KR20170108916A - 성막 장치 및 배기 장치 및 배기 방법 - Google Patents
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Abstract
성막 장치가 대형화하더라도, 배기 구조의 대형화, 고비용화, 및 복잡화를 방지하면서, 배기 경로로의 반응 생성물의 퇴적을 억제한다.
배기 유닛(3)은, 처리 용기(11) 내를 배기하는 전단 진공 펌프(32)와, 전단 진공 펌프(32)의 배기측에 분기하여 마련되고, 처리 용기(11)에 공급되는 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)과, 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)의 각각에 마련된 제 1 후단 진공 펌프(35) 및 제 2 후단 진공 펌프(36)와, 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부(37, 38)와, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스 중 처리 용기(11) 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 배기 경로 전환부(37, 38)를 제어하는 배기 제어기(41)를 갖는다.
배기 유닛(3)은, 처리 용기(11) 내를 배기하는 전단 진공 펌프(32)와, 전단 진공 펌프(32)의 배기측에 분기하여 마련되고, 처리 용기(11)에 공급되는 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)과, 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)의 각각에 마련된 제 1 후단 진공 펌프(35) 및 제 2 후단 진공 펌프(36)와, 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부(37, 38)와, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스 중 처리 용기(11) 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 배기 경로 전환부(37, 38)를 제어하는 배기 제어기(41)를 갖는다.
Description
본 발명은, 기판에 대하여 성막 처리를 행하는 성막 장치, 및 성막 처리에 이용되는 배기 장치 및 배기 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 디스플레이(LCD)로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등의 제조 과정에 있어서는, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 피처리 기판에 대하여, 배선 등을 형성하기 위해 성막 처리가 행해진다.
최근, 성막 처리를 행하기 위한 성막 수법으로서, 얇은 막을 양호한 스텝 커버리지로 성막하는 것이 가능한 원자층 퇴적법(ALD법)이 주목받고 있다.
ALD법은, 피처리 기판이 배치된 처리 용기 내에, 복수, 전형적으로는 2개의 처리 가스를 교대로 공급하여, 피처리 기판의 표면에 한 원자층(또는 그것에 가까운 두께의 층)마다 퇴적시키고, 이들 처리 가스를 피처리 기판 위에서 반응시키는 것에 의해 소정의 막을 성막하는 수법이다.
ALD법에 의해 소정의 막을 성막하는 경우, 처리 용기 내에 공급된 처리 가스 중 성막에 사용되는 것은 일부이고, 나머지는 반응하지 않은 채로 배기된다. 처리 용기 내, 배기 배관 내는 감압 환경이고, 또한 이들의 주위는 통상 가열되고 있지만, 이와 같은 환경이라도, 복수의 성막 가스가 혼합되는 환경에서는, 반응 생성물이 발생하고, 배기 경로에 쌓여 간다. 반응 생성물이 쌓여 가면, 시간과 함께 파티클이 증가하고, 제품 불량의 원인이 된다.
이와 같은 문제를 해소하는 기술로서, 특허 문헌 1에는, 처리 가스(반응 물질)와 동일한 수의 배기 경로를 마련하고, 각 배기 경로에 진공 펌프부와 스크러버를 접속하고, 미반응 성막 가스(반응 물질)의 각각이 소정의 배기 경로로만 배기되도록, 배기 경로 각각을 배기되는 미반응 처리 가스(반응 물질)의 종류에 따라서 선택적으로 제어 밸브에 의해 단속시키는 기술이 개시되어 있다.
그렇지만, 상기 특허 문헌 1에 나타난 기술을, FPD의 유리 기판과 같은 대형의 피처리 기판을 처리하기 위한 대형의 성막 장치에 적용하는 경우, 대량의 가스를 사용할 필요가 있기 때문에, 대구경의 배기 배관 및 배기 속도가 큰 대용량의 진공 펌프가 적어도 2개 필요하게 된다. 또한, 유로를 전환하기 위한 제어 밸브를 대구경의 배기 배관에 마련할 필요가 있고, 제어 밸브의 대형화도 피할 수 없다. 또한, 통상, 처리 용기로부터 진공 펌프에 이르는 배기 배관은 히터에 의해 100℃ 이상으로 가열하고 있기 때문에, 배기 배관의 대구경화에 따라 히터의 대용량화도 필요하게 되고, 이와 같은 대용량의 히터도 적어도 2개 필요하게 된다. 이 때문에, 배기 구조 자체가 대형이 되고, 설치 면적이 증가하여 버려, 배기 구조의 비용 및 에너지 비용도 증가한다.
한편, 배기 경로에서 복수의 성막 가스가 혼합되는 요인으로서는, 배기 배관에 가열이 충분하지 않은 콜드 스팟이 존재하는 것, 부재의 이음매 등의 좁은 극간 등이 존재하고, 성막 가스의 퍼지가 불충분하게 되는 부분이 존재하는 것 등도 들 수 있고, 처리 가스가 접하는 영역에서 최대한 구조가 복잡화하는 것을 회피할 필요가 있다. 그러나, 상기 특허 문헌 1의 기술에서는, 진공 펌프 및 제어 밸브 등이 접속된 배기 배관이 적어도 2개 필요하고, 구조가 복잡화하기 때문에, 성막 가스가 혼합되어 반응 생성물이 생기는 부위가 증가하고, 충분히 파티클 발생을 방지할 수 없을 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 장치가 대형화하더라도, 배기 구조의 대형화, 고비용화, 및 복잡화를 방지하면서, 배기 경로로의 반응 생성물의 퇴적을 억제할 수 있는 성막 장치를 제공하는 것, 및 이와 같은 성막 장치에 이용되는 배기 장치 및 배기 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점은, 복수의 처리 가스를 순차적으로 전환하여 공급하여 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 복수의 처리 가스를 순차적으로 공급하는 가스 공급 유닛과, 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 유닛을 구비하고, 상기 배기 유닛은, 상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와, 상기 전단 진공 펌프의 배기측에 복수 분기하여 마련되고, 상기 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 복수의 분기 배관과, 상기 복수의 분기 배관의 각각에 마련된 복수의 후단 진공 펌프와, 상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와, 상기 복수의 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치를 제공한다.
