KR20160100828A - 기판 유지 기구 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20160100828A
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Abstract

본 발명은 기판 표면을 완전히 노출시킨 상태에서, 기판의 들뜸을 확실하게 방지해서 기판을 유지할 수 있는 기판 유지 기구 및 이것을 사용한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 서셉터(2) 상의 소정의 기판 유지 영역(25) 상에 기판을 유지하는 기판 유지 기구(120)이며, 상기 기판 유지 영역의 주위에 설치되고, 상기 기판 유지 영역의 외측으로부터 내측으로 회전함으로써 상기 기판 유지 영역 상에 적재된 상기 기판의 측면부에 소정의 접촉면(80a)에서 접촉 가능한 기판 유지 부재(80)와, 해당 기판 유지 부재에, 상기 기판의 측면부에 접촉함으로써 상기 기판을 유지 가능한 내측 방향으로의 가압력을 부여하는 가압 수단(90)과, 해당 가압 수단의 상기 가압력에 저항하는 힘을 상기 기판 유지 부재에 부여함으로써, 상기 기판을 연직 방향으로 들어올리는 것이 가능한 상태로 상기 기판 유지 부재를 개방 가능한 개방 부재(100)를 갖는다.

Description

기판 유지 기구 및 이것을 사용한 기판 처리 장치{SUBSTRATE HOLDING MECHANISM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 기판 유지 기구 및 이것을 사용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 진공 용기 내에 설치한 회전 테이블에 복수의 기판을, 둘레 방향으로 배치된 복수의 오목부에 각각 적재하고, 회전 테이블을 회전시킴으로써 기판을 처리 가스의 공급 위치에 순차적으로 통과시켜서 기판 상에 박막을 형성하는 성막 장치가 알려져 있다. 이러한 성막 장치에 있어서, 기판이 통과하는 영역에서의 압력차에 의해 회전 테이블로부터 튀어나오는 것을 방지하고자, 기판 적재 영역의 주연에 기판의 둘레 방향을 따라 링 형상으로 형성된 링 부재를, 회전 테이블을 관통해서 승강 가능한 승강 핀에 고정하고, 기판을 오목부 내에 반송한 후, 승강 핀을 강하해서 링 부재를 기판의 표면 주연부에 접하는 위치 또는 약간 상방 위치에 두고, 기판이 부상하려고 했을 때 걸리게 해서 튀어나옴을 방지하도록 한 구성이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 유기 금속 화합물의 원료 가스를 사용해서 피처리체(W)의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치에 있어서, 처리 용기와, 가열 히터가 설치된 적재대와, 적재대에 대향시켜서 설치된 가스 도입 수단을 구비함과 함께, 적재대 본체의 외측면에 링 형상의 실드 링을 느슨하게 끼운 상태에서 착탈 가능하게 설치하고, 적재대 본체의 측벽에의 성막과 함께, 반도체 웨이퍼의 이면에의 성막을 방지하도록 한 성막 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
이와 같이, 성막 장치에 있어서, 기판이 기판 적재 영역 또는 기판 적재대로부터 부상한 상태에서 성막 처리를 행하면, 회전 테이블을 사용해서 성막을 행하는 성막 장치에서는 기판이 튀어나와버릴 우려가 있고, 또한 회전 테이블식의 성막 장치가 아닌 경우에도, 기판의 이면에 불필요한 성막이 이루어져버릴 우려가 있기 때문에, 상술한 특허문헌 1, 2에서는, 이들을 방지하는 구성을 채용하고 있다.
일본 특허 공개 제2011-151387호 공보 일본 특허 공개 제2011-190519호 공보
그러나, 상술한 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 링 부재가 기판의 표면 주연부의 일부를 덮어버리기 때문에, 링 부재가 설치된 개소의 성막이 불충분해지거나, 또한 성막을 위해 공급되는 가스류가 링 부재의 존재에 의해 변화하거나 하여, 성막 전체에 악영향을 미치는 경우가 있다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 구성은, 특허문헌 1과 같은 회전 테이블식의 성막 장치에서는, 회전 테이블의 회전에 의해 기판이 튀어나와버리기 때문에, 회전 테이블식의 성막 장치에 그대로 채용할 수는 없다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 기판 표면을 완전히 노출시킨 상태에서, 기판의 들뜸을 확실하게 방지해서 기판을 유지할 수 있는 기판 유지 기구 및 이것을 사용한 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 관한 기판 유지 기구는, 서셉터 상의 미리 정해진 기판 유지 영역 상에 기판을 유지하는 기판 유지 기구로서, 상기 기판 유지 영역의 주위에 설치되고, 상기 기판 유지 영역의 외측으로부터 내측으로 회전함으로써 상기 기판 유지 영역 상에 적재된 상기 기판의 측면부에 미리 정해진 접촉면에서 접촉 가능한 기판 유지 부재와, 상기 기판 유지 부재에, 상기 기판의 측면부에 접촉함으로써 상기 기판을 유지 가능한 내측 방향으로의 가압력을 부여하는 가압 수단과, 상기 가압 수단의 상기 가압력에 저항하는 힘을 상기 기판 유지 부재에 부여함으로써, 상기 기판을 연직 방향으로 들어올리는 것이 가능한 상태로 상기 기판 유지 부재를 개방 가능한 개방 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 형태에 관한 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 기구와, 상기 서셉터를 수용하는 처리 용기와, 상기 기판 유지 영역을 관통하는 적어도 3개의 관통 구멍과, 상기 관통 구멍을 승강 가능하게 설치된 복수의 승강 핀과, 상기 복수의 승강 핀과 상기 처리 용기의 외부와의 사이에서 상기 기판을 반송 가능한 반송 아암을 포함하고, 상기 개방 부재는, 상기 승강 핀과는 연동하지 않고 독립되어 구동된다.
본 발명에 따르면, 기판 표면의 전역을 노출시킨 상태이면서, 기판을 확실하게 고정 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치에서의 처리 영역 및 분리 영역의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 성막 장치의 다른 단면도이다.
도 6은 도 1의 성막 장치의 다른 단면도이다.
도 7은 도 1의 성막 장치의 일부 파단 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 일례를 나타낸 도이다. 도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 일례의 기판 유지 부재의 접촉면의 평면 형상을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 일례의 기판 유지 부재의 접촉면의 수직 단면 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 일례의 기판 유지 부재의 접촉면의 수직 단면 형상의 확대도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태 설명을 행한다. 먼저, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구를 탑재하기에 적합한 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 유지 기구 및 기판 처리 장치는, 기판의 유지가 필요한 다양한 기판 처리 장치에 적용 가능하지만, 본 실시 형태에서는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 성막 장치로서 구성한 예를 들어서 설명한다.
본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치는, 도 1(도 3의 A-A선을 따른 단면도) 및 도 2에 도시한 바와 같이, 대략 원형의 평면 형상을 갖는 편평한 진공 용기(1)와, 이 진공 용기(1) 내에 설치되고, 진공 용기(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비한다. 진공 용기(1)는, 용기 본체(12)와, 이로부터 분리 가능한 천장판(11)으로 구성되어 있다. 천장판(11)은, 예를 들어 O링 등의 밀봉 부재(13)를 개재해서 용기 본체(12)에 설치되고, 이에 의해 진공 용기(1)가 기밀하게 밀폐된다. 천장판(11) 및 용기 본체(12)는, 예를 들어 알루미늄(Al)으로 제작할 수 있다. 진공 용기(1)는, 그 내부에서 웨이퍼(W)의 처리를 행하므로, 처리실이라 칭해도 된다.
