KR20170088760A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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신 마츠우라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 프로세스의 스루풋을 향상시키는 것을 과제로 한다.
기판 처리 장치(10)는, 챔버(1)와, 배치대(2)와, 대좌(100)와, 배기구(83)와, 디포지션 트랩 파트(20)를 구비한다. 배치대(2)는, 챔버(1) 내에 마련되며, 반도체 웨이퍼(W)를 배치한다. 대좌(100)는, 배치대(2)를 하방으로부터 지지한다. 배기구(83)는, 대좌(100)의 하방에 배치되어 있다. 디포지션 트랩 파트(20)는, 대좌(100)의 하면에 마련되어 있으며, 챔버(1) 내의 디포지션을 수집한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태는, 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 챔버 내에 공급된 처리 가스에 의해, 피처리 기판에 대하여 에칭이나 성막 등의 여러 가지 처리가 행해진다. 피처리 기판에 대하여 행해지는 처리의 정밀도는, 챔버 내의 압력이나 온도 등의 조건에 크게 의존한다. 또한, 챔버 내의 압력이나 온도 등이 일정하여도, 피처리 기판의 면에서의 압력이나 온도 등에 치우침이 생기면, 피처리 기판의 면에서의 처리의 정밀도에 불균일이 생긴다.
이를 회피하기 위해, 챔버 내의 피처리 기판에 대하여, 배기구를 대칭으로 배치하는 기술이 알려져 있다(예컨대, 하기의 특허문헌 1∼4 참조). 이에 의해, 피처리 기판의 면내의 처리 균일성이 향상된다.
일본 특허 공개 제2013-179054호 공보 일본 특허 공개 제2011-003704호 공보 일본 특허 공개 제2015-141908호 공보 일본 특허 공개 제2007-242777호 공보
그런데, 챔버 내에서 배기되는 처리 가스에는, 디포지션이라고 불리는 반응 부생성물의 입자가 포함된다. 이러한 디포지션은, 배기되는 과정에서, 배기로의 측벽이나, 배기로에 접속되어 있는 배기 펌프 내에 부착된다. 배기 펌프에 부착되는 디포지션이 많아지면, 배기 펌프의 배기 능력이 저하하여, 챔버 내부를 소정의 압력으로 유지하기 곤란해진다. 그 때문에, 배기 펌프 내에 부착된 디포지션을 제거하기 위해, 정기적으로 배기 펌프를 분해하여 세정할 필요가 있다. 배기 펌프의 세정이 행해지면, 배기 펌프의 세정이 종료할 때까지, 프로세스가 정지하게 되어, 프로세스의 스루풋이 저하한다.
본 발명의 일측면은, 기판 처리 장치로서, 챔버와, 배치대와, 대좌(臺座)와, 배기구와, 수집 부재를 구비한다. 배치대는, 챔버 내에 마련되며, 피처리 기판을 배치한다. 대좌는, 배치대를 하방으로부터 지지한다. 배기구는, 대좌의 하방에 배치되어 있다. 수집 부재는, 대좌의 하면에 마련되어 있으며, 챔버 내의 디포지션을 수집한다.
본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태에 따르면, 프로세스의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 챔버 및 배치대의 위치 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 챔버의 A-A 단면의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 챔버의 B-B 단면의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 절연성 부재의 하면에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 디포지션 실드에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 배플판에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 배치대의 외측벽에 마련된 디포지션 실드에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 디포지션 트랩 파트의 배치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 챔버의 B-B 단면의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 디포지션 트랩 파트의 배치의 또 다른 예를 나타내는 모식도이다.
개시하는 기판 처리 장치는, 일 실시형태에 있어서, 챔버와, 배치대와, 대좌와, 배기구와, 수집 부재를 구비한다. 배치대는, 챔버 내에 마련되며, 피처리 기판을 배치한다. 대좌는, 배치대를 하방으로부터 지지한다. 배기구는, 대좌의 하방에 배치되어 있다. 수집 부재는, 대좌의 하면에 마련되어 있으며, 챔버 내의 디포지션을 수집한다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 챔버의 내측벽은, 대략 원통 형상이어도 좋고, 대좌는, 챔버의 내측벽으로부터 내측벽의 중심축에 근접하는 방향으로 연장되는 복수의 지지빔에 의해 지지되어 있어도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 수집 부재는, 대좌의 측면 및 지지빔의 상면, 측면 및 하면 중 적어도 어느 하나의 면에 추가로 배치되어 있어도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 배치대는, 대략 원통 형상의 외측벽을 가지고 있어도 좋다. 또한, 배기구는, 대략 원통 형상이어도 좋다. 또한, 챔버, 배치대 및 배기구는, 배치대에 배치된 피처리 기판의 중심축이, 챔버의 내측벽의 중심축, 배치대의 외측벽의 중심축, 및 배기구의 중심축과 일치하도록 배치되어도 좋다. 또한, 복수의 지지빔은, 배치대에 배치된 피처리 기판의 중심축이, 복수의 지지빔의 배치의 중심을 통과하도록 배치되어 있어도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 대좌보다 하방의 챔버의 측벽에는, 수집 부재를 반입 또는 반출할 때에 개방되는 창이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 대좌의 내부에는, 대좌의 하면을 냉각시키는 냉각 장치가 마련되어 있어도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 냉각 장치는, 냉매로서 물, 에어, 또는 브라인(brine) 중 어느 하나를 이용하여 대좌의 하면을 냉각시켜도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 수집 부재는, 챔버의 내측벽 및 배치대의 외측벽 중, 배치대의 배치면보다 하방의 위치에 추가로 배치되어도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 수집 부재의 표면의 거칠기는, 6.3 ㎛ 내지 25 ㎛의 범위 내여도 좋다.
또한, 개시하는 기판 처리 장치의 일 실시형태에 있어서, 수집 부재의 재질은 금속이어도 좋다.
이하에, 개시하는 기판 처리 장치의 실시형태에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해, 개시되는 기판 처리 장치가 한정되는 것이 아니다.