상기 제 1 관점에 있어서, 상기 가스 공급 유닛은, 적어도, 1개의 처리 가스를 공급한 후, 다음의 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고, 상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하도록 구성하더라도 좋다.
본 발명의 제 2 관점은, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 전환하여 공급하여 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 공급하는 가스 공급 유닛과, 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 유닛을 구비하고, 상기 배기 유닛은, 상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와, 상기 전단 진공 펌프의 배기측에 분기하여 마련되고, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 제 1 분기 배관 및 제 2 분기 배관과, 상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 각각에 마련된 제 1 후단 진공 펌프 및 제 2 후단 진공 펌프와, 상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치를 제공한다.
상기 제 2 관점에 있어서, 상기 가스 공급 유닛은, 적어도, 제 1 처리 가스를 공급한 후, 제 2 처리 가스를 공급하기 전, 및 제 2 처리 가스를 공급한 후, 제 1 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고, 상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하도록 구성하더라도 좋다. 또한, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 제 1 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 제 1 처리 가스 공급 배관과, 상기 제 2 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 제 2 처리 가스 공급 배관과, 상기 제 1 처리 가스 공급 배관에 마련된 제 1 개폐 밸브와, 상기 제 2 처리 가스 공급 배관에 마련된 제 2 개폐 밸브를 갖고, 상기 배기 제어기는, 상기 제 1 개폐 밸브 및 상기 제 2 개폐 밸브의 개폐 동작에 연동시켜, 상기 배기 경로 전환부에 의한 배기 경로의 전환을 제어하는 구성으로 하더라도 좋다.
상기 제 1 및 제 2 관점에 있어서, 상기 배기 유닛은, 상기 처리 용기와 상기 전단 진공 펌프의 사이에 개재되는 배기 배관과, 상기 배기 배관을 가열하는 가열 수단을 더 갖는 구성이더라도 좋다. 또한, 상기 배기 경로 전환부는, 상기 각 분기 배관에 각각 마련된 제어 밸브를 갖는 구성이더라도 좋고, 상기 분기 배관의 분기부에 마련된 전환 밸브를 갖는 구성이더라도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 관점에 있어서, 상기 배기 유닛은, 상기 분기 배관의 상기 후단 진공 펌프의 하류측에 마련된 배기 가스 처리 설비를 더 갖더라도 좋다. 또한, 상기 배기 유닛을 복수 갖더라도 좋다.
본 발명의 제 3 관점은, 복수의 처리 가스를 순차적으로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 장치로서, 상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와, 상기 전단 진공 펌프의 배기측에 복수 분기하여 마련되고, 상기 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 복수의 분기 배관과, 상기 복수의 분기 배관의 각각에 마련된 복수의 후단 진공 펌프와, 상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와, 상기 복수의 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치를 제공한다.
상기 제 3 관점에 있어서, 상기 성막 장치는, 적어도, 1개의 처리 가스를 공급한 후, 다음의 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고, 상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 제 4 관점은, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 장치로서, 상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와, 상기 전단 진공 펌프의 배기측에 분기하여 마련되고, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 제 1 분기 배관 및 제 2 분기 배관과, 상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 각각에 마련된 제 1 후단 진공 펌프 및 제 2 후단 진공 펌프와, 상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치를 제공한다.
상기 제 4 관점에 있어서, 상기 성막 장치는, 적어도, 제 1 처리 가스를 공급한 후, 제 2 처리 가스를 공급하기 전, 및 제 2 처리 가스를 공급한 후, 제 1 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고, 상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 배기 제어기는, 상기 제 1 처리 가스의 공급ㆍ정지를 행하기 위한 제 1 개폐 밸브 및 상기 제 2 처리 가스의 공급ㆍ정지를 행하기 위한 제 2 개폐 밸브의 개폐 동작에 연동시켜, 상기 배기 경로 전환부에 의한 배기 경로의 전환을 제어하는 구성으로 하더라도 좋다.
상기 제 3 및 제 4 관점에 있어서, 상기 처리 용기와 상기 전단 진공 펌프의 사이에 개재되는 배기 배관과, 상기 배기 배관을 가열하는 가열 수단을 더 갖는 구성이더라도 좋다. 또한, 상기 배기 경로 전환부는, 상기 각 분기 배관에 각각 마련된 제어 밸브를 갖는 구성이더라도 좋고, 상기 분기 배관의 분기부에 마련된 전환 밸브를 갖는 구성이더라도 좋다.
또한, 상기 제 3 및 제 4 관점에 있어서, 상기 분기 배관의 상기 후단 진공 펌프의 하류측에 마련된 배기 가스 처리 설비를 더 갖더라도 좋다.
본 발명의 제 5 관점은, 복수의 처리 가스를 순차적으로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 방법으로서, 상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프를 마련하고, 상기 전단 진공 펌프의 배기측에, 상기 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하도록 분기하여 복수의 분기 배관을 마련하고, 상기 복수의 분기 배관의 각각에 후단 진공 펌프를 마련하고, 상기 복수의 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록 배기 경로를 전환하는 것을 특징으로 하는 배기 방법을 제공한다.
상기 제 5 관점에 있어서, 상기 성막 장치에서는, 적어도, 1개의 처리 가스를 공급한 후, 다음의 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스가 공급되고, 퍼지 가스가 공급되고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 할 수 있다.
