KR20150111319A - 진공 처리 장치 - Google Patents

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KR20150111319A
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가즈히데 하세베
아키노부 가키모토
아키라 시미즈
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판의 면 내에 균일성 높게 처리를 행함과 함께, 일괄적으로 성막 처리할 수 있는 기판의 매수를 많게 하여 스루풋을 높게 할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 처리 장치는 진공 용기 내에 설치되고, 수평으로 회전하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블을 회전시키기 위한 구동 기구와, 상기 회전 테이블에 둘레 방향을 따라 복수 개가 배열되고, 각각 복수의 기판을 경사진 상태이면서 또한 해당 기판의 표면이 상기 회전 테이블의 회전 방향을 향한 상태로 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 복수의 기판을 가열하기 위한 가열부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 복수의 기판에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급부와, 상기 진공 용기 내를 진공 배기하기 위한 진공 배기 기구를 구비하도록 진공 처리 장치를 포함한다. 이와 같은 구성에 의해, 기판의 회전 테이블에 대한 탑재 수를 증가시킴과 함께, 기판 표면에 층류를 형성하여 면 내의 처리 균일성을 높게 할 수 있다.

Description

진공 처리 장치{VACUUM PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 진공 용기 내에서 기판에 처리 가스를 공급하여 처리를 행하는 진공 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 등의 기판에 실리콘 산화물(SiO2) 등의 박막을 성막하는 방법으로서, 예를 들어 ALD(Atomic Layer Deposition)를 행하는 진공 처리 장치인 성막 장치가 알려져 있다. 이 성막 장치에서는, 그 내부가 진공 분위기로 되는 처리 용기 내에 수평한 회전 테이블이 설치되고, 당해 회전 테이블에는 그 둘레 방향으로, 웨이퍼가 수평하게 적재되는 오목부가 복수 개가 형성된다. 그리고, 이 회전 테이블에 대향하도록 복수의 가스 노즐을 배치하고 있다.
상기 가스 노즐로서는, 처리 가스를 공급하여 처리 분위기를 형성하는 처리 가스 노즐과, 회전 테이블 위에서 각 처리 분위기를 분리하는 분리 가스를 공급하는 분리 가스 노즐이 교대로 배치된다. 웨이퍼의 처리 시에는, 회전 테이블이 회전하면서 상기 처리 가스 및 상기 분리 가스가 각 노즐로부터 공급됨과 함께, 처리 용기 내의 배기구로부터 상기 회전 테이블 위에 공급된 각 가스가 배기된다. 이러한 성막 장치는 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있다.
그러나, 상기의 구성에 의하면, 처리 가스 노즐로부터 토출된 처리 가스는, 웨이퍼의 표면에 충돌하여, 그 흐름이 당해 표면에서 차단된다. 이렇게 흐름이 차단된 가스가 회전 테이블 위를 흘러서 상기 배기구를 향하는데, 회전 테이블의 중심부측과 주연부측에서 당해 회전 테이블의 속도가 상이하게 됨으로써, 상기 중심부측과 주연부측에서 가스의 유량 및 유속의 균일성을 높게 하는 것이 어렵다. 그 결과, 웨이퍼의 면 내에 있어서 상기 회전 테이블의 중심부측의 막 두께에 비해, 회전 테이블의 주연부측에서의 막 두께가 커지는 것이 우려되는 경우가 있다.
또한, 상기의 성막 장치에 의하면, 회전 테이블 위에 복수 매의 웨이퍼를 적재하여 일괄적으로 처리를 행할 수 있지만, 보다 많은 웨이퍼를 일괄적으로 처리하여, 장치의 생산성을 높일 것이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 제2010-56477호 공보
본 발명은 기판의 면 내에 균일성 높게 처리를 행함과 함께, 일괄적으로 성막 처리할 수 있는 기판의 매수를 많게 하여 스루풋을 높게 할 수 있는 진공 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 진공 처리 장치는, 진공 용기 내에 설치되고, 수평으로 회전하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블을 회전시키기 위한 구동 기구와, 상기 회전 테이블에 둘레 방향을 따라 복수 개가 배열되고, 각각 복수의 기판을 경사진 상태이면서 또한 해당 기판의 표면이 상기 회전 테이블의 회전 방향을 향한 상태로 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 복수의 기판을 가열하기 위한 가열부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 복수의 기판에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급부와, 상기 진공 용기 내를 진공 배기하기 위한 진공 배기 기구를 구비한다.
본 발명에 따르면, 회전 테이블에 둘레 방향을 따라 복수 개가 배열된 기판 유지부에 각각 기판을 경사진 상태로, 또한 기판의 표면이 당해 기판의 배열 방향을 향한 상태로 유지한다. 이에 의해, 회전 테이블에 기판을 수평하게 유지하는 것에 비해, 당해 회전 테이블 위에 많은 기판을 유지할 수 있다. 따라서, 일괄적으로 처리할 수 있는 기판의 매수를 많게 하여, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 이렇게 기판을 유지함으로써, 기판의 표면을 따라 처리 가스를 공급할 수 있으므로, 당해 기판의 표면에 처리 가스가 충돌하여 체류하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판의 면 내에서의 처리 가스의 분포의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, 기판의 면 내에서의 처리의 균일성의 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 상기 성막 장치의 횡단 평면도이다.
도 4는 상기 성막 장치에 설치되는 웨이퍼 유지부의 종단 측면도이다.
도 5는 웨이퍼 반송부 및 상기 웨이퍼 유지부의 분해 사시도이다.
도 6은 상기 성막 장치에서의 상기 성막 처리 시의 가스 흐름을 도시하는 설명도이다.
도 7은 상기 성막 처리 시에 있어서의 웨이퍼 유지부에 유지된 웨이퍼를 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 성막 장치의 종단 측면도이다.
도 9는 상기 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 10은 상기 성막 장치의 횡단 평면도이다.
도 11은 토출구가 비스듬하게 개구되어 있는 처리 가스 노즐의 종단 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 13은 상기 성막 장치의 횡단 평면도이다.
도 14는 상기 성막 장치의 종단 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 성막 장치의 종단 측면도이다.
도 16은 상기 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 17은 상기 성막 장치의 기판 유지부의 사시도이다.
도 18은 기판 유지부의 배치의 다른 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 진공 처리 장치의 일 실시 형태이며, 기판인 웨이퍼(W)에 ALD를 행하는 성막 장치(1)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 1은 성막 장치(1)의 종단 측면도이며, 도 2는 성막 장치(1)의 내부의 개략을 도시하는 분해 사시도이며, 도 3은 성막 장치(1)의 횡단 평면도이다. 성막 장치(1)는, 대략 원 형상의 편평한 진공 용기(처리 용기)(11)와, 진공 용기(11) 내에 설치된 원판 형상의 수평한 회전 테이블(2)을 구비하고 있다.