도 1을 참조하면, 회전 테이블(2)은, 중앙에 원형의 개구부를 갖고 있으며, 개구부의 둘레에서 원통 형상의 코어부(21)에 의해 상하로부터 끼워져서 유지되어 있다. 코어부(21)는, 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(22)은 용기 본체(12)의 저면부(14)를 관통하여, 그 하단이 당해 회전축(22)을 연직축을 중심으로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 회전 테이블(2)은 그 중심축을 회전 중심으로 해서 회전할 수 있다. 또한, 회전축(22) 및 구동부(23)는, 상면이 개구된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지부(20a)를 통해서 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있고, 이에 의해, 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상면에, 각각 웨이퍼(W)가 적재되는 복수(도시의 예에서는 5개)의 원형 오목부 형상의 적재부(24)가 동일한 각도 간격으로 형성되어 있다. 단, 도 3에서는 웨이퍼(W)를 1매만을 나타내고 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 적재부(24)의 주위에는, 기판 유지 기구(120)가 설치된다. 기판 유지 기구(120)는, 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 기구이며, 회전 테이블(2)이 회전해도, 웨이퍼(W)가 적재부(24)로부터 튀어나오지 않도록 웨이퍼(W)를 고정 유지한다. 또한, 기판 유지 기구(120)의 상세에 대해서는, 도 8 이후에서 보다 상세하게 설명한다.
도 4를 참조하면, 적재부(24)와 적재부(24)에 적재된 웨이퍼(W)와의 단면이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 적재부(24)는, 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간(예를 들어 4mm) 큰 직경과, 웨이퍼(W)의 두께와 동일한 깊이를 갖고 있다. 적재부(24)의 깊이와 웨이퍼(W)의 두께가 거의 동등하기 때문에, 웨이퍼(W)가 적재부(24)에 적재되었을 때, 웨이퍼(W)의 표면은, 회전 테이블(2)의 적재부(24)를 제외한 영역의 표면과 거의 동일한 높이가 된다. 가령, 웨이퍼(W)와 그 영역과의 사이에 비교적 큰 단차가 있으면, 그 단차에 의해 가스의 흐름에 난류가 발생하여, 웨이퍼(W) 상에서의 막 두께 균일성이 영향을 받는다. 이 영향을 저감하기 위해서, 2개의 표면이 거의 동일한 높이에 있다. 「거의 동일한 높이」는, 높이의 차가 약 5mm 이하이어도 되지만, 가공 정밀도가 허용하는 범위에서 가능한 한 제로에 가까우면 바람직하다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 회전 테이블(2)의 회전 방향(예를 들어 도 3의 화살표 RD)을 따라 서로 이격된 2개의 볼록 형상부(4)가 형성되어 있다. 도 2 및 도 3에서는 천장판(11)을 생략하고 있지만, 볼록 형상부(4)는, 도 4에 도시한 바와 같이 천장판(11)의 하면(45)에 설치되어 있다. 또한, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 볼록 형상부(4)는, 거의 부채형의 상면 형상을 갖고 있으며, 그 정상부는 진공 용기(1)의 거의 중심에 위치하고, 원호는 용기 본체(12)의 내주벽을 따라 위치하고 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)는, 그 하면(44)이 회전 테이블(2)로부터 높이(h1)에 위치하도록 배치된다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 볼록 형상부(4)는, 볼록 형상부(4)가 2분할되도록 반경 방향으로 연장되는 홈부(43)를 갖고, 홈부(43)에는 분리 가스 노즐(41)(42)이 수용되어 있다. 홈부(43)는, 본 실시 형태에서는, 볼록 형상부(4)를 이등분하도록 형성되지만, 다른 실시 형태에서는, 예를 들어 볼록 형상부(4)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측이 넓어지도록 홈부(43)를 형성해도 된다. 분리 가스 노즐(41)(42)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 용기 본체(12)의 둘레 벽부로부터 진공 용기(1) 내에 도입되어, 그 기단부인 가스 도입 포트(41a)(42a)를 용기 본체(12)의 외주벽에 설치함으로써 지지되어 있다.
분리 가스 노즐(41)(42)은, 분리 가스의 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스는, 질소(N2) 가스나 불활성 가스이면 되고, 또한 성막에 영향을 주지 않는 가스라면, 분리 가스의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 분리 가스로서 N2 가스가 이용된다. 또한, 분리 가스 노즐(41)(42)은, 회전 테이블(2)의 표면을 향해서 N2 가스를 토출하기 위한 복수의 토출 구멍(40)(도 4)을 갖고 있다. 토출 구멍(40)은, 길이 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 토출 구멍(40)은, 약 0.5mm의 구경을 갖고, 분리 가스 노즐(41)(42)의 길이 방향을 따라서 약 10mm의 간격으로 배열되어 있다.
이상의 구성에 의해, 분리 가스 노즐(41)과 이것에 대응하는 볼록 형상부(4)에 의해, 분리 공간(H)을 구획 형성하는 분리 영역(D1)이 제공된다. 마찬가지로, 분리 가스 노즐(42)과 이것에 대응하는 볼록 형상부(4)에 의해, 분리 공간(H)을 구획 형성하는 분리 영역(D2)이 제공된다. 또한, 분리 영역(D1)에 대하여 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측에는, 분리 영역(D1, D2)과, 회전 테이블(2)과, 천장판(11)의 하면(45)(이하, 천장면(45))과, 용기 본체(12)의 내주벽으로 대략 둘러싸이는 제1 영역(48A)(제1 공급 영역)이 형성되어 있다. 또한, 분리 영역(D1)에 대하여 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측에는, 분리 영역(D1, D2)과, 회전 테이블(2)과, 천장면(45)과, 용기 본체(12)의 내주벽으로 대략 둘러싸이는 제2 영역(48B)(제2 공급 영역)이 형성되어 있다. 분리 영역(D1, D2)에 있어서, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 N2 가스가 토출되면, 분리 공간(H)은 비교적 높은 압력이 되어, N2 가스는 분리 공간(H)으로부터 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)을 향해서 흐른다. 바꾸어 말하면, 분리 영역(D1, D2)에서의 볼록 형상부(4)는, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터의 N2 가스를 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)으로 안내한다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 영역(48A)에서 용기 본체(12)의 둘레 벽부로부터 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 처리 가스 노즐(31)이 도입되고, 제2 영역(48B)에서 용기 본체(12)의 둘레 벽부로부터 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 처리 가스 노즐(32)이 도입되어 있다. 이 처리 가스 노즐(31, 32)은, 분리 가스 노즐(41, 42)과 마찬가지로, 기단부인 가스 도입 포트(31a, 32a)를 용기 본체(12)의 외주벽에 설치함으로써 지지되어 있다. 또한, 처리 가스 노즐(31, 32)은, 반경 방향에 대하여 소정의 각도를 이루도록 도입되어도 된다.
또한, 처리 가스 노즐(31, 32)은, 회전 테이블(2)의 상면(웨이퍼(W)의 적재부(24)가 있는 면)을 향해서 처리 가스를 토출하기 위한 복수의 토출 구멍(33)을 갖고 있다(도 4 참조). 본 실시 형태에서는, 토출 구멍(33)은 약 0.5mm의 구경을 갖고, 처리 가스 노즐(31, 32)의 길이 방향을 따라서 약 10mm의 간격으로 배열되어 있다.
도시를 생략하지만, 처리 가스 노즐(31)은, 제1 처리 가스의 가스 공급원에 접속되고, 처리 가스 노즐(32)은, 제2 처리 가스의 가스 공급원에 접속되어 있다. 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스로서는 후에 설명하는 가스의 조합을 비롯해서 다양한 가스를 사용할 수 있는데, 본 실시 형태에서는, 제1 처리 가스로서 비스터셔리부틸아미노실란(BTBAS) 가스가 이용되고, 제2 처리 가스로서 오존(O3) 가스가 이용된다. 또한, 이하의 설명에서, 처리 가스 노즐(31)의 하방 영역을, BTBAS 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 처리 영역(P1)이라고 하고, 처리 가스 노즐(32)의 하방 영역을, O3 가스를 웨이퍼(W)에 흡착된 BTBAS 가스와 반응(산화)시키기 위한 처리 영역(P2)이라고 하는 경우가 있다.