본 발명의 제 6 관점은, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 방법으로서, 상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프를 마련하고, 상기 전단 진공 펌프의 배기측에, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하도록 분기하여 제 1 분기 배관 및 제 2 분기 배관을 마련하고, 상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 각각에 제 1 후단 진공 펌프 및 제 2 후단 진공 펌프를 마련하고, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록 배기 경로를 전환하는 것을 특징으로 하는 배기 방법을 제공한다.
상기 제 6 관점에 있어서, 상기 성막 장치에서는, 적어도, 제 1 처리 가스를 공급한 후, 제 2 처리 가스를 공급하기 전, 및 제 2 처리 가스를 공급한 후, 제 1 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스가 공급되고, 퍼지 가스가 공급되고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프의 배기측에 분기하여 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기로를 규정하는 복수의 분기 배관을 마련하고, 그 복수의 분기 배관의 각각에 후단 진공 펌프를 마련하고, 배기 전환부에 의해, 복수의 처리 가스 중 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록 했다. 이것에 의해, 전단 진공 펌프는 1개이더라도 좋고, 또한, 전단 진공 펌프의 배기측의 분기 배관은 지름이 작더라도 좋으므로, 성막 장치가 대형화하더라도, 배기 구조의 대형화, 고비용화, 및 복잡화를 방지하면서, 배기 경로로의 반응 생성물의 퇴적을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태와 관련되는 성막 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태와 관련되는 성막 장치에 있어서 ALD 성막을 행할 때의 가스 공급 유닛 및 배기 유닛에 있어서의 밸브의 개폐를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 3은 배기 유닛의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태와 관련되는 성막 장치에 있어서 ALD 성막을 행할 때의 가스 공급 유닛 및 배기 유닛에 있어서의 밸브의 개폐를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 3은 배기 유닛의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태와 관련되는 성막 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 이 성막 장치(100)는, 피처리 기판에 대하여 ALD법에 의해 소정의 막을 성막하는 ALD 성막을 행하는 것이고, 피처리 기판 S에 성막 처리를 행하는 처리부(1)와, 처리부(1)의 처리 공간에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛(2)과, 처리부(1)의 처리 공간을 배기하는 배기 유닛(3)과, 제어부(4)를 갖고 있다.
처리부(1)는, 성막 처리를 위한 처리 공간을 구획하는 처리 용기(11)와, 처리 용기(11) 내에 마련된 피처리 기판 S를 탑재하기 위한 탑재대(12)와, 탑재대(12) 내에 마련된 기판 히터(13)와, 처리 용기(11)의 벽의 내부에 마련된 용기 히터(14)를 갖고 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 처리 용기(11)의 측벽에는, 피처리 기판 S를 반입 및 반출하기 위한 반입출구가 마련되어 있고, 이 반입출구는 게이트 밸브로 개폐 가능하게 되어 있다.
성막 처리에 있어서는, 기판 히터(13)에 의해 탑재대(12) 위의 피처리 기판 S가 성막에 적합한 소망하는 처리 온도로 가열됨과 아울러, 용기 히터(14)에 의해 처리 용기(11)의 벽부가 불필요한 퇴적물의 생성을 막기 위해 적합한 소망하는 온도로 가열된다.
가스 공급 유닛(2)은, 제 1 처리 가스를 공급하는 제 1 처리 가스 공급원(21)과, 제 2 처리 가스를 공급하는 제 2 처리 가스 공급원(22)과, 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원(23)과, 제 1 처리 가스 공급원(21)으로부터 처리 용기(11) 내에 제 1 처리 가스를 공급하는 제 1 처리 가스 공급 배관(24)과, 제 2 처리 가스 공급원(22)으로부터 처리 용기(11) 내에 제 2 처리 가스를 공급하는 제 2 처리 가스 공급 배관(25)과, 퍼지 가스 공급원(23)으로부터 처리 용기(11) 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 배관(26)과, 제 1 처리 가스 공급 배관(24)에 마련된 제 1 개폐 밸브(27)와, 제 2 처리 가스 공급 배관(25)에 마련된 제 2 개폐 밸브(28)와, 퍼지 가스 공급 배관(26)에 마련된 제 3 개폐 밸브(29)를 갖는다.
제 1 처리 가스 공급 배관(24), 제 2 처리 가스 공급 배관(25), 및 퍼지 가스 공급 배관(26)은, 처리 용기(11)의 측벽의 서로 근접한 위치에 접속되어 있다.
가스 공급 유닛(2)에 있어서는, 제 1 개폐 밸브(27)와 제 2 개폐 밸브(28)를 교대로 간헐적으로 개폐하는 것에 의해, 제 1 처리 가스와 제 2 처리 가스를 교대로 간헐적으로 처리 용기(11) 내에 공급 가능하게 되어 있다. 또한, 성막 처리 중에는, 제 3 개폐 밸브(29)가 항상 열려서, 처리 용기(11) 내에 퍼지 가스가 항상 공급된다. 제 1 개폐 밸브(27)가 열려서 제 1 처리 가스가 공급되는 기간과, 제 2 개폐 밸브(28)가 열려서 제 2 처리 가스가 공급되는 기간의 사이의 기간은, 제 1 개폐 밸브(27) 및 제 2 개폐 밸브(28)가 닫혀지고, 퍼지 가스만이 공급되어 처리 용기(11) 내가 퍼지된다. 또한, 제 1 개폐 밸브(27) 또는 제 2 개폐 밸브(28)가 열려서 제 1 처리 가스 또는 제 2 처리 가스가 공급될 때에는, 퍼지 가스는, 이들 처리 가스의 캐리어 가스로서의 역할도 갖는다. 또, 도시하고 있지 않지만, 제 1 처리 가스 공급 배관(24), 제 2 처리 가스 공급 배관(25), 및 퍼지 가스 공급 배관(26)에는, 유량 제어기가 마련되어 있다.