[실시예]
[기판 처리 장치(10)의 구성]
도 1은 기판 처리 장치(10)의 일례를 나타내는 단면도이다. 본 실시예에 있어서의 기판 처리 장치(10)는, 예컨대 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치이다. 기판 처리 장치(10)는, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄에 의해 형성되며, 내부에 대략 원통 형상의 공간이 형성된 챔버(1)를 갖는다. 챔버(1)는 보안 접지되어 있다. 챔버(1)는, 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축이, 도 1에 나타내는 Z축에 일치하도록 배치되어 있다.
챔버(1)의 바닥부에는, 대략 원통 형상의 배기구(83)가 형성되어 있다. 배기구(83)의 상방에는, 배치대(2)를 하방으로부터 지지하는 대좌(100)가 마련되어 있다. 대좌(100)는, 챔버(1)의 내측벽으로부터 Z축에 근접하는 방향으로 연장되는 복수의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 본 실시예에 있어서, 각각의 지지빔(101)은, 챔버(1)의 내측벽으로부터, Z축을 향하여 Z축과 직교하는 방향으로 연장된다. 본 실시예에 있어서, 대좌(100) 및 각각의 지지빔(101)은, 챔버(1)와 동일한 재료에 의해 구성된다.
본 실시예에 있어서, 배치대(2)는, 대략 원통 형상을 가지며, 배치대(2)의 외측벽의 중심축이 Z축에 일치하도록 챔버(1) 내에 배치되어 있다. 배치대(2)는, 하부 전극(2a), 기재(4), 포커스 링(5) 및 정전 척(6)을 갖는다. 기재(4)는, 세라믹스 등에 의해 대략 원기둥 형상으로 형성되며, 절연판(3)을 통해 대좌(100) 위에 배치되어 있다. 기재(4) 위에 예컨대 알루미늄 등으로 형성된 하부 전극(2a)이 마련되어 있다.
하부 전극(2a)의 상면에는, 피처리 기판의 일례인 반도체 웨이퍼(W)를 정전기력으로 흡착 유지하는 정전 척(6)이 마련되어 있다. 정전 척(6)은, 도전막으로 형성된 전극(6a)을 한쌍의 절연층 또는 절연 시트 사이에 끼운 구조를 갖는다. 전극(6a)에는 직류 전원(13)이 전기적으로 접속되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)는, 정전 척(6)의 상면(6b)에 배치되며, 직류 전원(13)으로부터 공급된 직류 전압에 의해, 정전 척(6)에 생긴 정전기력에 의해 정전 척(6)의 상면(6b)에 흡착 유지된다. 반도체 웨이퍼(W)는, 대략 원형상이다. 도 1에 나타내는 Z축은, 정전 척(6)의 상면(6b)에 흡착 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 중심축을 나타낸다. 반도체 웨이퍼(W)가 배치되는 정전 척(6)의 상면(6b)은, 배치대(2)의 배치면의 일례이다.
정전 척(6)의 주위로서, 하부 전극(2a)의 상면에는, 정전 척(6)을 둘러싸도록, 예컨대 단결정 실리콘 등으로 형성된 도전성의 포커스 링(5)이 마련된다. 포커스 링(5)에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 있어서, 에칭 등의 플라즈마 처리의 균일성이 향상된다. 하부 전극(2a) 및 기재(4)의 측면은, 예컨대 석영 등으로 형성된 원통 형상의 내벽 부재(3a)에 의해 둘러싸여 있다. 내벽 부재(3a)는, 배치대(2)의 외측벽을 구성한다.
하부 전극(2a)의 내부에는, 예컨대 환형의 냉매실(2b)이 형성되어 있다. 냉매실(2b)에는, 외부에 마련된 도시하지 않는 칠러 유닛으로부터, 배관(2c 및 2d)을 통해, 예컨대 냉각수 등의 소정 온도의 냉매가 순환 공급된다. 냉매실(2b) 내부를 순환하는 냉매에 의해, 하부 전극(2a), 기재(4) 및 정전 척(6)의 온도가 제어되어, 정전 척(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)가 소정 온도로 제어된다.
또한, 정전 척(6)의 상면(6b)과 반도체 웨이퍼(W)의 이면 사이에는, 도시하지 않는 전열 가스 공급 기구로부터, 예컨대 He 가스 등의 전열 가스가, 배관(17)을 통해 공급된다.
하부 전극(2a)에는, 정합기(11a)를 통해 고주파 전원(12a)이 접속되어 있다. 또한, 하부 전극(2a)에는, 정합기(11b)를 통해 고주파 전원(12b)이 접속되어 있다. 고주파 전원(12a)은, 플라즈마의 발생에 이용되는 소정의 주파수(예컨대 100 ㎒)의 고주파 전력을 하부 전극(2a)에 공급한다. 또한, 고주파 전원(12b)은, 이온의 인입(바이어스)에 이용되는 소정의 주파수의 고주파 전력으로서, 고주파 전원(12a)보다 낮은 주파수(예컨대 13 ㎒)의 고주파 전력을 하부 전극(2a)에 공급한다.
배치대(2)의 주위에는, 배치대(2)를 둘러싸도록 배기로(86)가 마련되어 있다. 배기로(86) 내에는, 복수의 관통 구멍을 갖는 배플판(72)이, 배치대(2)를 둘러싸도록 배치대(2)의 주위에 마련되어 있다. 배플판(72)은, 배기로(86)에 있어서, 정전 척(6)보다 하방으로서, 지지빔(101)보다 상방의 위치에 배치되어 있다. 배기로(86)는, 인접한 지지빔(101) 사이의 공간에 있어서, 대좌(100)의 하방에 형성된 배기 공간(85)과 연통한다.
