KR20150023330A - 기판 적재대 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20150023330A
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KR1020147033705A
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마사야 오다기리
진 후지하라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

제1 온도로 온도 제어되는 주연 부재(101)와, 주연 부재(101)와 비접촉 상태로 되어 제2 온도로 온도 제어되는 중앙 부재(102)와, 웨이퍼(W)의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재(103)와, 웨이퍼(W)의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재(104)를 구비하고, 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)는, 처리 분포에 대응하도록, 각각 주연 부재(101) 및 중앙 부재(102)와는 다른 형상을 갖고, 주연 적재 부재(103)의 중앙 부재(102)측으로 밀려나온 부분은 중앙 부재(102)와의 사이에 간극이 형성되어 단열되고, 중앙 적재 부재(104)의 주연 부재(101)측으로 밀려나온 부분(104a)은, 주연 부재(101)와의 사이에 간극(152)이 형성되어 단열된다.

Description

기판 적재대 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PLACING TABLE AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판에 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 사용되는 기판 적재대 및 그러한 기판 적재대를 사용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라 기재함)에 성막 처리나 에칭 처리 등의 각종 처리를 반복해서 행하여 원하는 디바이스를 제조한다.
종래, 이러한 기판 처리에서는, 처리의 균일성을 확보하기 위해서, 기판을 적재하는 기판 적재대의 내부에 동심원 형상으로 2개의 냉매 유로를 설치하고, 외측의 유로에 흘리는 냉매와 내측의 유로에 흘리는 냉매의 온도를 상이하게 하여, 기판 주연부와 기판 중앙부의 온도를 별개로 제어하여, 처리 분포를 보정함으로써 처리의 균일화를 도모하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1).
그러나, 이러한 기술에서는, 서로 다른 온도의 온도 조절 매체(냉매)를 흘리는 2 계통의 온도 조절 매체 유로가 1개의 기판 적재대의 내부에서 인접하고 있기 때문에, 이들 2 계통의 온도 조절 매체 유로를 흐르는 온도 조절 매체의 온도가 서로 영향을 미쳐, 기판의 중앙부와 주연부에서 온도의 독립 제어성이 충분하다고는 할 수 없다. 이 때문에, 기판 적재대에 적재한 기판의 중앙부 및 주연부의 정밀한 온도 제어가 곤란하여, 처리 분포를 충분히 보정할 수 없다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 기판의 주연부를 적재하여 온도 제어를 행하는 주연 적재 부재와, 기판의 중앙부를 적재하여 온도 제어를 행하는 중앙 적재 부재를 갖고, 이들 사이에 간극을 형성하여 서로 비접촉으로 한 기판 적재대가 제안되어 있다(특허문헌 2).
일본 특허 공개 평09-017770호 공보 일본 특허 공개 제2012-015285호 공보
그런데, 상기 특허문헌 2의 기술에서는, 전형적인 실시 형태로서, 주연 적재부와 중앙 적재부를 동심원 형상으로 설치하고 있지만, 처리 분포가 동심원 형상이 아닌 경우, 예를 들어 타원 형상의 분포나 편심된 분포인 경우에는, 처리 분포가 균일해지도록 조정하는 것이 곤란하다.
이러한 경우, 주연 적재부와 중앙 적재부를 처리 분포에 맞춰서 설계하는 것을 생각할 수 있지만, 그 경우에는, 다른 프로세스에 적합시키는 것이 곤란하다. 프로세스마다 전용의 적재대를 준비하는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우에는 비용이 방대해진다.
따라서, 본 발명의 목적은, 처리에 따라서 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있는 기판 적재대 및 그러한 기판 적재대를 사용한 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 복수의 처리에 대하여 처리마다 최적의 온도 분포 제어를 저비용으로 실현할 수 있는 기판 적재대 및 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
즉, 본 발명의 제1 관점에 의하면, 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서 피처리 기판을 적재하는 기판 적재대로서, 피처리 기판의 주연부에 대응하여 설치되고, 제1 온도로 온도 제어되는 주연 부재와, 피처리 기판의 중앙부에 대응하여 설치되고, 상기 주연 부재와 단열됨과 함께, 상기 제1 온도와는 다른 제2 온도로 온도 제어되는 중앙 부재와, 상기 주연 부재의 위에 상기 주연 부재에 접촉하도록 설치되고, 피처리 기판의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재와, 상기 중앙 부재의 위에 상기 중앙 부재에 접촉하고 또한 상기 주연 적재 부재와의 사이가 단열되도록 설치되고, 피처리 기판의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재를 구비하고, 상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재는, 처리 분포에 대응하도록, 각각 상기 주연 부재 및 상기 중앙 부재와는 다른 형상을 갖고 있으며, 상기 주연 적재 부재에서는, 상기 주연 부재에 대응하는 부분이 상기 주연 부재에 접촉하고, 상기 중앙 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 중앙 부재와 단열되도록 설치되고, 상기 중앙 적재 부재에서는, 상기 중앙 부재에 대응하는 부분이 상기 중앙 부재에 접촉하고, 상기 주연 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 주연 부재와 단열되도록 설치되는, 기판 적재대가 제공된다.
상기 제1 관점에 있어서, 상기 중앙 부재는, 상기 주연 부재와의 사이에 간극이 형성되어 비접촉 상태로 되어서 상기 주연 부재와 단열되고, 상기 중앙 적재 부재는, 상기 주연 적재 부재와의 사이에 간극이 형성되어 비접촉 상태로 되도록 설치되어 상기 주연 적재 부재와의 사이가 단열되고, 상기 주연 적재 부재의 상기 중앙 부재 측으로 밀려나온 부분은, 상기 중앙 부재와의 사이에 간극이 형성되어 단열되고, 상기 중앙 적재 부재의 상기 주연 부재 측에 밀려나온 부분은, 상기 주연 부재와의 사이에 간극이 형성되어 단열되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제1 관점에 있어서, 상기 주연 부재는, 피처리 기판의 주연부에 대응하는 원환 형상을 이루는 주연부를 갖고, 상기 중앙 부재는, 피처리 기판의 중앙부에 대응하는 원판 형상을 이루는 중앙부를 갖고, 상기 주연 적재 부재는, 상기 주연 부재의 상기 주연부의 위에 설치되는 주연 적재부를 갖고, 상기 중앙 적재 부재는, 상기 중앙 부재의 상기 중앙부의 위에 설치되는 중앙 적재부를 갖도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 기판 적재대에는 적어도 2매의 피처리 기판이 적재되고, 상기 주연 부재는, 각 피처리 기판의 주연부에 대응하는 적어도 2개의 주연부와, 상기 주연부를 결합하는 주연부 결합부를 갖고, 상기 중앙 부재는, 각 피처리 기판의 중앙부에 대응하는 적어도 2개의 중앙부와, 상기 중앙부를 결합하는 중앙부 결합부를 갖고, 상기 주연 적재 부재는, 상기 주연부의 위에 설치되는 적어도 2개의 주연 적재부를 갖고, 상기 중앙 적재 부재는, 상기 중앙부의 위에 설치되는 적어도 2개의 중앙 적재부를 갖는 구성으로 할 수 있다. 이 경우에, 상기 적어도 2개의 주연부는 원환 형상을 이루고, 상기 적어도 2개의 중앙부는 원판 형상을 이루도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제1 관점에 있어서, 상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재의 조를, 복수의 처리에 대응하여 복수 준비하고, 실시하고자 하는 처리에 적합한 상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재의 조를 선택하여 장착하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 관점에 있어서, 상기 주연 부재 및 상기 중앙 부재는, 이들의 내부에 설치된 온도 조절 매체 유로를 갖고, 이들 온도 조절 매체 유로에 각각 별개로 온도 조절 매체를 공급하여 순환시키는 온도 조절 매체 순환 기구를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 중앙 적재 부재의 표면에는, 피처리 기판을 지지하는 돌기부를 형성해도 된다.