회전 테이블(2)은, 예를 들어 석영에 의해 구성되어 있고, 회전 구동 기구(12)에 접속되어, 당해 회전 구동 기구(12)에 의해, 그 중심축을 중심으로 수평으로 회전한다. 또한, 이 수평이란, 엄밀하게 수평인 경우에 한정되지 않고, 다소 기울어져 있는 경우도 포함된다. 이 예에서는, 평면에서 보아 시계 방향으로 회전 테이블(2)이 회전한다.
회전 테이블(2)의 표면에는, 사각형 판상으로 형성된 예를 들어 석영으로 이루어지는 웨이퍼 유지부(21)가 다수, 예를 들어 50기 설치되어 있다. 도 2, 도 3에서는, 도시의 편의상, 일부 웨이퍼 유지부(21)만을 표시하고 있다. 각 웨이퍼 유지부(21)는, 회전 테이블(2)의 둘레 방향을 따라 예를 들어 서로 등간격으로 배열되고, 또한 상기 중심축으로부터의 거리가 서로 동등하도록 배치되어 있다. 또한, 각 웨이퍼 유지부(21)는, 그 측면이 상기 회전 테이블(2)의 직경을 따르도록 설치되어 있다. 각 도면에서는, 상기 회전 테이블(2)의 회전 방향에 인접하는 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간을 29로서 나타내고 있다. 이미 설명한 바와 같이 웨이퍼 유지부(21)가 배열됨으로써, 이 공간(29)은 평면에서 보아, 회전 테이블(2)의 내측으로부터 외측을 향해 넓어지게 형성되어 있다.
도 4는, 회전 테이블(2)의 둘레 방향을 따른 웨이퍼 유지부(21)의 종단 측면을 나타내고 있다. 이 도 4나 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 유지부(21)는, 회전 테이블(2)에 대하여 측면에 보았을 때 경사져서 설치되어 있다. 당해 웨이퍼 유지부(21)의 사시도인 도 5도 참조하면서 설명을 계속한다. 웨이퍼 유지부(21)에 대해서, 상기 회전 테이블(2)의 회전 시에 있어서의 진행 방향측의 면을 표면으로 하면, 이 표면에는 웨이퍼(W)를 수납하기 위한 원형 오목부(23)가 형성되어 있다. 이 오목부(23)의 저면(24) 위에 웨이퍼(W)의 이면이 접하여, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 유지부(21)에 유지된다. 즉, 각 웨이퍼(W)의 표면은, 회전 테이블(2)의 회전 방향을 향해 각 웨이퍼 유지부(21)에 유지되고, 또한 각 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 수평면으로부터 경사진 상태로 유지된다.
웨이퍼 유지부(21)에 유지된 웨이퍼(W)는, 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 당해 회전 테이블(2)의 중심축을 중심으로 회전한다. 이 회전 시에 있어서, 진공 용기(11) 내에 공급된 가스의 압력을 받아, 상기 웨이퍼(W)는 그 이면이 오목부(23)의 저면(24)에 밀착된 상태에서 성막 처리를 받는다.
도 4에 도시하는 상기 오목부(23)의 저면(24)과 회전 테이블(2)의 수평면이 이루는 각(θ)에 대해서, 0° 내지 90°의 범위에서 90°에 가까울수록, 웨이퍼 유지부(21)를 회전 테이블(2) 위에 많이 설치할 수 있으므로, 성막 장치(1)의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 그러나 90°에 가까워질수록, 웨이퍼(W)의 이면과 상기 오목부(23)의 저면(24)의 사이의 마찰력이 작아지므로, 상기 성막 처리 시 및 후술하는 웨이퍼(W)의 수수 시에 있어서 당해 웨이퍼(W)가 오목부(23)로부터 탈락되어버릴 리스크가 커진다. 따라서, 이 각(θ)에 대해서는, 0°보다 크고 90°보다 작은 범위로 설정 가능한데, 그 범위 내에서 예를 들어 30° 내지 85°로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 웨이퍼 유지부(21)의 표면에는, 회전 테이블(2)의 주연부측에서부터 중심부측을 향해 연장되는 직선 형상의 홈(25)이 상하 방향으로 간격을 두고 2개 형성되어 있다. 이 홈(25)의 기단은 웨이퍼 유지부(21)의 테두리에 형성되고, 홈(25)의 선단은 상기 오목부(23)의 저면(24)에 겹치도록 형성되어 있다.
도 3으로 돌아가서, 진공 용기(11)의 측벽에는, 웨이퍼(W)의 반송구(13)가 개구되어 있고, 게이트 밸브(14)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다. 상기 반송구(13)를 개재하여 성막 장치(1)의 외부에 설치되는 웨이퍼 반송부(15)가 진공 용기(11) 내에 진입할 수 있다. 웨이퍼 반송부(15)는, 반송구(13)에 면하는 웨이퍼 유지부(21)에 웨이퍼(W)를 전달한다.
이 도 3 및 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 반송부(15)는, 그 선단부가 두 갈래로 나뉜 평판 형상으로 형성되고, 이 선단부에 웨이퍼(W)의 이면을 예를 들어 정전 흡착하여 반송할 수 있다. 웨이퍼 반송부(15)는, 반송구(13)에 대하여 진퇴 가능하면서 또한 상기 웨이퍼 유지부(21)의 오목부(23)의 저면(24)에 대하여 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 상기 웨이퍼 유지부(21)의 표면에 형성되는 홈(25)은, 이 웨이퍼 반송부(15)의 선단부가 수용되도록 형성되어 있다. 이 웨이퍼 반송부(15)의 상기 진퇴 이동 및 상기 저면(24)에 대한 수직 이동과의 협동 동작에 의해, 오목부(23)와 웨이퍼 반송부(15)의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행할 수 있다.