다시 도 4를 참조하면, 분리 영역(D1)에는 평탄한 낮은 천장면(44)이 있고(도시하지 않지만 분리 영역(D2)에서도 마찬가지임), 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)에는, 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)이 있다. 이 때문에, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)의 용적은, 분리 영역(D1, D2)에서의 분리 공간(H)의 용적보다도 크다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 진공 용기(1)에는, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)을 각각 배기하기 위한 배기구(61, 62)가 형성되어 있다. 이들에 의해, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)을, 분리 영역(D1, D2)의 분리 공간(H)에 비교해서 낮은 압력으로 유지할 수 있다. 이 경우, 제1 영역(48A)에서 처리 가스 노즐(31)로부터 토출되는 BTBAS 가스는, 분리 영역(D1, D2)의 분리 공간(H)의 압력이 높기 때문에, 분리 공간(H)을 빠져나가서 제2 영역(48B)에 도달할 수 없다. 또한, 제2 영역(48B)에서 처리 가스 노즐(32)로부터 토출되는 O3 가스는, 분리 영역(D1, D2)의 분리 공간(H)의 압력이 높기 때문에, 분리 공간(H)을 빠져나가서 제1 영역(48A)에 도달할 수 없다. 따라서, 양쪽 처리 가스는, 분리 영역(D1, D2)에 의해 분리되어, 진공 용기(1) 내의 기상 중에서 혼합되는 경우는 거의 없다.
또한, 낮은 천장면(44)의 회전 테이블(2)의 상면으로부터 측정한 높이(h1)(도 4)는, 분리 가스 노즐(41)(42)로부터의 N2 가스의 공급량에 따라 다르지만, 분리 영역(D1, D2)의 분리 공간(H)의 압력을 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)의 압력보다도 높게 할 수 있도록 설정된다. 높이(h1)는 예를 들어 0.5mm 내지 10mm이면 바람직하고, 가능한 한 작게 하면 더욱 바람직하다. 단, 회전 테이블(2)의 회전 흔들림에 의해 회전 테이블(2)이 천장면(44)에 충돌하는 것을 피하기 위해서, 높이(h1)는 3.5mm 내지 6.5mm 정도이면 된다. 또한, 볼록 형상부(4)의 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐(41)(42)의 하단에서부터 회전 테이블(2)의 표면까지의 높이(h2)(도 4)도 마찬가지로 0.5mm 내지 4mm이면 된다.
이상의 구성을 갖는 분리 영역(D1, D2)에 의하면, 회전 테이블(2)이 예를 들어 약 240rpm의 회전 속도로 회전한 경우에도, BTBAS 가스와 O3 가스를 보다 확실하게 분리할 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 코어부(21)를 둘러싸도록 천장판(11)의 하면(45)에 설치된 환상의 돌출부(5)가 형성되어 있다. 돌출부(5)는, 코어부(21)보다도 외측의 영역에서 회전 테이블(2)과 대향하고 있다. 본 실시 형태에서는, 도 6에 명료하게 도시한 바와 같이, 공간(50)의 하면의 회전 테이블(2)의 상면으로부터의 높이(h15)는, 공간(H)의 높이(h1)보다도 약간 낮다. 이것은, 회전 테이블(2)의 중심부 근방에서의 회전 흔들림이 작기 때문이다. 구체적으로는, 높이(h15)는 1.0mm 내지 2.0mm 정도이면 된다. 또한, 다른 실시 형태에서는, 높이(h15)와 높이(h1)은 동등해도 되고, 또한 돌출부(5)와 볼록 형상부(4)는 일체로 형성되어도 되고, 별체로서 형성되어 결합되어도 된다. 또한, 도 2 및 도 3은, 볼록 형상부(4)를 진공 용기(1) 내에 남긴 채 천장판(11)을 제거한 진공 용기(1)의 내부를 나타내고 있다.
도 1의 약 절반의 확대도인 도 5를 참조하면, 진공 용기(1)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있고, 이에 의해, 천장판(11)과 코어부(21)의 사이의 공간(52)에 N2 가스가 공급된다. 이 공간(52)에 공급된 N2 가스에 의해, 돌출부(5)와 회전 테이블(2)의 상면의 좁은 공간(50)은, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)에 비하여 높은 압력으로 유지될 수 있다. 이 때문에, 제1 영역(48A)에서 처리 가스 노즐(31)로부터 토출되는 BTBAS 가스는, 압력이 높은 공간(50)을 빠져나가서 제2 영역(48B)에 도달할 수 없다. 또한, 제2 영역(48B)에서 처리 가스 노즐(32)로부터 토출되는 O3 가스는, 압력이 높은 공간(50)을 빠져나가서 제1 영역(48A)에 도달할 수 없다. 따라서, 양쪽 처리 가스는, 공간(50)에 의해 분리되어, 진공 용기(1) 내의 기상 중에서 혼합되는 경우는 거의 없다. 즉, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, BTBAS 가스와 O3 가스를 분리하기 위해 회전 테이블(2)의 회전 중심부와 진공 용기(1)에 의해 구획 형성되고, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)보다도 높은 압력으로 유지되는 중심 영역(C)이 형성되어 있다.
도 6은, 도 3의 B-B선을 따른 단면도의 약 절반을 나타내고, 여기에는 볼록 형상부(4)와, 볼록 형상부(4)와 일체로 형성된 돌출부(5)가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)는, 그 외측 테두리에 있어서 L자 형상으로 굴곡되는 굴곡부(46)를 갖고 있다. 굴곡부(46)는, 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 사이의 공간을 대략 매립하고 있어, 처리 가스 노즐(31)로부터의 BTBAS 가스와 처리 가스 노즐(32)로부터의 O3 가스가 각 간극을 통해서 혼합되는 것을 저지한다. 굴곡부(46)와 용기 본체(12)의 사이의 간극, 및 굴곡부(46)와 회전 테이블(2)의 사이의 간극은, 예를 들어 회전 테이블(2)의 상면에서부터 볼록 형상부(4)의 천장면(44)까지의 높이(h1)와 거의 동일하면 된다. 또한, 굴곡부(46)가 있기 때문에, 분리 가스 노즐(41, 42)(도 3)로부터의 N2 가스는, 회전 테이블(2)의 외측을 향해서는 흐르기 어렵다. 따라서, 분리 영역(D1, D2)으로부터 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)으로의 N2 가스의 흐름이 촉진된다. 또한, 굴곡부(46)의 하방에 블록 부재(71b)를 설치하면, 분리 가스가 회전 테이블(2)의 하방까지 흐르는 것을 더욱 억제할 수 있기 때문에, 더욱 바람직하다.