본 발명의 제2 관점에 의하면, 진공 분위기 하에서 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치로서, 피처리 기판이 수용되는 챔버와, 상기 챔버 내를 진공 배기하는 배기 기구와, 상기 챔버 내에 처리 가스를 도입하는 처리 가스 도입 기구와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 적재하는 기판 적재대를 구비하고, 상기 기판 적재대는, 피처리 기판의 주연부에 대응하여 설치되고, 제1 온도로 온도 제어되는 주연 부재와, 피처리 기판의 중앙부에 대응하여 설치되고, 상기 주연 부재와 단열됨과 함께, 상기 제1 온도와는 다른 제2 온도로 온도 제어되는 중앙 부재와, 상기 주연 부재의 위에 상기 주연 부재에 접촉하도록 설치되고, 피처리 기판의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재와, 상기 중앙 부재의 위에 상기 중앙 부재에 접촉하고 또한 상기 주연 적재 부재와의 사이가 단열되도록 설치되고, 피처리 기판의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재를 구비하고, 상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재는, 처리 분포에 대응하도록, 각각 상기 주연 부재 및 상기 중앙 부재와는 다른 형상을 갖고 있으며, 상기 주연 적재 부재에서는, 상기 주연 부재에 대응하는 부분이 상기 주연 부재에 접촉하고, 상기 중앙 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 중앙 부재와 단열되도록 설치되고, 상기 중앙 적재 부재에서는, 상기 중앙 부재에 대응하는 부분이 상기 중앙 부재에 접촉하고, 상기 주연 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 주연 부재와 단열되도록 설치되는, 기판 처리 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치인 COR 처리를 행하는 COR 처리 장치를 구비한 처리 시스템을 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 처리 시스템에 탑재된 PHT 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 처리 시스템에 탑재된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치인 COR 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 COR 처리 장치에 설치된 기판 적재대를 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 COR 처리 장치에 설치된 기판 적재대를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 3의 COR 처리 장치에 설치된 기판 적재대를 도시하는, 도 5의 AA선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치인 COR 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7의 COR 처리 장치에 설치된 기판 적재대를 도시하는 분해 사시도이다.
도 9는 도 7의 COR 처리 장치에 설치된 기판 적재대를 도시하는 평면도이다.
도 10은 도 7의 COR 처리 장치에 설치된 기판 적재대를 도시하는, 도 9의 BB선에 따른 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치인 화학적 산화물 제거(Chemical Oxide Removal; COR) 처리를 행하는 COR 처리 장치를 구비한 처리 시스템을 도시하는 개략 구성도이다. 이 처리 시스템(1)은, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라 기재함)(W)를 반출입하는 반출입부(2)와, 반출입부(2)에 인접하여 설치된 2개의 로드 로크실(L/L)(3)과, 각 로드 로크실(3)에 각각 인접하여 설치된, 웨이퍼(W)에 대하여 PHT(Post Heat Treatment) 처리를 행하는 PHT 처리 장치(4)와, 각 PHT 처리 장치(4)에 각각 인접하여 설치된, 웨이퍼(W)에 대하여 COR 처리를 행하는 COR 처리 장치(5)를 구비하고 있다. 로드 로크실(3), PHT 처리 장치(4) 및 COR 처리 장치(5)는, 이 순서대로 일직선상에 나란히 설치되어 있다. PHT 처리 장치(4) 및 COR 처리 장치(5)는, 웨이퍼(W)를 2매씩 처리하도록 되어 있다.
반출입부(2)는, 웨이퍼(W)를 반송하는 제1 웨이퍼 반송 기구(11)가 내부에 설치된 반송실(L/M)(12)을 갖고 있다. 제1 웨이퍼 반송 기구(11)는, 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 보유 지지하는 2개의 반송 아암(11a, 11b)을 갖고 있다. 반송실(12)의 길이 방향의 측부에는, 적재대(13)가 설치되어 있고, 이 적재대(13)에는, 웨이퍼(W)를 복수매 나란히 수용 가능한 캐리어(C)가, 예를 들어 3개 접속할 수 있도록 되어 있다. 또한, 반송실(12)에 인접하여, 웨이퍼(W)를 회전시켜서 편심량을 광학적으로 구하여 위치 정렬을 행하는 오리엔터(14)가 설치되어 있다.
반출입부(2)에 있어서, 웨이퍼(W)는, 반송 아암(11a, 11b)에 의해 보유 지지되어, 제1 웨이퍼 반송 기구(11)의 구동에 의해 대략 수평면 내에서 직진 이동되고, 또한 승강됨으로써, 원하는 위치로 반송된다. 그리고, 적재대(13) 위의 캐리어(C), 오리엔터(14), 로드 로크실(3)에 대하여 각각 반송 아암(11a, 11b)이 진퇴함으로써, 반출입되도록 되어 있다.
각 로드 로크실(3)은, 반송실(12)과의 사이에 각각 게이트 밸브(16)가 개재된 상태에서, 반송실(12)에 각각 연결되어 있다. 각 로드 로크실(3) 내에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 제2 웨이퍼 반송 기구(17)가 설치되어 있다. 또한, 로드 로크실(3)은, 소정의 진공도까지 진공화 가능하게 구성되어 있다.
제2 웨이퍼 반송 기구(17)는, 다관절 아암 구조를 갖고 있으며, 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 보유 지지하는 피크를 갖고 있다. 이 제2 웨이퍼 반송 기구(17)에서는, 다관절 아암을 수축시킨 상태에서 피크가 로드 로크실(3) 내에 위치하고, 다관절 아암을 신장시킴으로써, 피크가 PHT 처리 장치(4)에 도달하고, 더 신장시킴으로써 COR 처리 장치(5)에 도달하는 것이 가능하게 되어 있어, 웨이퍼(W)를 로드 로크실(3), PHT 처리 장치(4) 및 COR 처리 장치(5) 사이에서 반송하는 것이 가능하게 되어 있다.
PHT 처리 장치(4)는, 도 2에 도시하는 단면도와 같이 구성되어 있다. 즉, PHT 처리 장치(4)는, 진공화 가능한 챔버(20)와, 그 안에서 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 2매, 수평 상태로 적재하는 기판 적재대(23)를 갖고, 기판 적재대(23)에는 히터(24)가 매설되어 있고, 이 히터(24)에 의해 COR 처리가 실시된 후의 웨이퍼(W)를 가열하여 COR 처리에 의해 생성된 후술하는 반응 생성물을 기화(승화)시키는 PHT 처리를 행한다. 챔버(20)의 로드 로크실(3)측에는, 로드 로크실(3)과의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 반출입구(20a)가 형성되어 있고, 이 반출입구(20a)는, 게이트 밸브(22)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 또한, 챔버(20)의 COR 처리 장치(5)측에는 COR 처리 장치(5)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반출입구(20b)가 형성되어 있고, 이 반출입구(20b)는, 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 또한, 챔버(20)에 예를 들어 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스를 공급하는 가스 공급로(25)를 구비한 가스 공급 기구(26) 및 챔버(20) 내를 배기하는 배기 배관(27)을 구비한 배기 기구(28)가 구비되어 있다. 가스 공급로(25)는, 질소 가스 공급원(30)에 접속되어 있다. 그리고, 가스 공급로(25)에는, 유로의 개폐 동작 및 질소 가스의 공급 유량의 조절이 가능한 유량 조정 밸브(31)가 설치되어 있다. 배기 기구(28)의 배기 배관(27)에는, 개폐 밸브(32) 및 진공 펌프(33)가 설치되어 있다. 또한, 도 2에서는, 편의상, 웨이퍼(W)의 반송 방향을 따라서 2매의 웨이퍼(W)가 기판 적재대(23)에 적재되도록 기재되고 있지만, 실제로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 반송 방향에 직교하는 방향을 따라서 배치된다.
