KR20180057537A

KR20180057537A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20180057537A
Application number: KR1020170152954A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 나가타
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2018-05-30
Also published as: JP2018085392A; TWI689010B; JP6710149B2; TW201834063A; CN108085658A; KR102205380B1

Abstract

본 발명은, 기판의 면 내 및 면 간에서 공급 가스의 농도 분포의 치우침을 억제할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
복수의 기판을 수용 가능하게 설치되고, 해당 복수의 기판을 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 상기 처리 용기의 주위 방향으로 나열되고 또한 상기 처리 용기의 길이 방향으로 연장되어, 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 복수의 가스 노즐과, 상기 처리 용기 내의 상기 복수의 가스 노즐과 대향하는 위치에 설치되어, 상기 처리 용기 내의 가스를 배기하는 배기부를 갖고, 상기 가스 노즐은, 상기 처리 용기의 주위 방향으로 나열되는 노즐 기부와, 상기 노즐 기부에 접속하여 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급부를 갖고, 상기 복수의 가스 노즐은, 상기 처리 용기 내에서 가장 하방에 위치하는 제1 가스 공급부를 갖는 제1 가스 노즐과, 상기 제1 가스 공급부보다도 상방에 위치하는 제2 가스 공급부를 갖는 제2 가스 노즐을 갖고, 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부가 상기 처리 용기의 길이 방향으로 일직선 상에 배치되도록 상기 제2 가스 노즐이 형성되어 있는, 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.

복수 매의 기판에 성막 처리를 행하는 뱃치식의 기판 처리 장치에서는, 복수 매의 기판을 수용하는 반응 용기와, 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 가스 공급 수단에 대향하여 반응 용기 내를 배기하는 배기 수단이 설치되어 있다.

가스 공급 수단을 하나의 라인으로 구성한 경우, 가스의 공급 압력이 높은 반응 용기 내의 하부일수록 가스의 유량이 많아져, 반응 용기 내에서 가스의 공급에 변동이 발생하는 경향이 있다. 그 때문에 종래의 기판 처리 장치에서는, 가스 공급 수단을 가스의 공급 위치가 상이한 복수의 가스 공급 라인으로 구성함으로써, 반응 용기 내의 상하에서 공급되는 가스의 유량을 제어할 수 있도록 되어 있다.

예를 들어 일본 특허 공개 제2011-187884호 공보(특허문헌 1)에는, 복수 매의 기판을 수용하여 처리하는 반응관과, 반응관 내에 가스를 공급하는 복수 개의 가스 노즐과, 반응관 내의 가스를 배기하는 가스 배기구를 구비하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 또한 일본 특허 공개 제2012-15536호 공보(특허문헌 2)에는, 복수 매의 기판을 수용하고 처리하는 처리실과, 처리실 내에 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 라인과, 처리실 내에 공급된 가스를 배기하는 배기 라인을 구비하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2011-187884호 공보 일본 특허 공개 제2012-15536호 공보

그러나 특허문헌 1, 2에 기재된 기판 처리 장치에서는, 복수의 가스 공급 라인이 설치된 가스 공급 영역과, 해당 가스 공급 영역에 대향하는 배기구가 설치된 배기 영역의 위치 관계가 반응 용기 내의 상하에서 상이하다. 그 때문에, 기판 간에서 각 기판에 공급되는 가스 농도의 분포에 치우침이 발생하여, 기판의 면 내 및 면 간에서 성막되는 막 두께가 불균일해지는 것이 문제로 되어 있다.