진공 용기(11)의 천장의 중앙부와 회전 테이블(2)의 사이에 원기둥 형상의 중앙 분리대 형성부(31)가 설치되어 있고, 이 중앙 분리대 형성부(31)는, 상기 웨이퍼 유지부(21)의 열의 내측에 위치하고 있다. 중앙 분리대 형성부(31)의 하면은, 회전 테이블(2)의 표면의 중앙부로부터 간극(G)(도 1 참조)을 두어 대향한다. 이 중앙 분리대 형성부(31)의 중심축을 관통하도록, 중앙 가스 노즐(32)이 설치되어 있고, 당해 중앙 가스 노즐(32)의 선단은, 중앙 분리대 형성부(31)의 하면에서 개구된다. 중앙 가스 노즐(32)의 기단측은, 진공 용기(11)의 천장판을 관통하여 외부로 인출되어 있고, 도시하지 않은 분리 가스인 N2 가스의 공급원에 접속되어 있다. 상기 가스 공급원으로부터 중앙 가스 노즐(32)에 공급된 N2 가스는, 중앙 분리대 형성부(31)와 회전 테이블(2)의 사이의 간극을 통해, 회전 테이블(2) 위를 평면에서 보아 방사상으로 퍼져나간다. 이 N2 가스에 의해, 회전 테이블(2)의 중앙부 위에서 후술하는 처리 가스끼리 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
중앙 분리대 형성부(31)의 측벽에는, 당해 중앙 분리대 형성부(31)의 상단으로부터 하단을 향해 비스듬히 연장되는 4개의 홈(34)이, 둘레 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 그리고, 진공 용기(11)의 외부로부터 당해 진공 용기(11)의 천장판을 관통하여, 그 선단이, 이들 홈(34) 내를 하방을 향해 비스듬히 연장되는 4개의 막대 형상의 가스 노즐이 설치되어 있다. 이 가스 노즐은, 둘레 방향에서 보아, 제1 처리 가스 노즐(41), 분리 가스 노즐(42), 제2 처리 가스 노즐(43), 분리 가스 노즐(44)의 순서로 배치되어 있다. 제1 처리 가스 노즐(41)은, 성막 원료가 되는 제1 처리 가스(원료 가스)를 공급하는 원료 가스 공급부를 구성한다. 제2 처리 가스 노즐(43)은, 상기 성막 원료와 반응하는 제2 처리 가스(반응 가스)를 공급하는 반응 가스 공급부를 구성한다.
이들 가스 노즐(41 내지 44)은, 각각 그 길이 방향을 따라서 다수 개가, 간격을 두고 형성된 토출구(45)를 구비하고 있다. 토출구(45)는, 회전 테이블(2)의 주연부를 향해 개구되어, 당해 회전 테이블(2)의 직경을 따라 가스를 토출한다. 이렇게 구성됨으로써, 가로 방향으로부터 웨이퍼(W)의 전체면에 가스를 공급할 수 있다. 도 4에 가스 노즐(41)의 토출구(45)를 나타내고 있다. 웨이퍼(W)의 면 내에 균일성 높게 가스를 공급하기 위해서, 이 예에서는 가스 노즐(41)은, 웨이퍼 유지부(21)에 유지되는 웨이퍼(W)의 표면에 병행하도록 설치되어 있고, 토출구(45)의 배열 방향과 수평면이 이루는 각(R)은 상기 각(θ)과 동일한 크기로 되도록 구성되어 있다. 대표적으로 가스 노즐(41)에 대하여 설명했지만, 가스 노즐(42 내지 44)에 대해서도 이 가스 노즐(41)과 마찬가지의 방향으로 배치되어 있다. 단, 이들 가스 노즐(41 내지 44)은, 웨이퍼(W)에 성막을 행할 수 있도록 배치되어 있으면 되고, 예를 들어 가스 노즐(41 내지 44)이 수직 방향으로 연장되도록, 즉 상기 각(R)이 90°가 되도록 배치되어 있어도 된다.
제1 처리 가스 노즐(41)은, 제1 처리 가스로서 BTBAS(비스터셔리부틸아미노실란) 가스를, 제2 처리 가스 노즐(43)은, 제2 처리 가스로서 O3(오존) 가스를 각각 토출한다. 분리 가스 노즐(42, 44)은, 분리 가스로서 N2(질소) 가스를 토출한다. 도 1 중, 4A, 4B는, BTBAS 가스, O3 가스를 각각 저류함과 함께, 후술하는 제어 신호에 따라서 이들 가스를 가스 노즐(41, 43)에 공급하는 가스 공급원이다. 가스 노즐(42, 44)에 대해서는, 가스 노즐(41, 43)과 마찬가지로 가스 공급원에 접속되고, 이 가스 공급원에는 BTBAS 가스 및 O3 가스 대신에 N2 가스가 저류되는데, 이 N2 가스의 공급원에 대해서는, 도시를 생략하고 있다.
회전 테이블(2) 위에 있어서, 상기 처리 가스 노즐(41, 43)로부터 BTBAS 가스, O3 가스가 각각 토출되는 영역을, 제1 처리 영역(P1), 제2 처리 영역(P2)으로 하여, 도 3에 쇄선으로 둘러싸서 나타내고 있다. 또한, 분리 가스 노즐(42, 44)로부터 각각 N2 가스가 토출되는 영역을, 제1 분리 영역(D1), 제2 분리 영역(D2)으로 하여 각각 쇄선으로 둘러싸서 나타내고 있다. 여기에서는 처리 영역(P1, P2) 및 분리 영역(D1, D2)은, 각 가스 노즐(41 내지 44)의 토출구(45)의 개구 방향에서의 영역으로 한다. 분리 영역(D1, D2)은, 회전 테이블(2)의 둘레 방향에서, BTBAS 가스 및 O3 가스가 각각 확산되어, 서로 반응하는 것을 방지하는 역할을 갖는다.
진공 용기(11)의 측벽에는, 상기 회전 테이블(2)의 둘레 방향으로 간격을 두고, 4개의 배기구(51 내지 54)가 이 순서대로 개구되어 있다. 당해 둘레 방향에서 보아, 제1 처리 영역(P1)과 제1 분리 영역(D1)의 사이에 배기구(51)가, 제1 분리 영역(D1)과 제2 처리 영역(P2)의 사이에 배기구(52)가 각각 개구되어 있다. 또한, 상기 둘레 방향에서 보아, 제2 처리 영역(P2)과 제2 분리 영역(D2)의 사이에 배기구(53)가, 제2 분리 영역(D2)과 제1 처리 영역(P1)의 사이에 배기구(54)가 각각 개구되어 있다.
배기구(51, 53)는, 처리 가스 노즐(41, 43)로부터 회전 테이블(2)의 외주로 흐른 BTBAS 가스, O3 가스를 각각 제거하는 역할을 갖는다. 더욱 상세하게 설명하면, 배기구(51)는, BTBAS 가스 및 O3 가스 중, BTBAS 가스만을 배기하는 BTBAS 가스 전용의 배기구이며, 배기구(53)는, BTBAS 가스 및 O3 가스 중, O3 가스만을 배기하는 O3 가스 전용의 배기구이다. 단, 이들 배기구(51, 53)로부터는, 상기 중앙 분리대 형성부(31)로부터 토출된 분리 가스 및 후술하는 퍼지 가스도 배기된다.