배기 유닛(3)은, 처리 용기(11)의 측벽의 가스 도입 부분에 대향하는 위치에 접속된 배기 배관(31)과, 배기 배관(31)에 접속된 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)와, 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)의 배기측으로부터 분기한 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)과, 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)에 각각 마련된 후단 진공 펌프인 제 1 드라이 펌프(DP1)(35) 및 제 2 드라이 펌프(DP2)(36)와, 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)의 분기부 근방에 각각 마련된 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)와, 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)의 제 1 드라이 펌프(DP1)(35) 및 제 2 드라이 펌프(DP2)(36)의 하류측에 각각 마련된 제 1 배기 가스 처리 설비(39) 및 제 2 배기 가스 처리 설비(40)와, 배기 경로를 제어하는 배기 제어기(41)를 갖고 있다. 제 1 배기 가스 처리 설비(39) 및 제 2 배기 가스 처리 설비(40)는, 배기 가스 중의 유해 성분을 무해화하기 위한 처리를 실시하는 것이고, 가열 촉매식, 연소식, 흡착식, 플라즈마 반응식 등, 종래 공지의 방식의 것을 채용할 수 있다. 또한, 배기 배관(31)에는, 자동 압력 제어 밸브(APC)(42)가 마련되어 있다. 배기 배관(31) 및 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)의 주위에는 히터(43)가 마련되어 있고, 히터(43)에 의해 배기 배관(31) 및 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)가 소정의 온도로 가열되어 불필요한 퇴적물의 생성을 억제한다. 또, 메커니컬 부스터 펌프(32)와 제 1 제어 밸브(37)의 사이의 배관, 및 메커니컬 부스터 펌프(32)와 제 2 제어 밸브(38)의 사이의 배관에 히터를 마련하여 두더라도 좋다.
전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)는, 타원형의 금속제 케이싱 내에서, 누에고치 형상의 한 쌍의 로터를 서로 90도의 각도로 고속으로 회전시키는 타입의 펌프이고, 배기 속도가 크고, 단시간에 처리 용기(11) 내를 고진공까지 도달시킬 수 있다.
한편, 후단 진공 펌프인 제 1 드라이 펌프(DP1)(35) 및 제 2 드라이 펌프(DP2)(36)는, 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)에 의해 처리 용기(11) 내를 고진공에 도달할 수 있도록 그 배압을 소정의 진공도로 하기 위한 러핑 펌프로서 기능한다.
제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)는, 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)의 하류측의 배기 경로를 전환하는 기능을 갖고 있고, 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)의 한쪽을 열고 다른 쪽을 닫는 것에 의해, 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)의 어느 한쪽에 선택적으로 배기 가스를 흐르게 할 수 있도록 되어 있다. 또, 퍼지 가스를 배기할 때에는, 각각의 처리 가스가 처리 용기(11) 및 배기 배관(31)으로부터 충분히 제거된 후라면, 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)의 양쪽을 여는 것도 가능하다.
배기 제어기(41)는, 가스 공급 유닛(2)으로부터 공급하는 처리 가스에 따라서 배기 경로를 전환하도록, 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)의 개폐를 제어한다. 이 배기 제어기(41)에 의한 제어는, 후술하는 바와 같이 제어부(4)로부터의 신호에 근거하여 행해진다.
제어부(4)는, 밸브, 진공 펌프, 히터 등, 성막 장치(100)의 각 구성부를 제어하기 위한 것이고, 마이크로프로세서(컴퓨터)를 갖고 있다. 제어부(4)는, 성막 장치(100)에서 소정의 처리를 실행하기 위한 프로그램인 처리 레시피를 그 안의 기억 매체에 저장하고 있고, 임의의 처리 레시피를 호출하여, 성막 장치(100)에 소정의 처리를 실행시킨다.
특히, 제어부(4)는, ALD법에 의한 성막에 있어서, 제 1 개폐 밸브(27)와 제 2 개폐 밸브(28)를 교대로 간헐적으로 개방하여, 제 1 처리 가스와 제 2 처리 가스를 교대로 처리 용기(11) 내에 공급하도록 제어한다. 또한, 성막 기간은 제 3 개폐 밸브(29)를 항상 개방하여, 퍼지 가스가 항상 흐르도록 제어한다. 따라서, 제 1 개폐 밸브(27)를 개방하고 있는 기간과 제 2 개폐 밸브(28)를 개방하고 있는 기간의 사이의 기간은, 제 1 개폐 밸브(27) 및 제 2 개폐 밸브(28)가 닫혀져 퍼지 가스만이 흘러서, 처리 용기(11) 내가 퍼지된다.
또한, 제어부(4)는, 제 1 개폐 밸브(27), 제 2 개폐 밸브(28)의 개폐 신호를 배기 유닛(3)의 배기 제어기(41)에 주고, 이것에 연동하여 배기 제어기(41)에 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)를 제어시켜, 배기 경로의 전환 제어를 행한다.
즉, 배기 제어기(41)는, 제어부(4)에 의한 가스 공급 제어에 근거하여, 제 1 개폐 밸브(27)를 열어서 제 1 처리 가스를 공급하고 있을 때에는, 제 1 제어 밸브(37)를 열고, 제 2 제어 밸브(38)를 닫아서 배기 가스가 제 1 분기 배관(33)측에 흐르도록 제어하고, 제 2 개폐 밸브(28)를 열어서 제 2 처리 가스를 공급하고 있을 때에는, 제 1 제어 밸브(37)를 닫고, 제 2 제어 밸브(38)를 열어서 배기 가스가 제 2 분기 배관(34)측에 흐르도록 제어한다. 또, 배기 제어기(41)가 배기 경로를 제 1 분기 배관(33)과 제 2 분기 배관(34)의 사이에서 전환하는 타이밍은, 처리 용기(11) 내를 퍼지하고 있는 기간으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배기 제어기(41)의 기능을 제어부(4)에 갖게 하도록 하더라도 좋다.
