KR20190133101A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20190133101A
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히토시 가토
도시유키 나카쯔보
다케시 고바야시
도모야 하세가와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판 보유 지지부의 자전 기구 및 회전 테이블의 회전 기구를 구비한 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리에 있어서, 기판 보유 지지부 내에서의 기판의 미끄럼이나 자전 이외의 기판의 이동을 방지할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다. 처리실 내에 마련된 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 마련된 자전 가능한 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적어도 하나의 기판을 적재하는 공정과, 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적재된 상기 적어도 하나의 기판의 측면의 적어도 3점에 기판 접촉부를 접촉시켜 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지하는 공정과, 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 의해 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지한 상태에서 상기 회전 테이블을 회전시킴과 함께 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부를 자전시키면서 기판 처리를 행하는 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 처리 용기 내에 마련된 회전 테이블에 적재된 기판을 공전시키면서 처리 가스에 의한 처리를 행하고, 기판이 적재되는 적재대는, 회전 테이블의 회전축을 따른 방향으로 신장되는 자전축 주위로 자전 가능하게 마련되어, 적재대를 자전축 주위로 자전시키면서 회전 테이블도 회전시켜, 기판 처리를 행하는 기판 처리 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 영역의 자전 기구가 없고, 회전 테이블만을 회전시키는 기판 처리 장치에 있어서, 기판의 부상을 방지하기 위한 기판 보유 지지 기구를 갖는 구성이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 제2017-139449호 공보 일본 특허 공개 제2016-152264호 공보
본 개시는, 기판 보유 지지부의 자전 기구 및 회전 테이블의 회전 기구를 구비한 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리에 있어서, 기판 보유 지지부 내에서의 기판의 위치 어긋남을 방지할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 기판 처리 방법은, 처리실 내에 마련된 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 마련된 자전 가능한 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적어도 하나의 기판을 적재하는 공정과,
상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적재된 상기 적어도 하나의 기판의 측면의 적어도 3점에 기판 접촉부를 접촉시켜 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지하는 공정과,
상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 의해 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지한 상태에서 상기 회전 테이블을 회전시킴과 함께 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부를 자전시키면서 기판 처리를 행하는 공정을 포함한다.
본 개시에 의하면, 기판 보유 지지부 내에서의 기판의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 횡단 평면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치 내에 마련된 회전 테이블의 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 확대 종단 측면도이다.
도 5는 회전 테이블에 마련되어 있는 적재대를 자전시키는 자기 기어 기구의 확대 사시도이다.
도 6은 자기 기어 기구의 제1 작용도이다.
도 7은 자기 기어 기구의 제2 작용도이다.
도 8은 자기 기어 기구의 제3 작용도이다.
도 9는 웨이퍼 홀더에 적재된 웨이퍼의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 노치 어긋남 평가의 결과를 그래프화해서 도시한 도면이다.
도 11은 웨이퍼의 위치 어긋남의 시간 의존성을 평가해서 그래프화한 도면이다.
도 12는 본 개시의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 위치 어긋남 방지 기구의 사시도이다.
도 13은 본 개시의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 위치 어긋남 방지 기구의 확대도이다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 위치 어긋남 방지 기구의 상세한 구조 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 노치 접촉 부재의 평면 형상 예를 도시한 도면이다.
도 16은 외주 위치 어긋남 방지 부재의 평면 형상 예를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 개시를 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.
[기판 처리 장치]
본 개시의 기판 처리 장치의 일 실시 형태로서, 기판인 웨이퍼(W)에 ALD(Atomic Layer Deposition, 원자층 퇴적법)에 의한 성막 처리를 실행하는 성막 장치(1)에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 회전 가능한 서셉터, 즉 회전 테이블식 서셉터를 갖고, 서셉터의 상면에 마련된 기판 보유 지지부가 자전 가능한 기판 처리 장치라면, 다양한 기판 처리 장치에 적용 가능하지만, 본 실시 형태에서는, 기판 처리 장치를 ALD 성막 장치로서 구성한 예에 대해서 설명한다.
또한, ALD 성막 장치에 의해 성막하는 막의 종류의 한정은 특별히 없고, 성막 가능한 모든 막에 적용 가능하지만, 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)에 Si(실리콘)를 포함하는 원료 가스로서 BTBAS(비스터셔리부틸아미노실란) 가스를 흡착시킨 후, BTBAS 가스를 산화하는 산화 가스인 오존(O3) 가스를 공급해서 SiO2(산화 실리콘)의 분자층을 형성하고, 이 분자층을 개질하기 위해서 플라스마 발생용 가스로부터 발생한 플라스마에 노출시키는 처리를 행하는 예에 대해서 설명한다. 이 예에서는, 이들 일련의 처리가 복수회 반복해서 행하여져, SiO2막이 형성되도록 구성되어 있다. 상술한 원료 가스, 산화 가스 및 플라스마 발생용 가스는, 본 실시 형태의 처리 가스에 상당한다.