배기구(52)는, 제1 분리 영역(D1)에 토출되는 분리 가스와, 이 분리 가스에 의해 회전 테이블(2) 위로부터 당해 회전 테이블(2)의 외주로 흘러가게 된 BTBAS 가스를 모두 배기하는 역할을 갖는다. 배기구(54)는, 제2 분리 영역(D2)에 토출되는 분리 가스와, 이 분리 가스에 의해 회전 테이블(2) 위로부터 당해 회전 테이블(2)의 외주로 흘러가게 된 O3 가스를 모두 배기하는 역할을 갖는다. 이들 배기구(52, 54)로부터는, 후술하는 퍼지 가스도 배기된다.
배기구(51 내지 54)에는 각각 배기관(55)의 일단이 접속되고, 각 배기관(55)의 타단은 배기량 조정 기구(56)를 개재하여 합류하여, 진공 펌프에 의해 구성되는 배기 기구(57)에 접속된다. 각 배기관(55)의 배기량 조정 기구(56)에 의해 각 배기구(51 내지 54)로부터의 배기량이 조정되고, 그에 의해 진공 용기(11) 내의 압력이 조정된다.
진공 용기(11)의 측벽에 있어서, 제1 처리 영역(P1)을 향하는 위치 부근에서부터 배기구(51)에 이르는 영역, 제1 분리 영역(D1)을 향하는 위치 부근에서부터 배기구(52)에 이르는 영역은, 각각 평면에서 보아, 진공 용기(11)의 외측을 향해 인출되어, 회전 테이블(2)의 외주로 흐른 가스를 배기구(51, 52)에 각각 도입하기 위한 가스 유로(46, 47)를 형성하고 있다. 또한, 진공 용기(11)의 측벽에 있어서, 제2 처리 영역(P2)을 향하는 위치 부근에서부터 배기구(53)에 이르는 영역, 제2 분리 영역(D2)을 향하는 위치 부근에서부터 배기구(54)에 이르는 영역은, 각각 평면에서 보아, 진공 용기(11)의 외측을 향해 인출되어, 회전 테이블(2)의 외주로 흐른 가스를 배기구(53, 54)에 각각 도입하기 위한 가스 유로(48, 49)를 형성하고 있다.
도 1에 도시하는, 진공 용기(11) 내의 저면에 형성된 오목부(CP)는, 회전 테이블(2)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되어 있다. 이 오목부(CP) 내에 당해 오목부(CP)의 외주를 따라 설치되는 포위 부재(35)의 내측은 히터 수납 영역(36)으로서 구성되고, 이 수납 영역(36)에는, 히터(37)가 설치되어 있다. 가열부인 히터(37)는, 회전 테이블(2)의 둘레 방향을 따라 설치되고, 당해 히터(37)의 복사열에 의해 회전 테이블(2)이 가열되어, 회전 테이블(2)로부터의 열전도에 의해 웨이퍼(W)가 가열된다.
도면 중 38은, 성막 처리 중에 상기 히터 수납 영역(36)에 N2 가스를 퍼지 가스로서 공급하기 위한 제1 공급관이며, 히터(37)가 처리 가스에 접촉하여 열화되는 것을 방지하는 역할을 갖는다. 도면 중 17은, 회전 구동 기구(12)를 둘러싸는 커버이며, 39는 이 커버(17) 내에 N2 가스를 퍼지 가스로서 공급하기 위한 제2 공급관이다. 이 제2 공급관(39)으로부터 공급된 N2 가스는, 회전 테이블(2)의 이면을 당해 회전 테이블(2)의 외주를 향해 흘러, 회전 테이블(2)의 표면에서부터 이면으로 처리 가스가 돌아 들어 가는 것을 방지하는 역할을 갖는다.
이 성막 장치(1)에는, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(10)가 설치되어 있다. 이 제어부(10)에는, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 대한 성막 처리를 실행하는 프로그램이 저장되어 있다. 상기 프로그램은, 성막 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 송신하여, 각 부의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 각 가스 공급원으로부터 각 가스 노즐(41 내지 44), 중앙 분리대 형성부(31) 등에의 각 가스의 급단, 회전 구동 기구(12)에 의한 회전 테이블(2)의 회전, 배기량 조정 기구(56)에 의한 각 배기구(51 내지 54)로부터의 배기량의 조정, 히터(37)에의 전력 공급, 게이트 밸브(14)의 개폐 등의 각 동작이 제어된다. 상기 프로그램에서는, 이러한 동작을 제어하여, 후술하는 성막 처리가 실행되도록 스텝 군이 짜여져 있다. 당해 프로그램은, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 기억 매체로부터 제어부(10) 내에 인스톨된다.
계속해서, 상기 성막 장치(1)에 의한 성막 처리에 대하여 설명한다. 진공 용기(11) 내는, 배기구(51 내지 54)에 의해 배기되어, 소정의 압력의 진공 분위기로 된다. 게이트 밸브(14)가 개방되어, 웨이퍼(W)를 유지한 웨이퍼 반송부(15)가 진공 용기(11) 내에 진입하고, 반송구(13)에 면하는 웨이퍼 유지부(21)에 대하여 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)를 전달한다. 웨이퍼 반송부(15)가 일단, 진공 용기(11)의 밖으로 퇴피하고, 회전 테이블(2)이 회전한 후에 정지하여, 반송구(13)에 면하는 위치에는, 웨이퍼(W)를 유지하고 있지 않은 다른 웨이퍼 유지부(21)가 위치한다. 이 새롭게 반송구(13)에 면하는 웨이퍼 유지부(21)에, 웨이퍼 반송부(15)가 웨이퍼(W)를 전달한다.
이러한 웨이퍼 유지부(21)에의 웨이퍼(W)의 전달 동작이 반복되어, 모든 웨이퍼 유지부(21)에 웨이퍼(W)가 전달되면, 게이트 밸브(14)가 폐쇄되고, 진공 분위기 중에서 히터(37)에 의해 각 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 가열된다. 그리고, 중앙 분리대 형성부(31)의 중앙 가스 노즐(32) 및 분리 가스 노즐(42, 44)로부터 소정의 유량으로 분리 가스가 공급된다. 또한, 이 분리 가스의 공급에 병행하여, 제1 처리 가스 노즐(41), 제2 처리 가스 노즐(43)로부터 각각 처리 가스가 공급됨과 함께 소정의 회전 수로 회전 테이블(2)이 회전하여, 성막 처리가 개시된다. 도 6은, 이 성막 처리 시에 있어서의 진공 용기(11) 내의 가스의 흐름을 나타낸 것이다. 각 처리 가스의 흐름을 실선의 화살표로 나타내고, 상기 분리 가스의 흐름을 점선의 화살표로 나타내고 있다.