또한, 굴곡부(46)와 회전 테이블(2)의 사이의 간극은, 회전 테이블(2)의 열팽창을 고려하여, 회전 테이블(2)이 후술하는 히터 유닛(7)에 의해 가열된 경우에, 상기의 높이(h1 정도)가 대략 동일하게 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)에 있어서, 용기 본체(12)의 내주벽은, 도 3에 도시한 바와 같이 외측으로 오목해져서, 배기 영역(6)이 형성되어 있다. 이 배기 영역(6)의 저부에는, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들어 배기구(61, 62)가 형성되어 있다. 이들 배기구(61, 62)는, 각각 배기관(63)을 통해서 진공 배기 장치인, 예를 들어 공통의 진공 펌프(64)에 접속되어 있다. 이에 의해, 주로 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)이 배기되고, 따라서, 상술한 바와 같이, 제1 영역(48A) 및 제2 영역(48B)의 압력을 분리 영역(D1, D2)의 분리 공간(H)의 압력보다도 낮게 할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 제1 영역(48A)에 대응하는 배기구(61)는, 회전 테이블(2)의 외측(배기 영역(6))에 있어서 처리 가스 노즐(31)의 하방에 위치하고 있다. 이에 의해, 처리 가스 노즐(31)의 토출 구멍(33)(도 4)으로부터 토출되는 BTBAS 가스는, 회전 테이블(2)의 상면을 따라, 처리 가스 노즐(31)의 길이 방향으로 배기구(61)를 향해서 흐를 수 있다. 이러한 배치에 의한 이점에 대해서는, 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 배기관(63)에는 압력 조정기(65)가 설치되고, 이에 의해 진공 용기(1) 내의 압력이 조정된다. 복수의 압력 조정기(65)를, 대응하는 배기구(61, 62)에 대하여 설치해도 된다. 또한, 배기구(61, 62)는, 배기 영역(6)의 저부(진공 용기(1)의 저부(14))에 한하지 않고, 진공 용기(1)의 용기 본체(12)의 둘레 벽부에 형성해도 된다. 또한, 배기구(61, 62)는, 배기 영역(6)에서의 천장판(11)에 설치해도 된다. 단, 천장판(11)에 배기구(61, 62)를 형성하는 경우, 진공 용기(1) 내의 가스가 상방으로 흐르기 때문에, 진공 용기(1) 내의 파티클이 말려 올라가서, 웨이퍼(W)가 오염될 우려가 있다. 이 때문에, 배기구(61, 62)는, 도 1, 도 2 및 도 5와 같이 저부(14)에 형성하거나, 용기 본체(12)의 둘레 벽부에 형성하면 바람직하다. 또한, 배기구(61, 62)를 저부(14)에 형성하면, 배기관(63), 압력 조정기(65) 및 진공 펌프(64)를 진공 용기(1)의 하방에 설치할 수 있기 때문에, 성막 장치의 풋 프린트를 축소하는 점에서 유리하다.
도 1 및 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 저부(14)와의 사이의 공간에는, 가열부로서의 환상의 히터 유닛(7)이 설치되고, 이에 의해, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)가, 회전 테이블(2)을 통해서 소정의 온도로 가열된다. 또한, 블록 부재(71a)가, 회전 테이블(2)의 하방 및 외주의 근처에, 히터 유닛(7)을 둘러싸도록 설치되기 때문에, 히터 유닛(7)이 놓여져 있는 공간이 히터 유닛(7)의 외측의 영역으로부터 구획되어 있다. 블록 부재(71a)보다 내측으로 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해서, 블록 부재(71a)의 상면과 회전 테이블(2)의 하면과의 사이에 약간의 간극이 유지되도록 배치된다. 히터 유닛(7)이 수용되는 영역에는, 이 영역을 퍼지하기 위해서, 복수의 퍼지 가스 공급관(73)의 각각이, 용기 본체(12)의 저부를 관통하도록 소정의 각도 간격을 두고 접속되어 있다. 또한, 히터 유닛(7)의 상방에 있어서, 히터 유닛(7)을 보호하는 보호 플레이트(7a)가, 블록 부재(71a)와, 후술하는 융기부(R)에 의해 지지되어 있고, 이에 의해, 히터 유닛(7)이 설치되는 공간에 BTBAS 가스나 O3 가스가 가령 유입되었다고 해도, 히터 유닛(7)을 보호할 수 있다. 보호 플레이트(7a)는, 예를 들어 석영으로 제작하는 것이 바람직하다.
도 5를 참조하면, 저부(14)는, 환상의 히터 유닛(7)의 내측에 융기부(R)를 갖고 있다. 융기부(R)의 상면은, 회전 테이블(2) 및 코어부(21)에 접근하고 있고, 융기부(R)의 상면과 회전 테이블(2)의 하면과의 사이 및 융기부(R)의 상면과 코어부(21)의 하면과의 사이에 약간의 간극을 남기고 있다. 또한, 저부(14)는, 회전축(22)이 빠져나가는 중심 구멍(O)을 갖고 있다. 이 중심 구멍(O)의 내경은, 회전축(22)의 직경보다도 약간 크고, 플랜지부(20a)를 통해서 케이스체(20)와 연통하는 간극을 남기고 있다. 퍼지 가스 공급관(72)이 플랜지부(20a)의 상부에 접속되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(22)과 저부(14)의 중심 구멍(O)과의 사이의 간극, 코어부(21)와 저부(14)의 융기부(R)와의 사이의 간극, 및 저부(14)의 융기부(R)와 회전 테이블(2)의 하면과의 사이의 간극을 통해서, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터 히터 유닛(7)의 윗 공간에 N2 가스가 흐른다. 또한, 퍼지 가스 공급관(73)으로부터 히터 유닛(7)의 아래 공간에 N2 가스가 흐른다. 그리고, 이들 N2 가스는, 블록 부재(71a)의 상면과 회전 테이블(2)의 하면과의 사이의 간극을 통해서 배기구(61)에 유입된다. 이와 같이 흐르는 N2 가스는, BTBAS 가스(O3 가스)의 처리 가스가 회전 테이블(2)의 하방 공간을 회류해서 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 방지하는 분리 가스로서 작용한다.
도 2, 도 3 및 도 7을 참조하면, 용기 본체(12)의 둘레 벽부에는 반송구(15)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 반송구(15)를 통해서 반송 아암(10)에 의해 진공 용기(1) 내로, 또는 진공 용기(1)로부터 밖으로 반송된다. 이 반송구(15)에는 게이트 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 이에 의해 반송구(15)가 개폐된다. 또한, 오목부(24)의 저면에는 3개의 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이들 관통 구멍을 통해서 3개의 승강 핀(16)(도 7)이 상하 이동할 수 있다. 승강 핀(16)은, 웨이퍼(W)의 하면을 지지해서 당해 웨이퍼(W)를 승강시켜, 웨이퍼(W)의 회전 테이블(2)과 반송 아암(10)과의 사이에서의 수수를 행한다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 일례를 나타낸 도이다. 도 8의 (a)는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 웨이퍼(W)를 적재부 상에 적재하기 전의 상태를 도시한 도면이다. 도 8의 (b)는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구의 웨이퍼(W)를 유지한 상태를 도시한 도면이다.
도 8의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)는, 기판 유지 부재(80)와, 회전축(81)과, 연결 부재(82)와, 가압 부재(83)와, 스프링(90)과, 스프링 지지부(91)와, 가압 핀(100)과, 스토퍼(110)를 갖는다.
도 8의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 기판 유지 기구(120)는, 적재부(24)의 외주 부근에 설치된다. 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 적재부(24) 내에, 웨이퍼(W)가 고정 유지되는 기판 유지 영역(25)이 형성되고, 기판 유지 기구(120)는, 기판 유지 영역(25)의 주위에 설치된다. 즉, 기판 유지 영역(25)은, 기판 유지 기구(120)에 의해 정확하게 웨이퍼(W)가 유지되는 영역이며, 적재부(24)에 포함되는 영역이다. 적재부(24)는, 회전 테이블(2)의 표면보다도 오목해진 형상을 갖고 설치되어 있고, 기판 유지 기구(120)는, 적재부(24)의 외측과 하방에 설치된다.
또한, 기판 유지 기구(120)는, 그 개수는 상관없지만, 도 2, 3에 도시한 바와 같이 복수개 설치되는 것이 바람직하고, 확실하게 웨이퍼(W)의 들뜸을 방지하는 관점에서는, 적어도 3개 설치되는 것이 바람직하다.
