]에 충돌하여 재가열되고 기화한다. 그리고, 미미하게 남은 기화 불량의 액적이나 기화기(271a), 미스트 필터(300) 내부에서 발생하는 파티클은 처리실(201) 직전의 가스 필터(272a)에 의하여 포집된다. 미스트 필터(300)는 기화 보조의 역할을 수행하고, 기화 불량으로 발생하는 액적이나 파티클이 없는 반응 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있어 양질의 성막 등의 처리를 수행할 수 있다. 또한 미스트 필터(300)는 가스 필터(272a)의 보조 역할도 수행하고, 가스 필터(272a)의 필터 막힘을 억제할 수 있음으로써 가스 필터(272a)의 메인티넌스를 줄일 수 있거나 또는 가스 필터(272a)의 필터 교환 주기를 연장할 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 플레이트(320)는 평판 형상의 플레이트부(328)와 플레이트부(328)의 외주에 설치된 외주부(329)를 구비하고, 제2 플레이트(330)는 평판 형상의 플레이트부(338)와 플레이트부(338)의 외주에 설치된 외주부(339)를 구비한다(도 4, 5 참조).
또한 단부 플레이트(310)도 평판 형상의 플레이트(318)와 플레이트(318)의 외주에 설치된 외주부(319)를 구비하고, 단부 플레이트(340)도 평판 형상의 플레이트(348)와 플레이트(348)의 외주에 설치된 외주부(349)를 구비한다(도 4, 5참조). 그리고 이들 외주부(329, 339, 319, 349)의 내측에는 공간(323, 333, 313, 343)이 각각 형성된다[도 4, 5, 도 10a 참조]. 또한 단부 플레이트(310), 단부 플레이트(340), 제1 플레이트(320) 및 제2 플레이트(330)는 각각의 외주부(319, 349, 329, 339)끼리가 예컨대 용접에 의해 접합되는 것에 의해 기밀하게 접속된다. 또한 전술한 미스트 필터(300)에서는 제1 플레이트(320)와 제2 플레이트(330)를 포함하도록 구성했지만, 구멍의 형성 위치가 서로 다른 3개 이상의 플레이트를 포함하도록 하여도 좋다.
전술한 실시 형태에서는 공간(313, 323, 333, 343)에는 아무것도 설치하지 않았다[도 10a 참조]. 하지만 미스트 필터 본체(350) 전체의 압력 손실이 허용 범위 내에 있다면, 공간(313, 323, 333, 343)에는 소결(燒結) 금속 등을 충전해도 좋다. 충전하는 소결 금속은 미스트 필터 본체(350)의 외부로부터 가열한 열을 효율적으로 전도할 수 있는 재질이며, 공간(313, 323, 333, 343)에 충전 가능하다면 형상은 구 형상[球狀], 입자 형상[粒狀], 비선형 형상 등 어떤 형상이라도 무방하다. 이하 전술한 실시 형태의 변형예를 설명한다.
예컨대 도 10b에 도시하는 바와 같이 금속의 보울(bowl) 등 구 형상의 소결 금속(314, 324, 334)을 공간[313, 323, 333(343)]에 충전한 구성으로 하여도 좋다. 구의 크기와 압력 손실과는 상관 관계가 있기 때문에 목적에 맞는 크기를 선택한다.
또한 도 10c에 도시하는 바와 같이 입자 형상의 소결 금속(315, 325, 335)을 공간[313, 323, 333(343)]에 충전한 구성으로 하여도 좋다. 입자 형상의 소결 금속은 구 형상의 소결 금속에 비하여 미세한 크기를 갖는다.
또한 도 11a에 도시하는 바와 같이 가스 필터 등에서 사용되는 소결 금속(316, 326, 336)을 공간[313, 323, 333(343]에 충전한 구성으로 하여도 좋다.
또한 도 11b에 도시하는 바와 같이 가스 필터 등에서 사용되는 소결 금속(326)을 공간(323)에만 충전하고, 공간(313, 333, 343)에는 아무것도 충전하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 가스 필터에서 사용하는 소결 금속은 그 포집하는 파티클의 사이즈에 의하여 소결 전의 금속 입경(粒徑), 섬유 형상이 결정된다. 보다 미세한 파티클을 포집할 수 있는 형상은 치밀하여 압력 손실도 커진다. 따라서 모든 공간(313, 323, 333, 343)에 충전하는 것이 아닌, 공간(313, 323, 333, 343) 가운데 일부의 공간에 선택적으로 충전하는 것이 효과적이고 바람직한 경우도 있다.
또한 도 11c에 도시하는 바와 같이, 제1 플레이트(320)의 플레이트부(328)에는 플레이트부(328)의 외주의 일방 측(외주 부근의 일부 부위)에만 구멍(322)을 형성하고, 제2 플레이트(330)의 플레이트부(338)에는 플레이트부(338)의 외주의 타방 측[외주 부근의 일부 부위이며 구멍(322)과는 중첩되지 않는 위치]에만 구멍(332)을 형성하는 것에 의해, 플레이트부(328)의 외주 부근에 구멍(322)을 형성하고 플레이트부(338)의 중심 부근에 구멍(332)을 형성한 전술한 실시 형태보다도 가스 경로(370)를 길어지게 할 수 있다. 또한 본 실시 형태에 있어서는 제1 플레이트(320)와 제2 플레이트(330)로서 동일한 것을 사용하되, 구멍이 중첩되지 않도록 적층하여도 좋다.