배기구(83)는, 대략 원형상의 배기구(83)의 중심이 Z축 상에 위치하도록, 챔버(1)의 바닥면에 형성되어 있다. 배기구(83)에는, 배기 장치(84)가 접속되어 있다. 배기 장치(84)는, 예컨대 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지며, 챔버(1) 내부를 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 또한, 배기구(83)에는, APC(Automatic Pressure Control)(80)가 마련되어 있다. APC(80)는, 덮개(81) 및 지지봉(82)을 갖는다. 덮개(81)는, 대략 원형상의 판이며, 덮개(81)의 중심축이 Z축과 일치하도록 배기구(83)의 상방에 배치되어 있다. 또한, 덮개(81)는, 배기구(83)의 개구면과 대략 평행이 되도록 배치되어 있다. 덮개(81)의 직경은, 배기구(83)의 개구의 직경보다 길다.
지지봉(82)은, 덮개(81)의 높이를 제어함으로써, 덮개(81)와 배기구(83)의 주위의 챔버(1)의 면 사이에 형성되는 간극에 의해 형성되는 배기 컨덕턴스를 제어할 수 있다. 도 1에는, 지지봉(82)이 2개 도시되어 있지만, 지지봉(82)은, 배기구(83)를 둘러싸도록 배기구(83)의 주위에 3개 이상 마련되어 있다. 지지봉(82)에 의해 덮개(81)의 높이를 제어함으로써, APC(80)는, 챔버(1) 내의 압력을 소정의 압력 범위로 제어할 수 있다.
대좌(100) 및 지지빔(101)에는, 내부에 공간(102)이 형성되어 있다. 공간(102)은, 챔버(1)의 측벽에 형성된 개구와 연통한다. 배치대(2)에 공급되는 가스나 전력 등은, 대좌(100) 및 지지빔(101) 내의 공간(102)을 통과하는 배관이나 배선을 통해 배치대(2)에 공급된다. 본 실시예에 있어서, 대좌(100)는, 3개의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 도 1의 예에서는, 배치대(2)에 가스나 전력 등을 공급하는 배관이나 배선은, 하나의 지지빔(101)을 통해 챔버(1)의 외부의 기기에 접속되어 있지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 배치대(2)에 가스나 전력 등을 공급하는 배관이나 배선은, 각각, 3개의 지지빔(101) 중 어느 하나를 통해 챔버(1)의 외부의 기기에 접속되어도 좋다.
대좌(100)의 내측 공간(102)의 내부로서, 대좌(100)의 하면에는, 냉각 장치(18)가 마련되어 있다. 냉각 장치(18)의 내부에는, 예컨대 냉각수 등의 소정 온도의 냉매가 흐르는 냉매실이 형성되어 있다. 상기 냉매실은, 배관(18a) 및 배관(18b)에 접속되어 있다. 또한, 상기 냉매실에 순환 공급되는 냉매는, 냉각수 외에, 예컨대, 에어나 브라인 등이어도 좋다. 기판 처리 장치(10)의 외부에 마련된 도시하지 않는 칠러 유닛으로부터, 배관(18a) 및 배관(18b)을 통해, 냉각 장치(18) 내의 냉매실에 냉매가 순환 공급됨으로써, 냉각 장치(18)는, 대좌(100)의 하면을 냉각시킬 수 있다.
대좌(100)의 하면으로서, 배기구(83)와 대향하는 면에는, 디포지션 트랩 파트(20)가 마련된다. 본 실시예에 있어서, 디포지션 트랩 파트(20)는, 예컨대 구리 등의 열전도율이 높은 금속으로 구성된다. 디포지션 트랩 파트(20)의 하면으로서, 배기구(83)와 대향하는 면은, 소정의 거칠기가 되도록 가공되어 있다. 본 실시예에 있어서, 디포지션 트랩 파트(20)의 표면으로서, 배기구(83)와 대향하는 면의 표면의 거칠기[예컨대 산술 평균 거칠기(Ra)]는, 예컨대 6.3 ㎛ 내지 25 ㎛의 범위 내이다. 구체적으로는, 블라스트 처리에 의해 얻어지는 표면 거칠기로서, 표면적이 넓게 취해지는 값, 즉 25 ㎛ 부근의 표면 거칠기가 바람직하다. 디포지션 트랩 파트(20)는, 대좌(100)의 하면을 통해 냉각 장치(18)에 의해 냉각된다. 또한, 도 1의 예에서는, 디포지션 트랩 파트(20)와 냉각 장치(18)가 별개의 부재로 되어있지만, 다른 예로서, 디포지션 트랩 파트(20)와 냉각 장치(18)는 일체로 구성되어도 좋다. 혹은, 디포지션 트랩 파트(20)의 내부에 냉매실이 마련되고, 배관(18a) 및 배관(18b)이 디포지션 트랩 파트(20) 내의 냉매실에 접속되어, 디포지션 트랩 파트(20) 내의 냉매실에 배관(18a) 및 배관(18b)을 통해 냉매가 순환 공급되도록 구성되어도 좋다. 디포지션 트랩 파트(20)는, 수집 부재의 일례이다.
여기서, 배기로(86) 및 배기 공간(85)을 통해 배기되는 가스에는, 디포지션이라고 불리는 반응 부생성물의 입자가 포함된다. 이러한 디포지션은, 배기되는 과정에서, 배기로(86)나 배기 공간(85)의 측벽, 또한, 배기구(83)에 접속되어 있는 배기 장치(84)의 내부에 부착된다. 배기 장치(84)에 부착되는 디포지션이 많아지면, 배기 장치(84)의 배기 능력이 저하하여, 챔버(1) 내부를 소정의 압력으로 유지하기 어려워진다. 그 때문에, 배기 장치(84) 내에 부착된 디포지션을 제거하기 위해, 정기적으로 배기 장치(84)를 분해하여 세정할 필요가 있다. 배기 장치(84)의 세정이 행해지면, 배기 장치(84)의 교환 또는 세정이 종료할 때까지, 기판 처리 장치(10)를 이용한 프로세스가 정지하게 되어, 프로세스의 스루풋이 저하한다.
