KR20170026036A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 처리실을 포함하는 처리 장치의 생산성을 향상시킨다.
기판을 처리 가능한 복수의 처리실; 복수의 처리실 각각에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부; 복수의 처리실 각각에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부; 복수의 처리실 중 어느 하나 또는 전체를 배기 가능한 배기부; 및 복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송하지 않는 경우에 하나의 처리실로의 상기 처리 가스의 공급과 병행하여 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 것과 함께, 하나의 처리실과 다른 처리실을 배기하도록 처리 가스 공급부와 퍼지 가스 공급부와 배기부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치의 제조에서는 소(少)로트(lot) 다품종화가 진행되고 있다. 소로트 다품종을 제조하는 것에서 생산성의 향상이 요구되고 있다. 이 요구에 부응하는 방법 중의 하나로서 복수의 처리실을 포함하는 매엽식(枚葉式) 장치를 사용하는 것에 의해 생산성을 향상시키는 방법이 있다.
처리 장치에 설치된 처리실의 갯수와 처리 매수의 불일치에 의해 생산성이 저하된다는 과제가 있다.
본 발명은 복수의 처리실을 포함하는 처리 장치의 생산성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 처리 가능한 복수의 처리실; 복수의 처리실 각각에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부; 복수의 처리실 각각에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부; 복수의 처리실 중 어느 하나 또는 전체를 배기 가능한 배기부; 및 복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송하지 않는 경우에 하나의 처리실로의 상기 처리 가스의 공급과 병행하여 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 것과 함께, 하나의 처리실과 다른 처리실을 배기하도록 처리 가스 공급부와 퍼지 가스 공급부와 배기부를 제어하는 제어부;를 포함하는 기술이 제공된다.
본 발명에 따른 기술에 의하면, 복수의 처리실을 포함하는 처리 장치의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 횡(橫)단면의 개략도.
도 2는 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 종(縱)단면의 개략도.
도 3은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 진공 반송 로봇의 개략도.
도 4는 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 5는 일 실시 형태에 따른 챔버의 종단면의 개략도.
도 6은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 컨트롤러의 개략 구성도.
도 7은 일 실시 형태에 따른 제1 기판 처리 공정의 플로우 차트.
도 8은 일 실시 형태에 따른 제1 기판 처리 공정의 시퀀스도.
도 9는 일 실시 형태에 따른 제2 기판 처리 공정의 플로우 차트.
도 10은 일 실시 형태에 따른 제2 기판 처리 공정의 시퀀스도.
도 11은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템으로 수행되는 기판 처리 공정의 플로우 차트.
도 12는 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
이하, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 설명한다.
(1) 기판 처리 시스템의 구성
본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개요구성을 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성예를 도시하는 횡단면도다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성예를 도시하는 도 1의 α-α'에서의 종단면도다. 도 3은 도 1의 암의 상세를 설명한 설명도다. 도 4는 도 1의 β-β'의 종단면도이며, 프로세스 모듈에 공급하는 가스 공급계를 설명하는 설명도다. 도 5는 프로세스 모듈에 설치되는 챔버를 설명하는 설명도다.
도 1 및 도 2에서 본 발명이 적용되는 기판 처리 시스템(1000)은 웨이퍼(200)를 처리하는 것이며, IO 스테이지(1100), 대기(大氣) 반송실(1200), 로드록 실(1300), 진공 반송실(1400), 프로세스 모듈(110)로 주로 구성된다. 다음으로 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 1의 설명에서는 전후좌우는 X1방향이 오른쪽, X2방향이 왼쪽, Y1방향이 앞쪽, Y2방향이 뒤쪽으로 한다. 또한 웨이퍼(200)의 표면에는 반도체 디바이스가 형성되고, 기판 처리 시스템(1000)에서는 반도체 디바이스 제조의 일 공정이 수행된다. 여기서 반도체 디바이스란 집적 회로, 전자 소자 단체(單體)(저항 소자, 코일 소자, 커패시터 소자, 반도체 소자) 중 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 말한다. 또한 반도체 디바이스의 제조 도중에 필요한 더미 막이어도 좋다.
〔대기 반송실·IO 스테이지〕
기판 처리 시스템(1000)의 바로 앞에는 IO 스테이지(1100)(로드 포트)가 설치된다. IO 스테이지(1100) 상에는 복수의 포드(1001)가 탑재된다. 포드(1001)는 실리콘(Si) 기판 등의 기판(200)을 반송하는 캐리어로서 이용되고, 포드(1001) 내에는 미처리 기판(200)이나 처리 완료된 기판(200)이 각각 수평 자세로 복수 격납되도록 구성된다.
포드(1001)에는 캡(1120)이 설치되고, 후술하는 포드 오프너(1210)에 의해 개폐된다. 포드 오프너(1210)는 IO 스테이지(1100)에 재치된 포드(1001)의 캡(1120)을 개폐하고, 기판 출입구를 개방·폐쇄하는 것에 의해 포드(1001)에 대한 기판(200)의 출입을 가능하게 한다. 포드(1001)는 도시되지 않는 공정 내 반송 장치(RGV)에 의해 IO 스테이지(1100)에 대하여 공급 및 배출된다.
IO 스테이지(1100)는 대기 반송실(1200)에 인접한다. 대기 반송실(1200)은 IO 스테이지(1100)와 다른 면에 후술하는 로드록 실(1300)이 연결된다.
대기 반송실(1200) 내에는 기판(200)을 이재(移載)하는 제1 반송 로봇으로서의 대기 반송 로봇(1220)이 설치된다. 도 2에 도시되는 바와 같이 대기 반송 로봇(1220)은 대기 반송실(1200)에 설치된 엘리베이터(1230)에 의해 승강되도록 구성되는 것과 함께 리니어 액류에이터(1240)에 의해 좌우 방향으로 왕복 이동되도록 구성된다.
도 2에 도시되는 바와 같이 대기 반송실(1200)의 상부에는 클린 에어를 공급하는 클린 유닛(1250)이 설치된다. 또한 도 1에 도시되는 바와 같이 대기 반송실(1200)의 좌측에는 기판(200)에 형성되는 노치(notch) 또는 오리엔테이션 플랫을 맞추는 장치(이하, 프리얼라이너라고 부른다)(1260)가 설치된다.
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 대기 반송실(1200)의 광체(1270)(筐體) 전측(前側)에는 기판(200)을 대기 반송실(1200)에 대하여 반입 반출하기 위한 기판 반입 반출구(1280)와, 포드 오프너(1210)가 설치된다. 기판 반입 반출구(1280)를 개재하여 포드 오프너(1210)와 반대측, 즉 광체(1270)의 외측에는 IO 스테이지(1100)(로드 포트)가 설치된다.
대기 반송실(1200)의 광체(1270)의 후측(後側)에는 웨이퍼(200)를 로드록 실(1300)에 반입 반출하기 위한 기판 반입출구(1290)가 설치된다. 기판 반입출구(1290)는 후술하는 게이트 밸브(1330)에 의해 개방·폐쇄하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 출입을 가능하게 한다.
〔로드록(L/L) 실〕
로드록 실(1300)은 대기 반송실(1200)에 인접한다. 로드록 실(1300)을 구성하는 광체(1310)가 포함하는 면 중 대기 반송실(1200)과는 다른 면에는 후술하는 바와 같이 진공 반송실(1400)이 배치된다. 로드록 실(1300)은 대기 반송실(1200)의 압력과 진공 반송실(1400)의 압력에 맞춰서 광체(1310) 내의 압력이 변동되기 때문에 부압에 견딜 수 있는 구조로 구성된다.
광체(1310) 중 진공 반송실(1400)과 인접하는 측에는 기판 반입 반출구(1340)가 설치된다. 기판 반입출구(1340)는 게이트 밸브(1350)에 의해 개방·폐쇄하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 출입을 가능하게 한다.
또한 로드록 실(1300) 내에는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(1311)(1311a, 1311b)을 적어도 2개 포함하는 기판 재치대(1320)가 설치된다. 기판 재치면(1311) 사이의 거리는 후술하는 진공 반송 로봇(1700)이 포함하는 핑거 사이의 거리에 따라 설정된다.
〔진공 반송실〕
기판 처리 시스템(1000)은 부압 하에서 기판(200)이 반송되는 반송 공간이 되는 반송실로서의 진공 반송실(1400)(트랜스퍼 모듈)을 구비한다. 진공 반송실(1400)을 구성하는 광체(1410)는 평면시가 오각형으로 형성되고, 오각형의 각(各) 변(邊)에는 로드록 실(1300) 및 웨이퍼(200)를 처리하는 프로세스 모듈(110a 내지 110d)이 연결된다. 진공 반송실(1400)의 대략 중앙부에는 부압 하에서 기판(200)을 이재(반송)하는 제2 반송 로봇으로서의 진공 반송 로봇(1700)이 플랜지(1430)를 기부(基部)로서 설치된다. 또한 여기서는 진공 반송실(1400)을 오각형의 예로서 제시하지만, 사각형이나 육각형 등의 다각형이어도 좋다.
광체(1410)의 측벽 중 로드록 실(1300)과 인접하는 측에는 기판 반입 반출구(1420)가 설치된다. 기판 반입출구(1420)는 게이트 밸브(1350)에 의해 개방·폐쇄하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 출입을 가능하게 한다.
진공 반송실(1400) 내에 설치되는 진공 반송 로봇(1700)은 도 2에 도시하는 바와 같이 엘리베이터(1450) 및 플랜지(1430)에 의해 진공 반송실(1400)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성된다. 진공 반송 로봇(1700)의 상세한 구성은 후술한다. 엘리베이터(1450)는 진공 반송 로봇(1700)이 포함하는 2개의 암(1800과 1900)을 각각 독립하여 승강 가능하도록 구성된다.
광체(1410)의 천정(天井)에는 광체(1410) 내에 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급공(1460)이 설치된다. 불활성 가스 공급공(1460)에는 불활성 가스 공급관(1510)이 설치된다. 불활성 가스 공급관(1510)에는 상류부터 순서대로 불활성 가스원(1520), 매스 플로우 컨트롤러(1530), 밸브(1540)가 설치되고, 광체(1410) 내에 공급하는 불활성 가스의 공급량을 제어한다.
주로 불활성 가스 공급관(1510), 매스 플로우 컨트롤러(1530), 밸브(1540)로, 진공 반송실(1400)에서의 불활성 가스 공급부(1500)가 구성된다. 또한 불활성 가스원(1520), 가스 공급공(1460)을 불활성 가스 공급부(1500)에 포함시켜도 좋다.
광체(1410)의 저벽(底壁)에는 광체(1410)의 분위기를 배기하기 위한 배기공(1470)이 설치된다. 배기공(1470)에는 배기관(1610)이 설치된다. 배기관(1610)에는 상류부터 순서대로 압력제어기인 APC(1620)(AutoPressure Controller), 펌프(1630)가 설치된다.
주로 배기관(1610), APC(1620)로 진공 반송실(1400)에서의 가스 배기부(1600)가 구성된다. 또한 펌프(1630), 배기공(1470)을 가스 배기부에 포함시켜도 좋다.
불활성 가스 공급부(1500), 가스 배기부(1600)의 협동(協動)에 의해 진공 반송실(1400)의 분위기가 제어된다. 예컨대 광체(1410) 내의 압력이 제어된다.
도 1에 도시되는 바와 같이 광체(1410)의 5매의 측벽 중 로드록 실(1300)이 설치되지 않은 측에는 웨이퍼(200)에 원하는 처리를 수행하는 프로세스 모듈(110a, 110b, 110c, 110d)이 연결된다.