그래서 본 발명의 목적은, 기판의 면 내 및 면 간에서 공급 가스의 농도 분포의 치우침을 억제할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 관한 기판 처리 장치는, 복수의 기판을 수용 가능하게 설치되고, 해당 복수의 기판을 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 상기 처리 용기의 주위 방향으로 나열되고 또한 상기 처리 용기의 길이 방향으로 연장되어, 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 복수의 가스 노즐과, 상기 처리 용기 내의 상기 복수의 가스 노즐과 대향하는 위치에 설치되어, 상기 처리 용기 내의 가스를 배기하는 배기부를 갖고, 상기 가스 노즐은, 상기 처리 용기의 주위 방향으로 나열되는 노즐 기부와, 상기 노즐 기부에 접속하여 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급부를 갖고, 상기 복수의 가스 노즐은, 상기 처리 용기 내에서 가장 하방에 위치하는 제1 가스 공급부를 갖는 제1 가스 노즐과, 상기 제1 가스 공급부보다도 상방에 위치하는 제2 가스 공급부를 갖는 제2 가스 노즐을 갖고, 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부가 상기 처리 용기의 길이 방향으로 일직선 상에 배치되도록 상기 제2 가스 노즐이 형성되어 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 면 내 및 면 간에서 공급 가스의 농도 분포의 치우침을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 가스 노즐의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A 선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 선 단면도이다.
도 5는 도 2의 C-C 선 단면도이다.
도 6은 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 가스 노즐의 다른 일례(변형예 1)를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 가스 노즐의 다른 일례(변형예 2)를 도시하는 도면이다.
도 8은 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 가이드의 일례를 설명하는 도면이다.
도 9는 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 가이드의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 종래의 기판 처리 장치의 가스 노즐을 도시하는 도면이다.
도 11은 도 10의 A-A 선 단면도이다.
도 12는 도 10의 B-B 선 단면도이다.
도 13은 도 10의 C-C 선 단면도이다.
도 14의 (A)는 도 11에 있어서의 가스 농도 분포를 도시하는 도면이고, (B)는 도 12에 있어서의 가스 농도 분포이며, (C)는 도 13에 있어서의 가스 농도 분포를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한 각 도면에 있어서, 공통되는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 1은, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략도이다. 도 2는, 도 1의 기판 처리 장치의 가스 노즐의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3은 도 2의 A-A 선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B 선 단면도이고, 도 5는 도 2의 C-C 선 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 기판 처리 장치(1)는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼 W」라 함)를 수용하는 처리 용기(34)와, 처리 용기(34)의 하단부의 개구부측을 기밀하게 막는 덮개부(36)와, 복수 매의 웨이퍼 W를 소정의 간격으로 보유 지지하여 처리 용기(34) 내에 수용되는 기판 보유 지지구(38)와, 처리 용기(34) 내에 소정의 가스를 도입하는 가스 공급 수단(40)과, 처리 용기(34) 내의 가스를 배기하는 배기 수단(41)과, 웨이퍼 W를 가열하는 가열 수단(42)을 갖고 있다.

반도체 웨이퍼에는 실리콘 기판이나 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판이 포함된다. 또한 이들 반도체 기판에 한정되지 않고, 액정 표시 장치에 사용되는 유리 기판이나 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

처리 용기(34)는, 하단부가 개방된, 천장이 있는 원통 형상의 내관(44)과, 하단부가 개방되고 내관(44)의 외측을 덮는, 천장이 있는 원통 형상의 외관(46)을 갖는다. 내관(44) 및 외관(46)은 석영 등의 내열성 재료에 의하여 형성되어 있으며, 동축상으로 배치되어 2중관 구조로 되어 있다.

내관(44)의 천장부는, 예를 들어 평탄하게 되어 있다. 내관(44)의 일측에는, 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 가스 노즐을 수용하는 노즐 수용부(48)가 형성되어 있다. 이 실시 형태에서는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내관(44)의 측벽의 일부를 외측을 향하여 돌출시켜 볼록부(50)를 형성하고, 볼록부(50) 내를 노즐 수용부(48)로서 형성하고 있다.

또한 노즐 수용부(48)에 대향하게 하여 내관(44)의 반대측의 측벽에는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 직사각형의 개구부(52)가 형성되어 있다.

개구부(52)는, 내관(44) 내의 가스를 배기할 수 있도록 형성된 가스 배기구이며, 본 발명에 있어서의 배기부의 일례이다. 개구부(52)의 길이는 기판 보유 지지구(38)의 길이와 동일하거나, 또는 기판 보유 지지구(38)의 길이보다도 길어 상하 방향으로 각각 연장되도록 하여 형성되어 있다. 즉, 개구부(52)의 상단부는, 기판 보유 지지구(38)의 상단부에 대응하는 위치 이상의 높이에 연장되어 배치되고, 개구부(52)의 하단부는, 기판 보유 지지구(38)의 하단부에 대응하는 위치 이하의 높이에 연장되어 배치되어 있다.