COR 처리 장치(5)는, 도 3에 도시하는 단면도와 같이 구성되어 있다. 즉, COR 처리 장치(5)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 밀폐 구조의 챔버(40)를 구비하고 있고, 챔버(40)의 내부에는, 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 2매, 수평 상태로 적재하는 기판 적재대(42)가 설치되어 있다. 또한, COR 처리 장치(5)는, 챔버(40)에 HF 가스 및 NH3 가스 등을 공급하는 가스 공급 기구(43), 챔버(40) 내를 배기하는 배기 기구(44)를 갖고 있다.
챔버(40)는, 챔버 본체(51)와 덮개부(52)에 의해 구성되어 있다. 챔버 본체(51)는, 대략 원통 형상의 측벽부(51a)와 저부(51b)를 갖고, 상부는 개구로 되어 있어, 이 개구가 덮개부(52)에 의해 덮여 진다. 측벽부(51a)와 덮개부(52)는, 시일 부재(도시하지 않음)에 의해 밀봉되어, 챔버(40) 내의 기밀성이 확보된다. 덮개부(52)의 천장벽의 상방으로부터 챔버(40) 내에 제1 가스 도입 노즐(61) 및 제2 가스 도입 노즐(62)이 삽입되어 있다.
측벽부(51a)에는, PHT 처리 장치(4)의 챔버(20)에 대하여 웨이퍼(W)를 반출입하는 반출입구(53)가 형성되어 있고, 이 반출입구(53)는, 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
가스 공급 기구(43)는, 상술한 제1 가스 도입 노즐(61) 및 제2 가스 도입 노즐(62)에 각각 접속된 제1 가스 공급 배관(71) 및 제2 가스 공급 배관(72)을 갖고 있으며, 또한 이들 제1 가스 공급 배관(71) 및 제2 가스 공급 배관(72)에 각각 접속된 HF 가스 공급원(73) 및 NH3 가스 공급원(74)을 갖고 있다. 또한, 제1 가스 공급 배관(71)에는 제3 가스 공급 배관(75)이 접속되고, 제2 가스 공급 배관(72)에는 제4 가스 공급 배관(76)이 접속되어 있으며, 이들 제3 가스 공급 배관(75) 및 제4 가스 공급 배관(76)에는, 각각 Ar 가스 공급원(77) 및 N2 가스 공급원(78)이 접속되어 있다. 제1 내지 제4 가스 공급 배관(71, 72, 75, 76)에는, 유로의 개폐 동작 및 유량 제어를 행하는 유량 제어기(79)가 설치되어 있다. 유량 제어기(79)는, 예를 들어 개폐 밸브 및 매스 플로우 컨트롤러에 의해 구성되어 있다.
그리고, HF 가스 및 Ar 가스는, 제1 가스 공급 배관(71) 및 제1 가스 도입 노즐(61)을 거쳐서 챔버(40) 내에 토출되고, NH3 가스 및 N2 가스는, 제2 가스 공급 배관(72) 및 제2 가스 도입 노즐(62)을 거쳐서 챔버(40) 내에 토출된다. 또한, 샤워 플레이트를 사용하여 가스를 샤워 형태로 토출해도 된다.
상기 가스 중 HF 가스와 NH3 가스는 반응 가스이며, 이들은 챔버(40) 내에서 비로소 혼합되도록 되어 있다. Ar 가스 및 N2 가스는 희석 가스이다. 그리고, 챔버(40) 내에, 반응 가스인 HF 가스 및 NH3 가스와, 희석 가스인 Ar 가스 및 N2 가스를 소정 유량으로 도입하여 챔버(40) 내를 소정 압력으로 유지하면서, HF 가스 및 NH3 가스와 웨이퍼(W) 표면에 형성된 산화막(SiO2)을 반응시켜, 반응 생성물로서 플루오로규산암모늄(AFS)을 생성시킨다.
희석 가스로서는, Ar 가스만 또는 N2 가스만이어도 되고, 또한, 다른 불활성 가스를 사용하거나, Ar 가스, N2 가스 및 다른 불활성 가스의 2종 이상을 사용해도 된다.
배기 기구(44)는, 챔버(40)의 저부(51b)에 형성된 배기구(81)에 연결되는 배기 배관(82)을 갖고 있으며, 또한, 배기 배관(82)에 설치된, 챔버(40) 내의 압력을 제어하기 위한 자동 압력 제어 밸브(APC)(83) 및 챔버(40) 내를 배기하기 위한 진공 펌프(84)를 갖고 있다.
챔버(40)의 측벽으로부터 챔버(40) 내에, 챔버(40) 내의 압력을 계측하기 위한 압력계로서의 2개의 캐패시턴스 마노미터(86a, 86b)가 설치되어 있다. 캐패시턴스 마노미터(86a)는 고압력용, 캐패시턴스 마노미터(86b)는 저압력용으로 되어 있다.
기판 적재대(42)는, 기판인 웨이퍼(W)를 2매 적재하는 것으로, 지지대(42a)에 의해 지지되어 있다. 기판 적재대(42)는, 도 4의 분해 사시도에도 도시하는 바와 같이, 2매의 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 주연 부재(101)와, 2매의 웨이퍼(W)의 중앙부에 대응하는 중앙 부재(102)와, 주연 부재(101)의 위에 설치되고, 2매의 웨이퍼(W)의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재(103)와, 중앙 부재(102)의 위에 설치되고, 2매의 웨이퍼(W)의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재(104)를 갖고 있으며, 이들 주연 부재(101), 중앙 부재(102), 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)가 중첩된 상태로 되어 있다.
주연 부재(101)는, 각 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 원환 형상을 이루는 2개의 주연부(111)와, 2개의 주연부(111)를 수평하게 나란히 배치한 상태에서 결합하는 주연부 결합부(112)로 구성된다. 또한, 중앙 부재(102)는, 각 웨이퍼(W)의 중앙부에 대응하는 원판 형상을 이루는 2개의 중앙부(121)와, 2개의 중앙부(121)를 수평하게 나란히 배치한 상태에서 결합하는 중앙부 결합부(122)로 구성된다. 2개의 주연부(111)와 2개의 중앙부(121)는 대응하고 있으며, 주연 부재(101)와 중앙 부재(102)를 중첩했을 때에, 원환 형상을 이루는 주연부(111)의 내부에 간극(113)을 둔 상태에서 원판 형상의 중앙부(121)가 삽입되도록 되어 있다.