웨이퍼(W)는, 제1 처리 가스 노즐(41)의 토출구(45)가 향하는 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 가스 노즐(43)의 토출구(45)가 향하는 제2 처리 영역(P2)을 교대로 통과하여, 웨이퍼(W)에 BTBAS 가스가 흡착되고, 계속해서 O3 가스가 흡착되어 BTBAS 분자가 산화되어서 산화 실리콘의 분자층이 1층 또는 복수층 형성된다. 상기 제1 처리 가스 노즐(41)로부터 토출된 BTBAS 가스의 흐름에 대하여 상세하게 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이 BTBAS 가스는, 인접하는 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간(29)을 통과하여, 회전 테이블(2)의 주연부를 향해 당해 회전 테이블(2) 위를 직경 방향을 따라서 흐른다.
배경기술의 항목에서 설명한 BTBAS 가스를 웨이퍼(W)의 표면과 직교하도록 공급하는 경우에 비하면, 상기 처리 가스 노즐(41)로부터 상기 공간(29)에 공급된 BTBAS 가스는, 웨이퍼(W) 표면에서 충돌하여 체류하는 것이 방지된다. 그 때문에 이 BTBAS 가스는, 웨이퍼(W)의 표면을 따라 흐르는 층류를 형성하고, 결과적으로 웨이퍼(W)의 면 내에서 이 BTBAS 가스의 유량 및 유속에 대하여 불균일해지는 것이 억제되어, BTBAS 가스는, 웨이퍼(W)의 면 내 각 부에 균일성 높게 흡착된다. O3 가스에 대해서도 BTBAS 가스와 마찬가지로 공급되므로, 웨이퍼(W)의 면 내에서 균일성 높게 산화 반응이 일어난다. 그 결과로서, 각 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서, 균일성 높은 두께로 분자층이 형성되어 간다.
처리 가스 노즐(41, 43)로부터 토출되어, 웨이퍼(W)에 흡착되지 않고 회전 테이블(2)의 외주로 흐른 BTBAS 가스, O3 가스는, 각각 배기구(51, 53)로부터 배기된다. 그리고, 분리 가스 노즐(42)로부터 제1 분리 영역(D1)에 토출되는 분리 가스는, 회전 테이블(2) 위에 흘러, 부유하는 BTBAS 가스를 회전 테이블(2)의 외주로 흘러가게 하여, 당해 BTBAS 가스와 함께 배기구(52)로부터 제거된다. 이에 의해, 당해 BTBAS 가스가 제2 처리 영역(P2)으로 들어오는 것을 방지한다. 분리 가스 노즐(44)로부터 제2 분리 영역(D2)에 토출되는 분리 가스는, 회전 테이블(2) 위에 흘러, 부유하는 O3 가스를 회전 테이블(2)의 외주로 흘러가게 하여, 당해 O3 가스와 함께 배기구(54)로부터 제거된다.
이렇게 각 분리 가스 노즐(42, 44)로부터의 분리 가스에 의해, 회전 테이블(2)의 둘레 방향으로 BTBAS 가스, O3 가스가 각각 퍼지는 것이 억제되고, 진공 용기(11) 내에서, 이들 BTBAS 가스와 O3 가스가 서로 분리된다. 그에 의해, 회전 테이블(2) 위를 부유하는 BTBAS 가스와 O3 가스가 반응하여, 반응 생성물로 이루어지는 파티클이 진공 용기(11) 내에 비산되는 것이 방지된다. 또한, 중앙 분리대 형성부(31)에 공급된 분리 가스인 N2 가스가, 회전 테이블(2)의 직경 방향 외측에 공급되어, 각 배기구(51 내지 54)로부터 배기된다. 이 N2 가스에 의해, 회전 테이블(2)의 중앙부 위에서의 BTBAS 가스와 O3 가스가 반응하는 것이 방지된다. 또한, 이 성막 처리 중에는, 이미 설명한 가스 공급관(38, 39)에 의해, 히터 수납 영역(36) 및 회전 테이블(2)의 이면측에도 퍼지 가스로서 N2 가스가 공급되어, 처리 가스가 퍼지된다.
상기 회전 테이블(2)의 회전이 계속됨과 함께 각 가스의 토출이 계속되어, 산화 실리콘의 분자층이 순차적으로 적층된다. 그리고, 소정의 횟수, 회전 테이블(2)이 회전하여 소정의 막 두께의 실리콘 산화막이 형성되면, 각 가스 노즐(41 내지 44), 가스 공급관(38, 39) 및 중앙 분리대 형성부(31)로부터의 각 가스의 공급이 정지된다. 그리고, 게이트 밸브(14)가 개방되어, 웨이퍼 유지부(21)에의 전달과 반대 동작으로, 웨이퍼 반송부(15)가 각 웨이퍼 유지부(21)로부터 성막 완료된 웨이퍼(W)를 수취하여, 진공 용기(11)의 외부로 반송한다. 모든 웨이퍼(W)가 진공 용기(11)로부터 반출되면, 게이트 밸브(14)가 폐쇄된다.
이 성막 장치(1)에 의하면, 다수의 웨이퍼 유지부(21)를 회전 테이블(2) 위에서 둘레 방향으로 다수, 측면에서 보았을 때 비스듬히 웨이퍼(W)를 유지하도록 설치하고, 처리 가스 노즐(41, 43)에 의해 처리 가스를 회전 테이블(2)의 중심부측에서부터 외주를 향해, 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간(29)을 통과하도록 공급하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)에 처리 가스의 흐름이 차단되어 흐트러지는 것이 억제되고, 그에 의해 당해 처리 가스는 웨이퍼(W)의 면 내에서의 회전 테이블(2)의 중심부측과 주연부측의 사이에서 균일성 높은 유량 및 유속으로 공급된다. 그 결과로서, 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서 균일성 높은 막 두께로 산화 실리콘막을 형성할 수 있다. 또한, 상기와 같이 웨이퍼 유지부(21)를 설치함으로써, 웨이퍼(W)를 수평하게 두는 경우에 비해, 웨이퍼(W) 1매당이 회전 테이블(2) 위에서 차지하는 면적을 억제하여, 회전 테이블(2) 위에서의 웨이퍼(W)의 적재 수를 증가시킬 수 있다. 따라서, 보다 많은 매수의 웨이퍼(W)를 일괄적으로 처리할 수 있어, 높은 스루풋을 얻을 수 있다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에 따른 성막 장치(6)에 대해서, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 8, 도 9, 도 10은, 각각 성막 장치(6)의 종단 측면도, 당해 장치(6)의 내부 분해 사시도, 성막 장치(6)의 횡단 평면도이다. 이 성막 장치(6)의 가스 노즐(41' 내지 44')은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 진공 용기(11)의 외부로부터 진공 용기(11) 내를 향해 연장되어 있지만, 제1 실시 형태와 달리, 진공 용기(11) 내에서 굴곡되어, 회전 테이블(2)의 직경 방향을 따라, 웨이퍼 유지부(21)의 상방측에서 회전 테이블(2)의 주연부를 향해 수평 방향으로 연장되어 있다.