또한 이 예에서는, 본 발명에 있어서의 배기부는, 처리 용기(34)의 내관(44)의, 후술하는 가스 노즐과 대향하는 위치에 형성된 개구부(52)(가스 배기구)로서 구성되어 있지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 처리 용기(34)의 내관(44)의 내측의, 후술하는 가스 노즐과 대향하는 위치에 도시되지 않은 원심 팬을 설치하고, 또한 내관(44)의 천장부에 도시되지 않은 개구부를 형성함으로써, 각 가스 구멍(76A 내지 81A)으로부터 원심 팬을 향하여 수평 방향으로 가스를 방출하고, 원심 팬으로부터 내관(44)의 천장부에 형성된 개구부를 향하여 배기되는 가스를 흐르게 하는 구성으로 해도 된다.

처리 용기(34)의 하단부는, 예를 들어 스테인리스강에 의하여 형성되는 원통 형상의 매니폴드(54)에 의하여 지지되어 있다. 매니폴드(54)의 상단부에는 플랜지부(56)가 형성되어 있으며, 플랜지부(56) 상에 외관(46)의 하단부를 설치하여 지지하도록 되어 있다. 플랜지부(56)와 외관(46)과의 하단부와의 사이에는 O링 등의 도시되지 않은 시일 부재를 개재시켜 외관(46) 내를 기밀 상태로 하고 있다.

매니폴드(54)의 상부의 내벽에는 링형의 지지부(60)가 설치되어 있으며, 도시되지 않은 지지부 상에 내관(44)의 하단부를 설치하여 이를 지지하도록 되어 있다. 매니폴드(54)의 하단부의 개구부에는, 덮개부(36)가 O링 등이 도시되지 않은 시일 부재를 통해 기밀하게 설치되어 있어, 처리 용기(34)의 하단부의 개구부측, 즉, 매니폴드(54)의 개구부를 기밀하게 막도록 되어 있다. 덮개부(36)는, 예를 들어 스테인리스강에 의하여 형성된다.

덮개부(36)의 중앙부에는, 자성 유체 시일부(64)를 통해 회전축(66)이 관통하게 하여 설치되어 있다. 회전축(66)의 하부는, 보트 엘리베이터로 이루어지는 승강 수단(68)의 아암(68A)에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 도시되지 않은 모터(69)에 의하여 회전되도록 되어 있다.

회전축(66)의 상단부에는 회전 플레이트(70)가 설치되어 있으며, 회전 플레이트(70) 상에 석영제의 보온대(72)를 통해 웨이퍼 W를 보유 지지하는 기판 보유 지지구(38)가 적재되도록 되어 있다. 따라서 승강 수단(68)을 승강시킴으로써 덮개부(36)와 기판 보유 지지구(38)는 일체적으로 상하동하며, 기판 보유 지지구(38)를 처리 용기(34) 내에 대하여 삽탈할 수 있도록 되어 있다.

가스 공급 수단(40)은 매니폴드(54)에 설치되어 있으며, 내관(44) 내에 처리 가스, 퍼지 가스 등의 가스를 도입한다. 가스 공급 수단(40)은 복수 개(예를 들어 6개)의 석영제의 가스 노즐(76 내지 81)을 갖고 있다. 각 가스 노즐(76 내지 81)은 내관(44) 내에 그 길이 방향을 따라 설치됨과 함께, 그 기단부가 L자형으로 굴곡되어 매니폴드(54)를 관통하도록 하여 지지되어 있다.

가스 노즐(76 내지 81)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내관(44)의 노즐 수용부(48) 내의 주위 방향을 따라 일렬로 되도록 설치되어 있다. 각 가스 노즐(76 내지 81)에는 그 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 가스 구멍(76A 내지 81A)이 형성되어 있으며, 각 가스 구멍(76A 내지 81A)으로부터 수평 방향을 향하여 각 가스를 방출할 수 있도록 되어 있다. 소정의 간격은, 예를 들어 기판 보유 지지구(38)에 지지되는 웨이퍼 W의 간격과 동일해지도록 설정된다.

또한 높이 방향의 위치는, 각 가스 구멍(76A 내지 81A)이 상하 방향으로 인접하는 웨이퍼 W 사이의 중간에 위치하도록 설정되어 있어, 각 가스를 웨이퍼 W 사이의 공간부에 효율적으로 공급할 수 있도록 되어 있다.