또한 도 12a에 도시하는 바와 같이 미스트 필터 본체(350)는 원통 형상의 외측 용기(380)와, 내측 부재(385)와, 외측 용기(380)와 내측 부재(385)와의 사이에 형성되는 가스 경로(382) 내에 충전된 소결 금속 등의 충전 부재(386)를 구비한다. 외측 용기(380)와 내측 부재(385)와의 사이에 형성되는 가스 경로(382)를 소결 금속 등의 충전 부재(386)로 충전하는 것에 의해, 미스트 필터 본체(350) 전체를 일체의 형상으로 하여 내측 부재(385)까지 열을 효과적으로 전도시킬 수 있다. 외측 용기(380)와 내측 부재(385)는 바람직하게는 금속 부재, 보다 바람직하게는 스테인레스재(SUS)가 이용된다.
또한 도 12b에 도시하는 바와 같이 미스트 필터 본체(350)는 원통 형상의 외측 용기(380)와, 내측 부재(385)와, 외측 용기(380)와 내측 부재(385)와의 사이에 형성되는 가스 경로(382) 내에 충전된 소결 금속 등의 충전 부재(386)를 구비한다. 도 12a에 도시한 구조는 외측 용기(380)와 내측 부재(385)와의 사이에 형성되는 가스 경로(382) 전체를 소결 금속 등의 충전 부재(386)로 충전하였지만, 도 12b에 도시하는 구조는 외측 용기(380)와 내측 부재(385)와의 사이에 형성되는 가스 경로(382) 가운데 원통 형상의 외측 용기(380)의 측면(389)과 내측 부재(385)와의 사이를 충전 부재(386)로 충전하고, 원통 형상의 외측 용기(380)의 상면, 하면과 내측 부재(385)와의 사이는 충전 부재(386)로 충전하지 않는다. 이와 같은 경우에도 미스트 필터 본체(350) 전체를 일체의 형상으로 하여 내측 부재(385)까지 열을 효과적으로 전도시킬 수 있다. 외측 용기(380)와 내측 부재(385)는 바람직하게는 금속 부재, 보다 바람직하게는 스테인레스재(SUS)가 이용된다.
전술한 실시 형태의 변형예에 있어서 공간(313, 323, 333, 343)이나 가스 경로(382)에 충전하는 소결 금속으로서는 바람직하게는 스테인레스재(SUS)가 이용된다. 그 밖에 니켈(Ni)도 바람직하게 이용된다. 또한 소결 금속을 대신해서 테프론(등록 상표)계나 세라믹스도 사용 가능하다.
또한 도 2에 도시하는 바와 같이 기화기(271a)와 미스트 필터(300)와의 사이에 배관(232a)을 설치하고, 기화기(271a)와 미스트 필터(300)를 분리하여 설치한다. 처리실(201)이 감압되어 있고 미스트 필터(300)가 기화기(271a)보다도 처리실(201) 측에 설치되므로, 미스트 필터(300)가 기화기(271a)보다도 압력이 낮은 측에 설치된다. 가스는 압력이 낮은 쪽으로 흐르기 때문에 기화기(271a)와 미스트 필터(300)가 분리되어 있음으로써 기화기(271a)로부터 미스트 필터(300)를 향한 가스의 조주(助走) 기간을 가질 수 있다. 그 결과 미스트 필터(300) 내에서 가스를 보다 큰 유속으로 플레이트(320), 플레이트(330)에 충돌시킬 수 있게 된다.
또한 도 2에 도시하는 바와 같이 기화기(271a)의 하류 측에 미스트 필터(300)를 설치하고 그 하류 측에 가스 필터(272a)를 설치하고 배관(232a)을 개재하여 가스 필터(272a)를 처리실(201)에 접속한다. 미스트 필터(300)와 가스 필터(272a)는 될 수 있는 한 처리실(201)에 가까운 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 그 이유는 처리실(201)에 가까운 위치에 설치함으로써, 기화기(271a)로부터 처리실(201)까지의 배관(232a)의 압력 손실에 의해 미스트 필터(300) 내의 압력을 더욱 내릴 수 있기 때문이다. 미스트 필터(300) 내의 압력을 보다 저압력으로 하는 것에 의해 기화하기 쉽게 할 수 있고 기화 불량을 억제할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 형태의 기판 처리 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이 기판 처리 장치는 일 예로서 반도체 장치(반도체 디바이스)로서의 IC(Integrated Circuit)의 제조 방법에 있어서 기판 처리 공정으로서의 성막 공정을 실시하는 반도체 제조 장치로서 구성된다. 또한 이하의 설명에서는 기판 처리 장치로서 기판에 대하여 산화, 질화, 확산 처리나 CVD 처리 등을 수행하는 뱃치(batch)식 종형(縱型) 장치(이하 단순히 처리 장치라고 하는 경우도 있다)를 이용한 경우에 대하여 설명한다.
도 13은 본 실시 형태에 있어서의 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며 처리로(202) 부분을 종단면으로서 도시하고, 도 14는 본 실시 형태에 있어서의 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며 처리로(202) 부분을 횡단면으로서 도시한다. 도 15는 도 13에 도시하는 기판 처리 장치가 포함하는 컨트롤러의 구성을 도시한다.
도 13에 도시하는 바와 같이 처리로(202)는 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며 보지판으로서의 히터 베이스(도시되지 않음)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 반응관(203)이 설치된다.
반응관(203)의 하방에는 반응관(203)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 당접된다. 씰 캡(219)은 예컨대 스텐레스 등의 금속으로부터 이루어지고 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(219)의 상면에는 반응관(203)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O-링(220)이 설치된다. 씰 캡(219)의 처리실(201)과 반대 측에는 보트를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통하여 후술하는 보트(217)에 접속되고, 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성된다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되고, 이에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내에 대하여 반입 반출하는 것이 가능해진다.