다음으로, 이와 같이 구성되는 성막 장치의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 피처리 기판 S를 처리 용기(11) 내에 반입하고, 탑재대(12)의 위에 탑재하고, 퍼지 가스 공급원(23)으로부터 퍼지 가스를 공급함과 아울러, 배기 유닛(3)에 의해 처리 용기(11) 내를 배기하여, 처리 용기(11) 내를 소정의 압력으로 조정하고, ALD 성막을 개시한다.
도 2는 성막 장치(100)에 있어서 ALD 성막을 행할 때의 가스 공급 유닛(2) 및 배기 유닛(3)에 있어서의 밸브의 개폐를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, ALD 성막의 기간 중, 제 3 개폐 밸브(29)를 항상 열어서 퍼지 가스를 처리 용기(11) 내에 항상 공급하고, 제 1 개폐 밸브(27)와 제 2 개폐 밸브(28)를 교대로 간헐적으로 개폐한다.
이것에 의해, 제 1 처리 가스를 공급하는 공정(S1)과 제 2 처리 가스를 공급하는 공정(S2)이 교대로 간헐적으로 실시되고, 이들 사이의 제 1 개폐 밸브(27) 및 제 2 개폐 밸브(28)가 닫혀져 있는 기간은, 퍼지 가스만이 공급되어, 처리 용기(11) 내를 퍼지하는 제 1 퍼지 공정(S3), 제 2 퍼지 공정(S4)이 실시된다.
이와 같은 ALD 성막은, 예컨대, 제 1 처리 가스로서 트리메틸알루미늄(TMA)을 이용하고, 제 2 처리 가스로서 H2O와 같은 환원 가스를 이용하여, 피처리 기판 S 위에, 제 1 처리 가스를 공급하는 공정(S1)에 의해 TMA를 흡착시키고, 제 1 퍼지 공정(S3)을 실시한 후, 제 2 처리 가스를 공급하는 공정(S2)에 의해 H2O를 흡착시키고, 이들 반응에 의해 한 원자층(또는 그것에 가까운 두께의 층)의 알루미늄 단위막을 성막하고, 그 다음에 제 2 퍼지 공정(S4)을 실시한다고 하는 사이클을 소정 횟수 실시하여, 소정의 막 두께의 알루미늄막을 성막하는 것을 들 수 있다.
이때, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스 중 성막에 사용되는 것은 일부이고, 나머지는 반응하지 않은 채 배기된다. 이들이 처리 용기 내나 배기 경로에서 반응하여 반응 생성물이 형성되는 것을 방지하기 위해, 종래로부터 처리 용기나 배기 경로가 가열되고 있지만, 배기 경로가 1개인 경우에는, 이들이 배기 경로에서 혼합되어 반응 생성물을 생성하는 것은 피할 수 없다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 배기 유닛(3)에 있어서, 제 1 처리 가스를 공급하는 공정(S1)을 실시하고 있는 기간은, 제 1 제어 밸브(37)를 개방하고, 제 2 제어 밸브(38)를 닫아서, 제 1 분기 배관(33)에만 배기 가스가 흐르도록 하고, 제 2 처리 가스를 공급하는 공정(S2)을 실시하고 있는 기간은, 제 1 제어 밸브(37)를 닫고, 제 2 제어 밸브(38)를 개방하여, 제 2 분기 배관(34)에만 배기 가스가 흐르도록 한다. 이때의 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)에 의한 배기 경로의 전환은, 제 1 퍼지 공정(S3) 및 제 2 퍼지 공정(S4)의 도중에 실시된다.
이것에 의해, 제 1 처리 가스가 공급되고 있는 기간은, 제 1 분기 배관(33)에만 배기 가스가 흐르고, 제 2 처리 가스가 공급되고 있는 기간은, 제 2 분기 배관(34)에만 배기 가스가 흐르므로, 제 1 처리 가스와 제 2 처리 가스가 배기 유닛(3)에서 혼합되어 반응 생성물이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
이때, 제 1 제어 밸브(37)와 제 2 제어 밸브(38)에 의한 배기 경로의 전환은, 퍼지 공정(S3, S4)의 도중에 실시되고, 도 2의 예에서는, 제 1 퍼지 공정(S3) 및 제 2 퍼지 공정(S4)의 거의 중간의 시점에서 배기 경로의 전환이 실시되고 있지만, 처리 용기(11) 내가 충분히 퍼지되고 나서 실시되고 있으면, 배기 경로를 전환하는 시점은 임의이다.
예컨대, 제 1 처리 가스로서 TMA를 이용하고, 제 2 처리 가스로서 H2O를 이용하여 알루미늄막을 성막할 때에, TMA의 공급을 정지하고 나서 H2O의 공급 개시까지의 제 1 퍼지 공정(S3)의 기간을 10sec, H2O의 공급을 정지하고 나서 TMA의 공급을 개시할 때까지의 제 2 퍼지 공정(S4)의 기간을 10sec로 한 경우, 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)에 의한 배기 경로의 전환은, TMA의 공급 정지 후, 또는 H2O의 공급 정지 후, 10sec 이내에 행해진다.
또, 제 1 퍼지 공정(S3) 및 제 2 퍼지 공정(S4)을 행할 때에, 배기량을 많게 할 필요가 있는 경우 등에는, 각각의 처리 가스가 처리 용기(11) 및 배기 배관(31)으로부터 충분히 제거된 후라면, 이들 공정의 도중에 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)의 양쪽을 개방하도록 하더라도 좋다.