도 1은, 본 개시의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 단면도이다. 도 2는, 본 개시의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 진공 용기 내의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 성막 장치(1)는, 대략 원 형상의 편평한 진공 용기(처리 용기 또는 처리실)(11)와, 진공 용기(11) 내에 수평하게 배치된 원판 형상의 회전 테이블(2)을 구비하고 있다. 진공 용기(11)는, 천장판(12)과, 진공 용기(11)의 측벽 및 저부를 이루는 용기 본체(13)에 의해 구성되어 있다.
회전 테이블(2)은, 후술하는 지지판(42)을 통해서, 회전 테이블(2)의 중심부 하방측의 위치로부터 연직 하방으로 신장되는 회전축(21)에 접속되어 있다. 회전축(21)은, 진공 용기(11) 내를 외부 분위기로부터 기밀하게 유지하기 위해서, 용기 본체(13)의 저부에 마련된 도시하지 않은 베어링부를 관통하여, 용기 본체(13)의 하방측에 배치된 제2 회전 기구로서의 공전용 회전 구동부(22)에 접속되어 있다. 공전용 회전 구동부(22)를 사용해서 회전축(21)을 회전시킴으로써, 상면측에서 보았을 때 회전 테이블(2)을 예를 들어 시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
진공 용기(11)를 구성하는 천장판(12)의 하면에는, 회전 테이블(2)의 중심부에 대향하도록 하방측을 향해서 돌출되는 평면으로 보아 원형의 중심 영역 형성부(C)와, 중심 영역 형성부(C)로부터 회전 테이블(2)의 외측을 향해서 넓어지게 형성된 평면으로 보아 부채형의 돌출부(17)가 형성되어 있다. 이들 중심 영역 형성부(C) 및 돌출부(17)는, 진공 용기(11)의 내부 공간에, 그 외측 영역에 비해서 낮은 천장면을 형성하고 있다. 중심 영역 형성부(C)와 회전 테이블(2)의 중심부의 간극은 N2 가스의 유로(18)를 구성하고 있다. 웨이퍼(W)의 처리 중에 있어서는, 중심 영역 형성부(C)의 내측의 영역을 향해서 도시하지 않은 가스 공급관으로부터 N2 가스를 공급함으로써, 상기 유로(18)로부터 회전 테이블(2)의 외측 전체 둘레를 향해서 N2 가스가 토출된다. 이 N2 가스는, 원료 가스 및 산화 가스가 회전 테이블(2)의 중심부 상에서 접촉하는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상면에는, 기판을 보유 지지하기 위한 웨이퍼 홀더(24)가 마련된다. 또한, 웨이퍼 홀더(24)에는, 웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(24) 내에서의 위치 어긋남을 방지하는 위치 어긋남 방지 기구(120)가 마련되어 있다. 또한, 웨이퍼 홀더(24)의 내경은, 예를 들어 웨이퍼(W)가 300mm의 직경인 경우, 302mm 정도로 설정해도 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 위치 어긋남 방지 기구(120)는, 웨이퍼(W)의 측면과 접촉하는 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)를 갖는다. 또한, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는, 웨이퍼(W)의 노치(T)와 걸림 결합하도록 접촉하는 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)와, 웨이퍼(W)의 원형 부분의 측면과 접촉하는 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)를 갖는다. 또한, 위치 어긋남 방지 기구(120)의 상세에 대해서는 후술한다.
다음으로 회전 테이블(2)의 하방측의 구조에 대해서 설명한다. 도 3은, 본 개시의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 회전 테이블(2)의 하방의 구조를 도시한 도면이다.