기판 유지 부재(80)는, 웨이퍼(W)를 접촉해서 유지하는 부재이며, 따라서, 내측의 면이, 웨이퍼(W)와 접촉하는 접촉면(80a)이 된다. 회전축(81)은, 기판 유지 부재(80)를 회전 가능하게 지지하는 중심축이며, 회전 테이블(2)의 중심과 외주를 연결하도록, 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라서 설치된다. 따라서, 기판 유지 부재(80)는, 기판 유지 영역(25)의 외측으로부터 내측으로 회전축(81) 주위로 회전함으로써, 웨이퍼(W)의 측면부와 접촉하여, 웨이퍼(W)를 유지한다. 기판 유지 부재(80)는, 다양한 형상으로 구성되어도 되지만, 웨이퍼(W)의 측면부를 접촉 유지할 수 있을 정도의 평탄도 또는 곡률을 갖는 접촉면(80a)을 갖는 것과, 웨이퍼(W)와 비접촉 상태를 유지하는 것이 가능한 개방각을 갖는 절결부(80b)가 필요하다. 또한, 기판 유지 부재(80)는, 회전축(81)에 회전 가능하게 유지될 수 있는 형상 및 구조를 갖는 것이 필요하다.
기판 유지 부재(80)는, 다양한 재료로 구성되어도 되지만, 진공 용기(1) 내의 처리 공간에 노출되어 있으므로, 발진이 적고, 내열성이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판 유지 부재(80)는, 회전 테이블(2)과 마찬가지로 석영으로 구성되거나, 또는 세라믹스 등의 내열성이 높고 발진이 적은 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
연결 부재(82)는, 기판 유지 부재(80)와 스프링(90)을 연결하기 위한 부재이다. 본 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)는, 스프링(90)의 가압력에 의해, 기판 유지 부재(80)의 개폐를 행한다. 따라서, 스프링(90)의 가압력을 기판 유지 부재(80)에 전달하기 위해, 기판 유지 부재(80)와 스프링(90)을 연결하는 연결 부재(82)가 설치된다.
가압 부재(83)는, 가압 핀(100)의 타깃(가압 대상)이 되는 부재이며, 가압 핀(100)에 가압됨으로써, 스프링(90)의 가압력에 저항하는 힘을 연결 부재(82)에 전달한다. 즉, 가압 부재(83)는, 스프링(90) 및 연결 부재(82)에 연결되어 있어, 통상은 스프링(90)의 가압력을 받고 있지만, 가압 부재(83)에 스프링(90)의 가압력에 저항하는 힘이 가해짐으로써, 스프링(90)의 가압력의 방향과 반대 방향의 힘을 가한다.
구체적으로는, 도 8의 (a)에서 나타낸 상태가, 가압 부재(83)가 가압 핀(100)의 상향의 가압력을 받은 상태이며, 이에 의해, 가압 부재(83)가 상방으로 이동하고, 가압 부재(83)에 연결된 연결 부재(82)도 상방으로 이동하고 있다. 연결 부재(82)가 상방으로 이동함으로써, 기판 유지 부재(80)가 외측 방향으로 회전하여, 접촉면(80a)가 개방되어, 웨이퍼(W)를 적재부(24) 상에 적재 가능한 상태로 되어 있다.
도 8의 (a)의 상태에서의 기판 유지 부재(80)의 적재부(24)의 면에 대한 개방각(α)은, 웨이퍼(W)를 수용 가능한 각도까지 개방할 필요가 있어, 적어도 대략 90도 개방하는 것이 바람직하다. 한편, 90도 이상이면, 기판 유지 부재(80)는 몇 도까지 개방해도 웨이퍼(W)의 수용이 가능한데, 필요 이상으로 크게 개방하는 것에 처리상의 의미는 없으며, 오히려 여분으로 시간을 낭비할 뿐이므로, 대략 90도 개방하면 충분하다. 따라서, 기판 유지 부재(80)의 웨이퍼(W) 수용 시의 개방각(α)은, 80 내지 95도인 것이 바람직하고, 대략 90도로 설정하는 것이 더욱 바람직하다.
스프링(90)은, 연결 부재(82)를 통해서, 가압력을 기판 유지 부재(80)에 부여하기 위한 수단이다. 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 스프링(90)은, 수축됨으로써 연결 부재(82)를 하방으로 잡아당기는 가압력을 발생시킨다. 연결 부재(82)가 하방으로 잡아당겨짐으로써, 연결 부재(82)에 접속된 기판 유지 부재(80)는, 내측으로 회전하는 힘이 가해진다. 이에 의해, 기판 유지 부재(80)는, 웨이퍼(W)의 측면부를 회전 테이블(2)의 중심측을 향해서, 보다 정확하게는, 웨이퍼(W)의 측면부를, 외측 상방으로부터 중심 하방을 향해서 비스듬히 가압하는 힘을 웨이퍼(W)에 가한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는 가압력에 의해 탄성적으로 유지된 상태가 되어, 웨이퍼(W)의 표면을 흠집 없이 확실하게 유지할 수 있다.
스프링 지지부(91)는, 스프링(90)을 지지하기 위한 지지대이며, 스프링(90)을 하방으로부터 지지하기 위해, 스프링(90)의 하방에 설치된다.
스프링(90)은, 다양한 재료로 구성되어도 되는데, 예를 들어 세라믹스로 구성되어도 된다. 상술한 바와 같이, 진공 용기(1) 내의 부재는, 발진이 적고, 내열성을 갖는 석영 또는 세라믹스로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 석영은, 탄성이 부족하여, 스프링(90)을 형성하는 것이 곤란하다. 따라서, 스프링(90)은, 예를 들어 세라믹스로 구성되어도 된다.
또한, 스프링(90)의 형상은, 용도에 따라서 다양한 형상이 되어도 되는데, 도 8의 (a), (b)에 나타내는 헬리컬 스프링 형상 외에, 판 스프링으로 구성되어도 된다. 도 8의 (a), (b)에 나타내는 헬리컬 스프링 형상이면, 스프링(90)끼리 접촉해서 콘터미네이션을 발생할 우려가 있어, 부품 개수가 적은 판 스프링으로 구성하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 스프링(90)은, 판 스프링으로 구성해도 된다.
도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 스프링(90)이 연결 부재(82)를 하향으로 가압하고 있을 때는, 기판 유지 부재(80)는, 웨이퍼(W)를 유지한 상태가 된다. 즉, 스프링(90)은, 통상 상태에서는, 웨이퍼(W)를 유지하는 상태를 유지하고 있다. 이때, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)의 개방각(β)은, 예를 들어 70 내지 85도이어도 되고, 바람직하게는 75 내지 80도이어도 된다. 이와 같이, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)이 직각보다도 약간 내측으로 경사진 개방각(β)을 탄성적으로 유지함으로써, 웨이퍼(W)를 확실하면서도 또한 표면을 노출시킨 상태로 유지할 수 있다. 즉, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)의 개방각(β)이 90도에 너무 근접하면, 웨이퍼(W)의 유지력이 약해진다. 반대로, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)의 개방각(β)이 너무 작아지면, 기판 유지 부재(80)가 웨이퍼(W)의 표면에 덮어 씌워지게 되어, 기판 처리 시에 웨이퍼(W)의 주연부에 충분한 처리를 할 수 없게 될 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)에서는, 기판 유지 부재(80)가 웨이퍼(W)의 측면부에 가압력을 부여함으로써, 처리에 악영향을 주지 않고 확실하게 웨이퍼(W)를 유지한다.
가압 핀(100)은, 기판 유지 부재(80)의 유지를 개방하는 개방 부재로서 기능한다. 구체적으로는, 스프링(90)이 수축하는 가압력을 연결 부재(82)에 작용하고, 기판 유지 부재(80)가 폐쇄로 되어 웨이퍼(W)를 유지하고 있을 때, 스프링(90)의 가압력에 저항해서 가압 부재(83)를 상방으로 가압해서 스프링(90)을 신장시켜, 가압 부재(83)에 연결된 연결 부재(82)를 상방으로 밀어올린다. 연결 부재(82)의 상승에 의해, 기판 유지 부재(80)는 외측으로 회전하여, 웨이퍼(W)를 개방한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는, 승강 핀(16)의 상승에 의해, 연직 방향으로 이동 가능한 상태가 된다.