가스 노즐(41' 내지 44')에 있어서 상기 수평 방향으로 연장되는 부분에는, 토출구(45)가 해당 가스 노즐(41' 내지 44')의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 다수 개가 개구되어 있다. 이 토출구(45)는, 하방을 향해 개구되어 있어, 웨이퍼 유지부(21)의 상방에서부터 하방을 향하는 기류를 형성할 수 있다. 이 제2 실시 형태에서도, 가스 노즐(41', 43')의 토출구(45)의 개구 방향이 처리 영역(P1, P2)이며, 가스 노즐(42', 44')의 토출구(45)의 개구 방향이 분리 영역(D1, D2)이다. 즉, 처리 영역(P1, P2) 및 분리 영역(D1, D2)은, 각 가스 노즐(41' 내지 44')의 하방측에 형성되어 있다.
가스 노즐(41' 내지 44')의 구성이 상기와 같이 상이한 것, 및 중앙 분리대 형성부(31)의 측면에 가스 노즐(41 내지 44)을 수용하는 홈(34)이 형성되어 있지 않은 것을 제외하고, 성막 장치(6)는, 성막 장치(1)와 마찬가지로 구성된다. 성막 장치(6)에 의한 성막 처리는, 성막 장치(1)와 마찬가지의 수순으로 행하여져, 상기와 같이 진공 용기(11) 내에 각 가스가 공급된다. 이 성막 처리 시에 있어서, 가스 노즐(41' 내지 44')에 의해 회전 테이블(2) 위에 하방을 향해 공급된 처리 가스 및 분리 가스는, 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간(29A)을 통과하여 회전 테이블(2)에 충돌한 후에는 각 배기구(51 내지 54)에 흡인됨으로써, 회전 테이블(2)의 외주측으로 흘러서 배기된다. 따라서, 회전 테이블(2)에 공급된 후에는, 각 가스는 제1 실시 형태와 마찬가지로 흘러, 진공 용기(11) 내에는 평면에서 보아, 제1 실시 형태와 마찬가지의 가스 흐름이 형성된다. 즉, 흡착되지 않은 BTBAS 가스가 제2 처리 영역(P2)으로 들어오는 것, 흡착되지 않은 O3 가스가 제1 처리 영역(P1)으로 들어오는 것 및 회전 테이블(2)의 중앙부로 BTBAS 가스 및 O3 가스가 각각 향하는 것이 방지되면서, 웨이퍼(W)에 대한 성막 처리가 진행된다.
BTBAS 가스, O3 가스는, 가스 노즐(41', 43')로부터 상기와 같이 회전 테이블(2)을 향해 각각 공급됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면을 따라 하방으로 흐르는 층류를 형성한다. 이렇게 층류가 형성되는 처리 영역(P1, P2)을 교대로 통과함으로써, 웨이퍼(W)에 산화 실리콘막이 형성된다. 이 성막 장치(6)에 의하면, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)와 마찬가지로 웨이퍼(W)의 표면에서 처리 가스가 웨이퍼(W)에 충돌함으로써 가스 흐름이 흐트러지는 것을 억제함과 함께, 회전 테이블(2) 위에서의 웨이퍼(W)의 적재 수의 증가를 도모할 수 있다. 따라서, 성막 장치(1)와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이미 설명한 바와 같이, 일 실시 형태에서는 웨이퍼(W)의 면 내에서의 처리 가스의 충돌을 억제하도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 처리 가스 노즐(41', 43')에 대해서는, 그 토출구(45)가 연직 하방으로 개구되어 있어도 되지만, 도 11에 도시하는 바와 같이 비스듬히 개구되어 있어도 된다. 예를 들어, 토출구(45)의 개구 방향과 회전 테이블(2)의 수평면이 이루는 각(θ1)이, 도 4에서 설명한 웨이퍼 유지부(21)의 오목부(23)의 저면(24)과 회전 테이블(2)의 수평면이 이루는 각(θ)과 동일한 각도로 되도록 설정하는 것이 유효하다.
(제3 실시 형태)
계속해서 제3 실시 형태의 성막 장치(7)에 대해서, 제2 실시 형태의 성막 장치(6)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 12는 성막 장치(7)의 내부 분해 사시도이며, 도 13은 성막 장치(7)의 횡단 평면도이다. 이 성막 장치(7)는, 중앙 분리대 형성부(31)를 둘러싸도록, 회전 테이블(2) 위에 기립하여 설치된 통 형상체(구획벽)(71)를 구비하고 있다. 통 형상체(71)는, 그 하단이 회전 테이블(2)에 접함과 함께 그 상단이 가스 노즐(41' 내지 44')보다 낮게 형성됨으로써, 회전 테이블(2)과 함께 회전한다. 웨이퍼 유지부(21)는, 이 통 형상체(71)의 측 둘레면으로부터 회전 테이블(2)의 주연부로 연장되도록 형성되어 있다. 따라서, 인접하는 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간(29A)은, 이 통 형상체(71)에 의해 서로 구획되어 있다. 이 통 형상체(71)가 설치되는 것을 제외하고, 성막 장치(7)는, 성막 장치(6)와 마찬가지로 구성되어 있다.