도 1, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 성막 장치(1)에 있어서, 회전 테이블(2)은 원판 형상의 지지판(42)에 의해 하방측으로부터 지지되어 있다. 또한 당해 지지판(42)은, 웨이퍼(W)가 적재되는 후술하는 웨이퍼 홀더(24)를 회전 테이블(2)로부터 독립된 상태에서 지지하여, 웨이퍼 홀더(24)에 걸리는 기기의 하중을 회전 테이블(2)에 가하지 않는 구조로 되어 있다. 웨이퍼 홀더(24)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 부분, 즉 기판 보유 지지부이다. 또한, 웨이퍼 홀더(24)의 주연부에는, 위치 어긋남 방지 기구(120)의 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)가 마련되어 있다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이 진공 용기(11)의 내부의 공간은, 상하에 간격을 두고 배치된 회전 테이블(2), 지지판(42)을 따로따로 수용하기 위해서, 주연측 횡벽부(191) 및 중앙측 횡벽부(192)에 의해 상하로 구획되어 있다.
본 실시 형태에서 주연측 횡벽부(191)는, 용기 본체(13)의 내측 벽면으로부터 용기 본체(13)의 중앙부측을 향해서 가로 방향으로 돌출되도록 마련된 대략 원환 형상의 부재에 의해 구성되어 있다. 주연측 횡벽부(191)를 구성하는 원환 부재의 개구의 내측에는 대략 원판 형상의 부재에 의해 구성된 중앙측 횡벽부(192)가, 주연측 횡벽부(191)와 거의 동일한 높이 위치에 배치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 중앙측 횡벽부(192)는, 천장판(12)의 중앙부를 상하 방향으로 관통하도록 마련된 현수 지주부(193)에 의해 현수 지지되어 있다. 이때 중앙측 횡벽부(192)의 상방측에 배치되는 회전 테이블(2)의 중앙부에는, 현수 지주부(193)를 관통시키는 개구부(202)가 마련되어, 중앙측 횡벽부(192)를 현수 지지하는 현수 지주부(193)에 의해 회전 테이블(2)의 회전 동작이 방해받지 않는 구성으로 되어 있다(도 3).
또한, 중앙측 횡벽부(192)의 직경은, 주연측 횡벽부(191)의 개구의 직경보다도 작고, 중앙측 횡벽부(192)의 외주면과 주연측 횡벽부(191)의 내주면의 사이에는, 양 횡벽부(191, 192)의 상하의 공간을 연통시키는 원환 형상의 슬릿(32)이 형성되어 있다.
상술한 구성에 의해 진공 용기(11)의 내부 공간이 상하로 구획되어, 주연측 횡벽부(191), 중앙측 횡벽부(192)의 상방측의 공간에는 회전 테이블(2)이 수용되고, 하방측의 공간에는 당해 회전 테이블(2) 등을 지지하는 지지판(42)이 수용된다(도 1).
또한 도 1에 도시한 바와 같이, 주연측 횡벽부(191)의 상면에는, 상면측에서 보아 원환형의 오목부(311)이 형성되고, 또한 중앙측 횡벽부(192)의 상면에는 상면측에서 보아 원형의 오목부(312)가 형성되어 있다. 이들 오목부(311, 312) 내에는 회전 테이블(2)의 상면측에 적재되는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(33)가 배치되어 있다. 히터(33)는, 예를 들어 가늘고 긴 관 형상의 카본와이어 히터로 이루어지는 다수의 히터 엘리먼트를 원환 형상으로 배치한 구성으로 되어 있지만, 도 1 등에서는 간략화하여 표시되어 있다.
중앙측 횡벽부(192)의 히터(33)에 대해서는, 예를 들어 현수 지주부(193) 내에 배치된 급전선(331)을 통해서 전력이 공급된다. 한편, 주연측 횡벽부(191)의 히터(33)에 대해서는, 용기 본체(13)의 측벽 등을 관통하도록 배치된 도시하지 않은 급전선을 통해서 전력이 공급된다.
히터(33)가 마련되는 오목부(311, 312) 내의 공간은, 도시하지 않은 가스 노즐에 의해 N2 가스가 공급됨으로써 처리 가스 등의 진입을 억제하고 있다. 또한, 각 오목부(311, 312)의 상면측의 개구는, 실드(34)에 의해 막혀 있다.
나아가, 고온이 되는 히터(33)를 수용한 주연측 횡벽부(191)나 중앙측 횡벽부(192)의 저부측에는, 이들 주연측 횡벽부(191)나 중앙측 횡벽부(192)를 구성하는 부재를 냉각하기 위한 냉매를 통류시키는 냉매 유로(313)가 형성되어 있다. 이들 N2 가스나 냉매에 대해서도 현수 지주부(193)나 용기 본체(13)의 측벽 내에 형성된 도시하지 않은 N2 가스 유로, 냉매 공급로를 통해서 공급된다.