이를 회피하기 위해, 본 실시예의 기판 처리 장치(10)에서는, 배기 공간(85) 내에 디포지션 트랩 파트(20)가 마련된다. 이에 의해, 배기로(86) 및 배기 공간(85)을 통해 배기되는 가스에 포함되는 디포지션이 디포지션 트랩 파트(20)에 부착된다. 그 때문에, 배기 장치(84)의 내부에 부착되는 디포지션의 양을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 배기 장치(84)의 세정 등에 따른 프로세스의 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 디포지션 트랩 파트(20)는, 냉각 장치(18)에 의해 냉각된다. 이에 의해, 배기로(86) 및 배기 공간(85)을 통해 배기되는 처리 가스에 포함되는 디포지션을, 디포지션 트랩 파트(20)에 의해 많이 부착시킬 수 있다. 이에 의해, 배기 장치(84)의 내부나 챔버(1)의 내측벽에 부착되는 디포지션의 양을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 배기 공간(85)에 노출되는 디포지션 트랩 파트(20)의 표면은, 소정의 거칠기가 되도록 가공되어 있다. 이에 의해, 배기로(86) 및 배기 공간(85)을 통해 배기되는 처리 가스에 포함되는 디포지션을, 디포지션 트랩 파트(20)에 의해 많이 부착시킬 수 있다. 이에 의해, 배기 장치(84)의 내부나 챔버(1)의 내측벽에 부착되는 디포지션의 양을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 대좌(100)보다 하방의 챔버(1)의 측벽에는, 디포지션 트랩 파트(20)를 반입 또는 반출할 때에 개방되는 창(87)이 형성되어 있다. 이에 의해, 디포지션이 부착된 디포지션 트랩 파트(20)를 챔버(1) 내로부터 용이하게 취출할 수 있다. 이에 의해, 디포지션 트랩 파트(20)의 교환에 요하는 메인터넌스 시간을 삭감할 수 있다.
또한, 정전 척(6)보다 상방의 챔버(1)의 측벽에는, 개구부(74)가 마련되어 있고, 개구부(74)에는, 상기 개구부(74)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(G)가 마련되어 있다. 또한, 챔버(1)의 내측벽 및 배치대(2)의 외측벽에는, 디포지션 실드(76 및 77)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 디포지션 실드(76 및 77)는, 챔버(1)의 내측벽에 디포지션이 부착되는 것을 방지한다. 정전 척(6) 상에 흡착 유지된 반도체 웨이퍼(W)와 대략 동일한 높이의 디포지션 실드(76)의 위치에는, 직류적으로 그라운드에 접속된 도전성 부재(GND 블록)(79)가 마련되어 있다. GND 블록(79)에 의해, 챔버(1) 내의 이상 방전이 억제된다.
하부 전극(2a)의 상방에는, 배치대(2)와 대향하도록 상부 전극(16)이 마련되어 있다. 하부 전극(2a)과 상부 전극(16)은, 서로 대략 평행이 되도록 챔버(1) 내에 마련되어 있다. 이하에서는, 정전 척(6) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)와, 상부 전극(16)의 하면 사이의 공간을 처리 공간(S)이라고 부르는 경우가 있다.
상부 전극(16)은, 절연성 부재(45)를 통해, 챔버(1)의 상부에 지지되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 절연성 부재(45)에는, 도시하지 않는 히터가 마련되어 있어, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 중에 절연성 부재(45)를 원하는 범위 내의 온도로 제어할 수 있게 되어 있다. 이하에서는, 절연성 부재(45)의 내부에 마련된 히터를, 제1 히터라고 부른다. 또한, 본 실시예에 있어서의 기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(1)의 측벽으로서 정전 척(6)의 위치와 같은 정도의 높이로부터 상방의 위치에는, 도시하지 않는 히터가 마련되어 있다. 이하에서는, 챔버(1)의 측벽에 마련된 히터를 제2 히터라고 부른다.
상부 전극(16)은, 천장판 지지부(16a) 및 상부 천장판(16b)을 갖는다. 천장판 지지부(16a)는, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성되며, 그 하부에 상부 천장판(16b)을 착탈 가능하게 지지한다. 상부 천장판(16b)은, 예컨대 석영 등의 실리콘 함유 물질로 형성된다.
천장판 지지부(16a)의 내부에는, 가스 확산실(16c)이 마련되어 있다. 또한, 가스 확산실(16c)은 대략 원통 형상이며, 그 중심축은 Z축과 일치하는 것이 바람직하다. 천장판 지지부(16a)의 바닥부에는, 가스 확산실(16c)의 하부에 위치하도록, 복수의 가스 유통구(16e)가 형성되어 있다. 복수의 가스 유통구(16e)는, Z축을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 가스 확산실(16c)의 하부에 형성되어 있다.
상부 천장판(16b)에는, 상부 천장판(16b)을 두께 방향으로 관통하도록 복수의 가스 유통구(16f)가 마련되어 있다. 복수의 가스 유통구(16f)는, Z축을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 상부 천장판(16b)에 형성되어 있다. 각각의 가스 유통구(16f)는, 상기한 가스 유통구(16e) 중 하나와 연통한다. 가스 확산실(16c)에 공급된 처리 가스는, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다. 또한, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)는, Z축을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 배치되어 있다. 그 때문에, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 통해 챔버(1) 내에 공급되는 처리 가스는, Z축을 중심으로 하여 둘레 방향에 대략 균일한 유량으로 처리 공간(S) 내에 공급된다.
또한, 천장판 지지부(16a) 등에는, 도시하지 않는 히터나, 냉매를 순환시키기 위한 도시하지 않는 배관 등의 온도 조정 기구가 마련되어 있어, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 중에 상부 전극(16)을 원하는 범위 내의 온도로 제어할 수 있게 되어 있다.