프로세스 모듈(110a, 110b, 110c, 110d) 각각에는 챔버(100)가 설치된다. 구체적으로는 프로세스 모듈(110a)은 챔버(100a, 100b)가 설치된다. 프로세스 모듈(110b)에는 챔버(100c, 100d)가 설치된다. 프로세스 모듈(110c)에는 챔버(100e, 100f)가 설치된다. 프로세스 모듈(110d)에는 챔버(100g, 100h)가 설치된다.
광체(1410)의 측벽 중 각 챔버(100)와 대향하는 벽에는 기판 반입출구(1480)가 설치된다. 예컨대 도 2에 도시되는 바와 같이 챔버(100e)와 대향하는 벽에는 기판 출입구(1480e)가 설치된다.
도 2 중 챔버(100e)를 챔버(100a)로 치환한 경우, 챔버(100a)와 대향하는 벽에는 기판 반입 반출구(1480a)가 설치된다.
마찬가지로 챔버(100f)를 챔버(100b)로 치환한 경우, 챔버(100b)와 대향하는 벽에는 기판 반입 반출구(1480b)가 설치된다.
게이트 밸브(1490)는 도 1에 도시되는 바와 같이 처리실마다 설치된다. 구체적으로는 챔버(100a)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490a)가, 챔버(100b)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490b)가 설치된다. 챔버(100c)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490c)가, 챔버(100d)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490d)가 설치된다. 챔버(100e)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490e)가, 챔버(100f)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490f)가 설치된다. 챔버(100g)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490g)가, 챔버(100h)와 진공 반송실(1400)의 사이에는 게이트 밸브(1490h)가 설치된다.
각 게이트 밸브(1490)에 의해 개방·폐쇄하는 것에 의해 기판 반입출구(1480)를 개재한 웨이퍼(200)의 출입을 가능하게 한다.
계속해서 진공 반송실(1400)에 탑재되는 진공 반송 로봇(1700)에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 도 1의 진공 반송 로봇(1700)을 확대한 도면이다.
진공 반송 로봇(1700)은 2개의 암(1800)과 암(1900)을 구비한다. 암(1800)은 선단(先端)에 2개의 엔드 이펙터(1810)와 엔드 이펙터(1820)가 설치된 포크 포션(1830)(Fork portion)을 포함한다. 포크 포션(1830)의 근원에는 미들 포션(1840)이 축(1850)을 개재하여 접속된다.
엔드 이펙터(1810)와 엔드 이펙터(1820)에는 각각의 프로세스 모듈(110)로부터 반출되는 웨이퍼(200)가 재치된다. 도 2에서는 프로세스 모듈(110c)로부터 반출되는 웨이퍼(200)가 재치되는 예를 제시한다.
미들 포션(1840) 중 포크 포션(1830)과 다른 개소(箇所)에는 보텀 포션(1860)이 축(1870)을 개재하여 접속된다. 보텀 포션(1860)은 축(1880)을 개재하여 플랜지(1430)에 배치된다.
암(1900)은 선단에 2개의 엔드 이펙터(1910)와 엔드 이펙터(1920)가 설치된 포크 포션(1930)을 포함한다. 포크 포션(1930)의 근원에는 미들 포션(1940)이 축(1950)을 개재하여 접속된다.
엔드 이펙터(1910)와 엔드 이펙터(1920)에는 로드록 실(1300)로부터 반출되는 웨이퍼(200)가 재치된다.
미들 포션(1940) 중 포크 포션(1930)과 다른 개소에는 보텀 포션(1960)이 축(1970)을 개재하여 접속된다. 보텀 포션(1960)은 축(1980)을 개재하여 플랜지(1430)에 배치된다.
엔드 이펙터(1810), 엔드 이펙터(1820)는 엔드 이펙터(1910), 엔드 이펙터(1920)보다 높은 위치에 배치된다.
진공 반송 로봇(1700)은 축을 중심으로 한 회전이나, 암의 연신(延伸)이 가능하다.
〔프로세스 모듈〕
계속해서 각 프로세스 모듈(110) 내의 프로세스 모듈(110a)에 대하여 도 1, 도 2, 도 4를 예로 들어 설명한다. 도 4는 프로세스 모듈(110a)과 프로세스 모듈(110a)에 접속되는 가스 공급부와, 프로세스 모듈(110a)에 접속되는 가스 배기부의 관련을 설명하는 설명도다.
여기서는 프로세스 모듈(110a)을 예로 들었지만, 다른 프로세스 모듈(110b), 프로세스 모듈(110c), 프로세스 모듈(110d)에서도 같은 구조이기 때문에 여기서는 설명을 생략한다.
도 4에 도시하는 바와 같이 프로세스 모듈(110a)에는 웨이퍼(200)를 처리하는 챔버(100a)와 챔버(100b)가 설치된다. 챔버(100a)와 챔버(100b) 사이에는 격벽(2040a)이 설치되어, 각각의 챔버 내의 분위기가 혼재되지 않도록 구성된다.
도 2에 기재된 챔버(100e)와 마찬가지로 챔버(100e)와 진공 반송실(1400)이 인접하는 벽에는 기판 반입출구(2060e)가 설치된다. 챔버(100a)와 진공 반송실(1400)이 인접하는 벽에는 기판 반입출구(2060a)가 설치된다.
각 챔버(100)에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)가 설치된다.
프로세스 모듈(110a)에는 챔버(100a)와 챔버(100b) 각각에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부가 접속된다. 가스 공급부는 제1 가스 공급부(처리 가스 공급부), 제2 가스 공급부(반응 가스 공급부), 제3 가스 공급부(제1 퍼지 가스 공급부), 제4 가스 공급부(제2 퍼지 가스 공급부) 등으로 구성된다. 각 가스 공급부의 구성에 대하여 설명한다.
〔제1 가스 공급부〕
도 4에 도시하는 바와 같이 처리 가스원(113)과 프로세스 모듈(110a) 사이에는 버퍼 탱크(114)와 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(115a, 115b)와, 처리실측 밸브(116)(116a, 116b)가 각각 설치된다. 또한 이들은 처리 가스 공통관(112)이나, 처리 가스 공급관(111a, 111b) 등에 의해 접속된다. 이들 처리 가스 공통관(112), MFC(115a, 115b), 처리실측 밸브(116)(116a, 116b), 제1 가스 공급관(처리 가스 공급관)(111a, 111b)으로 제1 가스 공급부가 구성된다. 또한 처리 가스원(113)을 제1 가스 공급부에 포함시키도록 구성해도 좋다. 또한 기판 처리 시스템에 설치되는 프로세스 모듈의 수에 따라 동일한 구성을 증감시켜서 구성해도 좋다.
여기서 MFC는 전기적인 질량 유량계와 유량 제어를 조합하여 구성된 유량 제어 장치이어도 좋고, 니들 밸브나 오리피스 등의 유량 제어 장치이어도 좋다. 후술하는 MFC도 동일하게 구성되어도 좋다. 니들 밸브나 오리피스 등의 유량 제어 장치로 구성한 경우, 가스 공급을 고속으로 펄스적으로 절체(切替)하는 것이 용이해진다.
〔제2 가스 공급부〕
도 4에 도시하는 바와 같이 반응 가스원(123)과 프로세스 모듈(110a) 사이에는 활성화부로서의 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(124), MFC(125a, 125b), 처리실측 밸브(126)(126a, 126b)가 설치된다. 이 각 구성은 반응 가스 공통관(122)과 제2 가스 공급관(반응 가스 공급관)(121a, 121b) 등에 의해 접속된다. 이들 RPU(124), MFC(125a, 125b), 처리실측 밸브(126)(126a, 126b), 반응 가스 공통관(122), 반응 가스 공급관(121a, 121b) 등으로 제2 가스 공급부가 구성된다. 또한 반응 가스 공급원(123)을 제2 가스 공급부에 포함시키도록 구성해도 좋다. 또한 기판 처리 시스템에 설치되는 프로세스 모듈의 수에 따라 동일 구성을 증감시켜서 구성해도 좋다.
또한 처리실측 밸브(126)(126a, 126b) 앞에 벤트 라인(171a, 171b)과, 벤트 밸브(170)(170a, 170b)를 설치하여 반응 가스를 배기하도록 구성해도 좋다. 벤트 라인을 설치하는 것에 의해 실활한 반응 가스 또는 반응성이 저하된 반응 가스를 처리실에 통과시키지 않고 배출할 수 있다.
〔제3 가스 공급부(제1 퍼지 가스 공급부)〕
도 4에 도시하는 바와 같이 제1 퍼지 가스(불활성 가스)원(133)으로부터 프로세스 모듈(110a) 사이에는 MFC(135a, 135b), 처리실측 밸브(136)(136a, 136b), 밸브(176a, 176b, 186a, 186b) 등이 설치된다. 이 각 구성은 퍼지 가스(불활성 가스) 공통관(132), 퍼지 가스(불활성 가스) 공급관(131a, 131b) 등으로 접속된다. 이들 MFC(135a, 135b), 처리실측 밸브(136)(136a, 136b), 불활성 가스 공통관(132), 불활성 가스 공급관(131a, 131b) 등으로 제3 가스 공급부가 구성된다. 또한 퍼지 가스(불활성 가스)원(133)을 제3 가스 공급부(제1 퍼지 가스 공급부)에 포함시키도록 구성해도 좋다. 또한 기판 처리 시스템에 설치되는 프로세스 모듈의 수에 따라 동일 구성을 증감시켜서 구성해도 좋다.
〔제4 가스 공급부(제2 퍼지 가스 공급부)〕
도 4에 도시하는 바와 같이 제4 가스 공급부는 처리 가스 공급관(111a, 111b), 반응 가스 공급관(121a, 121b) 각각을 개재하여 각 챔버(100a, 100b)에 불활성 가스를 공급 가능하도록 구성된다. 제2 퍼지 가스(불활성 가스)원(143)으로부터 각 공급관 사이에는 제2 퍼지 가스 공급관(141a, 141b, 151a, 151b), MFC(145a, 145b, 155a, 155b), 밸브(146a, 146b, 156a, 156b) 등이 설치된다. 이 구성에 의해 제4 가스 공급부(제2 퍼지 가스 공급부)가 구성된다. 또한 여기서는 제3 가스 공급부와 제4 가스 공급부의 가스원을 별도로 구성했지만, 통합하여 1개만 설치하도록 구성해도 좋다.
또한 프로세스 모듈(110a)에는 챔버(100a) 내의 분위기와 챔버(100b) 내의 분위기를 각각 배기하는 가스 배기부가 접속된다. 도 4에 도시하는 바와 같이 배기 펌프(223a)와 챔버(100a, 100b) 사이에는 APC(222a)(Auto Pressure Controller), 공통 가스 배기관(225a), 처리실 배기관(224a, 224b) 등이 설치된다. 이들 APC(222a), 공통 가스 배기관(225a), 처리실 배기관(224a, 224b)으로 가스 배기부가 구성된다. 이와 같이 챔버(100a) 내의 분위기와 챔버(100b) 내의 분위기는 1개의 배기 펌프로 배기되도록 구성된다. 또한 처리실 배기관(224a, 224b) 각각의 배기 컨덕턴스를 조정 가능한 컨덕턴스 조정부(226a, 226b)를 설치해도 좋고, 이들을 가스 배기부의 일 구성으로 해도 좋다. 또한 배기 펌프(223a)를 가스 배기부의 일 구성으로 해도 좋다.
다음으로 본 실시 형태에 따른 챔버(100)에 대하여 설명한다. 챔버(100)는 도 5에 도시되는 바와 같이 매엽식 기판 처리 장치로서 구성된다. 챔버(100)에서는 반도체 디바이스 제조의 일 공정이 수행된다. 또한 챔버(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)는 도 5에 도시하는 구성과 동일하게 구성된다. 여기서는 챔버(100a)를 예로 들어 설명한다.