가스의 종류로서는 원료 가스, 산화 가스 및 퍼지 가스가 사용되며, 각 가스를 유량 제어하면서 필요에 따라 각 가스 노즐(76 내지 81)을 통하여 공급할 수 있도록 되어 있다. 원료 가스로서 실리콘 함유 가스를 사용하고, 산화 가스로서 오존(O₃) 가스를 사용하고, 퍼지 가스로서 질소(N2) 가스를 사용하여, 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법에 의하여 실리콘 산화막을 형성할 수 있도록 되어 있다. 또한 사용하는 가스의 종류는 성막하는 막의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. ALD법을 이용하는 경우를 예로 들어 설명했지만 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 CVD법을 이용하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 플라스마를 사용하지 않는 성막 처리가 행해지지만 이에 한정되는 것은 아니며, 플라스마를 사용한 성막 처리를 행하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우에는, 예를 들어 노즐 수용부(48)를 구획하는 볼록부(50)의 구획벽의 외측에, 그 길이 방향을 따라 플라스마 발생용의 고주파 전력을 인가하는 전력판을 설치하여 플라스마를 발생시키도록 한다.

지지부(60)의 상방에는, 매니폴드(54)의 상부의 측벽에 형성된 가스 출구(82)가 마련되어 있다. 가스 출구(82)는, 내관(44)과 외관(46) 사이의 공간부(84)를 통하여 개구부(52)로부터 배출되는 내관(44) 내의 가스를 배기할 수 있도록 구성되어 있다. 가스 출구(82)에는 배기 수단(41)이 설치된다. 배기 수단(41)은, 가스 출구(82)에 접속된 배기 통로(86)를 갖고 있으며, 배기 통로(86)에는 압력 조정 밸브(88) 및 진공 펌프(90)가 순차 개재 설치되어, 처리 용기(34) 내를 진공화할 수 있도록 되어 있다.

외관(46)의 외주측에는, 외관(46)을 덮도록 원통 형상의 가열 수단(42)이 설치되어 있어, 웨이퍼 W를 가열하도록 되어 있다.

또한 기판 처리 장치(1) 전체의 동작은, 예를 들어 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어 수단(110)에 의하여 제어되도록 되어 있으며, 이 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은 기억 매체(112)에 기억되어 있다. 기억 매체(112)는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등으로 이루어진다.

본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 가스 노즐(76 내지 81)은 노즐 기부(76B 내지 81B)와 가스 공급부(76C 내지 81C)를 갖는다. 노즐 기부(76B 내지 81B)는 처리 용기(34)의 주위 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 노즐 기부(76B 내지 81B)의 내부는, 처리 용기(34) 내에 공급되는 가스가 통과한다.

가스 공급부(76C 내지 81C)는 노즐 기부(76B 내지 81B)에 일체로 접속되어, 처리 용기 내에 가스를 공급한다. 가스 공급부(76C 내지 81C)에는, 처리 용기(34) 내에 가스를 공급하는 가스 구멍(76A 내지 81A)이 마련되어 있다. 가스 구멍(76A 내지 81A)은, 가스 공급부(76C 내지 81C)에 복수(예를 들어 도 2에서는 5개)의 구멍으로 형성되어 있다. 이러한 복수의 가스 구멍을 마련함으로써 처리 용기(34) 내에 가스를 균일하게 공급할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는 하나의 가스 노즐에 복수의 가스 구멍이 형성되어 있지만, 가스 구멍을 구성하는 구멍의 수는 복수에 한정되는 것은 아니며, 처리 용기(34) 내에 가스를 공급 가능한 한, 하나의 가스 노즐에 하나의 구멍으로 형성되어 있어도 된다.

가스 노즐(76 내지 81) 중, 가스 노즐(76, 77)은, 가스 공급부(76C, 77C)가 처리 용기(34) 내에서 가장 하방에 배치되어 있다. 또한 가스 노즐(78, 79)은, 가스 공급부(78C, 79C)가 가스 노즐(76, 77)의 가스 공급부(76C, 77C)의 상방에 배치되어 있다. 또한 가스 노즐(80, 81)은, 가스 공급부(80C, 81C)가 가스 노즐(78, 79)의 가스 공급부(78C, 79C)의 상방에 배치되어 있다.

그리고 가스 공급부(76C, 78C, 80C)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 처리 용기(34)의 길이 방향(연직 방향)으로 일직선 상에 나열되어 배치되어 있다. 또한 가스 공급부(77C, 79C, 81C)는 처리 용기(34)의 길이 방향(연직 방향)으로 일직선 상에 배치되어 있다.