규제 수단으로서의 스토퍼(110)는, 가압 부재(83)의 가압 시의 이동 한계를 규제하는 규제 부재이다. 구체적으로는, 스토퍼(110)는, 가압 부재(83)의 상방의 소정 위치에 설치되어, 가압 부재(83)의 상측 방향으로의 이동 한계를 정한다. 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 스토퍼(110)는, 적재부(24)의 면보다도 하방에 설치되어, 가압 부재(83)가 적재부(24)보다도 상방으로 이동하지 않도록 가압 한계를 규제하고 있다. 이에 의해, 기판 유지 부재(80)가 개방 상태로 되어도, 가압 부재(83)가 웨이퍼(W)의 이면을 가압하여, 웨이퍼(W)를 뜨게 하는 것을 방지할 수 있어, 확실하게 웨이퍼(W)를 기판 유지 영역(25) 내에 유지한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 가압 핀(100)이 가압 부재(83)를 하방으로부터 가압하여, 가압 부재(83)가 상방으로 이동했을 때는, 스토퍼(110)는 가압 부재(83)에 의해 측면에서 보이지 않는 상태로 되어 있다. 이것은, 가압 부재(83)의 표면에 홈이 형성되어, 스토퍼(110)와 걸림 결합 가능하게 구성되어 있기 때문이며, 가압 부재(83)와 스토퍼(110)를, 그러한 걸림 결합 가능 또는 감합 가능한 형상으로 구성해도 된다. 또한, 반대로, 그러한 걸림 결합 구조 또는 감합 구조를 형성하지 않고, 가압 부재(83)를 평탄한 판상으로 구성해도 된다.
이어서, 기판 유지 기구(120)의 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 도 8의 (a)와 같이, 승강 핀(16)이 상승하고, 반송 아암(10)으로부터 웨이퍼(W)를 수취한다. 그 후, 승강 핀(16)이 하강하여, 도 8의 (a)에 나타내는 상태가 된다. 여기서, 가압 핀(100)은 가압 부재(83)를 상방으로 가압하고, 이에 의해 가압 부재(83) 및 연결 부재(82)가 상승하여, 연결 부재(82)의 외측단에 내 측단이 연결된 기판 유지 부재(80)가, 회전축(81) 둘레에 외측으로 회전하고, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)이 개방된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 적재부(24) 상에 적재 가능한 상태로 된다.
이어서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 승강 핀(16)이 적재부(24)의 면보다도 하방으로 하강하여, 웨이퍼(W)가 적재부(24) 상에 적재되면, 계속해서, 가압 핀(100)이 하강한다. 이에 의해, 스프링(90)의 수축력이 작용하여, 가압 부재(83) 및 연결 부재(82)는 하강한다. 연결 부재(82)의 하강에 수반하여, 기판 유지 부재(80)는 회전축(81) 둘레로 내측으로 회전하여, 웨이퍼(W)의 측면부에 접촉함과 함께, 웨이퍼(W)의 측면부를 가압한다. 기판 유지 부재(80)에는, 스프링(90)의 가압력이 항상 작용하고 있으므로, 웨이퍼(W)는 확실하게 기판 유지 영역(25) 상, 즉 적재부(24) 상에 유지된다. 이에 의해, 회전 테이블(2)이 회전하고, 웨이퍼(W)의 처리가 개시되어도, 웨이퍼(W)는 기판 유지 영역(25) 상에 접촉한 상태로 유지되어, 웨이퍼(W)의 표면이 처리된다. 웨이퍼(W)는, 기판 유지 영역(25) 상에 접촉한 상태로 유지되어 있으므로, 이면에의 불필요한 처리를 방지할 수 있다.
웨이퍼(W)의 처리가 종료되면, 가압 핀(100)이 가압 부재(83)를 상방으로 가압하고, 기판 유지 부재(80)가 개방된다. 가압 부재(83)의 상방으로의 이동은, 스토퍼(110)에 의해 규제되어 있으므로, 기판 유지 부재(80)는 소정의 위치, 예를 들어 적재부(24)의 면에 대하여 대략 90도로 개방된 위치에서 정지된다. 계속해서, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 승강 핀(16)이 상승하여, 웨이퍼(W)를 지지해서 상방으로 들어올린다. 그 후에는 반송 아암(10)이 웨이퍼(W)를 수취하고, 진공 용기(1)의 외부로 처리 후의 웨이퍼(W)가 반출된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)에 의하면, 웨이퍼(W)의 표면 전체면을 노출시킨 상태에서 웨이퍼(W)를 확실하게 유지할 수 있어, 웨이퍼(W)의 표면의 처리에는 악영향을 주지 않고, 또한 이면에의 불필요한 처리를 확실하게 방지할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)의 일례의 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)의 평면 형상을 도시한 도면이다. 도 11에서, 기판 유지 기구(120)의 기판 유지 부재(80)의 확대도가 도시되어 있는데, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)은, 웨이퍼(W)의 외주 형상을 따른 형상으로 구성해도 된다. 즉, 웨이퍼(W)는 일반적으로 대략 원형을 갖지만, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)은, 이것을 따르도록 원호 형상으로 오목해진 커브 형상을 갖고 구성되어도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 외주와 접촉면(80a)과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 보다 확실하게 웨이퍼(W)를 유지하는 것이 가능하게 된다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)의 일례의 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)의 수직 단면 형상을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)과 웨이퍼(W)의 측면부가 접촉한 상태가 도시되어 있는데, 접촉면(80a)은, 웨이퍼의 베벨 형상에 대응한 커브 형상으로 구성되어도 된다.
도 11은, 웨이퍼(W)의 측면부에 베벨부가 형성되고, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)이, 베벨 형상을 따르도록 안으로 만곡된 형상을 갖고 구성된 예를 나타낸 도이다. 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 측면부에는, 상측의 베벨부(B1)와 하측의 베벨부(B2)가 형성되어 있다. 그리고, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)은, 상측의 베벨부(B1)를 따르는 커브 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)과 웨이퍼(W)의 측면부와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 보다 확실하게 웨이퍼(W)를 유지할 수 있다.
이와 같이, 기판 유지 부재(80)의 접촉면(80a)은, 필요에 따라, 평면 형상적으로도, 측면 형상적으로도, 웨이퍼(W)의 외주 형상을 따르는 형상으로 구성해도 된다. 이에 의해, 기판 유지 기구(120)의 웨이퍼(W)의 유지 능력을 한층 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 성막 장치에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 장치 전체의 동작 컨트롤을 행하기 위한 제어부(150)가 설치되어 있다. 이 제어부(150)는, 예를 들어 컴퓨터로 구성되는 프로세스 컨트롤러(150a)와, 유저 인터페이스부(150b)와, 메모리 장치(150c)를 갖는다. 유저 인터페이스부(150b)는, 성막 장치의 동작 상황을 표시하는 디스플레이나, 성막 장치의 조작자가 프로세스 레시피를 선택하거나, 프로세스 관리자가 프로세스 레시피의 파라미터를 변경하거나 하기 위한 키보드나 터치 패널(도시하지 않음) 등을 갖는다. 또한, 제어부(150)는, 기판 유지 기구(120)의 기판 유지 동작을 제어해도 된다.