씰 캡(219)에는 단열 부재로서의 석영 캡(218)을 개재하여 기판 보지 수단(지지구)으로서의 보트(217)가 입설[立設]된다. 석영 캡(218)은 예컨대 석영이나 탄화 규소 등의 내열성 재료로 구성되고 단열부로서 기능함과 함께 보트를 보지하는 보지체가 된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 탄화 규소 등의 내열성 재료로 구성되고 복수 매의 웨이퍼(200)를 수평 자세에서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 정렬시켜 관축(管軸) 방향으로 다단으로 지지되도록 구성된다.
처리실(201) 내이며 반응관(203)의 하부에는 노즐(249a), 노즐(249b)이 반응관(203)을 관통하도록 설치된다. 노즐(249a), 노즐(249b)에는 가스 공급관(232a), 가스 공급관(232b)이 각각 접속된다. 이와 같이 반응관(203)에는 2개의 노즐(249a, 249b)과 2개의 가스 공급관(232a, 232b)이 설치되고, 처리실(201) 내에 복수의 종류의 가스를 공급할 수 있도록 구성된다. 또한 후술한 바와 같이 가스 공급관(232a), 가스 공급관(232b)에는 각각 불활성 가스 공급관(232c, 232e) 등이 접속된다.
가스 공급관(232a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 기화 장치(기화 수단)이며 액체 원료를 기화하여 원료 가스로서의 기화 가스를 생성하는 기화기(271a), 미스트 필터(300), 가스 필터(272a), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a) 및 개폐 밸브인 밸브(243a)가 설치된다. 밸브(243a)를 여는 것에 의해 기화기(271a) 내에서 생성된 기화 가스가 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급되도록 구성된다. 가스 공급관(232a)에는 매스 플로우 컨트롤러(241a)와 밸브(243a)의 사이에 후술하는 배기관(231)에 접속된 벤트 라인(232d)이 접속된다.
이 벤트 라인(232d)에는 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치되어, 후술하는 원료 가스를 처리실(201)에 공급하지 않는 경우에는 밸브(243d)를 개재하여 원료 가스를 벤트 라인(232d)으로 공급한다. 밸브(243a)를 닫고 밸브(243d)를 여는 것에 의해 기화기(271a)에 있어서의 기화 가스의 생성을 계속한 채 처리실(201) 내로의 기화 가스의 공급을 정지하는 것이 가능하도록 구성된다. 기화 가스를 안정하게 생성하기 위해서는 소정의 시간을 필요로 하지만, 밸브(243a)와 밸브(243d)의 전환 동작에 의해 처리실(201) 내로의 기화 가스의 공급·정지를 지극히 단시간으로 절체하는 것이 가능하도록 구성된다. 또한 가스 공급관(232a)에는 밸브(243a)의 하류 측에 불활성 가스 공급관(232c)이 접속된다. 이 불활성 가스 공급관(232c)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241c) 및 개폐 밸브인 밸브(243c)가 설치된다. 가스 공급관(232a), 불활성 가스 공급관(232c), 벤트 라인(232d)에는 히터(150)를 설치하여 재액화를 방지한다.
가스 공급관(232a)의 선단부에는 전술한 노즐(249a)이 접속된다. 노즐(249a)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)와의 사이에 있어서의 원호 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부에 따라 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향해 상승하도록 설치된다. 노즐(249a)은 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(249a)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250a)이 설치된다. 가스 공급공(250a)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구된다. 이 가스 공급공(250a)은 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적을 가지며 또한 같은 개구 피치로 설치된다.
주로 가스 공급관(232a), 벤트 라인(232d), 밸브(243a, 243d), 매스 플로우 컨트롤러(241a), 기화기(271a), 미스트 필터(300), 가스 필터(272a), 노즐(249a)에 의해 제1 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 불활성 가스 공급관(232c), 매스 플로우 컨트롤러(241c), 밸브(243c)에 의해 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다.
가스 공급관(232b)에는 상류 방향으로부터 순서대로 오존(O3) 가스를 생성하는 장치인 오조나이저(500), 밸브(243f), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241b) 및 개폐 밸브인 밸브(243b)가 설치된다. 가스 공급관(232b)의 상류 측은 산소(O2) 가스를 공급하는 도시되지 않은 산소 가스 공급원에 접속된다. 오조나이저(500)에 공급된 O2가스는 오조나이저(500)에서 O3가스가 되어 처리실(201) 내에 공급되도록 구성된다. 가스 공급관(232b)에는 오조나이저(500)와 밸브(243f)의 사이에 후술하는 배기관(231)에 접속된 벤트 라인(232g)이 접속된다. 이 벤트 라인(232g)에는 개폐 밸브인 밸브(243g)가 설치되어, 후술하는 O3가스를 처리실(201)에 공급하지 않는 경우에는 밸브(243g)를 개재하여 원료 가스를 벤트 라인(232g)으로 공급한다. 밸브(243f)를 닫고 밸브(243g)를 여는 것에 의해, 오조나이저(500)에 의한 O3가스의 생성을 계속한 채 처리실(201) 내로의 O3가스의 공급을 정지하는 것이 가능하도록 구성된다. O3가스를 안정하게 정제(精製)하기 위해서는 소정의 시간을 필요로 하지만, 밸브(243f), 밸브(243g)의 변경 동작에 의해 처리실(201) 내로의 O3가스의 공급·정지를 지극히 단시간으로 전환하는 것이 가능하도록 구성된다. 또한 가스 공급관(232b)에는 밸브(243b)의 하류 측에 불활성 가스 공급관(232e)이 접속된다. 이 불활성 가스 공급관(232e)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241e) 및 개폐 밸브인 밸브(243e)가 설치된다.