중앙부 결합부(122)는, 지지대(42a)에 직접 지지되도록 되어 있다. 중앙부 결합부(122)에는, 구멍부(123)(도 4 참조)가 형성되어 있고, 지지대(42a)의 상면에는 구멍부(123)에 대응하는 볼록부(124)(도 3 참조)가 형성되어 있고, 구멍부(123)에 볼록부(124)가 삽입 관통되도록, 중앙 부재(102)를 지지대(42a)에 지지시킴으로써 중앙 부재(102)가 위치 결정된다.
중앙부 결합부(122)의 상면에는 스페이서 핀(125)이 설치되어 있어, 주연 부재(101)를 중앙 부재(102)에 중첩했을 때에, 중앙 부재(102)의 중앙부 결합부(122)와 주연 부재(101)의 사이에 간극(126)이 형성되도록 되어 있다.
이와 같이 간극(113 및 126)이 형성되어 있음으로써, 주연 부재(101)와 중앙 부재(102)는 비접촉 상태로 되고, 챔버(40) 내가 진공 배기됨으로써, 이들 사이가 진공 단열된다.
주연 부재(101)의 내부에는 온도 조절 매체 유로(117)가 설치되고, 중앙 부재(102)의 내부에는 온도 조절 매체 유로(127)가 설치되어 있다. 온도 조절 매체 유로(117 및 127)에는, 각각, 예를 들어 냉각수 등의 온도 조절 매체(냉각 매체)가 순환하는 온도 조절 매체 배관(118 및 128)이 접속되어 있고, 이들 온도 조절 매체 배관(118 및 128)에는, 각각 상이한 온도로 온도 조절된 온도 조절 매체를 순환시키는 온도 조절 매체 순환 기구(119 및 129)가 설치되어 있다. 따라서, 온도 조절 매체 순환 기구(119)에 의해 온도 조절 매체 배관(118)을 거쳐서 온도 조절 매체 유로(117)에 온도 조절 매체가 흐름으로써, 주연 부재(101)의 온도가 제1 온도로 제어되고, 한편, 온도 조절 매체 순환 기구(129)에 의해 온도 조절 매체 배관(128)을 거쳐서 온도 조절 매체 유로(127)에 온도 조절 매체가 흐름으로써, 중앙 부재(102)의 온도가 주연 부재(101)와는 다른 제2 온도로 제어된다.
주연 적재 부재(103)는, 각 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 환 형상을 이루는 2개의 주연 적재부(131)가 연결되어 구성되어 있고, 주연 부재(101)에 대하여 예를 들어 착탈 가능하게 설치되도록 되어 있다. 주연 적재부(131)는, 외측 테두리를 이루는 가이드부(131a)와, 가이드부(131a)의 내측의 적재 부분(131b)을 갖고 있다. 가이드부(131a)는 상하로 돌출되어 형성되고, 그 상부에 의해 웨이퍼(W)를 가이드하도록 되어 있다. 또한, 주연부(111)의 외측 테두리에는, 단차부(111a)가 형성되어 있고, 그 단차부(111a)에 가이드부(131a)의 하부가 끼워 넣어져 위치 결정되도록 되어 있다. 적재 부분(131b)에는 웨이퍼(W)의 주연부가 적재된다.
중앙 적재 부재(104)는, 각 웨이퍼(W)의 중앙부에 대응하는 2개의 중앙 적재부(141)를 갖고 있다. 중앙 적재부(141)는, 중앙부(121)와 소정의 위치 관계로써 중앙부(121)에, 예를 들어 착탈 가능하게 설치되도록 되어 있다.
주연 적재부(131) 및 중앙 적재부(141)는, 처리 분포에 대응하도록, 주연부(111) 및 중앙부(121)와는 다른 형상을 갖고 있다. 예를 들어, 도 5의 평면도에 도시한 바와 같이 중앙 적재부(141)는 타원 형상을 이루고, 주연 적재부(131)는 중앙 적재부(141)와 대응한 환 형상을 이루고 있어, 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)가 장착되었을 때에, 주연 적재부(131)와 중앙 적재부(141)의 사이에는 간극(151)이 형성되어 비접촉 상태로 되어 있다. 또한, 주연 적재부(131)와 중앙 적재부(141)는 이러한 형상에 한하지 않고, 처리 분포에 따라서 다양한 형상을 취할 수 있다.
각 중앙 적재부(141)의 표면에는, 3개의 돌기부(142)가 형성되어 있고, 그 위에 웨이퍼(W)가 적재되도록 되어 있다.
중앙 적재부(141)의 형상이 중앙부(121)와는 상이한 결과, 중앙 적재부(141)에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 중앙부(121)로부터 주연부(111)측으로 밀려나온 돌출부(141a)가 존재하는데, 돌출부(141a)와 주연부(111)의 사이에는 간극(152)이 형성되어, 챔버(40)가 진공 배기되었을 때에 진공 단열되도록 되어 있다. 도시는 하지 않지만, 반대로, 주연 적재부(131)에도 중앙부(121)측으로 밀려나온 돌출부가 존재하는데, 이 돌출부와 중앙부(121)의 사이에도 간극이 형성되어, 진공 단열되도록 되어 있다. 한편, 주연 적재부(131)(주연 적재 부재(103))의 주연부(111)(주연 부재(101))에 대응하는 부분은, 주연부(111)(주연 부재(101))에 접촉하고 있고, 중앙 적재부(141)(중앙 적재 부재(104))의 중앙부(121)(중앙 부재(102))에 대응하는 부분은, 중앙부(121)(중앙 부재(102))에 접촉하고 있다.
그 결과, 중앙 적재부(141)의 표면은, 돌출부(141a)를 비롯하여, 온도 조절 매체에 의해 제2 온도로 온도 조절되어 있는 중앙 부재(102)로부터의 열 전달에 의해, 중앙 부재(102)의 제2 온도와 거의 동일한 온도로 온도 조절되고, 한편, 주연 적재부(131)의 표면은, 돌출부(도시하지 않음)를 비롯하여, 온도 조절 매체에 의해 제1 온도로 온도 조절되어 있는 주연 부재(101)로부터의 열 전달에 의해, 주연 부재(101)의 제1 온도와 거의 동일한 온도로 온도 조절된다.
피처리 기판인 웨이퍼(W)는, 상술한 바와 같이 돌기부(142)에 의해 지지되고, 웨이퍼(W)와 주연 적재부(131) 및 중앙 적재부(141)의 표면과의 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있다. 이와 같이, 미소한 간극을 갖고 웨이퍼(W)가 적재되어 있으므로, 웨이퍼(W)에는, 챔버(40) 내에 도입된 가스를 통해 주연 적재부(131) 및 중앙 적재부(141)의 열이 전달되어, 웨이퍼(W)의 주연 적재부(131)에 대응하는 부분은 거의 제1 온도로 온도 조절됨과 함께, 중앙 적재부(141)에 대응하는 부분은 거의 제2 온도로 온도 조절된다.
또한, 도시는 하고 있지 않지만, 중앙 부재(102)의 각 중앙부(121) 및 중앙 적재 부재(104)의 각 중앙 적재부(141)에는, 삽입 관통 구멍이 3개씩 형성되어 있고, 이들 삽입 관통 구멍 속에, 중앙 적재부(141)의 표면에 대하여 돌몰 가능하게 웨이퍼(W)를 지지하여 승강하는 승강 핀이 설치되어 있다. 승강 핀은 도시하지 않은 실린더에 의해 승강되도록 되어 있으며, 웨이퍼(W)의 전달 시에는 상승되어서, 그 선단이 중앙 적재부(141)의 표면보다 상방에 위치한다. 또한, 도 3에서는, 편의상, 웨이퍼(W)의 반송 방향을 따라서 2매의 웨이퍼(W)가 기판 적재대(42)에 적재되도록 기재되어 있지만, 실제로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 반송 방향에 직교하는 방향을 따라서 배치된다.