메모리 장치(150c)는, 프로세스 컨트롤러(150a)에 다양한 프로세스를 실시시키는 제어 프로그램, 프로세스 레시피 및 각종 프로세스에서의 파라미터 등을 기억하고 있다. 또한, 이들 프로그램에는, 예를 들어 후술하는 클리닝 방법을 행하게 하기 위한 스텝 군을 갖고 있는 것이 있다. 이들 제어 프로그램이나 프로세스 레시피는, 유저 인터페이스부(150b)로부터의 지시에 따라 프로세스 컨트롤러(150a)에 의해 판독되어 실행된다. 또한, 이들 프로그램은, 컴퓨터 가독 기억 매체(150d)에 저장되어, 이들에 대응한 입출력 장치(도시하지 않음)를 통해서 메모리 장치(150c)에 인스톨해도 된다. 컴퓨터 가독 기억 매체(150d)는, 하드 디스크, CD, CD-R/RW, DVD-R/RW, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등이어도 된다. 또한, 프로그램은 통신 회선을 통해서 메모리 장치(150c)에 다운로드해도 된다.
이어서, 본 실시 형태의 성막 장치의 동작(성막 방법)의 일례에 대해서 설명한다. 먼저, 적재부(24)가 반송구(15)에 정렬하도록 회전 테이블(2)이 회전하고, 게이트 밸브(도시하지 않음)를 개방한다. 이어서, 반송 아암(10)에 의해 반송구(15)를 통해서 웨이퍼(W)가 진공 용기(1) 내에 반입된다. 웨이퍼(W)는, 승강 핀(16)에 의해 수취되고, 반송 아암(10)이 용기(1)로부터 빠져나간 후에, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 구동되는 승강 핀(16)에 의해 적재부(24)로 내려진다. 도 8의 (a), (b)에서 설명한 바와 같이, 적재부(24) 상에 적재된 웨이퍼(W)에 대해서, 기판 유지 기구(120)에 의한 웨이퍼(W)의 유지가 행하여진다. 그리고, 상술한 일련의 동작이 5회 반복되어, 5매의 웨이퍼(W)가 대응하는 오목부(24)에 적재된다.
계속해서, 진공 용기(1) 내가, 진공 펌프(64) 및 압력 조정기(65)에 의해, 미리 설정한 압력으로 유지된다. 회전 테이블(2)이 위에서 보았을 때 시계 방향으로 회전을 개시한다. 회전 테이블(2)은, 히터 유닛(7)에 의해 미리 소정의 온도(예를 들어 300℃)로 가열되고 있고, 웨이퍼(W)가 이 회전 테이블(2)에 적재됨으로써 가열된다. 웨이퍼(W)가 가열되어, 소정의 온도로 유지된 것이 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 확인된 후, BTBAS 가스가 처리 가스 노즐(31)을 통해서 제1 처리 영역(P1)에 공급되고, O3 가스가 처리 가스 노즐(32)을 통해서 제2 처리 영역(P2)에 공급된다. 뿐만 아니라, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 N2 가스가 공급된다. 또한, 중심 영역(C)으로부터, 즉, 돌출부(5)와 회전 테이블(2)과의 사이에서 회전 테이블(2)의 표면을 따라 N2 가스가 토출된다. 또한, 분리 가스 공급관(51), 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터도 N2 가스가 공급된다.
웨이퍼(W)가 처리 가스 노즐(31)의 하방의 제1 처리 영역(P1)을 통과할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 BTBAS 분자가 흡착되고, 처리 가스 노즐(32)의 하방의 제2 처리 영역(P2)을 통과할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 O3 분자가 흡착되어, O3에 의해 BTBAS 분자가 산화된다. 따라서, 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 웨이퍼(W)가 처리 영역(P1, P2)의 양쪽을 1회 통과하면, 웨이퍼(W)의 표면에 산화 실리콘의 1분자층(또는 2 이상의 분자층)이 형성된다. 계속해서, 웨이퍼(W)가 영역(P1, P2)을 교대로 복수회 통과하여, 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적된다. 그때, 웨이퍼(W)는, 기판 유지 기구(120)에 의해, 적재부(24) 상에 부상되지 않고 유지되어 있으므로, 이면에 불필요한 성막은 되지 않는다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면은 전부 노출된 상태로 유지되어 있으므로, 웨이퍼(W)의 표면에 균일하게 성막을 행할 수 있다. 그리고, 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 퇴적된 후, BTBAS 가스와 O3 가스의 공급을 정지하고, 회전 테이블(2)의 회전을 정지한다. 그리고, 웨이퍼(W)는 반입 동작과 역동작에 의해 순차적으로 반송 아암(10)에 의해 용기(1)로부터 반출되고, 성막 프로세스가 종료된다. 그때의 웨이퍼(W)의 반출의 동작은, 도 8의 (a), (b)에서 설명한 바와 같다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판 유지 기구(120)를, 회전 테이블(2)을 사용한 기판 처리 장치에 적용한 예를 들어서 설명했지만, 본 실시 형태에 따른 기판 유지 기구(120)는, 회전하지 않고 웨이퍼(W)를 유지하는 서셉터를 사용한 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
1 : 진공 용기 2 : 서셉터
10 : 반송 아암 16 : 승강 핀
24 : 오목부(기판 적재 영역) 25 : 기판 유지 영역
31, 32 : 처리 가스 노즐 41, 42 : 분리 가스 노즐
80 : 기판 유지 부재 80a : 접촉면
80b : 절결부 81 : 회전축
82 : 연결 부재 83 : 가압 부재
90 : 스프링 100 : 가압 핀
110 : 스토퍼 120 : 기판 유지 기구
P1, P2 : 처리 영역 W : 웨이퍼

Claims (20)

  1. 서셉터 상의 미리 정해진 기판 유지 영역 상에 기판을 유지하는 기판 유지 기구로서,
    상기 기판 유지 영역의 주위에 설치되고, 상기 기판 유지 영역의 외측으로부터 내측으로 회전함으로써 상기 기판 유지 영역 상에 적재된 상기 기판의 측면부에 미리 정해진 접촉면에서 접촉 가능한 기판 유지 부재와,
    상기 기판 유지 부재에, 상기 기판의 측면부에 접촉함으로써 상기 기판을 유지 가능한 내측 방향으로의 가압력을 부여하는 가압 수단과,
    상기 가압 수단의 상기 가압력에 저항하는 힘을 상기 기판 유지 부재에 부여함으로써, 상기 기판을 연직 방향으로 들어올리는 것이 가능한 상태로 상기 기판 유지 부재를 개방 가능한 개방 부재를 포함하는 기판 유지 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재는, 상기 기판 유지 영역의 외주보다도 외측에 설치되고, 상기 기판 유지 영역의 반경 방향을 따라서 회전 가능한 회전축에 고정 유지된, 기판 유지 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 연직 방향으로 들어올리는 것이 가능한 상태는, 상기 기판 유지 부재의 상기 미리 정해진 접촉면이 상기 기판 유지 영역의 면에 대하여 대략 90도로 개방된 상태인, 기판 유지 기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재에 연결된 연결 부재를 더 포함하고,
    상기 가압 수단은, 상기 연결 부재를 통해서 상기 기판 유지 부재에 상기 가압력을 부여하는, 기판 유지 기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결 부재에 연결된 가압 부재를 더 포함하고,
    상기 개방 부재는, 상기 가압 부재를 가압함으로써, 상기 가압력에 저항하는 힘을, 상기 연결 부재를 통해서 상기 기판 유지 부재에 부여하는, 기판 유지 기구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결 부재, 상기 가압 부재 및 상기 가압 수단은, 상기 기판 유지 영역의 하방에 설치되어 있는, 기판 유지 기구.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 개방 부재의 상기 가압력에 저항하는 힘에 의한 상기 가압 부재의 이동 범위를 규제하는 규제 수단을 더 포함하고,
    상기 규제 수단에 의해 상기 기판 유지 부재의 개방 각도를 규제하는, 기판 유지 기구.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 개방 부재는, 상기 가압 부재를 하방으로부터 가압 가능한 승강 부재인, 기판 유지 기구.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 수단은 스프링이며,
    상기 가압력은 상기 스프링의 수축력인, 기판 유지 기구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스프링은 세라믹스로 구성되는, 기판 유지 기구.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스프링은 판 스프링인, 기판 유지 기구.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재의 상기 미리 정해진 접촉면의 수평 단면 형상은, 상기 기판의 외주를 따른 형상인, 기판 유지 기구.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재의 상기 미리 정해진 접촉면의 연직 단면 형상은, 위로 볼록한 만곡된 형상인, 기판 유지 기구.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재가 상기 기판을 유지했을 때의 상기 미리 정해진 접촉면의 상기 기판 유지 영역의 면에 대한 각도는, 70 내지 85도인, 기판 유지 기구.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재의 상기 미리 정해진 접촉면은, 상기 기판의 상기 측면부에 베벨면이 형성되어 있을 때는, 상측의 베벨면에 접촉하는, 기판 유지 기구.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재, 상기 가압 수단 및 상기 개방 부재는, 상기 기판 유지 영역의 주위에 복수 설치된, 기판 유지 기구.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재, 상기 가압 수단 및 상기 개방 부재는, 상기 기판 유지 영역의 주위에 적어도 3개 설치된, 기판 유지 기구.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 영역은, 서셉터의 표면보다도 오목해진 미리 정해진 기판 적재 영역 내에 형성된, 기판 유지 기구.