이와 같은 구성에서는, 가스 노즐(76, 78, 80)의 가스 공급부(76C, 78C, 80C)는 처리 용기(34) 내의 하층, 중층, 상층에 걸쳐 일렬로 나열되어 배치되기 때문에, 동일한 라인으로 구성한 것과 동일한 구성으로 된다. 또한 가스 노즐(77, 79, 81)의 가스 공급부(77C, 79C, 81C)도 처리 용기(34) 내의 하층, 중층, 상층에 걸쳐 일렬로 나열되어 배치되어, 동일한 라인으로 구성된 것과 동일한 구성으로 된다.

이 구성에 의하여, 가스를 공급하는 가스 공급 영역과, 해당 영역에 대향하여 형성된, 가스를 배기하는 배기 영역을, 처리 용기(34) 내의 상하에서 동일한 위치 관계로 할 수 있다. 그 때문에, 기판의 면 내 및 면 간에서 공급 가스의 농도 분포의 치우침을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판의 면 내 및 면 간에서 성막되는 막 두께를 균일하게 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 가스 노즐(76 내지 81)은 노즐 수용부(48)에 수용되어 있는데, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 노즐 수용부의 폭 치수는 가스 배기구를 구성하는 개구부(52)의 폭 치수보다도 넓어져 있다. 그 때문에, 종래의 가스 노즐{도 10 내지 13에 도시하는 가스 노즐(76 내지 81)}의 경우, 노즐 수용부에 대응하는 가스 공급 영역과, 개구부(52)가 설치된 배기 영역의 위치 관계가 처리 용기(34) 내의 상하에서 상이한 것으로 되어, 기판 간에서 각 기판에 공급되는 가스 농도의 분포에 치우침이 발생한다.

이에 대하여, 본 실시 형태와 같이 가스 공급부가 동일한 라인으로 구성된 것과 동일한 구성을 갖는 가스 노즐을 사용함으로써, 가스를 공급하는 가스 공급 영역과, 해당 영역에 대향하여 형성된, 가스를 배기하는 배기 영역을, 처리 용기(34) 내의 상하에서 확실히 동일한 위치 관계로 할 수 있다. 그 때문에, 기판의 면 내 및 면 간에서 공급 가스의 농도 분포의 치우침을 확실히 억제할 수 있어, 기판의 면 내 및 면 간에서 성막되는 막 두께가 불균일해지는 것을 확실히 억제할 수 있다.

또한 도 2에 도시한 바와 같이, 가스 노즐(76 내지 81) 중, 가스 노즐(76, 77)의 노즐 기부(76B, 77B)는 직선상으로 형성되어 가스 공급부(76C, 77C)에 일체로 접속되어 있다. 이에 대하여, 가스 노즐(78 내지 81)의 노즐 기부(78B 내지 81B)는, 가스 공급부(78C 내지 81C)에 접속하는 측의 단부가 L자형으로 형성되어 있다. 달리 말하면, 노즐 기부(78B 내지 81B)는, 단부가 꺾여 구부러진 상태에서 가스 공급부(78C 내지 81C)의 하단부에 접속되어 있다.

이와 같이 노즐 기부(78B 내지 81B)가 L자상의 단부를 통해 가스 공급부(78C 내지 81C)에 접속됨으로써, 하방측의 가스 노즐에 대하여 상방측의 가스 노즐이 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에 각 가스 노즐이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 또한 가스 노즐의 설치 작업이 용이해진다.

또한 도 6은, 본 실시 형태에서 사용되는 가스 노즐의 다른 일례(변형예 1)를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 가스 노즐(78 내지 81)의 노즐 기부(78B 내지 81B)는, 단부가 되접힌 상태에서 가스 공급부(78C 내지 81C)의 상단부에 접속되어 있다. 이와 같이 노즐 기부(78B 내지 81B)가, L자상의 단부가 가스 공급부(78C 내지 81C)의 상단부에 접속됨으로써, 하방측의 가스 노즐에 대하여 상방측의 가스 노즐이 간섭하는 것을 확실히 방지할 수 있다.