기판 적재대(42)의 각 부재는, 열전도성이 양호한 금속, 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있다. 이에 의해, 효율적으로 온도 조절 매체의 열을 전달할 수 있으며, 기판인 웨이퍼(W)의 온도 조절을 고정밀도로 행할 수 있다.
또한, COR 처리 장치(5)를 구성하는 챔버(40) 등의 다른 각종 구성 부품의 재질도 알루미늄을 사용할 수 있다. 챔버(40) 등을 구성하는 알루미늄재는 순수한 것이어도 되고, 표면에 양극 산화 처리를 실시한 것이어도 된다. 또한, 기판 적재대(42)를 구성하는 알루미늄재의 표면은 내마모성이 요구되므로, 양극 산화 처리를 행하여 표면에 내마모성이 높은 산화 피막(Al2O3)을 형성해도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 처리 시스템(1)은 제어부(90)를 갖고 있다. 제어부(90)는, 처리 시스템(1)의 각 구성부를 제어하는 마이크로프로세서(컴퓨터)를 구비한 프로세스 컨트롤러(91)를 갖고 있다. 프로세스 컨트롤러(91)에는, 오퍼레이터가 처리 시스템(1)을 관리하기 위하여 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 입력 수단이나, 처리 시스템(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 갖는 유저 인터페이스(92)가 접속되어 있다. 디스플레이로서는 터치 패널의 조작에 의해 커맨드의 입력을 행할 수 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 프로세스 컨트롤러(91)에는, 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리, 예를 들어 COR 처리 장치(5)에서의 처리 가스의 공급이나 챔버(40) 내의 배기, 온도 조절, 기판 적재대(42)의 온도 조절 등을 컨트롤러의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나 처리 조건에 따라서 처리 시스템(1)의 각 구성부에 소정의 처리를 실행시키기 위한 제어 프로그램인 처리 레시피나, 각종 데이터베이스 등이 저장된 기억부(93)가 접속되어 있다. 레시피는, 기억부(93) 중의 적당한 기억 매체(도시하지 않음)에 기억되어 있다. 그리고, 필요에 따라, 임의의 레시피를 기억부(93)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(91)에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러(91)의 제어하에서, 처리 시스템(1)에서의 원하는 처리가 행하여진다.
이어서, 이러한 처리 시스템(1)에서의 처리 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 피처리 기판인 표면에 실리콘 산화막을 갖는 웨이퍼(W)를 캐리어(C) 내에 수납하고, 처리 시스템(1)에 반송한다. 처리 시스템(1)에서는, 대기측의 게이트 밸브(16)를 개방한 상태에서 반출입부(2)의 캐리어(C)로부터 제1 웨이퍼 반송 기구(11)의 반송 아암(11a, 11b) 중 어느 하나에 의해 웨이퍼(W)를 1매 로드 로크실(3)에 반송하고, 로드 로크실(3) 내의 제2 웨이퍼 반송 기구(17)의 피크에 전달한다.
그 후, 대기측의 게이트 밸브(16)를 폐쇄하여 로드 로크실(3) 내를 진공 배기하고, 계속해서 게이트 밸브(22) 및 (54)를 개방하여, 피크를 COR 처리 장치(5)까지 신장시켜 기판 적재대(42)에 웨이퍼(W)를 적재한다.
그 후, 피크를 로드 로크실(3)로 복귀시키고, 게이트 밸브(54)를 폐쇄하여, 챔버(40) 내를 밀폐 상태로 한다. 이 상태에서, 온도 조절 매체 순환 기구(119 및 129)에 의해, 주연 부재(101) 및 중앙 부재(102)의 온도 조절 매체 유로(117 및 127)에 각각 상이한 온도의 온도 조절 매체를 흘려서, 주연 부재(101)를 제1 온도, 중앙 부재(102)를 제2 온도로 조정한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부 온도와 중앙부의 온도를 별개로 제어하여, 균일한 처리를 행할 수 있도록 한다.
이 상태에서 가스 공급 기구(43)로부터, HF 가스 및 Ar 가스를, 제1 가스 공급 배관(71) 및 제1 가스 도입 노즐(61)을 거쳐서 챔버(40) 내에 토출시킴과 함께, NH3 가스 및 N2 가스를, 제2 가스 공급 배관(72) 및 제2 가스 도입 노즐(62)을 거쳐서 챔버(40) 내에 토출시킨다. 또한, 희석 가스인 Ar 가스, N2 가스는 어느 하나이어도 된다.
이와 같이, 챔버(40) 내에 토출된 HF 가스 및 NH3 가스에 의해, 웨이퍼(W)가 COR 처리된다.
즉, 웨이퍼(W)의 표면의 실리콘 산화막이, 불화수소 가스의 분자 및 암모니아 가스의 분자와 화학 반응하여, 반응 생성물로서 플루오로규산암모늄(AFS)이나 물 등이 생성되어, 웨이퍼(W)의 표면에 보유 지지된 상태로 된다.
이때, 상술한 바와 같이, 기판 적재대(42)에 있어서, 각각 상이한 온도로 온도 조절하고 있는 주연 부재(101)와 중앙 부재(102)를, 이들 사이에 간극을 형성하여 서로 비접촉으로서 설치하고, 이들 사이가 진공 단열되도록 하여 온도의 독립 제어성을 확보하고 있고, 종래는, 이러한 온도 제어성이 높은 상태의 주연 부재(101)와 중앙 부재(102)에 웨이퍼(W)를 적재함으로써, 처리의 균일성을 도모하고 있었다. 그러나, 이와 같은 구성에서는, 처리 분포가 동심원 형상이 아닌 경우에는, 처리 분포의 균일성을 충분히 얻을 수 없었다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 주연 부재(101)와 중앙 부재(102)의 위에, 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)를 이들 사이에 간극이 형성되도록 비접촉 상태로 장착하고, 주연 적재부(131) 및 중앙 적재부(141)는, 처리 분포에 대응하도록, 주연부(111) 및 중앙부(121)와는 다른 형상을 갖는 것으로 하고, 중앙 적재부(141)의 주연부(111)측으로 밀려나온 돌출부(141a)를, 주연부(111)와의 사이에 간극(152)이 형성되어 진공 단열되도록 형성하고, 주연 적재부(131)의 중앙부(121)측으로 밀려나온 돌출부(도시하지 않음)를, 중앙부(121)와의 사이에 간극이 형성되어서 진공 단열되도록 형성하도록 하였다. 이에 의해, 중앙 적재부(141)의 표면은, 돌출부(141a)를 비롯하여, 온도 조절 매체에 의해 제2 온도로 온도 조절되어 있는 중앙 부재(102)로부터의 열 전달에 의해, 중앙 부재(102)의 제2 온도와 거의 동일한 온도로 온도 조절되고, 한편, 주연 적재부(131)의 표면은, 돌출부(도시하지 않음)를 비롯하여 주연 부재(101)의 제1 온도와 거의 동일한 온도로 온도 조절된다.