도 5에 도시하는 바와 같이 챔버(100)는 처리 용기(202)를 구비한다. 처리 용기(202)는 예컨대 횡단면이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성된다. 또한 처리 용기(202)는 예컨대 알루미늄(Al)이나 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료 또는 석영에 의해 구성된다. 처리 용기(202) 내에는 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 공간(201)(처리실), 반송 공간(203)이 형성된다. 처리 용기(202)는 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 칸막이 판(204)이 설치된다. 상부 처리 용기(202a)에 둘러싸인 공간이며, 칸막이 판(204)보다 상방(上方)의 공간을 처리 공간(201)(처리실이라고도 부른다)이라고 부르고, 하부 용기(202b)에 둘러싸여진 공간이며, 칸막이 판보다 하방(下方)의 공간을 반송 공간이라고 부른다.
하부 용기(202b)의 측면에는 게이트 밸브(1490)에 인접한 기판 반입출구(1480)가 설치되고, 웨이퍼(200)는 기판 반입출구(1480)를 개재하여 도시되지 않는 반송실과의 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부에는 리프트 핀(207)이 복수 설치된다. 또한 하부 용기(202b)는 접지(接地)된다.
처리실(201) 내에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)가 설치된다. 기판 지지부(210)는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(211)과, 재치면(211)을 표면에 가지는 재치대(212)를 포함한다. 또한 기판 지지부(210)에는 가열부로서의 히터(213)를 설치해도 좋다. 가열부를 설치하는 것에 의해 기판을 가열시켜 기판 상에 형성되는 막의 품질을 향상시킬 수 있다. 기판 재치대(212)에는 리프트 핀(207)이 관통하는 관통공(214)이 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 설치되어도 좋다.
기판 재치대(212)는 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는 처리 용기(202)의 저부를 관통하고, 또한 처리 용기(202)의 외부에서 승강 기구(218)에 접속된다. 승강 기구(218)를 작동시켜서 샤프트(217) 및 지지대(212)를 승강시키는 것에 의해 기판 재치면(211) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능하도록 이루어진다. 또한 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로즈(219)에 의해 피복되어 처리실(201) 내는 기밀하게 보지된다.
기판 재치대(212)는 웨이퍼(200)의 반송 시에는 기판 재치면(211)이 기판 반입출구(1480)의 위치(웨이퍼 반송 위치)가 되도록 기판 지지대까지 하강하고, 웨이퍼(200)의 처리 시에는 도 5에 도시되는 바와 같이 웨이퍼(200)가 처리실(201) 내의 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다.
구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때에는 리프트 핀(207)의 상단부가 기판 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하여, 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때에는 리프트 핀(207)은 기판 재치면(211)의 상면으로부터 매몰하여, 기판 재치면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 리프트 핀(207)은 웨이퍼(200)와 직접 접촉하기 때문에 예컨대 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 리프터 핀(207)에 승강 기구를 설치하여 기판 재치대(212)와 리프터 핀(207)이 상대적으로 움직이도록 구성해도 좋다.
〔배기계〕
처리실(201)[상부 용기(202a)]의 내벽에는 처리실(201)의 분위기를 배기하는 제1 배기부로서의 배기구(221)가 설치된다. 배기구(221)에는 처리실 배기관(224)이 접속되고, 밸브(227)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 배기구(221), 처리실 배기관(224), 밸브(227)에 의해서 제1 배기부(배기 라인)가 구성된다. 또한 진공 펌프(223)를 제1 배기부에 포함시키도록 구성해도 좋다.
〔가스 도입구〕
상부 용기(202a)의 측벽에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 제1 가스 도입구(241a)가 설치된다. 제1 가스 도입구(241a)에는 제1 가스 공급관(111a)이 접속된다. 또한 처리실(201)의 상부에 설치되는 샤워 헤드(234)의 상면(천정벽)에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 제2 가스 도입구(241b)가 설치된다. 제2 가스 도입구(241b)에는 제2 가스 공급관(121b)이 접속된다. 제1 가스 공급부의 일부로서 구성되는 제1 가스 도입구(241a) 및 제2 가스 공급부의 일부로서 구성되는 제2 가스 도입구(241b)에 접속되는 각 가스 공급 유닛의 구성에 대해서는 후술한다. 또한 제1 가스가 공급되는 제1 가스 도입구(241a)를 샤워 헤드(234)의 상면(천정벽)에 설치하여 제1 가스를 제1 버퍼 공간(232a)의 중앙으로부터 공급하도록 구성해도 좋다. 중앙으로부터 공급하는 것에 의해 제1 버퍼 공간(232a) 내의 가스 흐름이 중심으로부터 외주를 향하여 흐르고, 공간 내의 가스 흐름을 균일하게 하여, 웨이퍼(200)로의 가스 공급량을 균일화시킬 수 있다.
〔가스 분산 유닛〕
샤워 헤드(234)는 제1 버퍼실(공간)(232a), 제1 분산공(234a), 제2 버퍼실(공간)(232b) 및 제2 분산공(234b)에 의해 구성된다. 샤워 헤드(234)는 제2 가스 도입구(241b)와 처리실(201) 사이에 설치된다. 제1 가스 도입구(241a)로부터 도입되는 제1 가스는 샤워 헤드(234)의 제1 버퍼 공간(232a)(제1 분산부)에 공급된다. 또한 제2 가스 도입구(241b)는 샤워 헤드(234)의 덮개(231)에 접속되고, 제2 가스 도입구(241b)로부터 도입되는 제2 가스는 덮개(231)에 설치된 공(231a)을 개재하여 샤워 헤드(234)의 제2 버퍼 공간(232b)(제2 분산부)에 공급된다. 샤워 헤드(234)는 예컨대 석영, 알루미나, 스텐레스, 알루미늄 등의 재료로 구성된다.
또한 샤워 헤드(234)의 덮개(231)를 도전성이 있는 금속으로 형성하고, 제1 버퍼 공간(232a), 제2 버퍼 공간(232b) 또는 처리실(201) 내에 존재하는 가스를 여기(勵起)하기 위한 활성화부(여기부)로 해도 좋다. 이때 덮개(231)와 상부 용기(202a) 사이에는 절연 블록(233)이 설치되어, 덮개(231)와 상부 용기(202a) 사이가 절연된다. 활성화부로서의 전극[덮개(231)]에는 정합기(251)와 고주파 전원(252)을 접속하고, 전자파(고주파 전력이나 마이크로파)가 공급 가능하도록 구성되어도 좋다.
제2 버퍼 공간(232b)에 공급된 제2 가스의 흐름을 형성하는 가스 가이드(235)가 설치되어도 좋다. 가스 가이드(235)는 공(231a)을 중심으로 하여 웨이퍼(200)의 지름 방향을 향함에 따라 지름이 커지는 원추 형상이다. 가스 가이드(235)의 하단의 수평 방향의 지름은 제1 분산공(234a) 및 제2 분산공(234b)의 단부(端部)보다 한층 더 외주까지 연장하여 형성된다.
제1 버퍼 공간(232a)의 내벽 상면에는 제1 버퍼 공간(232a)의 분위기를 배기하는 제1 샤워 헤드 배기부로서의 샤워 헤드 배기구(240a)가 설치된다. 샤워 헤드 배기구(240a)에는 샤워 헤드 배기관(236)이 접속되고, 배기관(236)에는 밸브(237x), 제1 버퍼 공간(232a) 내를 소정의 압력으로 제어하는 밸브(237)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 샤워 헤드 배기구(240a), 밸브(237a), 배기관(236)에 의해 제1 샤워 헤드 배기부가 구성된다.
제2 버퍼 공간(232b)의 내벽 상면에는 제2 버퍼 공간(232b)의 분위기를 배기하는 제2 샤워 헤드 배기부로서의 샤워 헤드 배기구(240b)가 설치된다. 샤워 헤드 배기구(240b)에는 샤워 헤드 배기관(236)이 접속되고, 배기관(236)에는 밸브(237y), 제2 버퍼 공간(232b) 내를 소정의 압력으로 제어하는 밸브(237)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 샤워 헤드 배기구(240b), 밸브(237y), 배기관(236)에 의해 제2 샤워 헤드 배기부가 구성된다.
계속해서 제1 가스 공급부인 제1 버퍼 공간(232a)과 제2 가스 공급부인 제2 버퍼 공간(232b)의 관계에 대하여 설명한다. 제1 버퍼 공간(232a)으로부터 처리실(201)에 복수의 분산공(234a)이 연장하여 형성된다. 제2 버퍼 공간(232b)으로부터 처리실(201)에 복수의 분산공(234b)이 연장하여 형성된다. 제1 버퍼 공간(232a)의 상측에 제2 버퍼 공간(232b)이 설치된다. 이로 인해 도 5에 도시하는 바와 같이 제1 버퍼 공간(232a) 내를 제2 버퍼 공간(232b)로부터의 분산공(분산관)(234b)이 관통하도록 처리실(201)에 연장하여 형성된다.
〔공급계〕
샤워 헤드(234)의 덮개(231)에 접속된 가스 도입공(241)에는 가스 공급부가 접속된다. 가스 공급부로부터는 처리 가스, 반응 가스, 퍼지 가스가 공급된다.
〔제어부〕
도 5에 도시하는 바와 같이 챔버(100)는 챔버(100)의 각 부(部)의 동작을 제어하는 컨트롤러(260)를 포함한다.
컨트롤러(260)의 개략을 도 6에 도시한다. 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(260)는 CPU(260a)(Central Processing Unit), RAM(260b)(Random Access Memory), 기억 장치(260c), I/O 포트(260d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(260b), 기억 장치(260c), I/O 포트(260d)는 내부 버스(260e)를 개재하여 CPU(260a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(121)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(261)나, 외부 기억 장치(262)가 접속 가능하도록 구성된다.
기억 장치(260c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(260c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(260)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 프로그램 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(260b)는 CPU(260a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(260d)는 게이트 밸브(1330, 1350, 1490), 승강 기구(218), 히터(213), 압력 조정기(222, 238), 진공 펌프(223), 정합기(251), 고주파 전원(252) 등에 접속된다. 또한 후술의, 반송 로봇(105), 대기 반송 유닛(102), 로드록 실(1300), 매스 플로우 컨트롤러(MFC)[115(115a, 115b), 125(125a, 125b, 125x), 135(135a, 135b, 135x), 145(145a, 145b, 145x), 155(155a, 155b), 165(165a, 165b)], 밸브(237)(237e, 237f), 처리실측 밸브[116(116a, 116b), 126(126a, 126b,), 136(136a, 136b), 176(176a, 176b), 186(186a, 186b)], 탱크측 밸브(160), 벤트 밸브(170)(170a, 170b), 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(124) 등에도 접속되어도 좋다.
CPU(260a)는 기억 장치(260c)로부터의 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(260)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(260c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(260a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 게이트 밸브[1330, 1350, 1490(1490a, 1490b, 1490c, 1490d, 1490e, 1490f, 1490g, 1490h]의 개폐 동작, 승강 기구(218)의 승강 동작, 히터(213)로의 전력 공급 동작, 압력 조정기[222(222a), 238]의 압력 조정 동작, 진공 펌프(223)의 ON/OFF 제어, 리모트 플라즈마 유닛(124의 가스의 활성화 동작, MFC[115(115a, 115b), 125(125a, 125b), 135(135a, 135b)]의 유량 조정 동작, 밸브(237)(237e, 237f), 처리실측 밸브[116(116a, 116b), 126(126a, 126b, 126c, 126d), 136(136a, 136b), 176(176a, 176b), 186(186a, 186b)], 탱크측 밸브(160), 벤트 밸브(170)(170a, 170b)의 가스의 ON/OFF 제어, 정합기(251)의 전력의 정합 동작, 고주파 전원(252)의 ON/OFF 제어 등을 제어하도록 구성된다.