성막 장치(7)에 대해서도, 성막 장치(1, 6)와 마찬가지의 수순으로 성막 처리가 행하여진다. 도 14는, 성막 장치(7)의 종단 측면도를 나타내고 있다. 이 도 14에서는, 도 6과 마찬가지로, 성막 처리 시에 있어서의 처리 가스(반응 가스)의 흐름을 실선의 화살표로 나타내고 있다. 또한, 분리 가스 및 퍼지 가스의 흐름을 점선의 화살표로 나타내고 있다. 중앙 분리대 형성부(31)의 중앙 가스 노즐(32)로부터 토출된 분리 가스(N2 가스)는, 중앙 분리대 형성부(31)의 하방을 방사상으로 퍼져나가, 통 형상체(71)의 내주측면과 중앙 분리대 형성부(31)의 외주측면의 사이의 간극을 통해 상방으로 흘러, 통 형상체(71)의 상단과 진공 용기(11)의 천장과의 사이의 간극으로부터 통 형상체(71)의 외측으로 흐른다. 그 후, 이 분리 가스는, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로 가스 노즐(41' 내지 44')로부터 토출되는 가스와 함께, 각 배기구(51 내지 54)로 흘러서 배기된다. 이 분리 가스는, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 회전 테이블(2)의 중앙부 위에서 BTBAS 가스와 O3 가스가 접촉하여 반응하는 것을 방지하는 역할을 갖는다.
가스 노즐(41' 내지 44')로부터, 회전 테이블(2) 위에 공급된 각 가스는, 상기 중앙 분리대 형성부(31)로부터의 분리 가스와 통 형상체(71)에 의해 회전 테이블(2)의 중앙부를 향하는 것이 저지되어, 각 배기구(51 내지 54)에 의해 배기된다. 따라서, 이 제3 실시 형태의 성막 장치(7)에 의하면, 상기 제1 및 제2 실시 형태의 성막 장치(1, 6)와 마찬가지의 효과가 얻어지는 것 외에도, 상기 중앙부 위에서의 BTBAS 가스와 O3 가스의 반응을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 그러한 반응을 방지할 수 있는 결과로서, 당해 반응에 의한 생성물이 진공 용기(11) 내에 파티클로서 비산되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(제4 실시 형태)
계속해서 제4 실시 형태의 성막 장치(8)에 대해서, 제3 실시 형태의 성막 장치(7)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 15는 성막 장치(8)의 종단 측면도이며, 도 16은 성막 장치(8)의 내부 분해 사시도이다. 이 성막 장치(8)는, 성막 장치(7)와 마찬가지로 통 형상체(71')를 구비하고 있다. 단 제3 실시 형태와 달리, 이 통 형상체(71')의 상단은, 바깥쪽으로 수평하게 연신하고, 평면에서 보아 링 형상의 칸막이판(구획벽)(72)을 형성하고 있다. 웨이퍼 유지부(21)의 상단은, 이 구획판(72)의 하면에 접하고 있다. 따라서, 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간(29B)은, 인접하는 웨이퍼 유지부(21)간의 공간과 진공 용기(11)의 천장(72)에 의해서 확정된다.
상기 구획판(72)에는, 그 직경 방향을 따라서 다수의 가스 유입구(73)가 열을 이루도록 개구되어 있다. 이 가스 유입구(73)의 열은, 상기 각 공간(29B)에 가스를 공급할 수 있도록, 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 이러한 구획판(72)이 설치되는 것을 제외하고, 이 성막 장치(8)는, 제3 실시 형태의 성막 장치(7)와 마찬가지로 구성되어 있다.
당해 성막 장치(8)에서도, 이미 설명한 각 실시 형태의 성막 장치와 마찬가지의 수순으로 성막 처리가 행하여진다. 각 가스 노즐(41' 내지 44')로부터 토출된 각 가스는, 각 가스 노즐(41' 내지 44')의 하방에 위치하는 가스 유입구(73)로부터 웨이퍼 유지부(21)의 표면에 공급되어, 제2 내지 제3 실시 형태와 같이 웨이퍼(W)의 표면을 따라서 흐르는 층류를 형성해서 회전 테이블(2)의 표면으로 흘러, 당해 회전 테이블(2)의 표면으로부터 회전 테이블(2)의 외주로 흘러서 배기된다. 도 17에서는, 대표적으로 제1 처리 가스 노즐(41')로부터 가스 유입구(73)에 BTBAS 가스가 토출되는 모습을 나타내고 있지만, 다른 가스 노즐(42' 내지 44')로부터도 마찬가지로, 가스 유입구(73)에 가스가 공급된다. 이 성막 장치(8)에 대해서도, 회전 테이블(2)의 중앙부에서의 BTBAS 가스와 O3 가스의 접촉을 보다 확실하게 방지할 수 있으므로, 성막 장치(7)와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
상기 제1 실시 형태에 있어서, 상기 구획판(72)을 형성해도 되고, 그 경우 가스 유입구(73)를 형성하지 않아도 된다. 이러한 구획판(72)을 설치하여 각 공간(29B)의 상측을 막음으로써, 진공 용기(11) 내에서, BTBAS 가스 및 O3 가스가 흐를 수 있는 범위가 보다 제한된다. 따라서, 보다 확실하게 이들 처리 가스가 회전 테이블(2) 위에서 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 각 실시 형태에서는 웨이퍼 유지부(21)를 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 등간격으로 배열함으로써, 웨이퍼(W) 간에서의 처리 가스의 유량 및 유속의 편차를 억제하여, 웨이퍼(W) 간에서 균일성 높게 성막을 행하도록 하고 있다. 그 밖의 웨이퍼 유지부(21)의 배치의 일례를 도 18에 도시한다. 이 배치 예에서는, 회전 테이블(2) 위에서 당해 회전 테이블(2)의 접선 방향을 따라 4개의 웨이퍼 유지부(21)로 이루어지는 그룹(28)이 복수 개, 상기 회전 방향으로 설치되어 있다. 동일한 그룹(28) 내에서, 인접하는 웨이퍼 유지부(21)의 간격은 서로 동등하고, 또한 인접하는 웨이퍼 유지부(21) 사이의 각 공간(29C)은 평면에서 보아 서로 병행하게 형성되어 있다. 인접하는 그룹(28) 간에 있어서의 공간(30)은, 회전 테이블(2)의 중심부측에서부터 주연부측을 향해 넓어지도록 형성되어 있다.
이렇게 공간(29C, 30)의 형상이 상이하기 때문에, 동일한 그룹(28) 내의 웨이퍼 유지부(21)에 대하여 보면, 회전 테이블(2)의 회전 방향의 선두의 웨이퍼 유지부(21)와, 후속의 3개의 웨이퍼 유지부(21)는, 공급되는 처리 가스의 유량 및 유속에 대하여 편차가 생길 우려가 있다. 따라서, 상기 선두의 웨이퍼 유지부(21)에는 더미 웨이퍼(W1)를 유지하고, 상기 후속의 각 웨이퍼 유지부(21)에는 웨이퍼(W)를 유지하여 처리를 행한다. 후속의 웨이퍼 유지부(21) 사이에서는 웨이퍼(W)에 공급되는 처리 가스의 유량 및 유속을 일정하게 할 수 있으므로, 각 웨이퍼(W) 간에서 형성되는 막의 막 두께의 편차를 억제할 수 있다.