또한 도 1이나 도 4의 확대 종단면도에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 하면의 주연측 영역과, 주연측 횡벽부(191)의 상면의 주연측 영역의 사이에는, 회전 테이블(2)의 하면에 형성된 원환 형상의 복수개의 돌출 형상부 및 홈부와, 주연측 횡벽부(191)의 상면에 형성된 원환 형상의 복수개의 돌출 형상부 및 홈부를 조합하여 이루어지는 래비린스 시일부(27)가 마련되어 있다. 래비린스 시일부(27)는, 회전 테이블(2)의 상면측에 공급된 각종 처리 가스가 회전 테이블(2)의 하면측의 공간에 진입하는 것을 억제함과 함께, 후술하는 베어링 유닛(43) 등에서 파티클이 발생한 경우에도, 당해 파티클이 회전 테이블(2)의 상방의 공간에 진입하는 것을 억제한다.
또한 도 2에 도시한 바와 같이, 주연측 횡벽부(191), 중앙측 횡벽부(192)의 상방측의 공간에서의 회전 테이블(2)의 외측에는, 진공 용기(11) 내를 배기하는 배기구(35, 36)가 개구되어 있다. 배기구(35, 36)에는, 진공 펌프 등에 의해 구성되는 도시하지 않은 진공 배기 기구가 접속되어 있다.
계속해서 회전 테이블(2)에 관한 구조에 대해서 도 3도 참조하면서 보다 상세하게 설명한다.
회전 테이블(2)의 상면측(일면측)에는, 당해 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라 평면 형상이 원형인 웨이퍼 홀더(24)가 마련되어 있다. 웨이퍼 홀더(24)의 상면에는 오목부(25)가 형성되어 있고, 오목부(25) 내에 웨이퍼(W)가 수평하게 수납된다. 웨이퍼 홀더(24)는 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 적재 영역이다.
회전 테이블(2)의 하면에는, 회전 테이블(2)의 중심에서 보아 상기 슬릿(32)에 대응하는 위치로부터 연직 하방을 향해서 연장 돌출되도록, 복수개의 지주(41)가 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 마련되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 각 지주(41)는 슬릿(32)을 관통하여, 주연측 횡벽부(191), 중앙측 횡벽부(192)의 하방측의 공간에 수용된 지지부인 지지판(42)에 접속되어 있다.
도 1, 도 3에 도시한 바와 같이, 지지판(42)의 하면측 중앙부는 이미 설명한 회전축(21)의 상단부에 접속되어 있다. 따라서, 회전축(21)을 회전시키면, 지지판(42) 및 지주(41)를 통해서 회전 테이블(2)이 연직축 주위로 회전하게 된다.
이어서 웨이퍼 홀더(24)에 관한 구성에 대해서 설명한다.
각 웨이퍼 홀더(24)의 하면측 중앙부에는 웨이퍼 홀더(24)를 지지하는 자전축(26)이 연직 하방으로 연장 돌출되도록 마련되어 있다. 자전축(26)은 회전 테이블(2)에 형성된 개구부(201)에 삽입되고, 또한 슬릿(32)을 관통하여, 이미 설명한 지지판(42)에 고정된 베어링 유닛(43)에 의해 지지되어 있다. 따라서 웨이퍼 홀더(24)는, 회전 테이블(2)과는 독립하여, 자전축(26)을 통해서 지지판(42)으로 지지되어 있게 된다.
베어링 유닛(43)은, 자전축(26)을 회전 가능하게 보유 지지하기 위한 베어링과, 당해 베어링으로부터의 파티클의 비산을 방지하기 위한 자기 시일을 구비하고 있다(모두 도시하지 않음). 자전축(26)의 하부측은, 베어링 유닛(43)을 관통해서 지지판(42)의 하면측으로 연장되고, 그 하단부에는 후술하는 수동 기어부(45)가 마련되어 있다.
여기서 도 1, 도 4에 도시한 바와 같이 지지판(42)의 하면의 주연측 영역은, 용기 본체(13)의 내측 벽면으로부터 용기 본체(13)의 중앙부측을 향해서 가로 방향으로 돌출되도록 마련된 대략 원환 형상의 돌기부(194)의 상면과 대향하도록 배치되어 있다. 이들 지지판(42)과 돌기부(194)의 사이에는, 지지판(42)의 하면에 형성된 원환 형상의 복수개의 돌출 형상부 및 홈부와, 돌기부(194)의 상면에 형성된 원환 형상의 복수개의 돌출 형상부 및 홈부를 조합하여 이루어지는 래비린스 시일부(46)가 마련되어 있다.