또한 컨트롤러(260)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(262)[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(262)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(260)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(262)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 네트워크(263)(인터넷이나 전용 회선) 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(262)를 개재하지 않고 프로그램을 공급해도 좋다. 또한 기억 장치(260c)나 외부 기억 장치(262)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(260c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(262) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(2) 제1 기판 처리 공정
다음으로 전술한 기판 처리 장치의 처리로를 이용하여 반도체 장치(반도체 디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 절연막이며, 예컨대 실리콘 함유막으로서의 실리콘 산화(SiO)막을 성막하는 시퀀스예에 대하여 도 7, 도 8을 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(260)에 의해 제어된다.
또한 본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우는 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등과 그 적층체(집합체)」를 의미하는 경우(즉 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함시켜서 웨이퍼라고 칭하는 경우)가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 이용한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면(最表面)」을 의미하는 경우가 있다.
따라서 본 명세서에서 「웨이퍼에 대하여 소정의 가스를 공급한다」라고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)에 대하여 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼에 형성되는 층이나 막 등에 대하여, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면에 대하여 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼에 형성되는 층이나 막 등의 상, 즉 적층체로서의 웨이퍼 최표면 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 이용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우와 동일하며, 그 경우, 상기 설명에서 「웨이퍼」를 「기판」으로 치환해서 생각하면 좋다.
이하, 제1 기판 처리 공정(S200A)에 대하여 설명한다.
〔기판 반입 공정(S201)〕
제1 기판 처리 공정(S200A) 시에는 우선 웨이퍼(200)를 처리실(201)에 반입시킨다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 승강 기구(218)에 의해 하강시켜 리프트 핀(207)이 관통공(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출한 상태로 한다. 또한 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 조압(調壓)한 후, 게이트 밸브(1490)를 개방하여 게이트 밸브(1490)로부터 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 재치한다. 웨이퍼(200)를 리프트 핀(207) 상에 재치한 후, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)를 소정의 위치까지 상승시키는 것에 의해 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207)으로부터 기판 지지부(210)에 재치되도록 이루어진다.
〔감압·승온 공정(S202)〕
계속해서 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 처리실 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내를 배기한다. 이때 압력 센서가 측정한 압력값에 기초하여 압력 조정기[222(222a)]로서의 APC밸브의 개도(開度)를 피드백 제어한다. 또한 온도 센서(도시되지 않음)가 검출한 온도값에 기초하여 처리실(201) 내가 소정의 온도가 되도록 히터(213)로의 통전량을 피드백 제어한다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 히터(213)에 의해 미리 가열해두고, 웨이퍼(200) 또는 기판 지지부(210)의 온도 변화가 없어지고 나서 일정시간 둔다. 그 동안 처리실(201) 내에 잔류하는 수분 또는 부재로부터의 탈(脫) 가스 등이 있는 경우는 진공 배기나 N2가스의 공급에 의한 퍼지에 의해 제거해도 좋다. 이것으로 성막 프로세스전의 준비가 완료된다. 또한 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 배기할 때에 1회, 도달 가능한 진공도까지 진공 배기해도 좋다.
〔성막 공정(S301A)〕
계속해서 웨이퍼(200)에 SiO막을 성막하는 예에 대하여 설명한다. 성막 공정(S301A)의 상세에 대하여 도 7, 도 8을 이용하여 설명한다.
웨이퍼(200)가 기판 지지부(210)에 재치되고 처리실(201) 내의 분위기가 안정된 후, 도 7, 도 8에 도시하는 공정(S203 내지 S207)의 스텝이 수행된다.
〔제1 가스 공급 공정(S203)〕
제1 가스 공급 공정(S203)에서는 제1 가스 공급부에서 처리실(201) 내에 제1 가스(원료 가스)로서의 아미노실란계 가스를 공급한다. 아미노실란계 가스로서는 예컨대 비스디에틸아미노실란(H2Si(NEt2)2, Bis(diethylamino)silane: BDEAS) 가스가 있다. 구체적으로는 가스 밸브(160)를 열고 아미노실란계 가스를 가스원으로부터 챔버(100)에 공급한다. 그 때, 처리실측 밸브(116a)를 열고 MFC(115a)로 소정 유량으로 조정한다. 유량 조정된 아미노실란계 가스는 제1 버퍼 공간(232a)을 통과하여 샤워 헤드(234)의 분산공(234a)으로부터 감압 상태의 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 배기계에 의한 처리실(201) 내의 배기를 계속하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력 범위(제1 압력)가 되도록 제어한다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 아미노실란계 가스가 공급되는 아미노실란계 가스는 소정의 압력(제1 압력: 예컨대 100Pa 이상 20,000Pa 이하)으로 처리실(201) 내에 공급한다. 이와 같이 하여 웨이퍼(200)에 아미노실란을 공급한다. 아미노실란이 공급되는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층이 형성된다.
〔제1 퍼지 공정(S204)〕
웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층이 형성된 후, 제1 가스 공급관(111a)의 가스 밸브(116a)를 닫고 아미노실란계 가스의 공급을 정지한다. 원료 가스를 정지하는 것에 의해 처리실(201) 중에 존재하는 원료 가스나 제1 버퍼 공간(232a) 중에 존재하는 원료 가스가 처리실 배기관(224)으로부터 배기되는 것에 의해 제1 퍼지 공정(S204)이 수행된다.
또한 퍼지 공정에서는 단순히 가스를 배기(진공 흡입)하여 가스를 배출하는 것 외에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출(押出)하는 것에 의한 배출 처리를 수행하도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호(交互)적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 이때 샤워 헤드 배기관(236)의, 밸브(237)를 열고 샤워 헤드 배기관(236)을 개재하여 제1 버퍼 공간(232a) 내에 존재하는 가스를 샤워 헤드 배기관(236)으로부터 배기해도 좋다. 또한 배기 중에 밸브(227)와 밸브(237)에 의해 샤워 헤드 배기관(236)과 제1 버퍼 공간(232a) 내의 압력(배기 컨덕턴스)을 제어한다. 배기 컨덕턴스는 제1 버퍼 공간(232a)에서의 샤워 헤드 배기관(236)으로부터의 배기 컨덕턴스가 처리실(201)을 개재한 처리실 배기관(224)으로의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 밸브(227)와 밸브(237)를 제어해도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 제1 버퍼 공간(232a)의 단부(端部)인 제1 가스 도입구(241a)로부터 다른 일방(一方)의 단부인 샤워 헤드 배기구(240a)를 향한 가스 흐름이 형성된다. 이와 같이 하는 것에 의해 제1 버퍼 공간(232a)의 벽에 부착된 가스나, 제1 버퍼 공간(232a) 내에 부유한 가스가 처리실(201)에 진입하지 않고 샤워 헤드 배기관(236)으로부터 배기된다. 또한 처리실(201)로부터 제1 버퍼 공간(232a) 내로의 가스의 역류를 억제하도록 제1 버퍼 공간(232a) 내의 압력과 처리실(201)의 압력(배기 컨덕턴스)을 조정해도 좋다.
또한 제1 퍼지 공정에서는 진공 펌프(223)의 동작을 계속하여 처리실(201) 내에 존재하는 가스를 진공 펌프(223)를 통하여 배기한다. 또한 처리실(201)로부터 처리실 배기관(224)으로의 배기 컨덕턴스가 제1 버퍼 공간(232a)으로의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 밸브(227)와 밸브(237)를 조정해도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 처리실(201)을 경유한 처리실 배기관(224)을 향한 가스 흐름이 형성되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 배기할 수 있다. 또한 여기서 밸브(136a)를 열고 MFC(135a)를 조정하여 불활성 가스를 공급하는 것에 의해 불활성 가스를 확실하게 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(136a)를 닫고 불활성 가스의 공급을 정지하는 것과 함께, 밸브(237)를 닫고 제1 버퍼 공간(232a)으로부터 샤워 헤드 배기관(236)으로의 유로를 차단한다.
보다 바람직하게는 소정 시간이 경과한 후, 진공 펌프(223)를 계속해서 작동시키면서 밸브(237)를 닫는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 처리실(201)을 경유한 처리실 배기관(224)을 향한 흐름이 샤워 헤드 배기관(236)의 영향을 받지 않기 때문에 보다 확실하게 불활성 가스를 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한 처리실로부터 분위기를 퍼지하는 것은 단순히 진공 흡입하여 가스를 배출하는 것 외에 불활성 가스의 공급에 의한 가스의 압출 동작도 의미한다. 따라서 제1 퍼지 공정에서 제1 버퍼 공간(232a) 내에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출하는 것에 의한 배출 동작을 수행하도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 이때 처리실(201) 내에 공급하는 N2가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 처리실(201)의 용적과 같은 정도의 양을 공급해도 좋다. 이와 같이 퍼지하는 것에 의해 다음 공정으로의 영향을 저감할 수 있다. 또한 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않는 것에 의해 퍼지 시간을 단축하여, 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한 N2가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
이때의 히터(213)의 온도는 웨이퍼(200)로의 원료 가스 공급 시와 동일하게 200℃ 내지 750℃, 바람직하게는 300℃ 내지 600℃, 보다 바람직하게는 300℃ 내지 550℃의 범위 내의 일정한 온도가 되도록 설정한다. 각 불활성 가스 공급부로부터 공급하는 퍼지 가스로서의 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 20,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 퍼지 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
〔제2 처리 가스 공급 공정(S205)〕
제1 가스 퍼지 공정 후, 밸브(126)를 열고 가스 도입공(241b), 제2 버퍼 공간(232b), 복수의 분산공(234b)을 개재하여 처리실(201) 내에 제2 가스(반응 가스)로서의 산소 함유 가스를 공급한다. 산소 함유 가스는 예컨대 산소 가스(O2)나 오존 가스(O3), 물(H2O), 아산화질소 가스(N2O) 등이 있다. 여기서는 O2가스를 이용하는 예를 제시한다. 제2 버퍼 공간(232b), 분산공(234b)을 개재하여 처리실(201)에 공급하기 때문에 기판 상에 균일하게 가스를 공급할 수 있다. 그렇기 때문에 막 두께를 균일하게 할 수 있다. 또한 제2 가스를 공급할 때에 활성화부(여기부)로서의 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(124)을 개재하여 활성화시킨 제2 가스를 처리실(201) 내에 공급 가능하도록 구성해도 좋다.
이때 O2가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(125)를 조정한다. 또한 O2가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 10,000sccm 이하다. 또한 압력 조정기(238)를 적절히 조정하는 것에 의해 제2 버퍼 공간(232b) 내의 압력을 소정의 압력 범위 내로 한다. 또한 O2가스가 RPU(124) 내를 흐를 때에는 RPU(124)을 ON상태(전원이 들어간 상태)로 하여 O2가스를 활성화(여기)시키도록 제어한다.
O2가스가 웨이퍼(200) 상에 형성되는 실리콘 함유층에 공급되면 실리콘 함유층이 개질된다. 예컨대 실리콘 원소 또는 실리콘 원소를 함유하는 개질층이 형성된다. 또한 RPU(124)을 설치하여 활성화한 O2가스를 웨이퍼(200) 상에 공급하는 것에 의해 보다 많은 개질층을 형성할 수 있다.
개질층은 예컨대 처리실(201) 내의 압력, O2가스의 유량, 웨이퍼(200)의 온도, RPU(124)의 전력 공급 상태로 따라 소정의 두께, 소정의 분포, 실리콘 함유층에 대한 소정의 산소 성분 등의 침입 깊이를 가지도록 형성된다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(126)를 닫고 O2가스의 공급을 정지한다.