가스 공급관(232b)의 선단부에는 전술한 노즐(249b)이 접속된다. 노즐(249b)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)와의 사이에 있어서의 원호 형상의 공간에 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부에 따라 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향해 상승하도록 설치된다. 노즐(249b)은 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(249b)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250b)이 설치된다. 가스 공급공(250b)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구한다. 이 가스 공급공(250b)은 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적을 가지며 또한 같은 개구 피치로 설치된다.
주로 가스 공급관(232b), 벤트 라인(232g), 오조나이저(500), 밸브(243f, 243g, 243b), 매스 플로우 컨트롤러(24lb), 노즐(249b)에 의해 제2 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 불활성 가스 공급관(232e), 매스 플로우 컨트롤러(241e), 밸브(243e)에 의해 제2 불활성 가스 공급계가 구성된다.
가스 공급관(232a)으로부터는 예컨대 지르코늄 원료 가스, 즉 지르코늄(Zr)을 포함하는 가스(지르코늄 함유 가스)가 제1 원료 가스로서, 기화기(271a), 미스트 필터(300), 가스 필터(272a), 매스 플로우 컨트롤러(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 지르코늄 함유 가스로서는 예컨대 테트라키스에틸메틸아미노지르코늄(TEMAZ)을 이용할 수 있다. 테트라키스에틸메틸아미노지르코늄(TEMAZ)은 상온 상압에서 액체이다.
가스 공급관(232b)에는 산소(O)를 포함하는 가스(산소 함유 가스)로서 예컨대 O2가스가 공급되고, 오조나이저(500)에서 O3가스가 되어 산화 가스(산화제)로서 밸브(243f), 매스 플로우 컨트롤러(24lb), 밸브(243b)를 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 오조나이저(500)에서 O3가스를 생성하지 않고 산화 가스로서 O2가스를 처리실(201) 내에 공급하는 것도 가능하다.
불활성 가스 공급관(232c, 232e)으로부터는 예컨대 질소(N2) 가스가 각각 매스 플로우 컨트롤러(241c, 241e), 밸브(243c, 243e), 가스 공급관(232a, 232b), 노즐(249a, 249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
반응관(203)에는 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치된다. 배기관(231)에는 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되고, 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성된다. 또한 APC 밸브(244)는 밸브를 개폐하여 처리실(201) 내의 진공 배기·진공 배기 정지를 할 수 있고, 또한 밸브 개도를 조절하여 압력 조정 가능해진 개폐 밸브이다. 주로 배기관(231), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되고, 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전(通電) 상태를 조정함으로써 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성된다. 온도 센서(263)는 노즐(249a, 249b)과 마찬가지로 L자형으로 구성되고, 반응관(203)의 내벽에 따라 설치된다.
제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는 도 15에 도시하는 바와 같이 CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(RandomAccess Memory)(12lb), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(12lb), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스를 개재하여 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(121)에는 예컨대 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속된다. 또한 컨트롤러(121)에는 후술하는 프로그램을 기억한 외부 기억 장치(기억 매체)(123)가 접속 가능하게 된다.
기억 장치(121c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로부터 구성된다. 기억 장치(121c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 외부 기억 장치(123)에 제어 프로그램이나 프로세스 레시피 등을 기억시키고, 상기 외부 기억 장치(123)를 컨트롤러(121)에 접속하는 것에 의해 제어 프로그램이나 프로세스 레시피 등을 기억 장치(121C)에 격납시킬 수도 있다. 또한 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에 있어서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 말한다. 또한 본 명세서에 있어서 프로그램이라는 말을 이용한 경우는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(12lb)은 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 매스 플로우 컨트롤러(241a, 24lb, 241c, 241e), 밸브(243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, 243g), 기화기(271a), 미스트 필터(300), 오조나이저(500), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(150, 207), 온도 센서(263), 보트 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(121a)는 판독한 프로세스 레시피에 따라서 매스 플로우 컨트롤러(241a, 24lb, 241c, 241e)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, 243g)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 및 압력 센서(245)에 기초하는 압력 조정 동작, 히터(150)의 온도 조정 동작, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 기화기(271a), 미스트 필터(300)[히터(360)], 오조나이저(500)의 제어, 진공 펌프(246)의 기동·정지, 보트 회전 기구(267)의 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)의 승강 동작 등의 제어 등이 수행된다.
다음으로 전술한 기판 처리 장치의 처리로를 이용하여 반도체 장치(반도체 디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 절연막을 성막하는 시퀀스 예에 대하여 도 16, 도 17을 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
CVD(Chemical Vapor Deposition)법에서는 예컨대 형성하는 막을 구성하는 복수의 원소를 포함하는 복수 종류의 가스를 동시에 공급한다. 또한 형성하는 막을 구성하는 복수의 원소를 포함하는 복수 종류의 가스를 교호적으로 공급하는 성막 방법도 있다.
우선 복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)되면[도 16, 스텝(S101) 참조], 도 13에 도시하는 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다[도 16, 스텝(S102) 참조]. 이 상태에서 씰 캡(219)은 O-링(220)을 개재하여 반응관(203)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 이 때 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다(압력 조정)[도 16, 스텝(S103) 참조]. 또한 처리실(201) 내가 원하는 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이 때 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정)[도 16, 스텝(S103) 참조]. 계속해서 회전 기구(267)에 의해 보트(217)가 회전됨으로써 웨이퍼(200)가 회전된다.
다음으로 TEMAZ가스와 O3가스를 처리실(202) 내에 공급하는 것에 의해 절연막인 ZrO막을 성막하는 절연막 형성 공정[도 16, 스텝(S104) 참조]을 수행한다. 절연막 형성 공정에서는 다음 4개의 스텝을 순차 실행한다.