상부 전극(16)의 천장판 지지부(16a)에는, 가스 확산실(16c)에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(16g)가 마련되어 있다. 또한, 가스 도입구(16g)는, Z축이 가스 도입구(16g)의 중심을 통과하도록 배치되는 것이 바람직하다. 가스 도입구(16g)에는, 배관(15b)의 일단이 접속되어 있다. 배관(15b)의 타단은, 밸브(V) 및 매스플로우 컨트롤러(MFC)(15a)를 통해, 반도체 웨이퍼(W)의 처리에 이용되는 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(15)에 접속되어 있다. 가스 공급원(15)으로부터 공급된 처리 가스는, 배관(15b)을 통해 가스 확산실(16c)에 공급되어, 가스 유통구(16e 및 16f)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다.
상부 전극(16)에는, 로우패스 필터(LPF)(40) 및 스위치(41)를 통해 마이너스 직류 전압을 출력하는 가변 직류 전원(42)이 전기적으로 접속되어 있다. 스위치(41)는, 가변 직류 전원(42)으로부터 상부 전극(16)에의 직류 전압의 인가 및 차단을 제어한다. 예컨대, 고주파 전원(12a) 및 고주파 전원(12b)으로부터 고주파 전력이 하부 전극(2a)에 인가되어, 챔버(1) 내의 처리 공간(S)에 플라즈마가 생성될 때에는, 필요에 따라 스위치(41)가 온이 되어, 상부 전극(16)에 소정 크기의 마이너스 직류 전압이 인가된다.
또한, 챔버(1)의 주위에는, 동심 원형으로 링 자석(90)이 배치되어 있다. 링 자석(90)은, 상부 전극(16)과 배치대(2) 사이의 처리 공간(S) 내에 자장을 형성한다. 링 자석(90)은, 도시하지 않는 회전 기구에 의해 회전 가능하게 유지되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 장치(10)는, 제어부(60)에 의해, 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 제어부(60)는, CPU(Central Processing Unit)를 가지며 기판 처리 장치(10)의 각부를 제어하는 프로세스 컨트롤러(61)와, 사용자 인터페이스(62)와, 기억부(63)를 구비한다.
사용자 인터페이스(62)는, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(10)를 조작하기 위한 커맨드 등의 입력에 이용되는 키보드나, 기판 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함한다.
기억부(63)에는, 기판 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(61)가 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건의 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 프로세스 컨트롤러(61)는, 기억부(63) 내에 기억된 제어 프로그램을 읽어내고, 읽어낸 제어 프로그램에 기초하여 동작한다. 그리고, 프로세스 컨트롤러(61)는, 사용자 인터페이스(62)를 통해 접수한 지시 등에 따라, 레시피 등을 기억부(63)로부터 읽어내고, 읽어낸 레시피 등에 기초하여 기판 처리 장치(10)를 제어한다. 이에 의해, 기판 처리 장치(10)에 의해 원하는 처리가 행해진다. 또한, 프로세스 컨트롤러(61)는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 등에 저장된 제어 프로그램이나 레시피 등을, 상기 기록 매체로부터 읽어내어 실행하는 것도 가능하다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체란, 예컨대, 하드디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등이다. 또한, 프로세스 컨트롤러(61)는, 다른 장치의 기억부 내에 저장된 제어 프로그램이나 레시피 등을, 예컨대 통신 회선을 통해 상기 다른 장치로부터 취득하여 실행하는 것도 가능하다.
기판 처리 장치(10)에 있어서 반도체 웨이퍼(W)에 플라즈마를 이용한 처리를 행하는 경우, 제어부(60)는, 기판 처리 장치(10)에 대하여 이하의 제어를 행한다. 먼저, 제어부(60)는, 정전 척(6) 상에 반도체 웨이퍼(W)가 배치된 상태로, 밸브(V) 및 MFC(15a)를 제어하여, 가스 확산실(16c) 내에 소정 유량의 처리 가스를 공급한다. 가스 확산실(16c) 내에 공급된 처리 가스는, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다. 또한, 제어부(60)는, 배기 장치(84)를 가동시켜, APC(80)를 제어하여 배기 컨덕턴스를 제어함으로써, 챔버(1) 내부를 소정의 압력으로 제어한다.
그리고, 제어부(60)는, 고주파 전원(12a) 및 고주파 전원(12b)에 각각 소정의 고주파 전력을 발생시켜, 하부 전극(2a)에 인가시키며, 스위치(41)를 온으로 제어하여, 상부 전극(16)에 소정의 직류 전압을 인가한다. 이에 의해, 정전 척(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)와 상부 전극(16) 사이의 처리 공간(S)에, 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 그리고, 처리 공간(S)에 생성된 플라즈마에 포함되는 이온이나 라디칼에 의해, 정전 척(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)에 에칭 등의 소정의 처리가 행해진다.
[챔버(1) 및 배치대(2)의 위치 관계]
도 2는 챔버(1) 및 배치대(2)의 위치 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2에 나타낸 챔버(1)의 A-A 단면의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 도 2에 나타낸 챔버(1)의 B-B 단면의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4에 나타낸 챔버(1)의 C-C 단면이 도 2에 나타낸 단면도에 대응한다.
본 실시예에 있어서, 챔버(1), 배치대(2) 및 배기구(83)는, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이, 배치대(2)에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 중심축이, 챔버(1)의 내측벽의 중심축, 배치대(2)의 외측벽의 중심축, 및 배기구(83)의 중심축과 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 배치대(2)는, 대좌(100)에 의해 하방으로부터 지지되어 있으며, 대좌(100)의 하면에는, 디포지션 트랩 파트(20)가 배치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 디포지션 트랩 파트(20)는 대략 원형의 판형체이다. 디포지션 트랩 파트(20)는, Z축이 디포지션 트랩 파트(20)의 중심을 통과하는 위치에 배치되어도 좋다. 또한, 디포지션 트랩 파트(20)의 형상은 대략 원형에 한정되지 않고, 다각형이어도 좋다. 또한, 대좌(100)의 하면에는, 복수의 디포지션 트랩 파트(20)가 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 디포지션 트랩 파트(20)는, Z축이 복수의 디포지션 트랩 파트(20)의 배치의 중심을 통과하도록 배치되어도 좋다.