〔제2 퍼지 공정(S206)〕
O2가스의 공급을 정지하는 것에 의해 처리실(201) 중에 존재하는 O2가스나 제2 버퍼 공간(232a) 중에 존재하는 O2가스가 제1 배기부를 통하여 배기되는 것에 의해 제2 퍼지 공정(S206)이 수행된다. 제2 퍼지 공정(S206)은 전술한 제1 퍼지 공정(S204)과 같은 공정이 수행된다.
제2 퍼지 공정(S206)에서는 진공 펌프(223)의 동작을 계속하여 처리실(201) 내에 존재하는 가스를 처리실 배기관(224)으로부터 배기한다. 또한 처리실(201)로부터 처리실 배기관(224)으로의 배기 컨덕턴스가 제2 버퍼 공간(232b)으로의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 밸브(227)와 밸브(237)를 조정해도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 처리실(201)을 경유한 처리실 배기관(224)을 향한 가스 흐름이 형성되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 배기할 수 있다. 또한 여기서 가스 밸브(136b)를 열고 MFC(135)b)를 조정하여 불활성 가스를 공급하는 것에 의해 불활성 가스를 확실하게 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 높아진다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(136b)를 닫고 불활성 가스의 공급을 정지하는 것과 함께, 밸브(237b)를 닫고 제2 버퍼 공간(232b)과 샤워 헤드 배기관(236)의 사이를 차단한다.
보다 바람직하게는 소정 시간이 경과한 후, 진공 펌프(223)를 계속해서 작동시키면서 밸브(237b)를 닫는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면 처리실(201)을 경유한 샤워 헤드 배기관(236)을 향한 흐름이 처리실 배기관(224)의 영향을 받지 않기 때문에 보다 확실하게 불활성 가스를 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한 처리실로부터 분위기를 퍼지하는 것은 단순히 진공 흡입하여 가스를 배출하는 것 외에 불활성 가스의 공급에 의한 가스의 압출 동작도 의미한다. 따라서 퍼지 공정에서 제2 버퍼 공간(232b) 내에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출하는 것에 의한 배출 동작을 수행하도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 이때 처리실(201) 내에 공급하는 N2가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 처리실(201)의 용적과 같은 정도의 양을 공급해도 좋다. 이와 같이 퍼지하는 것에 의해 다음 공정으로의 영향을 저감할 수 있다. 또한 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않는 것에 의해 퍼지 시간을 단축하여, 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한 N2가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
이때의 히터(213)의 온도는 웨이퍼(200)로의 원료 가스 공급 시와 동일하게 200℃ 내지 750℃, 바람직하게는 300℃ 내지 600℃, 보다 바람직하게는 300℃ 내지 550℃의 범위 내의 일정한 온도가 되도록 설정한다. 각 불활성 가스 공급부로부터 공급하는 퍼지 가스로서의 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 20,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 퍼지 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
〔판정 공정(S207)〕
제1 퍼지 공정(S206)이 종료된 후, 컨트롤러(260)는 상기 성막 공정(S301A) 내의 공정(S203 내지 S206)이 소정의 사이클수n이 실행되었는지에 대한 여부를 판정한다(n은 자연수임). 즉 웨이퍼(200) 상에 원하는 두께의 막이 형성되었는지에 대한 여부를 판정한다. 전술한 스텝(S203 내지 S206)을 1사이클로 하여 이 사이클을 적어도 1회 이상 수행하는[스텝(S207)] 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘 및 산소를 포함하는 절연막, 즉 SiO막을 성막할 수 있다. 또한 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiO막이 형성된다.
소정 횟수 실시되지 않을 때(N 판정 시)에는 공정(S203 내지 S206)의 사이클을 반복한다. 소정 횟수 실시되었을 때(Y 판정 시)에는 성막 공정(S301A)을 종료하고, 반송 압력 조정 공정(S208)과 기판 반출 공정(S209)을 실행한다.
또한 전술한 제1 가스 공급 공정(S203)이나 제2 가스 공급 공정(S205)에서는 제1 가스를 공급할 때에는 제2 분산부인 제2 버퍼 공간(232b)에 불활성 가스를 공급하고, 제2 가스를 공급할 때에는 제1 분산부인 제1 버퍼 공간(232a)에 불활성 가스를 공급하면, 각각의 가스가 다른 버퍼 공간에 역류하는 것을 방지할 수 있다.
〔반송 압력 조정 공정(S208)〕
반송 압력 조정 공정(S208)에서는 처리실(201) 내나 반송 공간(203)이 소정의 압력(진공도)이 되도록 처리실 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내나 반송 공간(203) 내를 배기한다. 이때의 처리실(201) 내나 반송 공간(203) 내의 압력은 진공 반송실(1400) 내의 압력 이상으로 조정된다. 또한 이 반송 압력 조정 공정(S208)의 사이나 전이나 후에 웨이퍼(200)의 온도가 소정의 온도까지 냉각하도록 리프터 핀(207)으로 보지(保持)하도록 구성해도 좋다.
〔기판 반출 공정(S209)〕
반송 압력 조정 공정(S208)에서 처리실(201) 내가 소정 압력이 된 후, 게이트 밸브(1490)를 열고 반송 공간(203)으로부터 진공 반송실(1400)에 웨이퍼(200)를 반출한다.
이러한 공정에서 웨이퍼(200)의 처리가 수행된다. 한편, 도 1, 도 4에 도시하는 바와 같은 챔버(100)를 짝수 개 포함하는 처리 장치에 홀수 매의 웨이퍼 군(群)이 반송된 경우에도 생산성을 향상시키는 것이 요구된다. 생산성을 향상시키는 방법으로서는 예컨대 단위 시간당의 웨이퍼(200)의 처리 매수(처리 스루풋)를 증가시키는 것, 프로세스 성능을 유지시키는 것, 메인터넌스 시간의 단축, 메인터넌스 빈도의 저감 등이 있다. 도 1, 도 4에 도시하는 처리 장치에 홀수 매의 웨이퍼(200)가 반송된 경우에는 예컨대 프로세스 모듈(100a)에서는 일방의 챔버(100a)에서 웨이퍼(200)의 처리를 수행하고, 타방(他方)의 챔버(100b)에서는 웨이퍼(200)의 처리를 수행하는 것이 요구된다. 발명자는 이와 같이 어느 일방의 챔버에서 처리하는 경우에서 이하의 (A) 내지 (C)의 과제를 발견했다. 여기서 홀수 매의 웨이퍼 군이란 홀수 매의 웨이퍼(200)가 격납된 포드(1001) 단체 또는 복수 개의 포드(1001)로 구성된다.
또한 이하의 (A) 내지 (C) 등의 과제는 11매 내지 25매 정도의 소로트 생산의 경우에 현저하지만, 1Lot 25매 이상의 경우에도 동일한 과제가 발생한다. 또한 소로트 다품종의 생산에서는 하나의 로트 중의 웨이퍼 매수가 로트마다 일정하지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 처리 장치에 반송되는 웨이퍼 매수와 처리 장치의 챔버의 수가 달라진다. 갯수가 다른 경우, 사용되지 않는 챔버가 발생하여 생산성이 저하된다는 과제가 있다.
〔과제A〕
일방의 챔버(100a)에 웨이퍼(200)가 반송되고, 타방의 챔버(100b)에 웨이퍼(200)가 반송되지 않은 경우에 타방의 챔버(100b)에 처리 가스와 반응 가스 중 어느 하나 또는 양방이 공급되면, 처리 가스와 반응 가스 중 어느 하나 또는 양방이 성막에 기여하지 않는다. 이 때문에 처리 가스와 반응 가스 중 어느 하나 또는 양방을 불필요하게 소비하게 된다. 따라서 가스의 이용 효율이 저하되어 생산성이 저하된다는 과제가 있다. 또한 1개의 가스 공급부로부터 2개의 챔버에 가스를 공급하기 때문에 가스의 여분의 소비는 2개의 챔버의 배기 계통이 각각 독립하여 설치된 경우에도 발생할 수 있다.
〔과제B〕
일방의 챔버(100a)에 웨이퍼(200)가 반송되고, 타방의 챔버(100b)에 웨이퍼(200)가 반송되지 않은 경우에 타방의 챔버(100b)에 처리 가스와 반응 가스 중 어느 하나 또는 양방이 공급되면, 타방의 챔버(100b) 내의 부재(部材)에 불필요한 성막을 하게 된다. 부재란 예컨대 기판 지지부(210)이며, 특히 기판 재치면(211)이다. 따라서 부재의 표면 상에 형성되는 막의 막 두께 증가나 파티클의 증가 등에 의한 메인터넌스 시간의 증가(클리닝 시간, 부품 교환 수)나, 메인터넌스 빈도(클리닝 빈도, 부품 교환 빈도)의 증가를 발생하여 생산성이 저하된다는 과제가 있다. 또한 챔버 내의 부재로의, 예컨대 기판 지지부(210)로의 성막을 억제하기 위해서 더미 기판을 반송하는 경우가 있지만, 챔버의 처리실 벽으로의 성막은 억제하지 못한다. 또한 이 경우에서도 처리 가스와 반응 가스 중 하나 또는 양방이 성막에 기여하지 않기 때문에 가스의 사용 효율이 저하된다는 과제가 있다. 또한 메인터넌스 시간의 증가 메인터넌스 빈도의 증가나, 처리 가스의 여분의 소비는 2개의 챔버의 배기 계통이 각각 독립하여 설치된 경우에도 발생할 수 있다.
〔과제C〕
일방의 챔버(100a)에 웨이퍼(200)가 반송되고, 타방의 챔버(100b)에 웨이퍼(200)가 반송되지 않은 경우에 일방의 챔버(100a)에 처리 가스와 반응 가스를 공급하고, 타방의 챔버(100b)에 가스를 공급하지 않는 방법이 있다. 이러한 기법에서는 양방의 챔버에서 처리가 수행될 때와 비교하여 일방의 챔버(100a)의 분위기의 배기가 소정량보다 많아진다. 따라서 챔버(100a)와 챔버(100b)의 양방에서 웨이퍼(200)를 처리한 경우와는 다른 처리 조건이 되어, 1로트 중의 웨이퍼(200)마다의 처리 균일성이 저하된다는 과제가 있다. 예컨대 일방의 챔버(100a)에 처리 가스를 공급하고, 타방의 챔버(100b)에 가스를 공급하지 않는 경우에서의 일방의 챔버(100a) 내의 가스의 유속이 양방의 챔버에서 처리했을 때의 챔버(100a) 내의 가스의 유속보다 커지는 경우가 있다. 이와 같이 웨이퍼(200)의 처리마다 가스의 유속이 변화한 경우, 각 챔버(100)에서의 프로세스 성능이 변화하고, 생산성이 저하된는 과제가 발생한다. 또한 일방의 챔버(100a)로부터 배기된 가스가 타방의 챔버(100b)의 배기관으로부터 챔버(100b) 내에 주입(周入)된다는 과제가 있다. 또한 가스의 유속의 변화는 배기 컨덕턴스의 변화에 의해 발생한다.
발명자는 이러한 과제에 대하여 전술한 제4 가스 공급부를 설치하여 기판 처리 공정에서 제4 가스 공급부를 후술하는 바와 같이 제어하는 것에 의해 전술한 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견했다. 즉 홀수 매의 웨이퍼 군을 처리하는 경우에도 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 웨이퍼(200)마다의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견했다. 이하, 웨이퍼(200)가 반송되지 않은 경우에 수행되는 제2 기판 처리 공정(S200B)에 대하여 설명한다. 이하의 예에서는 도 4에 도시하는 챔버(100a)에 기판이 반송되어 챔버(100a)에서 제1 기판 처리 공정(S200A)이 수행되고, 챔버(100b)에 기판이 반송되지 않고 챔버(100b)에서 제2 기판 처리 공정(S200B)이 수행되는 경우를 설명한다.