(절연막 형성 공정) <스텝(S105)>
스텝(S105)(도 16, 도 17 참조, 제1 공정)에서는 우선 TEMAZ가스를 흘려보낸다. 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)를 열고 벤트 라인(232d)의 밸브(243d)를 닫음으로써, 기화기(271a), 미스트 필터(300) 및 가스 필터(272a)를 개재하여 가스 공급관(232a) 내에 TEMAZ가스를 흘려보낸다. 가스 공급관(232a) 내를 흐른 TEMAZ가스는 매스 플로우 컨트롤러(241a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 TEMAZ가스는 노즐(249a)의 가스 공급공(250a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되면서 가스 배기관(231)으로부터 배기된다. 이 때 동시에 밸브(243c)를 열고 불활성 가스 공급관(232c) 내에 N2가스 등의 불활성 가스를 흘려보낸다. 불활성 가스 공급관(232g) 내를 흐른 N2가스는 매스 플로우 컨트롤러(241c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 N2가스는 TEMAZ가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되면서 가스 배기관(231)으로부터 배기된다. TEMAZ가스를 처리실(201) 내에 공급함으로써 웨이퍼(200)와 반응하여 웨이퍼(200) 상에 지르코늄 함유층이 형성된다. 또한 스텝(S105)의 실행에 앞서 미스트 필터(300)의 히터(360)의 동작이 제어되어 미스트 필터 본체(350)의 온도가 원하는 온도로 유지된다.
이 때 APC 밸브(244)를 적절히 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 50∼400Pa 범위 내의 압력으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241a)로 제어하는 TEMAZ가스의 공급 유량은 예컨대 0.1∼0.5g/min의 범위 내의 유량으로 한다. TEMAZ가스를 웨이퍼(200)에 노출하는 시간 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은 예컨대 30∼240초간의 범위 내의 시간으로 한다. 이 때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 150∼250℃ 범위 내의 온도가 되는 정도의 온도로 설정한다.
<스텝(S106)>
스텝(S106)(도 16, 도 17 참조, 제2 공정)에서는 지르코늄 함유층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫고 밸브(243d)를 열어서 처리실(201) 내로의 TEMAZ가스의 공급을 정지하고 TEMAZ가스를 벤트 라인(232d)으로 흘려보낸다. 이 때 가스 배기관(231)의 APC 밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 지르코늄 함유층 형성에 기여한 후의 TEMAZ가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 또한 이 때 밸브(243c)는 연 상태로 하여 N2가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. 이에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 지르코늄 함유층 형성으로 기여한 후의 TEMAZ가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 향상시킨다. 불활성 가스로서는 N2가스 외에 Ar가스, He가스, Ne가스, Xe가스 등의 희(希)가스를 이용해도 좋다.
<스텝(S107)>
스텝(S107)(도 16, 도 17 참조, 제3 공정)에서는 처리실(201) 내의 잔류 가스를 제거한 후 가스 공급관(232b) 내에 O2가스를 흘려보낸다. 가스 공급관(232b) 내를 흐른 O2가스는 오조나이저(500)에 의해 O3가스가 된다. 가스 공급관(232b)의 밸브(243f) 및 밸브(243b)를 열고 벤트 라인(232g)의 밸브(243g)를 닫음으로써, 가스 공급관(232b) 내를 흐른 O3가스는 매스 플로우 컨트롤러(24lb)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249b)의 가스 공급공(250b)으로부터 처리실(201) 내에 공급되면서 가스 배기관(231)으로부터 배기된다. 이 때 동시에 밸브(243e)를 열어 불활성 가스 공급관(232e) 내에 N2가스를 흘려보낸다. N2가스는 O3가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되면서 가스 배기관(231)으로부터 배기된다. O3가스를 처리실(201) 내에 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 지르코늄 함유층과 O3가스가 반응하여 ZrO층이 형성된다.
O3가스를 흘려보낼 때는 APC 밸브(244)를 적절히 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 50∼400Pa 범위 내의 압력으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(24lb)로 제어하는 O3가스의 공급 유량은 예컨대 10∼20slm 범위 내의 유량으로 한다. O3가스에 웨이퍼(200)를 노출하는 시간 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은 예컨대 60∼300초간의 범위 내의 시간으로 한다. 이 때의 히터(207)의 온도는 스텝(105)과 같이 웨이퍼(200)의 온도가 150∼250℃ 범위 내의 온도가 되도록 설정한다.
<스텝(S108)>
스텝(S108)(도 16, 도 17 참조, 제4 공정)에서는 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)를 닫고 밸브(243g)를 열어 처리실(201) 내로의 O3가스의 공급을 정지하고 O3가스를 벤트 라인(232g)으로 흘려보낸다. 이 때 가스 배기관(231)의 APC 밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 산화에 기여한 후의 O3가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 또한 이 때 밸브(243e)는 연 상태로 하여 N2가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. 이에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 산화에 기여한 후의 O3가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높인다. 산소 함유 가스로서는 O3가스 이외에 O2가스 등을 이용해도 좋다.
전술한 스텝(S105∼S108)을 1사이클로 하고, 이 사이클을 적어도 1회 이상 수행하는[스텝(S109)] 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 지르코늄 및 산소를 포함하는 절연막 즉 ZrO막을 성막할 수 있다. 또한 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에 ZrO막의 적층막이 형성된다.
ZrO막을 형성한 후, 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)를 닫고 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)를 닫고 불활성 가스 공급관(232c)의 밸브(243c)를 열고 불활성 가스 공급관(232e)의 밸브(243e)를 열어 처리실(201) 내에 N2가스를 흘려보낸다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지되어 처리실(201) 내에 잔류하는 가스가 처리실(201) 내로부터 제거된다[퍼지, 스텝(S110)]. 그 후 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다[대기압 복귀, 스텝(S111)].