  19. 제18항에 기재된 기판 유지 기구와,
    상기 서셉터를 수용하는 처리 용기와,
    상기 기판 유지 영역을 관통하는 적어도 3개의 관통 구멍과,
    상기 관통 구멍을 승강 가능하게 설치된 복수의 승강 핀과,
    상기 복수의 승강 핀과 상기 처리 용기의 외부와의 사이에서 상기 기판을 반송 가능한 반송 아암을 포함하고,
    상기 개방 부재는, 상기 승강 핀과는 연동하지 않고 독립되어 구동되는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 서셉터는 회전 가능한 회전 테이블로서 구성되고,
    상기 기판 적재 영역은, 상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라서 복수 형성되고,
    상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라서 이격되어 형성되고, 제1 및 제2 처리 가스를 각각 공급 가능한 제1 및 제2 처리 영역과,
    상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라서 상기 제1 및 제2 처리 영역과의 사이에 형성되어, 상기 제1 및 제2 처리 가스를 서로 분리 가능한 분리 가스를 공급하는 분리 영역을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7145648B2 (ja) * 2018-05-22 2022-10-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
CN109742191B (zh) * 2019-01-14 2020-10-02 浙江晶科能源有限公司 一种太阳能电池的制作方法及太阳能电池烧结装置
US11630001B2 (en) * 2019-12-10 2023-04-18 Applied Materials, Inc. Apparatus for measuring temperature in a vacuum and microwave environment
JP7370270B2 (ja) * 2020-02-07 2023-10-27 東京エレクトロン株式会社 基板保持機構及び基板処理装置
TWI754287B (zh) * 2020-05-25 2022-02-01 億力鑫系統科技股份有限公司 承載裝置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07142556A (ja) * 1993-11-19 1995-06-02 Sanyo Electric Co Ltd 成膜装置のウェハ−保持装置
KR20050070972A (ko) * 2003-12-31 2005-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 제조용 스퍼터의 투명기판 파지를 위한클램프어셈블리
JP2007049005A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Speedfam Co Ltd スピン乾燥機のためのワーク把持装置
JP2011151387A (ja) 2009-12-25 2011-08-04 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及び成膜方法
JP2011190519A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP2012049245A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Tokyo Electron Ltd 真空処理装置
JP2012222240A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Tokyo Electron Ltd 基板保持装置、基板処理装置、基板処理方法、及び基板処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
US20120315113A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-13 Tokyo Electron Limited Substrate holder, substrate transfer apparatus, and substrate processing apparatus
KR20130097184A (ko) * 2010-08-13 2013-09-02 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 개선된 웨이퍼 캐리어

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5040484A (en) * 1987-05-04 1991-08-20 Varian Associates, Inc. Apparatus for retaining wafers
JP2000332085A (ja) * 1999-05-19 2000-11-30 Sony Corp ウェーハクランプ装置
US6485248B1 (en) * 2000-10-10 2002-11-26 Applied Materials, Inc. Multiple wafer lift apparatus and associated method
JP4488646B2 (ja) * 2001-04-23 2010-06-23 株式会社トプコン ウェーハ保持装置
JP2003258069A (ja) * 2002-03-05 2003-09-12 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 半導体ウェーハの保持具
CN100370578C (zh) * 2002-06-21 2008-02-20 株式会社荏原制作所 基片保持装置和电镀设备
US7296777B2 (en) * 2004-03-24 2007-11-20 Nikon Corporation Acceleration clamp assist
WO2006054663A1 (ja) * 2004-11-22 2006-05-26 Sharp Kabushiki Kaisha 基板保持装置および基板処理装置ならびに液晶表示装置
KR100601988B1 (ko) * 2005-02-05 2006-07-18 삼성전자주식회사 웨이퍼 가열 장비
JP4814731B2 (ja) * 2006-08-30 2011-11-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 基板保持装置、検査または処理の装置、基板保持方法、検査または処理の方法および検査装置
US7780825B2 (en) * 2007-05-21 2010-08-24 Lam Research Corporation Substrate gripper with integrated electrical contacts
JP4819010B2 (ja) * 2007-09-04 2011-11-16 東京エレクトロン株式会社 処理装置、処理方法および記憶媒体
CN101665920A (zh) * 2008-09-04 2010-03-10 东京毅力科创株式会社 成膜装置、基板处理装置及旋转台
KR101681897B1 (ko) * 2009-08-07 2016-12-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 이중 온도 히터
JP5301505B2 (ja) * 2009-08-27 2013-09-25 東京エレクトロン株式会社 液処理装置および液処理方法
JP5646354B2 (ja) * 2011-01-25 2014-12-24 東京エレクトロン株式会社 液処理装置および液処理方法
JP5661022B2 (ja) * 2011-11-21 2015-01-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法並びに基板処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP6018404B2 (ja) * 2012-04-25 2016-11-02 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP5989525B2 (ja) * 2012-11-30 2016-09-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理装置の基板保持状態の把握方法および記憶媒体
US9209014B2 (en) * 2013-03-15 2015-12-08 Tokyo Electron Limited Multi-step bake apparatus and method for directed self-assembly lithography control
JP6181438B2 (ja) * 2013-06-24 2017-08-16 株式会社荏原製作所 基板保持装置および基板洗浄装置
JP6671993B2 (ja) * 2016-02-01 2020-03-25 東京エレクトロン株式会社 基板受け渡し位置の教示方法及び基板処理システム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07142556A (ja) * 1993-11-19 1995-06-02 Sanyo Electric Co Ltd 成膜装置のウェハ−保持装置
KR20050070972A (ko) * 2003-12-31 2005-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 제조용 스퍼터의 투명기판 파지를 위한클램프어셈블리
JP2007049005A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Speedfam Co Ltd スピン乾燥機のためのワーク把持装置
JP2011151387A (ja) 2009-12-25 2011-08-04 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及び成膜方法
US20120315113A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-13 Tokyo Electron Limited Substrate holder, substrate transfer apparatus, and substrate processing apparatus
JP2011190519A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
KR20130097184A (ko) * 2010-08-13 2013-09-02 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 개선된 웨이퍼 캐리어
JP2012049245A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Tokyo Electron Ltd 真空処理装置
JP2012222240A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Tokyo Electron Ltd 基板保持装置、基板処理装置、基板処理方法、及び基板処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
TWI677940B (zh) 2019-11-21
TW201709403A (zh) 2017-03-01
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US10790182B2 (en) 2020-09-29
CN105887047A (zh) 2016-08-24

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