또한, 대좌(100)는, 예컨대 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)의 내측벽으로부터 Z축에 근접하는 방향으로 연장되는 복수의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 본 실시예에 있어서, 복수의 지지빔(101)은, 챔버(1)의 내측벽으로부터, Z축에 직교하는 방향으로 연장된다. 복수의 지지빔(101)은, 예컨대 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, Z축에 대하여 축대칭으로 배치되어 있다. 즉, 복수의 지지빔(101)의 배치의 중심을 통과하는 선은 Z축과 일치한다. 또한, 본 실시예에 있어서, 대좌(100)는, 예컨대 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 3개의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 3개의 지지빔(101)은, Z축에 대하여 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, Z축을 따른 방향에서 본 경우, 인접한 2개의 지지빔(101)은, Z축을 중심으로 하여 120도의 각도를 이루고 있다.
배치대(2)의 주변에 형성된 배기로(86)는, 인접한 2개의 지지빔(101) 사이의 공간을 통해 대좌(100)의 하방의 배기 공간(85)과 연통한다. 복수의 지지빔(101)은, Z축에 대하여 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, 인접한 2개의 지지빔(101) 사이의 공간도, 예컨대 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, Z축에 대하여 축대칭으로 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서, 처리 가스는, 배치대(2) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 중심을 통과하는 Z축을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 상부 전극(16)에 형성된 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 통해 챔버(1) 내에 공급된다. 또한, 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축과, 배치대(2)의 중심축과, 배기구(83)의 중심축과, 복수의 지지빔(101)의 배치의 중심을 통과하는 선은, Z축에 일치한다. 또한, 배치대(2)의 주변에 형성된 배기로(86)는, 인접한 2개의 지지빔(101) 사이에 Z축에 대하여 축대칭으로 형성된 공간을 통해 배기 공간(85)과 연통한다. 그 때문에, 상부 전극(16)으로부터 공급되어 배기구(83)로부터 배기되는 가스의 흐름은, 배치대(2) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 중심을 통과하는 Z축에 대하여 축대칭이 된다. 이에 의해, 배치대(2) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 둘레 방향에 있어서, 챔버(1) 내의 가스의 흐름의 치우침을 적게 할 수 있어, 반도체 웨이퍼(W)에 대한 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
[디포지션의 부착량과 온도의 관계]
여기서, 디포지션의 부착량과 온도의 관계에 대해서 설명한다. 도 5는 절연성 부재(45)의 하면에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시예에 있어서의 기판 처리 장치(10)에서는, 절연성 부재(45)의 내부에 도시하지 않는 제1 히터가 마련되어 있고, 챔버(1)의 측벽으로서 정전 척(6)의 위치와 같은 정도의 높이로부터 상방의 위치에 도시하지 않는 제2 히터가 마련되어 있다. 또한, 도 5∼도 8에 있어서, 「60/60℃」 등은, 「제1 히터의 온도/제2 히터의 온도」를 표시한다.
또한, 도 5에 있어서, 횡축은, 처리 공간(S)에 면하고 있는 절연성 부재(45)의 하면 중, 최외주를 기준(0 ㎜)으로 하여, 최외주로부터 절연성 부재(45)의 하면을 따라 Z축에 근접하는 방향으로 진행한 경우의 위치를 나타낸다. 또한, 도 5의 종축은, 단위 시간당 절연성 부재(45)의 하면에 부착된 디포지션의 두께를 나타낸다.
도 5에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 올린 경우에는, 절연성 부재(45)의 하면에 부착되는 디포지션이 감소하는 경향이 보여진다. 한편, 도 5에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 내린 경우에는, 절연성 부재(45)의 하면에 부착되는 디포지션이 증가하는 경향이 보여진다.
도 6은 디포지션 실드(76)에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, 종축은, 디포지션 실드(76)의 처리 공간(S)측의 면에 있어서, 배플판(72)이 배치된 위치를 기준(0 ㎜)으로 하여, 디포지션 실드(76)의 면을 따라 상방으로 진행한 경우의 디포지션 실드(76)의 위치를 나타낸다. 또한, 도 6의 횡축은, 단위 시간당 디포지션 실드(76)의 처리 공간(S)측의 면에 부착된 디포지션의 두께를 나타낸다.
도 6에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 올린 경우에는, 디포지션 실드(76)의 처리 공간(S)측의 면에 부착되는 디포지션이 감소하는 경향이 보여진다. 한편, 도 6에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 내린 경우에는, 디포지션 실드(76)의 처리 공간(S)측의 면에 부착되는 디포지션이 증가하는 경향이 보여진다.
절연성 부재(45)에는 제1 히터가 마련되어 있고, 챔버(1)의 내측벽에는 제2 히터가 마련되어 있다. 그 때문에, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 올리면, 절연성 부재(45) 및 디포지션 실드(76)의 온도가 상승한다. 절연성 부재(45) 및 디포지션 실드(76)의 온도가 높은 경우에는, 처리 공간(S) 내의 가스에 포함되는 입자가 절연성 부재(45) 또는 디포지션 실드(76)에 충돌하여도, 소실되는 에너지가 적기 때문에, 절연성 부재(45) 또는 디포지션 실드(76)에 부착되는 디포지션의 양이 적다고 생각된다. 그 때문에, 예컨대 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 절연성 부재(45) 및 디포지션 실드(76)의 온도를 올릴수록, 절연성 부재(45) 또는 디포지션 실드(76)에 부착되는 디포지션의 두께가 감소하였다고 생각된다.
도 7은 배플판(72)에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, 횡축은, 배플판(72)의 상면에 있어서, 배플판(72)의 최외주의 위치를 기준(0 ㎜)으로 하고, 배플판(72)의 상면을 따라 Z축에 근접하는 방향으로 진행한 경우의 배플판(72)의 상면의 위치를 나타낸다. 또한, 도 7의 종축은, 단위 시간당 배플판(72)의 상면에 부착된 디포지션의 두께를 나타낸다.