이상과 같은 처리 가스에 따라서 배기 경로를 전환하는 기술 자체는, 상술한 특허 문헌 1에 개시되어 있지만, 특허 문헌 1에 나타난 기술을, FPD의 유리 기판과 같은 대형의 피처리 기판을 처리하기 위한 대형의 성막 장치에 적용하는 경우, 상술한 바와 같이, 대구경의 배기 배관 및 배기 속도가 큰 대용량의 진공 펌프가 적어도 2개 필요하게 되고, 또한, 대형의 제어 밸브 및 대용량의 히터도 2개 필요하게 되어, 배기 구조 자체의 대형화 및 배기 경로의 복잡화를 초래하여 버린다. 특히, 이런 종류의 진공 처리에 있어서는, 진공 펌프로서 전단 진공 펌프와 후단 진공 펌프의 2단 구성을 이용하는 것이 일반적이고, 그와 같은 경우에 특허 문헌 1의 기술을 이용하면, 이와 같은 전단 진공 펌프와 후단 진공 펌프를 2조씩 탑재하는 것이 필요하게 되어 배기 구조가 더욱 더 대형화하여, 비용이 높은 것이 되어 버린다.
이와 같은 문제를 해소하기 위해 검토한 결과, 배기 구조에 있어서, 후단 진공 펌프인 드라이 펌프(DP) 내 및 드라이 펌프(DP)로부터 배기 가스 처리 설비까지의 사이의 배기 배관 내에는 반응 생성물이 다량으로 발생하고 있지만, 처리 용기로부터 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)까지의 배관은 거의 반응 생성물이 발생하고 있지 않는 것이 판명되었다. 이것은, 드라이 펌프(DP) 및 그 하류측의 배기 배관은 거의 대기압이기 때문에 반응 생성물이 생기기 쉬운 것에 비하여, 처리 용기로부터 메커니컬 부스터 펌프(MBP)까지는 감압 환경이고, 게다가 가열되고 있기 때문에, 2종류의 처리 가스가 혼합ㆍ반응하기 어려운 환경이고, 반응 생성물이 거의 발생하지 않기 때문이다. 따라서, 반응 생성물을 억제하기 위한 대책이 필요한 것은, 드라이 펌프(DP) 및 그 하류측의 배기 배관이다.
또한, 배기에 있어서의 가스의 체적 속도는 압력의 저하에 반하여 증가하고, 처리 용기로부터 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)까지의 배기 배관은, 그 안이 고진공이 되기 때문에, 컨덕턴스를 양호하게 하는 관점으로부터, 예컨대 100㎜φ 이상의 대구경인 것을 이용할 필요가 있지만, 전단 진공 펌프의 하류측에서는 배기 배관의 압력은 상승하고 있기 때문에, 배기 배관의 지름은 40~50㎜φ 정도이면 된다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 배기 유닛(3)으로서, 처리 용기(11)에 접속하는 배기 배관(31)과 그것에 접속하는 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)를 1개씩으로 하고, 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)의 하류측에서 배기 배관으로부터 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)으로 분기시켜, 이들 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)에 각각, 제 1 드라이 펌프(DP1)(35) 및 제 2 드라이 펌프(DP2)(36)를 마련하는 구성으로 했다.
이것에 의해, 대구경의 배기 배관(31) 및 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)의 수를 종래보다 줄일 수 있고, 배기 배관용의 히터(43)의 수도 1개이면 되고, 또한, 2개 필요한 제 1 분기 배관(33) 및 제 2 분기 배관(34)은 40~50㎜φ 정도로 대구경화는 불필요하고, 제어 밸브(37, 38)도 소형화할 수 있다. 이 때문에, 성막 장치가 대형화하더라도, 배기 구조의 대형화, 고비용화, 및 복잡화를 방지하면서, 배기 유닛(3)에 있어서의 배기 경로로의 반응 생성물의 퇴적을 억제할 수 있고, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 배기 경로를 전환하기 위한 제 1 제어 밸브(37) 및 제 2 제어 밸브(38)를 전단 진공 펌프인 메커니컬 부스터 펌프(MBP)(32)의 하류측에 설치하고 있는 것으로부터, 제어 밸브를 전환할 때의 처리 용기(11) 내의 압력 변동을 억제할 수 있다.
또한, ALD 성막 중, 처리 용기(11) 내에 캐리어 가스로서 항상 퍼지 가스를 공급하여 처리 용기(11) 내에 층류를 형성하므로, 처리 가스를 공급할 때 및 퍼지를 행할 때에 처리 용기(11) 내에 있어서 균일한 환경을 유지할 수 있고, 형성한 막의 균일성을 확보할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 실시의 형태로 한정되는 일 없이 여러 가지 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시의 형태에 있어서는, 배기 유로를 전환하는 배기 유로 전환부로서, 2개의 분기 배관에 각각 마련된 제어 밸브를 이용하여, 이들의 개폐에 의해 배기 유로를 전환하는 예를 나타냈지만, 이것에 한하지 않고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 배기 유로 전환부로서 제 1 분기 배관(33)과 제 2 분기 배관(34)의 분기부에 단일 전환 밸브(삼방 밸브)(45)를 마련하더라도 좋다. 이것에 의해 밸브의 수를 보다 적게 할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 처리 용기에 접속된 배기 배관에 전단 진공 펌프를 접속한 경우를 나타냈지만, 전단 진공 펌프를 처리 용기에 직결시키더라도 좋다. 그때, 자동 압력 제어 밸브(42)만을 거쳐서 처리 용기에 직결하더라도 좋다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 2개의 처리 가스를 교대로 공급하는 경우에 대하여 나타냈지만, 처리 가스의 수는 한정되지 않고, 처리 가스가 복수인 경우에 적용 가능하고, 처리 가스의 수만큼 분기 배관을 마련하여 처리 가스에 따라서 배기 유로를 전환하도록 하면 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 전단 진공 펌프로서 메커니컬 부스터 펌프(MBP)를 이용한 예를 나타냈지만, 이것에 한하지 않고, 터보 펌프 등의 다른 펌프를 이용할 수 있다. 또한, 후단 진공 펌프로서 이용하는 드라이 펌프(DP)는, 본 발명의 기술 분야에서 러핑 펌프로서 통상 이용하는 것이면 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 배기 유닛을 1개 마련한 예를 나타냈지만, 큰 배기 능력을 필요로 하는 등의 경우에, 배기 유닛을 복수 마련하더라도 좋다. 이 경우는, 처리 용기에 연결되는 배기 배관을 분기하고, 각각에 전단 진공 펌프를 마련하도록 할 수 있다. 또한, 처리 용기의 상이한 복수의 장소, 예컨대 탑재대를 둘러싸는 복수의 위치에 각각 전단 진공 펌프를 접속하여 배기 유닛을 마련하더라도 좋다.