즉, 온도 조절되어 있는 주연부(111)(주연 부재(101)) 및 중앙부(121)(중앙 부재(102))의 위에, 처리 분포에 따른, 이들과는 상이한 형상의 주연 적재부(131)(주연 적재 부재(103)) 및 중앙 적재부(141)(중앙 적재 부재(104))를 싣고, 주연 적재부(131)(주연 적재 부재(103)) 표면의 온도가 주연부(111)(주연 부재(101))와 대응하는 온도로 되도록 하고, 중앙 적재부(141)(중앙 적재 부재(104)) 표면의 온도가 중앙부(121)(중앙 부재(102))와 대응하는 온도로 되도록 했으므로, 웨이퍼(W)의 온도 분포를 처리 분포에 따라서 보정할 수 있고, 처리에 따라서 처리 분포가 균일해지는 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있다.
그리고, 프로세스마다 최적의 형상의 주연 적재부(131) 및 중앙 적재부(141)를 갖는 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)의 조를 복수 준비해 두면, 실시하고자 하는 프로세스에 적합한 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)의 조를 선택하여 장착하게 함으로써, 주연 적재 부재(103) 및 중앙 적재 부재(104)만을 교환하기만 하면 처리 분포를 균일하게 할 수 있는 온도 분포 제어를 행할 수 있어, 저비용으로 프로세스마다 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있다.
이상과 같은 COR 처리가 종료된 후, 게이트 밸브(22, 54)를 개방하여, 제2 웨이퍼 반송 기구(17)의 피크에 의해 적재대(42) 위의 처리 후의 웨이퍼(W)를 수취하고, PHT 처리 장치(4)의 챔버(20) 내의 적재대(23) 위에 적재한다. 그리고, 피크를 로드 로크실(3)에 퇴피시키고, 게이트 밸브(22, 54)를 폐쇄하여, 챔버(20) 내에 N2 가스를 도입하면서, 히터(24)에 의해 적재대(23) 위의 웨이퍼(W)를 가열한다. 이에 의해, 상기 COR 처리에 의해 발생한 반응 생성물이 가열되어 기화하여 제거된다.
이와 같이, COR 처리 후, PHT 처리를 행함으로써, 드라이 분위기에서 웨이퍼(W) 표면의 실리콘 산화막을 제거할 수 있어, 워터 마크 등이 발생하지 않는다. 또한, 플라즈마리스로 에칭할 수 있으므로 데미지가 적은 처리가 가능하게 된다. 또한, COR 처리는, 소정 시간 경과 후, 에칭이 진행되지 않게 되므로, 오버 에칭을 걸어도 반응이 진행되지 않아, 엔드 포인트 관리가 불필요하게 된다.
[제2 실시 형태]
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 COR 처리 장치에 대하여 설명한다.
상기 제1 실시 형태에서는, 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 2매씩 처리하는 것을 예로 들어 설명했지만, 물론 1매씩 처리하는 것이어도 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 1매씩 처리하는 예에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 COR 처리 장치를 구비한 시스템은, 웨이퍼(W)를 1매씩 처리하는 것 이외는 도 1의 처리 시스템과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.
도 7은, 본 실시 형태에 따른 COR 처리 장치(5')를 도시하는 단면도이다. 도 7에서, 기판 적재대 이외의 구성은 도 1의 COR 처리 장치(5)와 동일하기 때문에, 도 1과 동일한 것에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
기판 적재대(42')는, 도 8의 분해 사시도에도 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 주연 부재(201)와, 웨이퍼(W)의 중앙부에 대응하는 중앙 부재(202)와, 주연 부재(201)의 위에 설치되고, 웨이퍼(W)의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재(203)와, 중앙 부재(202)의 위에 설치되고, 웨이퍼(W)의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재(204)를 갖고 있다.
주연 부재(201)는, 원환 형상을 이루고, 중앙 부재(202)는, 원판 형상을 이루고 있으며, 주연 부재(201)가 중앙 부재(202)를 둘러싸도록 설치되어 있다. 이들 사이에는 간극(213)이 형성되어 있다. 이에 의해, 주연 부재(201)와 중앙 부재(202)는 비접촉 상태로 되어, 챔버(40) 내가 진공 배기됨으로써, 이들 사이가 진공 단열된다. 그리고, 주연 부재(201)는, 챔버(40)의 저부에 설치된 원통 형상의 주연 지지대(251)에 지지 핀(253)을 통하여 지지되어 있고, 중앙 부재(202)는, 챔버(40)의 저부에 설치된 원기둥 형상의 중앙 지지대(252)에 지지 핀(254)을 통하여 지지되어 있다. 주연 지지대(251)와 주연 부재(201) 및 중앙 지지대(252)와 중앙 부재(202)는, 적절한 수단으로 고정되도록 되어 있다.
주연 부재(201)의 내부에는, 온도 조절 매체 유로(217)가 설치되고, 중앙 부재(202)의 내부에는 온도 조절 매체 유로(227)가 설치되어 있다. 온도 조절 매체 유로(217 및 227)에는, 각각, 예를 들어 냉각수 등의 온도 조절 매체(냉각 매체)가 순환하는 온도 조절 매체 배관(218 및 228)이 접속되어 있고, 이들 온도 조절 매체 배관(218 및 228)에는, 각각 상이한 온도로 온도 조절된 온도 조절 매체를 순환시키는 온도 조절 매체 순환 기구(219 및 229)가 설치되어 있다. 따라서, 온도 조절 매체 순환 기구(219)에 의해 온도 조절 매체 배관(218)을 거쳐서 온도 조절 매체 유로(217)에 온도 조절 매체가 흐름으로써, 주연 부재(201)의 온도가 제1 온도로 제어되고, 한편, 온도 조절 매체 순환 기구(229)에 의해 온도 조절 매체 배관(228)을 거쳐서 온도 조절 매체 유로(227)에 온도 조절 매체가 흐름으로써, 중앙 부재(202)의 온도가 주연 부재(201)와는 다른 제2 온도로 제어된다.
주연 적재 부재(203)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하여 환 형상을 이루고 있고, 주연 부재(201)에 대하여 예를 들어 착탈 가능하게 설치되도록 되어 있다. 주연 적재 부재(203)는, 외측 테두리를 이루는 가이드부(203a)와, 가이드부(203a)의 내측의 적재 부분(203b)을 갖고 있다. 가이드부(203a)는, 상하로 돌출되어 형성되고, 그 상부에 의해 웨이퍼(W)를 가이드하도록 되어 있다. 또한, 주연 부재(201)의 외측 테두리에는, 단차부(201a)가 형성되어 있고, 그 단차부(201a)에 가이드부(203a)의 하부가 끼워 넣어져 위치 결정되도록 되어 있다. 적재 부분(203b)에는 웨이퍼(W)의 주연부가 적재된다.
중앙 적재 부재(204)는, 중앙 부재(202)와 소정의 위치 관계를 갖고 중앙 부재(202)에, 예를 들어 착탈 가능하게 설치되도록 되어 있다.
주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)는, 처리 분포에 대응하도록, 주연 부재(201) 및 중앙 부재(202)와는 다른 형상을 갖고 있다. 예를 들어, 도 9의 평면도에 도시한 바와 같이 중앙 적재 부재(204)는 타원 형상을 이루고, 주연 적재 부재(203)는 중앙 적재 부재(204)와 대응한 환 형상을 이루고 있어, 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)가 장착되었을 때에, 주연 적재 부재(203)와 중앙 적재 부재(204)의 사이에는 간극(261)이 형성되어 비접촉 상태로 되어 있다. 또한, 주연 적재 부재(203)와 중앙 적재 부재(204)는, 이러한 형상에 한하지 않고, 처리 분포에 따라서 다양한 형상을 취할 수 있다.