그 후 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어 매니폴드(209)의 하단이 개구되는 것과 함께 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 보지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 프로세스 튜브(203)의 외부에 반출[보트 언로드, 스텝(S112)]된다. 그 후 처리 완료된 웨이퍼(200)는 보트(217)로부터 꺼 내어진다[웨이퍼 디스차지, 스텝(S112)].
(실시예1)
전술한 실시 형태의 기판 처리로를 사용하여 ZrO막의 성막을 수행하였다. 또한 비교를 위해 미스트 필터(300)를 설치하지 않고 ZrO막의 성막을 수행하였다. 미스트 필터(300)를 설치하지 않은 구성에서는 기화 원료 TEMAZ을 0.45g, 공급 시간 300sec, 75cycle로 수행하였다. 성막에 있어서의 스텝 커버리지가 81%였다. 이에 대하여 미스트 필터(300)를 설치한 구성에서는 기화 유량을 증가할 수 있어 기화 원료 TEMAZ을 3g, 공급 시간 60sec, 75cycle로 성막을 수행하면 스텝 커버리지가 91%가 되어 스텝 커버리지 개선 효과에도 이어졌다. 또한 파티클도 억제할 수 있었다.
이상 구체적으로 설명한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 기화하기 어려운 액체 원료를 사용하는 경우나 기화 유량을 많이 필요로 하는 경우에 기화 불량을 억제할 수 있다. 그 결과 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 가스 필터 막힘을 억제할 수 있고, 메인티넌스를 줄이거나 필터 교환 주기를 연장시킬 수 있다.
(2) 파티클을 없애거나 억제한 성막을 실시할 수 있다.
(3) 패턴 웨이퍼에 있어서의 스텝 커버리지의 개선이 된다.
전술한 실시 형태에서는 ZrO막의 성막을 수행하였지만, 미스트 필터(300)를 이용하는 기술은 ZrO, HfO 등의 고유전율(high-k)막이나 기화기(특히 기화 불량을 일으키기 쉬운 가스 또는 대유량을 필요로 하는 막 종)을 사용하는 막 종 등 다른 막 종에도 적용 가능하다. 특히 미스트 필터(300)를 이용하는 기술은 증기압이 낮은 액체 원료를 이용하는 막 종에 바람직하게 적용 가능하다.
미스트 필터(300)를 이용하는 기술로서는 예컨대 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 이트륨(Y), 란탄(La), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 니켈(Ni) 등의 금속 원소를 하나 이상 포함하는 금속탄화막이나 금속질화막 또는 이들에 실리콘(Si)을 첨가한 실리사이드막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다. 그 때 Ti 함유 원료로서는 염화티타늄(TiCl4), 테트라키스디메틸아미노티타늄(TDMAT, Ti[N(CH3)2]4), 테트라키스디에틸아미노티타늄(TDEAT, Ti[N(CH2CH3)2]4) 등을 이용할 수 있고, Ta 함유 원료로서는 염화탄탈(TaCl4) 등을 이용할 수 있고, Co 함유 원료로서는 Co(AMD)[(tBu)NC(CH3)N (tBu)2Co] 등을 이용할 수 있고, W 함유 원료로서는 불화 텅스텐(WF6) 등을 이용할 수 있고, Mo 함유 원료로서는 염화 몰리브덴(MoCl3 또는 MoCl5) 등을 이용할 수 있고, Ru 함유 원료로서는 2, 4-디메틸펜타디에닐(에틸시클로펜타디에닐)루테늄[Ru(EtCp)(C7H11)] 등을 이용할 수 있고, Y 함유 원료로서는 트리스에틸시클로펜타디에닐이트륨[Y(C2H5C5H4)3] 등을 이용할 수 있고, La 함유 원료로서는 트리스이소프로필시클로펜타디에닐란탄[La(i-C3H7C5H4)3] 등을 이용할 수 있고, Zr 함유 원료로서는 테트라키스에틸메틸아미노지르코늄[Zr(N[CH3(C2H5)]4)] 등을 이용할 수 있고, Hf 함유 원료로서는 테트라키스에틸메틸아미노하프늄[Hf(N[CH3(C2H5)]4)] 등을 이용할 수 있고, Ni 함유 원료로서는 니켈아미디네이트(NiAMD), 시클로펜타디에닐알릴니켈(C5H5NiC3H5), 메틸시클로펜타디에닐알릴니켈[(CH3)C5H4NiC3H5], 에틸시클로펜타디에닐알릴니켈[(C2H5)C5H4NiC3H5], Ni(PF3)4 등을 이용할 수 있고, Si함유 원료로서는 테트라클로로실란(SiCl4), 헥사클로로디실란(Si2Cl6), 디클로로실란(SiH2Cl2), 트리스디메틸아미노실란(SiH[N(CH3)2]3), 비스타샬부틸아미노실란(H2Si[HNC(CH3]2) 등을 이용할 수 있다.
Ti를 포함하는 금속탄화막으로서는 TiCN이나 TiAlC 등을 이용할 수 있다. TiCN의 원료로서는 예컨대 TiCl4과 Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2과 NH3을 이용할 수 있다. 또한 TiAlC의 원료로서는 예컨대 TiCl4과 트리메틸알루미늄[TMA, (CH3)3Al]을 이용할 수 있다. 또한 TiAlC의 원료로서 TiCl4과 TMA와 프로필렌(C3H6)을 이용해도 좋다. 또한 Ti를 포함하는 금속질화막으로서는 TiAlN 등을 이용할 수 있다. TiAlN의 원료로서는 예컨대 TiCl4과 TMA와 NH3을 이용할 수 있다.