도 7에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 올린 경우에는, 배플판(72)의 상면에 부착되는 디포지션이 증가하는 경향이 보여진다. 한편, 도 7에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 내린 경우에는, 배플판(72)의 상면에 부착되는 디포지션이 감소하는 경향이 보여진다.
도 8은 배치대(2)의 외측벽에 마련된 디포지션 실드(77)에 있어서의 디포지션의 부착량과 온도의 관계의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8에 있어서, 종축은, 디포지션 실드(77)의 배기로(86)측의 면에 있어서, 배플판(72)이 배치된 위치를 기준(0 ㎜)으로 하고, 디포지션 실드(77)의 면을 따라 상방으로 진행한 경우의 디포지션 실드(77)의 위치를 나타낸다. 또한, 도 8의 횡축은, 단위 시간당 디포지션 실드(77)의 배기로(86)측의 면에 부착된 디포지션의 두께를 나타낸다.
도 8에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 올린 경우에는, 디포지션 실드(77)의 배기로(86)측의 면에 부착되는 디포지션이 증가하는 경향이 보여진다. 한편, 도 8에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 내린 경우에는, 디포지션 실드(77)의 배기로(86)측의 면에 부착되는 디포지션이 감소하는 경향이 보여진다.
배플판(72) 및 디포지션 실드(77)에는, 제1 히터 또는 제2 히터가 마련되어 있지 않기 때문에, 제1 히터 또는 제2 히터의 온도가 상승하여도, 배플판(72) 및 디포지션 실드(77)의 온도는 상승하지 않는다. 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 올리면, 절연성 부재(45) 및 디포지션 실드(76)의 온도가 상승하여, 절연성 부재(45) 또는 디포지션 실드(76)에 부착되는 디포지션이 감소한다. 그러나, 처리 공간(S) 내의 가스에 포함되는 입자의 양은 변하지 않기 때문에, 절연성 부재(45) 및 디포지션 실드(76)의 온도보다 상대적으로 낮은 온도의 부재에 의해 많은 디포지션이 부착된다고 생각된다. 그 때문에, 예컨대 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 절연성 부재(45) 및 디포지션 실드(76)의 온도를 올릴수록, 배플판(72) 및 디포지션 실드(77)에 부착되는 디포지션의 두께가 증가한다고 생각된다.
한편, 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 내리면, 절연성 부재(45) 및디포지션 실드(76)의 온도가 내려가, 절연성 부재(45) 또는 디포지션 실드(76)에 부착되는 디포지션이 증가한다. 그 때문에, 예컨대 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 배플판(72) 및 디포지션 실드(77)에 부착되는 디포지션의 두께가 상대적으로 감소하였다고 생각된다.
도 5∼도 8에 나타낸 실험 결과를 참조하면, 디포지션을 발생시키는 입자를 포함하는 가스에 노출되는 부재 중에서, 상대적으로 온도가 낮은 부재에, 보다 많은 디포지션이 부착되는 것을 알 수 있었다. 또한, 소정의 부재에, 보다 많은 디포지션을 부착시킴으로써, 그 외의 부재에 부착되는 디포지션의 양을 저감시킬 수 있는 것도 알 수 있었다.
그래서, 본 실시예에서는, 가스가 유통되는 배기 공간(85)에 디포지션 트랩 파트(20)를 배치하고, 디포지션 트랩 파트(20)를 냉각 장치(18)에 의해 냉각한다. 이에 의해, 배기 공간(85)을 통해 배기되는 가스에 포함되는 것보다 많은 입자가 디포지션 트랩 파트(20)의 표면에 부착되어, 디포지션을 형성한다. 이에 의해, 챔버(1)의 내측벽이나, 배기 장치(84)의 내부에 부착되는 디포지션의 양을 저감시킬 수 있다.
이상, 기판 처리 장치(10)의 일 실시예에 대해서 설명하였다. 본 실시예의 기판 처리 장치(10)에 따르면, 배기되는 가스에 포함되는 입자를 디포지션 트랩 파트(20)에 부착시킴으로써, 배기 장치(84)의 내부 등에 부착되는 디포지션의 양을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 배기 장치(84)를 분해하여 세정하는 빈도가 감소하여, 기판 처리 장치(10)를 이용한 프로세스의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
[그 외]
또한, 개시된 기술은, 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예컨대, 상기한 실시예에 있어서, 디포지션 트랩 파트(20)는, 배기구(83)의 상방으로서, 배기구(83)와 대향하는 지지빔(101)의 하면에 마련되지만, 개시된 기술은 이것에 한정되지 않는다. 도 9 및 도 10은 디포지션 트랩 파트(20)의 배치의 다른 예를 나타내는 모식도이다. 예컨대 도 9에 나타내는 바와 같이, 각각의 지지빔(101)의 상면에 디포지션 트랩 파트(20a)가 추가로 배치되어도 좋다. 또한, 예컨대 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 각각의 지지빔(101)의 하면에 디포지션 트랩 파트(20b)가 추가로 배치되어도 좋다. 또한, 예컨대 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 대좌(100)의 측면에 디포지션 트랩 파트(20c)가 추가로 배치되어도 좋다. 또한, 예컨대 도 10에 나타내는 바와 같이, 각각의 지지빔(101)의 측면에 디포지션 트랩 파트(20d)가 추가로 배치되어도 좋다.
또한, 도 9 및 도 10에 나타낸 예에 있어서, 각 디포지션 트랩 파트(20a∼20d)는, Z축이, 복수의 디포지션 트랩 파트(20a∼20d)의 배치의 중심을 통과하도록 배치되어도 좋다. 또한, 도 9 및 도 10에 나타낸 예에서는, 냉각 장치(18)는, 대좌(100) 내의 바닥면에 배치되어 있지만, 냉각 장치(18)는, 디포지션 트랩 파트(20a∼20d)의 위치에 대응하는 대좌(100) 또는 지지빔(101)의 내측 위치에 각각 배치되어도 좋다.