그렇게 웨이퍼 유지부(21)에 더미 웨이퍼(W1)를 유지하도록 처리를 행해도, 회전 테이블(2) 위에는 다수의 웨이퍼 유지부(21)를 설치할 수 있으므로, 스루풋을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 이 도 18의 웨이퍼 유지부(21)의 배치 예에서는, 동일한 그룹(28) 내의 웨이퍼 유지부(21) 사이의 공간(29C)은, 평면에서 보아 회전 테이블(2)의 중심부측과 주연부측에서 그 간격이 동등하다. 따라서, 상기 중심부측과 주연부측에서, 처리 가스는 보다 균일성 높게 공급되고, 그에 의해 웨이퍼(W)의 면 내에서의 막 두께의 균일성을 보다 높게 할 수 있다.
또한, 상기 각 배기구(51 내지 54)는, 진공 용기(11)의 측면에 형성하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 진공 용기(11)의 저면에 형성되도록 해도 된다. 그 경우, 각 배기구(51 내지 54)는, 회전 테이블(2)의 주연부 외측에 형성하는 것이 유효하다. 그렇게 형성함으로써, 일단, 회전 테이블(2)의 외주로 흐른 가스가 회전 테이블(2)의 중심부측으로 돌아오도록 흘러서, 웨이퍼(W) 표면의 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
상기의 성막 장치에서 ALD를 행하여 형성하는 막은, 산화 실리콘막에 한정되지 않고, 예를 들어 질화 실리콘이나 질화 알루미늄 등이어도 된다. 또한, 상기 각 성막 장치는 교대로 2종류의 처리 가스를 공급하여 ALD를 행하는 것인데, 처리 가스를 1종류만 공급하여 웨이퍼(W)에 CVD(Chemical Vapor Deposition)를 행하는 것이어도 된다. 또한, 성막 장치로서 구성하는 것에 한정되지 않고, 회전 테이블(2) 위에 처리 가스를 공급함과 함께 플라즈마를 형성하는 플라즈마 형성부를 설치하도록 구성하고, 그 플라즈마에 의해 웨이퍼(W) 표면의 막의 개질을 행하는 개질 장치로서 구성되어도 되고, 가스 공급하면서 기판을 가열하는 어닐 장치로서 구성해도 된다. 예를 들어, 상기 CVD 장치나 어닐 장치로서 구성한 경우에는, 분리 가스 노즐을 설치하지 않아도 된다.
W : 웨이퍼 D1, D2 : 분리 영역
P1, P2 : 처리 영역 1 : 성막 장치
10 : 제어부 11 : 진공 용기
12 : 회전 구동 기구 2 : 회전 테이블
21 : 웨이퍼 유지부 23 : 오목부
24 : 저면 31 : 중앙 분리대 형성부
37 : 히터 41 : 제1 처리 가스 노즐
42 : 제1 분리 가스 노즐 43 : 제2 처리 가스 노즐
44 : 제2 분리 가스 노즐

Claims (11)

  1. 진공 용기 내에 설치되고, 수평으로 회전하는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블을 회전시키기 위한 구동 기구와,
    상기 회전 테이블에 둘레 방향을 따라 복수 개가 배열되고, 각각 복수의 기판을 경사진 상태이면서 또한 해당 기판의 표면이 상기 회전 테이블의 회전 방향을 향한 상태로 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 복수의 기판을 가열하기 위한 가열부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 복수의 기판에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급부와,
    상기 진공 용기 내를 진공 배기하기 위한 진공 배기 기구를 구비하는, 진공 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리 가스 공급부는, 상기 기판 유지부의 배열 영역과 상기 회전 테이블의 중앙부의 사이에 배치되고, 상기 기판 유지부의 배열 영역을 향해 상기 처리 가스를 토출하도록 구성되어 있는, 진공 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 처리 가스 공급부는, 상기 기판 유지부의 배열 영역의 상방측에서 상기 기판 유지부의 배열 영역과 대향하도록 설치되고, 상기 기판 유지부의 배열 영역을 향해 상기 처리 가스를 토출하도록 구성되어 있는, 진공 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판 유지부의 배열 영역과 상기 회전 테이블의 중앙부측의 영역을 서로 구획하는 제1 구획벽이 설치되어 있는, 진공 처리 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 기판 유지부의 배열 영역과 상기 진공 용기의 천장부를 서로 구획하는 제2 구획벽이 설치되고,
    상기 제2 구획벽에는, 상기 처리 가스 공급부로부터의 처리 가스가, 서로 인접하는 상기 기판 유지부의 사이의 공간에 유입되기 위한 복수의 유입 구멍이 형성되어 있는, 진공 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진공 용기에는 상기 회전 테이블의 주연부 외측의 위치에, 상기 진공 용기 내를 배기하는 배기구가 형성되어 있는, 진공 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리 가스 공급부는, 상기 기판에 원료 가스를 흡착시키기 위한 원료 가스 공급부와, 상기 원료 가스 공급부에 대하여 상기 회전 테이블의 회전 방향으로 이격하여 설치되고, 상기 기판에 흡착된 원료 가스와 반응하여 기판 위에 반응 생성물을 생성하기 위한 반응 가스를 상기 기판에 공급하기 위한 반응 가스 공급부를 구비하고 있는, 진공 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전 테이블의 둘레 방향에 있어서 상기 원료 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부의 사이에, 상기 원료 가스와 상기 반응 가스를 분리하기 위한 분리 가스를 공급하기 위한 분리 가스 공급부를 더 구비하는, 진공 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 원료 가스를 배기하는 제1 배기구와, 상기 반응 가스를 배기하는 제2 배기구가 상기 진공 용기의 둘레 방향으로 서로 떨어져서 형성되어 있는, 진공 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    평면에서 보았을 때에, 서로 인접하는 상기 기판끼리의 사이의 공간이 내측으로부터 외측을 향해 넓어지도록 상기 복수의 기판 유지부가 배열되어 있는, 진공 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 유지부는 소정 수로 그룹화되고, 각 그룹은 상기 회전 테이블의 둘레 방향으로 배치되고,
    각 그룹에 있어서의 해당되는 복수의 기판 유지부는,
    평면에서 보았을 때에, 서로 평행해지도록 배열되어 있는, 진공 처리 장치.
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