제2 기판 처리 공정(S200B)은 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이 제1 처리 공정의 제1 처리 가스 공급 공정(S203)에 상당하는 공정에서 제3 퍼지 공정(S403)을 수행하고, 제1 처리 공정의 제2 처리 가스 공급 공정(S205)에 상당하는 공정에서 제4 퍼지 공정(S405)을 수행하도록 구성된다. 이하, 제3 퍼지 공정(S403)과 제4 퍼지 공정(S405)에 대하여 설명한다.
〔제3 퍼지 공정(S403)〕
제3 퍼지 공정(S403)에서는 챔버(100a)에서 제1 처리 가스 공급 공정(S203)이 수행되는 동안, 제4 가스 공급부로부터 제1 버퍼 공간(232a)을 개재하여 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급한다. 구체적으로는 기판 재치부(311)에 웨이퍼(200)가 재치되지 않은 상태에서 밸브(146b)를 열고 MFC(145b)로 유량 조정된 불활성 가스를 제1 가스 공급관(111b)을 개재하여 챔버(100b)에 공급한다. 이 불활성 가스의 유량은 제2 기판 처리 공정이 수행되는 챔버(100b)로부터 처리실 배기관(224b)으로의 배기 컨덕턴스를 제1 기판 처리 공정이 수행되는 챔버(100a)로부터 처리실 배기관(224a)으로의 배기 컨덕턴스와 같은 유량으로 설정한다. 예컨대 챔버(100a)에 공급되는 제1 처리 가스의 유량과 같은 유량으로 설정한다. 또한 제1 처리 가스의 분자량과 불활성 가스의 분자량이 다른 경우에는 반드시 동일하게 할 필요는 없고, 배기 컨덕턴스가 동일하게 될 수 있는 유량으로 설정하면 좋다. 또한 여기서는 제4 가스 공급부를 이용하여 불활성 가스를 공급하도록 구성했지만, 제3 가스 공급부로부터 공급하도록 구성해도 좋다. 제3 가스 공급부로부터 공급하도록 구성하는 것에 의해 배관 수를 저감할 수 있다. 한편, 제1 퍼지 공정, 제2 퍼지 공정, 제3 퍼지 공정, 제4 퍼지 공정 각각에서 유량을 절체할 필요가 발생한 경우에 유량 변경이 늦어질 가능성이 있다. 이러한 경우에도 제4 가스 공급부를 설치하는 것에 의해 MFC(135)의 유량 변경의 대기(待機) 시간을 없앨 수 있다. 또한 제4 가스 공급부로부터 처리실(201)로의 불활성 가스 공급을 제1 처리 가스의 공급 유로와 동일한 유로로 구성하는 것에 의해, 챔버(100a)의 배기 컨덕턴스와 챔버(100b)의 배기 컨덕턴스의 밸런스를 유지하는 것이 용이해진다. 또한 컨덕턴스의 차이가 허용 범위 내일 때에는 다른 유로를 이용해도 좋다.
제3 퍼지 공정(S403)에서 각 챔버의 처리실(201)을 퍼지하기 전과 후 중 어느 하나 또는 양방에서 제1 버퍼 공간(232a)을 퍼지하도록 구성해도 좋다. 이 제1 버퍼 공간(232a)의 퍼지에서는 챔버(100b)에 공급되는 퍼지 가스의 총량을 챔버(100a)에 공급되는 퍼지 가스의 총량과 같게 되도록 구성된다. 이와 같이 구성하는 것에 의해 제1 버퍼 공간(232a)의 퍼지 공정에서도 챔버(100a)와 챔버(100b)의 배기 밸런스를 유지할 수 있다. 또한 여기서 제1 버퍼 공간(232a)으로의 퍼지 가스의 공급은 제3 가스 공급부로부터 제1 가스 공급관(111a)을 개재하여 수행해도 좋고, 제4 가스 공급부로부터 제1 가스 공급관(111a)을 개재하여 수행해도 좋다.
〔제4 퍼지 공정(S405)〕
제4 퍼지 공정(S405)에서는 챔버(100a)에서 제2 처리 가스 공급 공정(S205)이 수행되는 동안, 제4 가스 공급부로부터 제2 버퍼 공간(232b)을 개재하여 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급한다. 구체적으로는 밸브(156b)를 열고 MFC(155b)로 유량 조정된 불활성 가스를 제2 가스 공급관(121b)을 개재하여 챔버(100b)에 공급한다. 또한 여기서는 제4 가스 공급부를 이용하여 불활성 가스를 공급하도록 구성했지만, 제3 가스 공급부로부터 공급하도록 구성해도 좋다. 또한 제4 퍼지 공정(S405)에서의 불활성 가스의 유량은 챔버(100a)에 공급되는 제2 처리 가스의 유량과 같은 유량으로 설정한다. 또한 제2 처리 가스의 분자량과 불활성 가스의 분자량이 다른 경우에는 반드시 동일하게 할 필요는 없고, 배기 컨덕턴스가 동일하게 될 수 있는 유량으로 조정하면 좋다. 또한 제4 가스 공급부로부터 처리실(201)로의 불활성 가스의 공급을 제2 처리 가스의 공급 유로와 동일한 유로로 구성하는 것에 의해, 챔버(100a)의 배기 컨덕턴스와 챔버(100b)의 배기 컨덕턴스의 밸런스를 유지하는 것이 용이해진다. 또한 컨덕턴스의 차이가 허용 범위 내일 때에는 다른 유로를 이용해도 좋다.
또한 제4 퍼지 공정(S405)에서 각 챔버의 처리실(201)을 퍼지하기 전과 후 중 어느 하나 또는 양방에서 제2 버퍼 공간(232b)을 퍼지하도록 구성해도 좋다. 이 제2 버퍼 공간(232b)의 퍼지에서는 챔버(100b)에 공급되는 퍼지 가스의 총량을 챔버(100a)에 공급되는 퍼지 가스의 총량과 동일하게 되도록 구성된다. 이와 같이 구성하는 것에 의해 제2 버퍼 공간(232b)의 퍼지 공정에서도 챔버(100a)와 챔버(100b)의 배기 밸런스를 유지할 수 있다. 또한 여기서 제1 버퍼 공간(232a)으로의 퍼지 가스의 공급은 제3 가스 공급부로부터 제1 가스 공급관(111a)을 개재하여 수행해도 좋고, 제4 가스 공급부로부터 제1 가스 공급관(111a)을 개재하여 수행해도 좋다.
또한 제4 퍼지 공정(S405)을 수행하는 동안, 챔버(100a)에서는 제1 기판 처리 공정의 제2 처리 가스 공급 공정(S205)이 수행된다. 제2 처리 가스 공급 공정(S205)에서 제2 처리 가스를 활성화시키는 경우, 챔버(100a)에만 활성화된 제2 처리 가스를 공급한 경우에는 2개의 챔버[챔버(100a)와 챔버(100b)]에서 제2 처리 가스 공급 공정(S205)을 수행한 경우와 비교하여 챔버(100a)에 의해 활성도가 높은 제2 처리 가스가 공급되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 제4 퍼지 공정(S405) 동안, 벤트 라인(171b)으로부터 활성화된 제2 처리 가스를 배기하도록 구성해도 좋다. 이 활성화된 제2 처리 가스의 배기량은 제2 처리 가스 공급 공정(S205)에서 챔버(100b)에 공급되는 양에 상당하는 양으로 설정된다. 또한 여기서는 벤트 라인(171b)을 MFC(125b)의 상류측에 설치한 예를 제시했지만, MFC(125b)의 하류측에 설치해도 좋다. 하류측에 설치하는 것에 의해 보다 정밀한 유량 조정을 수행할 수 있다.
또한 제3 퍼지 공정(S403)과 제4 퍼지 공정(S405)에서 배기 밸런스의 미조정이 곤란한 경우에는 컨덕턴스 조정부(226a, 226b)로 컨덕턴스의 미조정을 수행해도 좋다. 배기 밸런스의 미조정이 곤란한 경우로서 예컨대 배기 배관의 길이나, 가스 공급관의 길이의 차이에 의해 가스의 유량에서는 조정 곤란한 경우가 있다.
또한 제3 퍼지 공정(S403)과 제4 퍼지 공정(S405)을 수행하는 경우, 기판 지지부(210)를 가열할 필요가 없기 때문에 히터(213)의 전력을 OFF로 해도 좋다. 히터(213)로의 전력 공급을 OFF로 하는 것에 의해 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한 히터(213)의 전력 공급을 OFF로 한 경우에 온도가 지나치게 저하하여, 다음 기판 처리에 영향을 미치는 경우에는 완전히 OFF로 하지 않고 전력을 내려도 좋다. 또한 웨이퍼(200)가 없는 상태에서 제3 퍼지 공정(S403)과 제4 퍼지 공정(S405)을 수행한 경우에 기판 지지대(210)의 온도가 저하되는 경우가 있다. 웨이퍼(200)의 1매당의 처리 시간이 짧을 경우 등에는 기판 지지대(210)를 소정 온도로 유지해야 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는 퍼지 가스의 공급에 의해 기판 지지대(210)의 온도가 저하하지 않도록 히터(213)의 전력을 올려도 좋다.
〔레시피 변경 공정〕
다음으로 웨이퍼(200)의 유무에 따라 제1 기판 처리 공정(S200A)을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램(레시피)과, 제2 기판 처리 공정(S200B)을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램(레시피)을 절체하는 레시피 변경 공정에 대하여 도 1, 도 2, 도 11을 이용하여 설명한다.
〔매수 카운트 공정(T101)〕
우선 IO 스테이지(1100)에 포드(1001)가 재치되었을 때에 포드(1001) 내에 격납된 웨이퍼(200)의 매수가 카운트되어 매수 정보가 기록 매체에 기록된다.
〔기판 반송 공정(T102)〕
포드(1001)에 격납된 웨이퍼(200)를 대기 반송 로봇(1220)으로 포드(1001)로부터 로드록 실(1300)에 순차 반송한다. 로드록 실(1300)에 웨이퍼(200)가 2매 격납되면, 진공 반송 로봇(1400)이 2매의 웨이퍼(200)를 로드록 실(1300)로부터 각 프로세스 모듈(110)에 반송한다.
〔제1 반송 판정 공정(T103)〕
제1 반송 판정 공정(T103)에서는 포드(1001)에 격납된 웨이퍼(200)가 최후의 기판이고 또한 로드록 실(1300)에 기판이 없는 상태인지에 대한 여부를 판정한다. 또는 연속 처리의 최후의 기판이고 또한 로드록 실(1300)에 기판이 없는 상태인지에 대한 여부를 판정한다. 여기서 연속 처리란 포드(1001) 복수 개를 연속적으로 처리하는 것을 말한다. 포드(1001) 내에 격납된 웨이퍼(200)가 최후의 기판이고 또한 로드록 실(1300)에 기판이 없는 상태라면, L/L 배치처 변경 공정(T105)을 수행하고, 포드(1001)에 격납된 웨이퍼(200)가 최후의 기판이 아닌 경우나 로드록 실(1300)에 기판이 있는 상태인 경우에는 제2 기판 반송 공정(T104)을 수행한다.
〔제2 기판 반송 공정(T104)〕
제2 기판 반송 공정(T104)은 로드록 실(1300)에 웨이퍼(200)가 2매 격납된 후에 수행된다. 제2 기판 반송 공정(T104)에서는 우선 로드록 실(1300) 내가 진공 반송실(1400)과 같은 압력으로 조압된다. 조압 후 , 게이트 밸브(1350)가 열리고 진공 반송 로봇(1700)이 2매의 웨이퍼(200)를 대상이 되는 프로세스 모듈(110)에 반송한다. 프로세스 모듈(110)에 반송한 후, 제1 기판 처리 공정(S200A)이 수행된다.