또한, 디포지션 트랩 파트(20)는, 대좌(100) 또는 지지빔(101) 이외의 부재에도 추가로 배치되어도 좋다. 도 11은 디포지션 트랩 파트(20)의 배치의 또 다른 예를 나타내는 모식도이다. 예컨대 도 11에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)의 내측벽 중, 반도체 웨이퍼(W)가 배치되는 정전 척(6)의 상면(6b)보다 하방의 영역에 디포지션 트랩 파트(20e)가 추가로 배치되어도 좋다. 또한, 예컨대 도 11에 나타내는 바와 같이, 배치대(2)의 외측벽 중, 반도체 웨이퍼(W)가 배치되는 정전 척(6)의 상면(6b)보다 하방의 영역에 디포지션 트랩 파트(20f)가 추가로 배치되어도 좋다.
또한, 상기한 실시예에 나타낸 기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축과, 배치대(2)의 중심축과, 배기구(83)의 중심축과, 복수의 지지빔(101)의 배치의 중심을 통과하는 선은, Z축에 일치하지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 다른 예에 있어서의 기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축, 배치대(2)의 중심축, 배기구(83)의 중심축, 및 복수의 지지빔(101)의 배치의 중심을 통과하는 선 중에서, 적어도 어느 하나, 혹은, 전부가 Z축에 일치하지 않아도 좋다. 이러한 기판 처리 장치(10)라도, 가스가 유통하는 배기 공간(85)에 디포지션 트랩 파트(20)를 배치하고, 디포지션 트랩 파트(20)를 냉각 장치(18)에 의해 냉각시킴으로써, 배기 공간(85)을 통해 배기되는 가스에 포함되는 것보다 많은 입자를 디포지션 트랩 파트(20)에 부착시킬 수 있어, 챔버(1)의 내측벽이나, 배기 장치(84)의 내부에 부착되는 디포지션의 양을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기한 실시예에 있어서, 디포지션 트랩 파트(20)는, 냉각 장치(18)에 의해 냉각되었지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 디포지션 트랩 파트(20)에 소정의 직류 전압을 인가함으로써, 디포지션 트랩 파트(20)의 표면에 소정 극성의 전하를 대전시켜, 표면에 대전된 전하에 의한 정전기력에 의해, 가스에 포함되는 입자를 디포지션 트랩 파트(20)에 흡착시켜도 좋다. 또한, 디포지션 트랩 파트(20)의 냉각과 대전은 조합하여 실시되어도 좋다. 이에 의해, 챔버(1) 내의 가스에 포함되는 입자를 보다 효율적으로 디포지션 트랩 파트(20)에 부착시킬 수 있어, 다른 부재에 부착되는 디포지션의 양을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기한 실시예에서는, 기판 처리 장치(10)로서, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치를 예로 설명하였지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 처리를 행하는 장치이면, ICP(Inductively Coupled Plasma) 등, 다른 방식을 이용한 에칭 장치에 있어서도 개시된 기술을 적용할 수 있다. 또한, 가스를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 처리를 행하는 장치이면, 에칭 장치 외에, 성막이나 개질 등의 처리를 행하는 장치에 있어서도, 개시된 기술을 적용할 수 있다.
W 반도체 웨이퍼 10 기판 처리 장치
1 챔버 2 배치대
2a 하부 전극 3a 내벽 부재
4 기재 5 포커스 링
6 정전 척 6b 상면
16 상부 전극 16a 천장판 지지부
16b 상부 천장판 18 냉각 장치
20 디포지션 트랩 파트 45 절연성 부재
72 배플판 80 APC
81 덮개 82 지지봉
83 배기구 84 배기 장치
85 배기 공간 86 배기로
87 창 100 대좌
101 지지빔 102 공간

Claims (10)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내에 마련되며, 피처리 기판을 배치하는 배치대와,
    상기 배치대를 하방으로부터 지지하는 대좌(臺座)와,
    상기 대좌의 하방에 배치되어 있는 배기구와,
    상기 챔버 내의 디포지션을 수집하는 수집 부재
    를 구비하고,
    상기 수집 부재는, 상기 대좌의 하면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 내측벽은 원통 형상이고,
    상기 대좌는, 상기 챔버의 내측벽으로부터 상기 내측벽의 중심축에 근접하는 방향으로 연장되는 복수의 지지빔에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수집 부재는, 상기 대좌의 측면, 및 상기 지지빔의 상면, 측면 및 하면 중 적어도 어느 하나의 면에 추가로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 배치대는 원통 형상의 외측벽을 가지며,
    상기 배기구는 원통 형상이고,
    상기 챔버, 상기 배치대, 및 상기 배기구는, 상기 배치대에 배치된 상기 피처리 기판의 중심축이, 상기 챔버의 내측벽의 중심축, 상기 배치대의 외측벽의 중심축, 및 상기 배기구의 중심축과 일치하도록 배치되어 있고,
    상기 복수의 지지빔은, 상기 배치대에 배치된 상기 피처리 기판의 중심축이, 상기 복수의 지지빔의 배치의 중심을 통과하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대좌보다 하방의 상기 챔버의 측벽에는, 상기 수집 부재를 반입 또는 반출할 때에 개방되는 창이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대좌의 내부에는, 상기 대좌의 하면을 냉각시키는 냉각 장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 냉각 장치는, 냉매로서 물, 에어, 또는 브라인(brine) 중 어느 하나를 이용하여 상기 하면을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수집 부재는, 상기 챔버의 내측벽 및 상기 배치대의 외측벽 중, 상기 배치대의 배치면보다 하방의 위치에 추가로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수집 부재의 표면의 거칠기는, 6.3 ㎛ 내지 25 ㎛의 범위 내인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수집 부재의 재질은, 금속인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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