중앙 적재 부재(204)의 표면에는, 3개의 돌기부(242)가 형성되어 있고, 그 위에 웨이퍼(W)가 적재되도록 되어 있다.
중앙 적재 부재(204)의 형상이 중앙 부재(202)와는 상이한 결과, 중앙 적재 부재(204)에는, 도 10에 도시한 바와 같이, 중앙 부재(202)로부터 주연 부재(201)측으로 밀려나온 돌출부(204a)가 존재하는데, 돌출부(204a)와 주연 부재(201)의 사이에는 간극(262)이 형성되어, 챔버(40)가 진공 배기되었을 때에 진공 단열되도록 되어 있다. 도시는 하지 않지만, 반대로, 주연 적재 부재(203)에도 중앙 부재(202)측으로 밀려나온 돌출부가 존재하는데, 이 돌출부와 중앙 부재(202)의 사이에도 간극이 형성되어, 진공 단열되도록 되어 있다. 한편, 주연 적재 부재(203)의 주연 부재(201)에 대응하는 부분은, 주연 부재(201)에 접촉하고 있어, 중앙 적재 부재(204)의 중앙 부재(202)에 대응하는 부분은, 중앙 부재(202)에 접촉하고 있다.
그 결과, 중앙 적재 부재(204)의 표면은, 돌출부(204a)를 비롯하여, 온도 조절 매체에 의해 제2 온도로 온도 조절되어 있는 중앙 부재(202)로부터의 열 전달에 의해, 중앙 부재(202)의 제2 온도와 거의 동일한 온도로 온도 조절되고, 한편, 주연 적재 부재(203)의 표면은, 돌출부(도시하지 않음)를 비롯하여, 온도 조절 매체에 의해 제1 온도로 온도 조절되어 있는 주연 부재(201)로부터의 열 전달에 의해, 주연 부재(201)의 제1 온도와 거의 동일한 온도로 온도 조절된다.
피처리 기판인 웨이퍼(W)는, 상술한 바와 같이 돌기부(242)에 의해 지지되어, 웨이퍼(W)와 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)의 표면과의 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있다. 이와 같이, 미소한 간극을 갖고 웨이퍼(W)가 적재되어 있으므로, 웨이퍼(W)에는, 챔버(40) 내에 도입된 가스를 통해 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)의 열이 전달되어, 웨이퍼(W)의 주연 적재 부재(203)에 대응하는 부분은 거의 제1 온도로 온도 조절됨과 함께, 중앙 적재 부재(204)에 대응하는 부분은 거의 제2 온도로 온도 조절된다.
또한, 도시하지 않았지만, 중앙 부재(202) 및 중앙 적재 부재(204)에는, 삽입 관통 구멍이 3개씩 형성되어 있고, 이들 삽입 관통 구멍 속에, 중앙 적재 부재(204)의 표면에 대하여 돌몰 가능하게 웨이퍼(W)를 지지하여 승강하는 승강 핀이 설치되어 있다. 승강 핀은 도시하지 않은 실린더에 의해 승강되도록 되어 있고, 웨이퍼(W)의 전달시에는 상승되어, 그 선단이 중앙 적재 부재(204)의 표면보다 상방에 위치한다.
기판 적재대(42')의 각 부재는, 열전도성이 양호한 금속, 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있다. 이에 의해, 효율적으로 온도 조절 매체의 열을 전달할 수 있어, 기판인 웨이퍼(W)의 온도 조절을 고정밀도로 행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 온도 조절되어 있는 주연 부재(201) 및 중앙 부재(202)의 위에 처리 분포에 따른, 이들과는 다른 형상의 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)를 싣고, 주연 적재 부재(203) 표면의 온도가 주연 부재(201)와 대응하는 온도로 되도록 하고, 중앙 적재 부재(204) 표면의 온도가 중앙 부재(202)와 대응하는 온도로 되도록 했으므로, 웨이퍼(W)의 온도 분포를 처리 분포에 따라서 보정할 수 있어, 처리에 따라서 처리 분포가 균일해지는 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있다.
그리고, 프로세스마다 최적의 형상의 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)의 조를 복수 준비해 두면, 실시하고자 하는 프로세스에 적합한 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)의 조를 선택하여 장착하게 함으로써, 주연 적재 부재(203) 및 중앙 적재 부재(204)만을 교환하기만 하면 처리 분포를 균일하게 할 수 있는 온도 분포 제어를 행할 수 있어, 저비용으로 프로세스마다 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있다.
본 실시 형태의 COR 처리 장치(5')에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 COR 처리를 행하고, COR 처리가 종료된 후, 게이트 밸브(22, 54)를 개방하여, 제2 웨이퍼 반송 기구(17)의 피크에 의해 적재대(42') 위의 처리 후의 웨이퍼(W)를 수취하고, PHT 처리 장치에 반송하여, PHT 처리 장치에서, 상기 COR 처리에 의해 발생한 반응 생성물을 가열해서 기화하여 제거한다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 의하면, 제1 온도로 온도 제어되는 주연 부재 및 제2 온도로 온도 제어되는 중앙 부재의 위에 각각 피처리 기판인 웨이퍼의 주연부를 적재하는 주연 적재 부재 및 웨이퍼의 중앙부를 적재하는 중앙 적재 부재를, 주연 부재 및 중앙 부재에 접촉하도록, 또한 서로 비접촉 상태로 설치하고, 또한, 처리 분포에 대응하도록, 주연 적재 부재 및 중앙 적재 부재를, 각각 주연 부재 및 중앙 부재와는 다른 형상을 갖도록 하고, 주연 적재 부재 표면의 온도가 주연 부재와 대응하는 온도로 되도록 하고, 중앙 적재 부재 표면의 온도가 중앙 부재와 대응하는 온도로 되도록 하였다. 이 때문에, 피처리 기판의 온도 분포를 처리 분포에 따라서 보정할 수 있어, 처리에 따라서 처리 분포가 균일해지는 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있다.
또한, 주연 적재 부재 및 중앙 적재 부재의 조를, 복수의 처리에 대응하여 복수 준비하고, 실시하고자 하는 처리에 적합한 주연 적재 부재 및 중앙 적재 부재의 조를 선택하여 장착하도록 하면, 주연 적재 부재 및 중앙 적재 부재만을 교환하기만 하면 처리 분포를 균일하게 할 수 있는 온도 분포 제어를 행할 수 있어, 저비용으로 프로세스마다 최적의 온도 분포 제어를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, COR 처리 장치에 본 발명을 적용한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 기판 적재대의 온도를 조정함으로써 처리 분포를 제어할 수 있는 처리, 예를 들어 화학 증착법(CVD법)에 의한 성막 처리 등에도 적용할 수 있다.