또한 도 7은, 본 실시 형태에서 사용되는 가스 노즐의 또 다른 일례(변형예 2)를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 가스 노즐(78 내지 81)의 노즐 기부(78B 내지 81B)는, 단부가 꺾여 구부러진 상태에서 가스 공급부(78C 내지 81C)의 중앙부에 접속되어 있다. 노즐 기부(78B 내지 81B)의 L자상의 단부가 가스 공급부(78C 내지 81C)의 중앙부에 접속됨으로써, 하방측의 가스 노즐에 대하여 상방측의 가스 노즐이 간섭하는 것을 방지하면서, 동시에, 도 6에 나타내는 가스 공급부(78C 내지 81C)의 상단부에 접속하는 경우에 비하여 노즐 기부(78B 내지 81B)를 짧게 할 수 있다.

또한 가스 노즐(76, 77), 가스 구멍(76A, 77A), 노즐 기부(76B, 77B) 및 가스 공급부(76C, 77C)는, 본 발명에 있어서의 제1 가스 노즐, 제1 노즐 기부 및 제1 가스 공급부의 일례이다. 또한 가스 노즐(78, 79), 가스 구멍(78A, 79A), 노즐 기부(78B, 79B) 및 가스 공급부(78C, 79C)는, 본 발명에 있어서의 제2 가스 노즐, 제1 노즐 기부 및 제1 가스 공급부의 일례이다. 또한 가스 노즐(80, 81), 가스 구멍(80A, 81A), 노즐 기부(80B, 81B) 및 가스 공급부(80C, 81C)는, 본 발명에 있어서의 제3 가스 노즐, 제3 노즐 기부 및 제3 가스 공급부의 일례이다.

도 8은, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 가이드의 일례를 설명하는 도면이다. 상술한 가스 노즐을 배치하는 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 가이드(100)를 설치해도 된다. 가이드(100)는, 예를 들어 1쌍의 걸림 지지편(100A)을 처리 용기(34)의 내벽에 형성하고, 이 1쌍의 걸림 지지편(100A)에 의하여 가스 공급부(76C 내지 81C)를 걸림 지지하도록 구성할 수 있다. 이러한 가이드(100)를 설치함으로써 가스 노즐을 안정된 상태로 배치할 수 있고, 또한 가스 노즐(가스 공급부)의 위치 결정이 용이해진다.

도 9는, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 가이드의 다른 일례를 설명하는 도면이다. 이 예에서는, 예를 들어 상하 방향으로 나열되는 가스 공급부(76C)와 가스 공급부(78C)를 연결하는 구조를 가스 노즐(76)과 가스 노즐(78) 사이에 마련할 수 있다. 구체적으로는, 가스 노즐(76)의 가스 공급부(76C)의 상단부에 오목부(76D)를 형성하고, 가스 노즐(78)의 가스 공급부(76C)의 하단부에 볼록부(78D)를 형성한다. 그리고 가스 공급부(76C)의 오목부(76D)에 가스 공급부(78C)의 볼록부(78D)를 감합시킴으로써 가이드(200)를 구성한다. 이러한 가이드(200)를 설치하는 것에 의해서도 가스 노즐을 안정된 상태로 배치할 수 있고, 또한 가스 노즐(가스 공급부)의 위치 결정이 용이해진다.

또한 가이드(100, 200)는, 본 발명에 있어서의 가이드 기구의 일례이다.

도 10은, 종래의 기판 처리 장치의 가스 노즐을 도시하는 도면이다. 또한 도 11은 도 10의 A-A 선 단면도이고, 도 12는 도 10의 B-B 선 단면도이고, 도 13은 도 10의 C-C 선 단면도이다. 또한 도 14의 (A)는 도 11에 있어서의 가스 농도 분포를 도시하는 도면이고, 도 14의 (B)는 도 12에 있어서의 가스 농도 분포이고, 도 14의 (C)는 도 13에 있어서의 가스 농도 분포를 도시하는 도면이다.

종래의 기판 처리 장치에서 사용되고 있던 가스 노즐(76 내지 81)에서는, 도 10 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 복수의 가스 공급 라인이 설치된 가스 공급 영역과, 해당 가스 공급 영역에 대향하여 가스 배기구를 구성하는 개구부(52)가 설치된 배기 영역의 위치 관계가 반응 용기 내의 상하에서 상이하다. 그 때문에, 도 14의 (A) 내지 (C)에 도시한 바와 같이 기판의 면 내 가스 농도 분포를 상층, 중층, 하층으로 비교하면, 가스 노즐(76 내지 81){가스 공급부(76C 내지 81C)}이 가스 공급 영역의 중심으로부터 떨어짐에 따라 상층측일수록 가스 분포에 치우침이 발생하는 것이 확인되어 있다.