〔L/L 배치처 변경 공정(T105)〕
판정 후, 로드록 실(1300) 내에 웨이퍼(200)가 격납되지 않은 경우에는 로드록 실(1300) 내의 재치면(1311) 내의 편방(片方)에 기판을 재치시킨다. 이 재치 장소가 웨이퍼(200)의 처리에 사용되는 챔버(100)를 결정하기 때문에 반송 대상이 되는 챔버에 부합하는 재치면(1311)에 재치시킨다. 예컨대 챔버(100a, 100c, 100e, 100g) 중 어느 하나에서 처리시킬 때에는 재치면(1311a)에 재치한다. 또한 챔버(100b, 100d, 100f, 100h)중 어느 하나에서 처리시킬 때에는 재치면(1311b)에 재치시킨다. 또한 n번째의 Lot에서 챔버(100a, 100c, 100e, 100g) 중 어느 하나를 이용하여 처리할 때에는 n+1번째의 Lot에서는 챔버(100b, 100d, 100f, 100h)중 어느 하나가 이용되도록 재치면(1311b)에 반송시키도록 로봇(1220)을 제어한다(단 n은 자연수임). 이와 같이 반송처를 바꾸는 것에 의해 챔버(100)의 사용 횟수의 편차를 억제시킬 수 있고, 챔버(100)의 메인터넌스로부터 그 다음의 메인터넌스까지의 사이의 기간을 길게 할 수 있다. 즉 메인터넌스 빈도를 저감하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 단위 시간당의 웨이퍼(200)의 처리 매수(처리 스루풋)를 증가시키는 것이 가능해진다.
〔프로그램 변경 공정(T106)〕
L/L 배치처 변경 공정(T105)에서 반송 대상이 된 프로세스 모듈(110) 내의 웨이퍼(200)가 반송된 챔버(100)와 웨이퍼(200)가 반송되지 않은 챔버(100)가 어느 쪽인지를 판정한다. 판정은 예컨대 L/L의 배치 정보에 기초하여 판정된다. 웨이퍼(200)가 반송된 챔버에서는 제1 기판 처리 공정(S200A)을 수행하도록 프로그램을 실행시키고, 웨이퍼(200)가 반송되지 않은 챔버에서는 제2 기판 처리 공정(S200B)을 수행하도록 프로그램을 실행시킨다.
또한 여기서는 프로그램의 변경을 L/L의 배치 정보에 기초하여 변경하도록 구성했지만 이에 한정되지 않고, 진공 반송실(1400) 내에 설치된 기판 검출기(1401)에 의해 각 챔버(100)로의 반송 직전에 웨이퍼(200)의 유무를 검출하여 프로그램을 변경시키도록 구성해도 좋다. 또한 진공 반송실(1400) 내에 설치된 기판 검출기(1401)에 의해 웨이퍼(200)의 유무상태를 검출하여 L/L의 배치 정보와 일치하는 것을 확인하고, 일치하는 경우에는 반송 처리를 계속하고, 불일치인 경우에는 반송 처리를 정지시키는 것과 함께 이상(異常) 상태인 정보를 입출력 장치(261)와 네트워크(263) 중 어느 하나 또는 양방에 보고하도록 구성해도 좋다.
〔기판 반출 공정(T107)〕
제1 기판 처리 공정(S200A)과 제2 기판 처리 공정(S200B)이 각각 종료된 웨이퍼(200)로부터 순서대로 프로세스 모듈(110)로부터 포드(1001)에 반송시키는 공정이 수행된다.
〔제2 기판 반송 판정 공정(T108)〕
포드(1001) 내에 미처리 웨이퍼(200)가 격납되었는지에 대한 여부를 판정한다. 포드(1001) 내에 웨이퍼(200)가 격납된 경우에는 기판 반송 공정(T102)을 수행하고, 포드(1001) 내에 미처리 웨이퍼(200)가 없는 경우에는 기판 처리 공정을 종료시킨다.
<기타의 실시 형태>
또한 전술한 실시 형태 외에 이하와 같이 구성해도 좋다.
예컨대 도 4에 도시한 기판 처리 장치를 도 12에 도시하는 형태처럼 구성해도 좋다. 도 12에서는 제1 가스 공급관(111a, 111b) 각각에 플래시 탱크(301a, 301b)를 설치하고, 제2 가스 공급관(121a, 121b) 각각에 RPU(124a, 124b)를 설치한 구성으로 이루어진다. 또한 플래시 탱크(301a, 117b)와 RPU(124a, 124b)의 하류측에는 밸브(311a, 311b, 312a, 312b)를 각각 설치한다. 이와 같이 구성하는 것에 의해 각 챔버에 대유량의 처리 가스나 보다 활성도가 높은 반응 가스를 공급하는 것이 가능해지고, 웨이퍼(200)로의 처리 품질을 향상시킬 수 있다.
또한 제4 퍼지 가스 공급관(141a, 141b, 151a, 151b) 각각에 플래시 탱크(302a, 302b, 303a, 303b), 밸브(313a, 313b, 314a, 314b)를 설치해도 좋다. 이와 같이 구성하는 것에 의해 제3 퍼지 공정(S403)이나 제4 퍼지 공정(S404)에서 각 챔버에 대유량의 퍼지 가스를 공급하는 것이 가능해진다.
또한 전술에서는 원료 가스와 반응 가스를 교호적으로 공급하여 성막하는 방법에 대하여 기재했지만, 원료 가스와 반응 가스의 기상 반응량이나 부생성물의 발생량이 허용 범위 내라면, 다른 방법에도 적용 가능하다. 예컨대 원료 가스와 반응 가스의 공급 타이밍이 겹치도록 하는 방법이다.
또한 전술에서는 2개의 챔버를 1쌍으로 하는 프로세스 모듈에 대하여 설명했지만 이에 한정되지 않고, 3개 이상의 챔버를 1쌍으로 하는 프로세스 모듈이어도 좋다. 3개 이상인 경우에는 1개의 챔버에 기판을 반송하고, 하나의 챔버 이외의 적어도 하나의 다른 챔버에 기판을 반송하지 않는 경우에 하나의 챔버에 처리 가스를 공급하고, 다른 챔버에 불활성 가스를 공급하는 것에 의해, 전술한 효과 등을 얻을 수 있다.
또한 전술에서는 기판을 1매씩 처리하는 매엽식 장치에 대하여 기재했지만 이에 한정되지 않고, 처리실에 기판을 수직 방향 또는 수평 방향으로 복수 매 배열하는 뱃치(batch)식 장치이어도 좋다. 어떤 가스 공급부를 복수의 처리실에서 공유하는 장치 형태라면, 본원의 기술을 적용할 수 있다. 또한 처리실의 용적이 클수록 본원의 기술을 적용하는 것에 의한 가스의 사용 효율 향상 등의 효과가 증대한다.
또한 전술에서는 성막 처리에 대하여 기재했지만, 다른 처리에도 적용 가능하다. 예컨대 확산 처리, 산화 처리, 질화 처리, 산질화 처리, 환원 처리, 산화 환원 처리, 에칭 처리, 가열 처리 등이 있다. 예컨대 반응 가스만을 이용하여 기판 표면이나 기판에 형성된 막을 플라즈마 산화 처리나, 플라즈마 질화 처리할 때에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 반응 가스만을 이용한 플라즈마 어닐링 처리에도 적용할 수 있다.
또한 전술에서는 반도체 장치의 제조 공정에 대하여 기재했지만, 실시 형태에 따른 발명은 반도체 장치의 제조 공정 이외에도 적용 가능하다. 예컨대 액정 디바이스의 제조 공정, 태양 전지의 제조 공정, 발광 디바이스의 제조 공정, 유리 기판의 처리 공정, 세라믹 기판의 처리 공정, 도전성 기판의 처리 공정 등의 기판 처리가 있다.
또한 전술에서는 원료 가스로서 실리콘 함유 가스, 반응 가스로서 산소 함유 가스를 이용하여 실리콘 산화막을 형성하는 예를 제시했지만, 다른 가스를 이용한 성막에도 적용 가능하다. 예컨대 산소 함유막, 질소 함유막, 탄소 함유막, 붕소 함유막, 금속 함유막과 이들 원소가 복수 함유된 막 등이 있다. 또한 이들 막으로서는 예컨대 SiN막, AlO막, ZrO막, HfO막, HfAlO막, ZrAlO막, SiC막, SiCN막, SiBN막, TiN막, TiC막, TiAlC막 등이 있다. 이들 막을 성막하기 위해서 사용되는 원료 가스와 반응 가스 각각의 가스 특성(흡착성, 이탈성, 중기압 등)을 비교하여 공급 위치나 샤워 헤드(234) 내의 구조를 적절히 변경하는 것에 의해 동일한 효과를 얻을 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 부기(附記)한다.
<부기1>
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 처리 가능한 적어도 2개의 처리실;
상기 2개의 처리실의 양방에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부;
상기 2개의 처리실의 양방에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부;
상기 2개의 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기하는 배기부; 및
상기 2개의 처리실 중 일방의 처리실에 기판을 반송하고 타방의 처리실에 기판을 반송하지 않을 때에 상기 일방의 처리실에 처리 가스를 공급하는 동안, 상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급하면서 상기 배기부가 상기 일방의 처리실과 상기 타방의 처리실을 배기하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 배기부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치 또는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
<부기2>
부기1에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 제어부는 상기 퍼지 가스의 유량이 상기 처리 가스의 유량과 같은 양이 되도록 상기 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기3>
부기1 또는 부기2에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실의 양방에 반응 가스를 공급 가능한 반응 가스 공급부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 일방의 처리실에 상기 처리 가스와 상기 퍼지 가스와 상기 반응 가스를 순서대로 공급할 때에 상기 타방의 처리실에 상기 불활성 가스를 공급하도록 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기4>
부기1 내지 부기3 중 어느 하나에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실 각각에 접속된 배기관에 퍼지 가스를 공급하는 배기관 퍼지 가스 공급부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 일방의 처리실에 처리 가스를 공급하는 동안, 상기 타방의 처리실의 배기부에 상기 퍼지 가스를 공급하도록 상기 배기관 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기5>
부기1 내지 부기4 중 어느 하나에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실 각각에 접속된 배기관의 컨덕턴스를 조정하는 컨덕턴스 조정부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 타방의 처리실 내의 압력이 상기 일방의 처리실 내의 압력과 같게 되도록 상기 타방의 처리실에 접속된 배기관의 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된다.
<부기6>
본 발명의 다른 형태에 의하면,
2개의 처리실 중 일방의 처리실에 기판을 반송하고 타방의 처리실에 기판을 반송하지 않는 공정;
상기 일방의 처리실에 처리 가스를 공급할 때에 상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정; 및
상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정을 수행하면서 상기 일방의 처리실과 상기 타방의 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기하는 공정;
을 포함하는 기판 처리 방법 또는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기7>
부기6의 방법으로서 바람직하게는,
상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서는 상기 처리 가스와 같은 양의 퍼지 가스를 공급한다.
<부기8>
부기6 또는 부기7에 기재된 방법으로서 바람직하게는,
상기 일방의 처리실에 반응 가스를 공급하는 공정; 및
상기 반응 가스를 공급하는 공정에서 상기 반응 가스와 같은 양의 퍼지 가스를 상기 타방의 처리실에 공급하는 공정;
을 더 포함한다.
<부기9>
부기6 내지 부기8 중 어느 하나에 기재된 방법으로서 바람직하게는,
상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서는 상기 타방의 처리실에 접속된 배기관에 퍼지 가스가 공급된다.
<부기10>
부기6 내지 부기9 중 어느 하나에 기재된 방법으로서 바람직하게는,
상기 일방의 처리실에 처리 가스를 공급하는 공정에서 상기 타방의 처리실의 배기 컨덕턴스가 상기 일방의 처리실의 배기 컨덕턴스와 같게 되도록 상기 타방의 처리실의 배기관의 컨덕턴스 조정부를 제어하는 공정을 더 포함한다.