또한, 래비린스 시일부(46)의 내측에는, 지지판(42)의 하면으로부터 하방측을 향해서 신장되도록 통형 벽부(47)가 형성되어 있다. 이 통형 벽부(47)는, 이미 설명한 돌기부(194)의 내측에 삽입되어, 통형 벽부(47)의 외주면과 돌기부(194)의 내주면의 사이에는 좁은 간극이 형성된다.
래비린스 시일부(46)나 통형 벽부(47)는, 지지판(42)의 상면측으로부터 각종 처리 가스가 지지판(42)의 하면측의 공간에 진입하는 것을 억제함과 함께 베어링 유닛(43)이나 후술하는 회전 구동부(53)에서 파티클이 발생한 경우에도, 당해 파티클이 지지판(42)의 상방의 공간에 진입하는 것을 억제한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더(24)의 웨이퍼 적재 영역의 외측 측면에는, 위치 어긋남 방지 기구(120)이 마련되어 있다. 또한, 위치 어긋남 방지 기구(120)의 상세에 대해서는 후술한다.
또한 진공 용기(11)에 관한 다른 구조에 대해서 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이 용기 본체(13)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반송구(37)와, 당해 반송구(37)를 개폐하는 게이트 밸브(38)가 마련되어 있다. 반송구(37)를 통해서 진공 용기(11) 내에 외부의 반송 기구를 진입시킴으로써, 당해 반송 기구와 웨이퍼 홀더(24)의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달이 행하여진다. 구체적으로는, 각 웨이퍼 홀더(24)의 오목부(25)의 저면, 주연측 횡벽부(191), 지지판(42), 용기 본체(13)의 저부를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍을 형성해 둔다. 그리고, 웨이퍼 홀더(24)를 반송구(37)에 대향하는 위치로 이동시켰을 때, 각 관통 구멍 내를 승강하는 승강 핀(16)(도 14 참조)을 사용하여, 당해 승강 핀(16)의 상단이 오목부(25)의 상면측과 지지판(42)의 하방측의 사이를 승강하도록 구성한다. 이 승강 핀(16)을 통해서, 웨이퍼(W)의 전달이 행하여진다. 또한, 도 4에 있어서, 핀 및 각 관통 구멍의 도시는 생략되어 있다.
또한, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상방측에는, 원료 가스 노즐(61), 분리 가스 노즐(62), 산화 가스 노즐(63), 플라스마 발생용 가스 노즐(64), 분리 가스 노즐(65)이 이 순서대로, 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 각 가스 노즐(61 내지 65)은, 진공 용기(11)의 측벽으로부터 중심부를 향하여, 회전 테이블(2)의 직경 방향을 따라서 수평하게 신장되는 막대 형상으로 형성되고, 당해 직경 방향을 따라서 서로 간격을 두고 마련된 다수의 토출구(66)로부터, 각종 가스를 하방측을 향해서 토출한다.
원료 가스 노즐(61)은, 원료 가스로서의 상술한 BTBAS(비스터셔리부틸아미노실란) 가스를 토출한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 원료 가스 노즐(61)을 덮는 노즐 커버(67)가 필요에 따라서 마련된다. 노즐 커버(67)는, 원료 가스 노즐(61)로부터 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측 및 하류측을 향해서 넓어지는 부채 형상으로 형성되어 있다. 노즐 커버(67)는, 그 하방에서의 BTBAS 가스의 농도를 높여, 웨이퍼(W)에 대한 BTBAS 가스의 흡착성을 높게 하는 역할을 갖는다. 또한, 산화 가스 노즐(63)은, 원료 가스와 반응하여 반응 생성물을 생성 가능한 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부로서, 해당 반응 가스로서 앞서 설명한 오존 가스를 토출한다. 분리 가스 노즐(62, 65)은 N2 가스를 토출하고, 상면측에서 보아 천장판(12)의 부채형의 돌출부(17)를 각각 둘레 방향으로 분할하는 위치에 배치되어 있다.
플라스마 발생용 가스 노즐(64)은, 예를 들어 아르곤(Ar) 가스와 산소(O2) 가스의 혼합 가스로 이루어지는 플라스마 발생용 가스를 토출한다.