(본 발명의 바람직한 형태)
이하에 본 발명의 바람직한 형태에 대해서 부기한다.
(부기1)
처리실에 기판을 반입하는 공정; 원료를 기화기와, 다른 위치에 구멍을 구비하는 적어도 2종의 플레이트가 복수 매 조합되어 구성되는 미스트 필터에 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화하여 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정; 및 상기 처리실로부터 상기 기판을 반출하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
(부기2)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되고, 상기 기판을 처리하는 공정에서, 상기 기화기를 통과한 상기 원료를 상기 제1 플레이트에 구비된 상기 구멍과 상기 제2 플레이트에 구비된 상기 구멍에 교호적으로 통과시키는 것에 의해 기화시키는 부기1에 기재된 반도체 장치의 제조 방법.
(부기3)
상기 기판을 처리하는 공정에서는 상기 원료를 상기 기화기, 상기 미스트 필터, 가스 필터의 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 부기1 또는 2에 기재된 반도체 장치의 제조 방법.
(부기4)
처리실에 기판을 반입하는 공정; 원료를 기화기와, 다른 위치에 구멍을 포함하는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터에 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화하여 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정; 및 상기 처리실로부터 기판을 반출하는 공정;을 포함하는 기판 처리 방법.
(부기5)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되고, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 기화기를 통과한 원료를 상기 제1 플레이트의 구멍과 상기 제2 플레이트의 구멍에 교호적으로 통과시키는 것에 의해 기화시키는 부기4에 기재된 기판 처리 방법.
(부기6)
상기 기판을 처리하는 공정에서는 상기 원료를 상기 기화기, 상기 미스트 필터, 가스 필터의 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 부기4 또는 5에 기재된 기판 처리 방법.
(부기7)
처리실에 기판을 반입하는 순서; 원료를 기화기와, 다른 위치에 구멍을 포함하는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터에 순서대로 흘려보내 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서; 및 상기 처리실로부터 기판을 반출하는 순서를 제어부에 실행시키는 프로그램.
(부기8)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되고, 상기 기판을 처리하는 순서는 상기 기화기를 통과한 원료를 상기 제1 플레이트의 구멍과 상기 제2 플레이트의 구멍에 교호적으로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서인 부기7에 기재된 프로그램.
(부기9)
상기 기판을 처리하는 순서는 상기 원료를 상기 기화기, 상기 미스트 필터, 가스 필터의 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서인 부기7에 기재된 프로그램.
(부기10)
처리실에 기판을 반입하는 순서; 원료를 기화기와, 다른 위치에 구멍을 포함하는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터에 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서; 및 상기 처리실로부터 기판을 반출하는 순서;를 제어부에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
(부기11)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되고, 상기 기판을 처리하는 순서는 상기 기화기를 통과한 원료를 상기 제1 플레이트의 구멍과 상기 제2 플레이트의 구멍에 교호적으로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서인 부기 10에 기재된 기록 매체.
(부기12)
상기 기판을 처리하는 순서는 상기 원료를 상기 기화기, 상기 미스트 필터, 가스 필터의 순서대로 흘려보내는 것에 의해 기화시켜서 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서인 부기 10에 기재된 기록 매체.
(부기13)
기판을 수용하는 처리실; 상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계; 및 상기 처리실을 배기하는 배기계;를 구비하고, 상기 처리 가스 공급계는 원료가 공급되는 기화기; 및 상기 기화기의 하류에 배치된 미스트 필터;를 포함하고, 상기 미스트 필터는 다른 위치에 구멍을 포함하는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 기판 처리 장치.
(부기14)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되는 부기 13에 기재된 기판 처리 장치.
(부기15)
상기 처리 가스 공급계는 상기 미스트 필터의 하류에 배치된 가스 필터를 포함하는부기 13 또는 14에 기재된 기판 처리 장치.
(부기16)
상기 기화기, 상기 미스트 필터, 상기 가스 필터는 각각 분리되어 구성되는 부기 15에 기재된 기판 처리 장치.
(부기17)
상기 미스트 필터는 상기 적어도 2종의 플레이트를 가열하는 히터를 구비하는 부기 13 내지 16 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(부기18)
상기 적어도 2종의 플레이트는 금속으로 구성되는 부기 13 내지 17 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(부기19)
상기 적어도 2종의 플레이트는 상기 구멍을 제외하고 동일 혹은 거의 동일한 형상으로 구성되는 부기 13 내지 18에 기재된 기판 처리 장치.
(부기20)
상기 적어도 2종의 플레이트는 상기 구멍을 구비하는 플레이트부; 및 상기 플레이트부의 외주에 형성된 외주부;를 포함하고, 상기 외주부의 두께는 상기 플레이트부의 두께보다도 크게 설정되며, 상기 외주부끼리가 접하는 것에 의해 상기 적어도 2종의 플레이트의 상기 플레이트부 사이에 공간이 형성되는 부기 13 내지 19 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(부기21)
상기 외주부는 상기 플레이트부의 외주에 있어서 상기 플레이트부에 대하여 오프셋된 위치에 형성되는 부기 13 내지 20 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(부기22)
상기 적어도 2종의 플레이트 사이에는 소결 금속이 충전되는 부기 13 내지 21 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(부기23)
상기 처리 가스는 지르코늄 함유 원료인 부기 13 내지 22 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(부기24)
원료가 공급되는 기화기; 및 상기 기화기의 하류에 배치된 미스트 필터;를 포함하고, 상기 미스트 필터는 다른 위치에 구멍을 포함하는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 기화 시스템.