이에 대하여, 본 실시 형태의 기판 처리 장치(1)에서는, 도 1 내지 도 7에 도시하는 가스 노즐(76 내지 81)을 채용함으로써 가스 공급부(76C, 78C, 80C)가 처리 용기(34)의 길이 방향(연직 방향)으로 일직선 상에 나열되어 배치된다. 이 구성에서는, 기판의 면 내 가스 농도 분포를 상층, 중층, 하층으로 비교한 경우, 상층 및 중층에서도 하층측과 거의 동일한 가스 농도의 분포로 되는 것이 확인되었다{도 14의 (C) 참조}. 따라서 본 실시 형태의 기판 처리 장치(1)를 사용함으로써 기판의 면 내 및 면 간에서 공급 가스의 농도 분포의 치우침을 억제할 수 있어, 기판의 면 내 및 면 간에서 성막되는 막 두께를 균일하게 할 수 있다.

이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명했지만 상기 내용은 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.

1: 기판 처리 장치
34: 처리 용기
44: 내관
46: 외관
48: 노즐 수용부
52: 개구부
76: 가스 노즐
77: 가스 노즐
78: 가스 노즐
79: 가스 노즐
80: 가스 노즐
81: 가스 노즐
76A: 가스 구멍
77A: 가스 구멍
78A: 가스 구멍
79A: 가스 구멍
80A: 가스 구멍
81A: 가스 구멍
76B: 노즐 기부
77B: 노즐 기부
78B: 노즐 기부
79B: 노즐 기부
80B: 노즐 기부
81B: 노즐 기부
76C: 가스 공급부
77C: 가스 공급부
78C: 가스 공급부
79C: 가스 공급부
80C: 가스 공급부
81C: 가스 공급부
100: 가이드
200: 가이드
W: 웨이퍼

Claims

복수의 기판을 수용 가능하게 설치되고, 해당 복수의 기판을 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에 설치되고, 상기 처리 용기의 주위 방향으로 나열되고 또한 상기 처리 용기의 길이 방향으로 연장되어, 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 복수의 가스 노즐과,
상기 처리 용기 내의 상기 복수의 가스 노즐과 대향하는 위치에 설치되어, 상기 처리 용기 내의 가스를 배기하는 배기부를 갖고,
상기 가스 노즐은, 상기 처리 용기의 주위 방향으로 나열되는 노즐 기부와, 상기 노즐 기부에 접속하여 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급부를 갖고,
상기 복수의 가스 노즐은, 상기 처리 용기 내에서 가장 하방에 위치하는 제1 가스 공급부를 갖는 제1 가스 노즐과, 상기 제1 가스 공급부보다도 상방에 위치하는 제2 가스 공급부를 갖는 제2 가스 노즐을 갖고,
상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부가 상기 처리 용기의 길이 방향으로 일직선 상에 배치되도록 상기 제2 가스 노즐이 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 가스 노즐의 제1 노즐 기부는 직선상으로 형성되고,
상기 제2 가스 노즐의 제2 노즐 기부는, 상기 제2 가스 공급부에 접속하는 측의 단부가 L자형으로 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 노즐 기부는 상기 제2 가스 공급부의 하단부에 접속하는, 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 노즐 기부는 상기 제2 가스 공급부의 상단부에 접속하는, 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 노즐 기부는 상기 제2 가스 공급부의 중앙부에 접속하는, 기판 처리 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 가스 노즐은, 상기 제2 가스 공급부보다도 상방에 위치하는 제3 가스 공급부를 갖는 제3 가스 노즐을 더 갖는, 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 제3 가스 노즐의 제3 노즐 기부는 L자형으로 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 처리 용기 내에 설치되어, 상기 복수의 가스 노즐을 수용하는 노즐 수용부를 갖고,
상기 배기부의 폭 치수는 상기 노즐 수용부의 폭 치수보다도 좁은, 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 가스 공급부에는, 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 하나 이상의 가스 구멍이 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 가스 공급부를 걸림 지지하는 가이드 기구를 갖는, 기판 처리 장치.
제10항에 있어서,
상기 가이드 기구는 상기 처리 용기의 내벽에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
제10항에 있어서,
상기 가이드 기구는, 상하 방향으로 나열되는 상기 가스 공급부를 연결하는 구조를 갖는, 기판 처리 장치.