또한, 피처리 기판으로서는, FPD용의 기판이나 반도체 웨이퍼 등, ALD 성막이 행해지는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
1 : 처리부
2 : 가스 공급 유닛
3 : 배기 유닛
4 : 제어부
11 : 처리 용기
12 : 탑재대
13 : 기판 히터
14 : 용기 히터
21 : 제 1 처리 가스 공급원
22 : 제 2 처리 가스 공급원
23 : 퍼지 가스 공급원
24 : 제 1 처리 가스 공급 배관
25 : 제 2 처리 가스 공급 배관
26 : 퍼지 가스 공급 배관
27 : 제 1 개폐 밸브
28 : 제 2 개폐 밸브
29 : 제 3 개폐 밸브
31 : 배기 배관
32 : 메커니컬 부스터 펌프(MBP)
33 : 제 1 분기 배관
34 : 제 2 분기 배관
35 : 제 1 드라이 펌프(DP1)
36 : 제 2 드라이 펌프(DP2)
37 : 제 1 제어 밸브
38 : 제 2 제어 밸브
39 : 제 1 배기 가스 처리 설비
40 : 제 2 배기 가스 처리 설비
41 : 배기 제어기
42 : 자동 압력 제어 밸브
43 : 히터
45 : 전환 밸브
100 : 성막 장치
S : 피처리 기판
2 : 가스 공급 유닛
3 : 배기 유닛
4 : 제어부
11 : 처리 용기
12 : 탑재대
13 : 기판 히터
14 : 용기 히터
21 : 제 1 처리 가스 공급원
22 : 제 2 처리 가스 공급원
23 : 퍼지 가스 공급원
24 : 제 1 처리 가스 공급 배관
25 : 제 2 처리 가스 공급 배관
26 : 퍼지 가스 공급 배관
27 : 제 1 개폐 밸브
28 : 제 2 개폐 밸브
29 : 제 3 개폐 밸브
31 : 배기 배관
32 : 메커니컬 부스터 펌프(MBP)
33 : 제 1 분기 배관
34 : 제 2 분기 배관
35 : 제 1 드라이 펌프(DP1)
36 : 제 2 드라이 펌프(DP2)
37 : 제 1 제어 밸브
38 : 제 2 제어 밸브
39 : 제 1 배기 가스 처리 설비
40 : 제 2 배기 가스 처리 설비
41 : 배기 제어기
42 : 자동 압력 제어 밸브
43 : 히터
45 : 전환 밸브
100 : 성막 장치
S : 피처리 기판
Claims (23)
- 복수의 처리 가스를 순차적으로 전환하여 공급하여 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치로서,
피처리 기판을 수용하는 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에 복수의 처리 가스를 순차적으로 공급하는 가스 공급 유닛과,
상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 유닛
을 구비하고,
상기 배기 유닛은,
상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와,
상기 처리 용기로부터 상기 전단 진공 펌프까지 마련된 제 1 배관과,
상기 전단 진공 펌프에 복수 분기하여 마련되고, 상기 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 복수의 제 2 배관과,
상기 복수의 제 2 배관의 각각에 마련된 복수의 후단 진공 펌프와,
상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와,
상기 복수의 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기
를 가지며,
상기 복수의 제 2 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고, 상기 후단 진공 펌프에 대응하여 각각 분기되어 있고,
상기 복수의 제 2 배관의 지름은 상기 전단 진공 펌프의 흡기측의 상기 제 1 배관의 지름보다 작은
것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은, 적어도, 1개의 처리 가스를 공급한 후, 다음의 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고,
상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하는
것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 전환하여 공급하여 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치로서,
피처리 기판을 수용하는 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 공급하는 가스 공급 유닛과,
상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 유닛
을 구비하고,
상기 배기 유닛은,
상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와,
상기 처리 용기로부터 상기 전단 진공 펌프까지 마련된 제 1 배관과,
상기 전단 진공 펌프의 배기측에 분기하여 마련되고, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 제 1 분기 배관 및 제 2 분기 배관과,
상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 각각에 마련된 제 1 후단 진공 펌프 및 제 2 후단 진공 펌프와,
상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와,
상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 가지며,
상기 제 1 분기 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 제 1 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고, 상기 제 2 분기 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 제 2 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고,
상기 제 1 분기 배관과 상기 제 2 분기 배관의 지름은 상기 전단 진공 펌프의 흡기측의 상기 제 1 배관의 지름보다 작은
것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은, 적어도, 제 1 처리 가스를 공급한 후, 제 2 처리 가스를 공급하기 전, 및 제 2 처리 가스를 공급한 후, 제 1 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고,
상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하는
것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은, 상기 제 1 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 제 1 처리 가스 공급 배관과, 상기 제 2 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 제 2 처리 가스 공급 배관과, 상기 제 1 처리 가스 공급 배관에 마련된 제 1 개폐 밸브와, 상기 제 2 처리 가스 공급 배관에 마련된 제 2 개폐 밸브를 갖고,
상기 배기 제어기는, 상기 제 1 개폐 밸브 및 상기 제 2 개폐 밸브의 개폐 동작에 연동시켜, 상기 배기 경로 전환부에 의한 배기 경로의 전환을 제어하는
것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 유닛은, 상기 처리 용기와 상기 전단 진공 펌프의 사이에 개재되는 배기 배관과, 상기 배기 배관을 가열하는 가열 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 경로 전환부는, 상기 각 분기 배관에 각각 마련된 제어 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 경로 전환부는, 상기 분기 배관의 분기부에 마련된 전환 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 유닛은, 상기 분기 배관의 상기 후단 진공 펌프의 하류측에 마련된 배기 가스 처리 설비를 더 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 유닛을 복수 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
- 복수의 처리 가스를 순차적으로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 장치로서,