<부기11>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
2개의 처리실 중 일방의 처리실에 기판을 반송하고, 타방의 처리실에 기판을 반송 시키지 않는 순서;
상기 일방의 처리실에 처리 가스를 공급할 때에 상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급시키는 순서; 및
상기 타방의 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서 상기 일방의 처리실과 상기 타방의 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기시키는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램, 또는 상기 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
<부기12>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리 가능한 적어도 2개의 처리실;
상기 2개의 처리실의 양방에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부;
상기 2개의 처리실의 양방에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부;
상기 2개의 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기하는 배기부;
상기 기판이 복수 매 격납된 격납 용기가 재치되는 스테이지;
상기 스테이지와 상기 처리실 사이에 설치된 로드록 실;
상기 스테이지로부터 상기 로드록 실에 상기 기판을 반송하는 제1 반송 로봇;
상기 기판을 2매 이상 보유 가능한 포크를 포함하고, 상기 로드록 실로부터 상기 처리실에 상기 기판을 반송하는 제2 반송 로봇; 및
상기 로드록 실로부터 일방의 처리실에 기판을 반송하고, 타방의 처리실에 기판이 반송되지 않았을 때에 상기 일방의 처리실에서는 제1 기판 처리를 수행하고, 상기 제1 기판 처리를 수행하는 동안, 상기 타방의 처리실에서는 제2 기판 처리를 수행하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 배기부와 상기 제1 반송 로봇과 상기 제2 반송 로봇을 제어하도록 구성된 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치 또는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
<부기13>
부기12에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 제어부는 상기 제1 기판 처리에서는 상기 처리 가스의 공급과 상기 퍼지 가스의 공급과 상기 반응 가스의 공급을 순서대로 소정 횟수 수행하고, 상기 제2 기판 처리에서는 상기 처리 가스의 공급 중 및 상기 반응 가스의 공급 중에 상기 퍼지 가스를 공급하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기14>
부기13에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 제어부는 상기 제1 기판 처리에서 상기 일방의 처리실에 공급되는 상기 처리 가스 공급의 유량과 같은 유량의 퍼지 가스를 상기 제2 기판 처리에서 공급하고, 상기 제1 기판 처리에서 상기 반응 가스 공급의 유량과 같은 유량의 퍼지 가스를 상기 제2 기판 처리에서 공급하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기15>
부기12내지 부기14 중 어느 하나의 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실 각각에 접속된 배기관에 퍼지 가스를 공급하는 배기관 퍼지 가스 공급부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 기판 처리를 수행하는 동안, 상기 처리 가스의 공급 중 및 상기 반응 가스의 공급 중에 상기 타방의 처리실의 배기관에 퍼지 가스를 공급하도록, 상기 배기관 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기16>
부기12내지 부기15 중 어느 하나의 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실 각각에 접속된 배기관에 상기 배기관의 컨덕턴스를 조정하는 컨덕턴스 조정부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 기판 처리를 수행하는 동안, 상기 타방의 처리실 내의 압력이 상기 일방의 처리실 내의 압력과 같게 되도록 상기 타방의 처리실에 접속된 배기관의 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된다.
<부기17>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리 가능한 적어도 2개의 처리실;
상기 2개의 처리실의 양방에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부;
상기 2개의 처리실의 양방에 반응 가스를 공급 가능한 반응 가스 공급부;
상기 2개의 처리실의 양방에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부;
상기 2개의 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기하는 배기부;
상기 기판이 복수 매 격납된 격납 용기가 재치되는 스테이지;
상기 스테이지와 상기 처리실 사이에 설치된 로드록 실;
상기 스테이지로부터 상기 로드록 실에 상기 기판을 반송하는 제1 반송 로봇;
상기 기판을 2매 이상 보유 가능한 포크를 포함하고, 상기 로드록 실로부터 상기 처리실에 상기 기판을 반송하는 제2 반송 로봇; 및
N번째의 로트에서는 상기 로드록 실로부터 일방의 처리실에 기판을 반송하지 않고 타방의 처리에 기판을 반송하고, 상기 타방의 처리실에서는 제1 기판 처리를 수행하고, 상기 제1 기판 처리를 수행하는 동안, 상기 일방의 처리실에서는 제2 기판 처리를 수행하고, N+1번째의 로트에서는 상기 로드록 실로부터 상기 타방의 처리실에 기판을 반송하지 않고 상기 일방의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 일방의 처리실에서 상기 제1 기판 처리를 수행하고, 상기 제1 기판 처리 동안, 상기 타방의 처리실에서는 상기 제2 기판 처리를 수행하도록, 상기 처리 가스 공급부와, 상기 반응 가스 공급부와, 상기 퍼지 가스 공급부와, 상기 배기부와, 상기 제1 반송 로봇과, 상기 제2 반송 로봇을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는 기판 처리 장치 또는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다(단 N은 자연수).
<부기18>
부기17에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 제어부는,
상기 제1 기판 처리에서는 상기 처리 가스와 상기 반응 가스를 교호적으로 공급하고,
상기 제2 기판 처리에서는 상기 제1 기판 처리에서 상기 처리 가스를 공급하는 동안에 퍼지 가스를 공급하고, 상기 제1 기판 처리에서 상기 반응 가스를 공급하는 동안에 퍼지 가스를 공급하도록,
상기 처리 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기19>
부기17 또는 부기18에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 제어부는,
상기 제2 기판 처리에서 상기 제1 기판 처리의 상기 처리 가스의 공급 시에 공급하는 상기 퍼지 가스의 유량을 상기 처리 가스의 유량과 같은 유량으로 하고,
상기 제1 기판 처리의 상기 반응 가스 공급 시에 공급하는 상기 퍼지 가스의 유량을 상기 퍼지 가스의 유량과 같은 유량이 되도록,
상기 처리 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기20>
부기17내지 부기19 중 어느 하나에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실 각각에 접속된 배기관에 퍼지 가스를 공급하는 배기관 퍼지 가스 공급부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2 기판 처리에서 상기 제1 기판 처리의 상기 처리 가스의 공급 시와 상기 퍼지 가스의 공급 시에 상기 배기관에 상기 퍼지 가스를 공급하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성된다.
<부기21>
부기17내지 부기20 중 어느 하나에 기재된 장치로서 바람직하게는,
상기 2개의 처리실 각각에 접속된 배기관에 상기 배기관의 컨덕턴스를 조정하는 컨덕턴스 조정부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 기판 처리 동안, 상기 제2 처리가 수행되는 처리실 내의 압력이 상기 제1 기판 처리가 수행되는 처리실 내의 압력과 같게 되도록 상기 제2 기판 처리가 수행되는 처리실의 배기관에 설치된 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된다.
<부기22>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리 가능한 복수의 처리실;
상기 복수의 처리실 각각에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부;
상기 복수의 처리실 각각에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부;
상기 복수의 처리실 중 어느 하나 또는 전체를 배기 가능한 배기부; 및
상기 복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송하지 않는 경우에 상기 하나의 처리실로의 상기 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하는 것과 함께, 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실을 배기하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 배기부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치 또는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
<부기23>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송하지 않는 공정;
상기 하나의 처리실로의 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정; 및
상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정에서 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기하는 공정;
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법 또는 기판 처리 방법이 제공된다.
<부기24>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송 시키지 않는 순서;
상기 하나의 처리실로의 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급시키는 순서; 및
상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기시키는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램 또는 상기 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
100: 챔버 110: 프로세스 모듈
200: 웨이퍼(기판) 201: 처리실
202: 처리 용기 211: 재치면
212: 기판 재치대 215: 외주면
232a: 제1 버퍼 공간 232b: 제2 버퍼 공간
234: 샤워 헤드 234a: 제1 분산공
234b: 제2 분산공 234c: 제3 분산공
234d: 제4 분산공 241a: 제1 가스 도입구
241b: 제2 가스 도입구 1000: 기판 처리 시스템
1100: IO 스테이지 1200: 대기 반송실
1220: 제1 반송 로봇(대기 반송 로봇) 1300: 로드록 실
1400: 진공 반송실 1700: 제2 반송 로봇(진공 반송 로봇)

Claims (14)

  1. 기판을 처리 가능한 복수의 처리실;
    상기 복수의 처리실 각각에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급부;
    상기 복수의 처리실 각각에 퍼지 가스를 공급 가능한 퍼지 가스 공급부;
    상기 복수의 처리실 중 어느 하나 또는 전체를 배기 가능한 배기부; 및
    상기 복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송하지 않는 경우에, 상기 하나의 처리실로의 상기 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하는 것과 함께, 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실을 배기하도록 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 배기부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배기부가 상기 복수의 처리실 전체를 배기하면서 상기 하나의 처리실에 상기 처리 가스를 공급할 때에 상기 다른 처리실의 배기 컨덕턴스가 상기 하나의 처리실의 배기 컨덕턴스와 같게 되도록 상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 퍼지 가스의 유량이 상기 처리 가스의 유량과 같은 양이 되도록 상기 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리실 각각에 반응 가스를 공급 가능한 반응 가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 하나의 처리실에 상기 처리 가스와 상기 퍼지 가스와 상기 반응 가스를 순서대로 공급하는 경우에 상기 처리 가스와 상기 퍼지 가스와 상기 반응 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하도록, 상기 처리 가스 공급부와 상기 퍼지 가스 공급부와 상기 반응 가스 공급부를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리실 전체에 접속된 배기관에 상기 퍼지 가스를 공급하는 배기관 퍼지 가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 하나의 처리실로의 처리 가스 공급과 병행하여 상기 다른 처리실의 배기부에 상기 퍼지 가스를 공급하도록, 상기 배기관 퍼지 가스 공급부를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리실 각각에 접속된 배기관에 상기 배기관의 컨덕턴스를 조정하는 컨덕턴스 조정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 다른 처리실 내의 압력이 상기 하나의 처리실 내의 압력과 같게 되도록 상기 다른 처리실에 접속된 배기관의 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리실을 구비하는 처리 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송하지 않는 공정;
    상기 하나의 처리실로의 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정; 및
    상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정에서 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실 중 어느 하나 또는 양방(兩方)을 배기하는 공정;
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배기하는 공정에서는 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실의 양방을 배기하면서 상기 하나의 처리실로의 상기 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실의 배기 컨덕턴스가 상기 하나의 처리실의 배기 컨덕턴스와 같게 되도록 상기 다른 처리실에 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서는 상기 처리 가스와 같은 양의 상기 퍼지 가스를 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 하나의 처리실에 반응 가스를 공급하는 공정; 및
    상기 반응 가스를 공급하는 공정을 수행하면서 상기 반응 가스와 같은 양의 퍼지 가스를 상기 다른 처리실에 공급하는 공정;
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서는 상기 다른 처리실에 접속된 배기관에 상기 퍼지 가스를 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 하나의 처리실에 처리 가스를 공급하는 공정에서 상기 다른 처리실의 배기 컨덕턴스가 상기 하나의 처리실의 배기 컨덕턴스와 같게 되도록 상기 다른 처리실의 배기관의 컨덕턴스 조정부를 제어하는 공정을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 복수의 처리실 중 하나의 처리실에 기판을 반송하고, 상기 하나의 처리실 이외의 적어도 하나의 다른 처리실에 기판을 반송시키지 않는 순서;
    상기 하나의 처리실로의 처리 가스의 공급과 병행하여 상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급시키는 순서; 및
    상기 다른 처리실에 퍼지 가스를 공급하는 공정에서 상기 하나의 처리실과 상기 다른 처리실 중 어느 하나 또는 양방을 배기시키는 순서;
    를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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