(부기25)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되는 부기 24에 기재된 기화 시스템.
(부기26)
상기 미스트 필터의 하류에 배치된 가스 필터를 더 포함하는 부기 24 또는 25에 기재된 기화 시스템.
(부기27)
상기 기화기, 상기 미스트 필터, 상기 가스 필터는 각각 분리하여 구성되는 부기 26에 기재된 기화 시스템.
(부기28)
상기 미스트 필터는 상기 적어도 2종의 플레이트를 가열하는 히터를 구비하는 부기 24 내지 27 중 어느 하나에 기재된 기화 시스템.
(부기29)
다른 위치에 구멍을 포함하는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터.
(부기30)
상기 미스트 필터는 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 구비된 제2 플레이트를 교호적으로 배치하여 구성되는 부기 29에 기재된 미스트 필터.
(부기31)
또한 상기 적어도 2종의 플레이트를 가열하는 히터를 구비하는 부기 29 내지 30 중 어느 하나에 기재된 미스트 필터.
이상 본 발명의 여러가지 전형적인 실시 형태를 설명해왔지만, 본 발명은 그것들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 따라서 본 발명의 범위는 다음 특허 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것이다.
121: 컨트롤러 150: 히터
200: 웨이퍼 201: 처리실
202: 처리로 203: 반응관
207: 히터 217: 보트
218: 석영 캡 219:씰 캡
231: 배기관 232a, 232b: 가스 공급관
232c, 232e: 불활성 가스 공급관 232d, 232g: 벤트 라인
241a, 24lb, 241c, 241e: 매스 플로우 컨트롤러
243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, 243g: 밸브
244: APC 밸브 245: 압력 센서
246: 진공 펌프 249a, 249b: 노즐
263: 온도 센서 271a: 기화기
272a: 가스 필터 300: 미스트 필터
310, 340: 단부 플레이트 314, 324, 334: 소결 금속
320, 330: 플레이트 322, 332: 구멍
313, 323, 333, 343: 공간 328, 338: 평판 형상의 플레이트
329, 339: 외주부 350: 미스트 필터 본체
360: 히터 370: 가스 경로
500: 오조나이저
200: 웨이퍼 201: 처리실
202: 처리로 203: 반응관
207: 히터 217: 보트
218: 석영 캡 219:씰 캡
231: 배기관 232a, 232b: 가스 공급관
232c, 232e: 불활성 가스 공급관 232d, 232g: 벤트 라인
241a, 24lb, 241c, 241e: 매스 플로우 컨트롤러
243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, 243g: 밸브
244: APC 밸브 245: 압력 센서
246: 진공 펌프 249a, 249b: 노즐
263: 온도 센서 271a: 기화기
272a: 가스 필터 300: 미스트 필터
310, 340: 단부 플레이트 314, 324, 334: 소결 금속
320, 330: 플레이트 322, 332: 구멍
313, 323, 333, 343: 공간 328, 338: 평판 형상의 플레이트
329, 339: 외주부 350: 미스트 필터 본체
360: 히터 370: 가스 경로
500: 오조나이저
Claims (10)
- 기판을 수용하는 처리실;
상기 처리실에 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계; 및
상기 처리실을 배기하는 배기계;
를 구비하고,
상기 원료 가스 공급계는,
원료가 공급되고, 상기 원료를 기화하여 상기 원료 가스로 만드는 기화기; 및
상기 기화기의 하류에 배치되고, 상기 원료 가스를 기화 보조하는 미스트 필터;를 포함하고,
상기 미스트 필터는, 다른 위치에 구멍을 가지는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 기판 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 미스트 필터는, 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 설치된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 설치된 제2 플레이트;를 교호적으로 배치한 구조인 기판 처리 장치. - 제2항에 있어서, 상기 미스트 필터는, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 설치된 상기 구멍에 소결(燒結) 금속이 충전된 구조인 기판 처리 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원료 가스 공급계는,
상기 미스트 필터의 하류에 배치된 가스 필터를 포함하는 기판 처리 장치. - 제4항에 있어서, 상기 기화기, 상기 미스트 필터, 상기 가스 필터는, 각각 분리하여 구성되는 기판 처리 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미스트 필터는, 상기 적어도 2종의 플레이트를 가열하는 히터를 구비하는 기판 처리 장치.
- 원료가 공급되는 기화기; 및
상기 기화기의 하류에 배치되고, 원료 가스를 기화 보조하는 미스트 필터;
를 포함하고,
상기 미스트 필터는, 다른 위치에 구멍을 가지는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 기화 시스템. - 제7항에 있어서, 상기 미스트 필터는, 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 설치된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 복수 설치된 제2 플레이트;를 교호적으로 배치한 구조인 기화 시스템.
- 처리실에 기판을 반입하는 공정;
기화기 및 다른 위치에 구멍을 가지는 적어도 2종의 플레이트를 복수 매 조합하여 구성되는 미스트 필터에, 원료를 순서대로 흘리는 것에 의해 기화시켜서 원료 가스로 만들고, 상기 원료 가스를 상기 처리실에 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정; 및
상기 처리실로부터 기판을 반출하는 공정;
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제9항에 있어서, 상기 미스트 필터는, 외주 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 설치된 제1 플레이트; 및 중심 부근에 상기 구멍이 적어도 하나 설치된 제2 플레이트;를 교호적으로 배치한 구성이고,
상기 기판을 처리하는 공정에 있어서, 상기 기화기를 통과한 상기 원료 가스를 상기 제1 플레이트에 설치된 상기 구멍과 상기 제2 플레이트에 설치된 상기 구멍에 교호적으로 통과시키는 것에 의해 기화 보조하는 반도체 장치의 제조 방법.
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