또한, 주연 부재와 중앙 부재의 사이에 간극을 형성하고, 주연 부재와 중앙 적재 부재의 돌출부와의 사이 및 중앙 부재와 주연 적재 부재의 돌출부와의 사이에 간극을 형성하여 진공 단열하도록 했지만, 간극을 형성하는 대신에 단열성을 갖는 부재를 개재시켜서 단열해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 온도 조절 매체 유로에 온도 조절 매체를 통류시킴으로써 주연 부재 및 중앙 부재의 온도를 제어하도록 했지만, 이에 한정되지 않고, 이들에 히터를 설치함으로써 온도 제어해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 피처리체를 2매씩 처리하는 예 및 1매씩 처리하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고 3매 이상씩 처리하는 것이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 피처리 기판으로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어서 설명했지만, 본 발명의 원리에서 볼 때 피처리 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아님은 명확하며, 다른 다양한 기판의 처리에 적용할 수 있음은 물론이다.
1 : 처리 시스템 2 : 반출입부
3 : 로드 로크실 4 : PHT 처리 장치
5, 5' : COR 처리 장치 40 : 챔버
42, 42' : 기판 적재대 43 : 가스 공급 기구
44 : 배기 기구 54 : 게이트 밸브
83 : 자동 압력 제어 밸브(APC) 90 : 제어부
101, 201 : 주연 부재 102, 202 : 중앙 부재
103, 203 : 주연 적재 부재 104, 204 : 중앙 적재 부재
111 : 주연부 112 : 주연부 결합부
113, 126, 151, 152, 213, 261, 262 : 간극
117, 127, 217, 227 : 온도 조절 매체 유로
119, 129, 219, 229 : 온도 조절 매체 순환 기구
121 : 중앙부 122 : 중앙부 결합부
131 : 주연 적재부 141 : 중앙 적재부
141a, 204a : 돌출 부분 142, 242 : 돌기부
W : 반도체 웨이퍼(피처리 기판)

Claims (9)

  1. 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서 피처리 기판을 적재하는 기판 적재대로서,
    피처리 기판의 주연부에 대응하여 설치되고, 제1 온도로 온도 제어되는 주연 부재와,
    피처리 기판의 중앙부에 대응하여 설치되고, 상기 주연 부재와 단열됨과 함께, 상기 제1 온도와는 다른 제2 온도로 온도 제어되는 중앙 부재와,
    상기 주연 부재의 위에 상기 주연 부재에 접촉하도록 설치되고, 피처리 기판의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재와,
    상기 중앙 부재의 위에 상기 중앙 부재에 접촉하고 또한 상기 주연 적재 부재와의 사이가 단열되도록 설치되고, 피처리 기판의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재
    를 구비하고,
    상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재는, 처리 분포에 대응하도록, 각각 상기 주연 부재 및 상기 중앙 부재와는 다른 형상을 갖고 있으며,
    상기 주연 적재 부재에서는, 상기 주연 부재에 대응하는 부분이 상기 주연 부재에 접촉하고, 상기 중앙 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 중앙 부재와 단열되도록 설치되고,
    상기 중앙 적재 부재에서는, 상기 중앙 부재에 대응하는 부분이 상기 중앙 부재에 접촉하고, 상기 주연 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 주연 부재와 단열되도록 설치되는, 기판 적재대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 부재는, 상기 주연 부재와의 사이에 간극이 형성되어 비접촉 상태로 되어 상기 주연 부재와 단열되고,
    상기 중앙 적재 부재는, 상기 주연 적재 부재와의 사이에 간극이 형성되어 비접촉 상태로 되도록 설치되어 상기 주연 적재 부재와 단열되고,
    상기 주연 적재 부재의 상기 중앙 부재 측으로 밀려나온 부분은, 상기 중앙 부재와의 사이에 간극이 형성되어 단열되고,
    상기 중앙 적재 부재의 상기 주연 부재 측으로 밀려나온 부분은, 상기 주연 부재와의 사이에 간극이 형성되어 단열되는, 기판 적재대.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주연 부재는, 피처리 기판의 주연부에 대응하는 원환 형상을 이루는 주연부를 갖고,
    상기 중앙 부재는, 피처리 기판의 중앙부에 대응하는 원판 형상을 이루는 중앙부를 갖고,
    상기 주연 적재 부재는, 상기 주연 부재의 상기 주연부의 위에 설치되는 주연 적재부를 갖고,
    상기 중앙 적재 부재는, 상기 중앙 부재의 상기 중앙부의 위에 설치되는 중앙 적재부를 갖는, 기판 적재대.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 적재대에는 적어도 2매의 피처리 기판이 적재되고,
    상기 주연 부재는, 각 피처리 기판의 주연부에 대응하는 적어도 2개의 주연부와, 상기 주연부를 결합하는 주연부 결합부를 갖고,
    상기 중앙 부재는, 각 피처리 기판의 중앙부에 대응하는 적어도 2개의 중앙부와, 상기 중앙부를 결합하는 중앙부 결합부를 갖고,
    상기 주연 적재 부재는, 상기 주연부의 위에 설치되는 적어도 2개의 주연 적재부를 갖고,
    상기 중앙 적재 부재는, 상기 중앙부의 위에 설치되는 적어도 2개의 중앙 적재부를 갖는, 기판 적재대.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 주연부는 원환 형상을 이루고, 상기 적어도 2개의 중앙부는 원판 형상을 이루는, 기판 적재대.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재의 조를, 복수의 처리에 대응하여 복수 준비하고, 실시하고자 하는 처리에 적합한 상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재의 조를 선택하여 장착하는, 기판 적재대.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주연 부재 및 상기 중앙 부재는, 이들의 내부에 설치된 온도 조절 매체 유로를 갖고, 이들 온도 조절 매체 유로에 각각 별개로 온도 조절 매체를 공급하여 순환시키는 온도 조절 매체 순환 기구를 더 구비하는, 기판 적재대.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 적재 부재의 표면에는, 피처리 기판을 지지하는 돌기부가 형성되어 있는, 기판 적재대.
  9. 진공 분위기 하에서 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치로서,
    피처리 기판이 수용되는 챔버와,
    상기 챔버 내를 진공 배기하는 배기 기구와,
    상기 챔버 내에 처리 가스를 도입하는 처리 가스 도입 기구와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 적재하는 기판 적재대,
    를 구비하고,
    상기 기판 적재대는,
    피처리 기판의 주연부에 대응하여 설치되고, 제1 온도로 온도 제어되는 주연 부재와,
    피처리 기판의 중앙부에 대응하여 설치되고, 상기 주연 부재와 단열됨과 함께, 상기 제1 온도와는 다른 제2 온도로 온도 제어되는 중앙 부재와,
    상기 주연 부재의 위에 상기 주연 부재에 접촉하도록 설치되고, 피처리 기판의 주연부가 적재되는 주연 적재 부재와,
    상기 중앙 부재의 위에 상기 중앙 부재에 접촉하고 또한 상기 주연 적재 부재와 단열되도록 설치되고, 피처리 기판의 중앙부가 적재되는 중앙 적재 부재
    를 구비하고,
    상기 주연 적재 부재 및 상기 중앙 적재 부재는, 처리 분포에 대응하도록, 각각 상기 주연 부재 및 상기 중앙 부재와는 다른 형상을 갖고 있으며,
    상기 주연 적재 부재에서는, 상기 주연 부재에 대응하는 부분이 상기 주연 부재에 접촉하고, 상기 중앙 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 중앙 부재와 단열되도록 설치되고,
    상기 중앙 적재 부재에서는, 상기 중앙 부재에 대응하는 부분이 상기 중앙 부재에 접촉하고, 상기 주연 부재 측으로 밀려나온 부분이 상기 주연 부재와 단열되도록 설치되는, 기판 처리 장치.
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