상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와,
상기 처리 용기로부터 상기 전단 진공 펌프까지 마련된 제 1 배관과,
상기 전단 진공 펌프의 배기측에 복수 분기하여 마련되고, 상기 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 복수의 제 2 배관과,
상기 복수의 제 2 배관의 각각에 마련된 복수의 후단 진공 펌프와,
상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와,
상기 복수의 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 가지며,
상기 복수의 제 2 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고, 상기 후단 진공 펌프에 대응하여 각각 분기되어 있고,
상기 복수의 제 2 배관의 지름은 상기 전단 진공 펌프의 흡기측의 상기 제 1 배관의 지름보다 작은
것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 성막 장치는, 적어도, 1개의 처리 가스를 공급한 후, 다음의 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고,
상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하는
것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 장치로서,
상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프와,
상기 처리 용기로부터 상기 전단 진공 펌프까지 마련된 제 1 배관과,
상기 전단 진공 펌프의 배기측에 분기하여 마련되고, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하는 제 1 분기 배관 및 제 2 분기 배관과,
상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 각각에 마련된 제 1 후단 진공 펌프 및 제 2 후단 진공 펌프와,
상기 배기 경로를 전환하는 배기 경로 전환부와,
상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록, 상기 배기 경로 전환부를 제어하는 배기 제어기를 가지며,
상기 제 1 분기 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 제 1 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고, 상기 제 2 분기 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 제 2 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고,
상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 지름은 상기 전단 진공 펌프의 흡기측의 상기 제 1 배관의 지름보다 작은
것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 성막 장치는, 적어도, 제 1 처리 가스를 공급한 후, 제 2 처리 가스를 공급하기 전, 및 제 2 처리 가스를 공급한 후, 제 1 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하고,
상기 배기 제어기는, 퍼지 가스를 공급하고 있는 동안에 배기 경로를 전환하도록 상기 배기 경로 전환부를 제어하는
것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 배기 제어기는, 상기 제 1 처리 가스의 공급ㆍ정지를 행하기 위한 제 1 개폐 밸브 및 상기 제 2 처리 가스의 공급ㆍ정지를 행하기 위한 제 2 개폐 밸브의 개폐 동작에 연동시켜, 상기 배기 경로 전환부에 의한 배기 경로의 전환을 제어하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 용기와 상기 전단 진공 펌프의 사이에 개재되는 배기 배관과, 상기 배기 배관을 가열하는 가열 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 경로 전환부는, 상기 각 분기 배관에 각각 마련된 제어 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기 경로 전환부는, 상기 분기 배관의 분기부에 마련된 전환 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분기 배관의 상기 후단 진공 펌프의 하류측에 마련된 배기 가스 처리 설비를 더 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
- 복수의 처리 가스를 순차적으로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 방법으로서,
상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프를 마련하고,
상기 처리 용기로부터 상기 전단 진공 펌프까지 제 1 배관을 마련하고,
상기 전단 진공 펌프의 배기측에, 상기 복수의 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하도록 분기하여 복수의 제 2 배관을 마련하고,
상기 복수의 제 2 배관의 각각에 후단 진공 펌프를 마련하고,
상기 복수의 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록 배기 경로를 전환하며,
상기 복수의 제 2 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고, 상기 후단 진공 펌프에 대응하여 각각 분기되어 있고,
상기 복수의 제 2 배관의 지름은 상기 전단 진공 펌프의 흡기측의 상기 제 1 배관의 지름보다 작은
것을 특징으로 하는 배기 방법.
- 제 20 항에 있어서,
상기 성막 장치에서는, 적어도, 1개의 처리 가스를 공급한 후, 다음의 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스가 공급되고,
퍼지 가스가 공급되고 있는 동안에 배기 경로를 전환하는
것을 특징으로 하는 배기 방법.
- 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 교대로 전환하여 피처리 기판을 수용한 처리 용기 내에 공급하고, 피처리 기판 위에 소정의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 방법으로서,
상기 처리 용기 내를 배기하는 전단 진공 펌프를 마련하고,
상기 처리 용기로부터 상기 전단 진공 펌프까지 제 1 배관을 마련하고,
상기 전단 진공 펌프의 배기측에, 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스에 각각 대응한 배기 경로를 규정하도록 분기하여 제 1 분기 배관 및 제 2 분기 배관을 마련하고,
상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 각각에 제 1 후단 진공 펌프 및 제 2 후단 진공 펌프를 마련하고,
상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스 중 상기 처리 용기 내에 공급되는 처리 가스에 대응한 배기 경로에 배기 가스가 흐르도록 배기 경로를 전환하며,
상기 제 1 분기 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 제 1 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고, 상기 제 2 분기 배관은 상기 전단 진공 펌프의 배기측과 상기 제 2 후단 진공 펌프의 흡기측의 사이에 있고,
상기 제 1 분기 배관 및 상기 제 2 분기 배관의 지름은 상기 전단 진공 펌프의 흡기측의 상기 제 1 배관의 지름보다 작은
것을 특징으로 하는 배기 방법.
- 제 22 항에 있어서,
상기 성막 장치에서는, 적어도, 제 1 처리 가스를 공급한 후, 제 2 처리 가스를 공급하기 전, 및 제 2 처리 가스를 공급한 후, 제 1 처리 가스를 공급하기 전에, 상기 처리 용기 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스가 공급되고,
퍼지 가스가 공급되고 있는 동안에 배기 경로를 전환하는
것을 특징으로 하는 배기 방법.
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