또한 천장판(12)에는 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라서 부채형의 개구부가 마련되고, 이 개구부를 막도록 플라스마 형성부(71)가 마련되어 있다. 플라스마 형성부(71)는, 석영 등의 유전체로 이루어지는 컵 모양의 본체부(710)를 구비하고, 이 본체부(710)에 의해 천장판(12)측의 개구부가 막힌다. 플라스마 형성부(71)는, 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 보아, 산화 가스 노즐(63)과 돌출부(17)의 사이에 마련되어 있다. 도 2에는 플라스마 형성부(71)가 마련되는 위치를 일점쇄선으로 나타내고 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 본체부(710)의 하면측에는, 이미 설명한 부채형의 개구부를 따라 하방측을 향해서 돌출되는 돌출 형상부(72)가 마련되어 있다. 이미 설명한 플라스마 발생용 가스 노즐(64)의 선단부는, 이 돌출 형상부(72)에 둘러싸이는 영역 내에 가스를 토출할 수 있도록, 회전 테이블(2)의 외주측으로부터 당해 돌출 형상부(72)에 둘러싸이는 영역 내에 삽입되어 있다. 돌출 형상부(72)는, 플라스마 처리 영역(R3)의 하방측에의 N2 가스, 오존 가스 및 BTBAS 가스의 진입을 억제하여, 플라스마 발생용 가스의 농도의 저하를 억제하는 역할을 갖는다.
플라스마 형성부(71)의 본체부(710)의 상면측에는 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에는 상면측을 향해서 개구되는 상자형의 패러데이 실드(73)가 배치되어 있다. 패러데이 실드(73)의 저부에는, 절연용 판 부재(74)를 사이에 두고, 금속선을 연직축 둘레로 코일 형상으로 권회한 안테나(75)가 마련되어 있고, 안테나(75)에는 고주파 전원(76)이 접속되어 있다.
또한 패러데이 실드(73)의 저면에는, 안테나(75)에의 고주파 인가 시에 당해 안테나(75)에서 발생하는 전자계 중 전계 성분이 하방을 향하는 것을 저지함과 함께, 자계 성분을 하방을 향하게 하기 위한 슬릿(77)이 형성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 슬릿(77)은, 안테나(75)의 권회 방향에 대하여 직교(교차)하는 방향으로 신장되어, 안테나(75)의 권회 방향을 따라서 다수 형성되어 있다.
상술한 구성을 구비하는 플라스마 형성부(71)를 사용하여, 고주파 전원(76)을 온으로 해서 안테나(75)에 고주파를 인가하면, 플라스마 형성부(71)의 하방에 공급된 플라스마 발생용 가스를 플라스마화할 수 있다.
또한, 도시의 편의상, 도 4의 확대 종단면도에서는, 플라스마 형성부(71) 및 그 하방측의 플라스마 발생용 가스 노즐(64), 냉매 유로(313)의 기재는 생략되어 있다.
회전 테이블(2) 상에서, 원료 가스 노즐(61)의 노즐 커버(67)의 하방 영역을, 원료 가스인 BTBAS 가스의 흡착이 행하여지는 흡착 영역(R1)이라 하고, 산화 가스 노즐(63)의 하방 영역을, 오존 가스에 의한 BTBAS 가스의 산화가 행하여지는 산화 영역(R2)이라 한다. 또한, 플라스마 형성부(71)의 하방 영역을, 플라스마에 의한 SiO2막의 개질이 행하여지는 플라스마 처리 영역(R3)이라 한다. 돌출부(17)의 하방 영역은, 분리 가스 노즐(62, 65)로부터 토출되는 N2 가스에 의해, 흡착 영역(R1)과 산화 영역(R2)을 서로 분리하여, 원료 가스와 산화 가스의 혼합을 방지하기 위한 분리 영역(D)을 구성한다.
여기서 용기 본체(13)에 마련된 이미 설명한 배기구(35)는, 흡착 영역(R1)과, 당해 흡착 영역(R1)에 대하여 상기 회전 방향 하류측에 인접하는 분리 영역(D)의 사이의 외측으로 개구되어 있어, 잉여의 BTBAS 가스를 배기한다. 또한 배기구(36)는, 플라스마 처리 영역(R3)과, 당해 플라스마 처리 영역(R3)에 대하여 상기 회전 방향 하류측에 인접하는 분리 영역(D)의 경계 부근의 외측에 개구되어 있어, 잉여의 O3 가스 및 플라스마 발생용 가스를 배기한다. 각 배기구(35, 36)로부터는, 각 분리 영역(D), 회전 테이블(2)의 중심 영역 형성부(C)로부터 각각 공급되는 N2 가스도 배기된다.
이상 설명한 구성을 구비하는 성막 장치(1)에 있어서, 회전 테이블(2)을 회전시켜 웨이퍼 홀더(24)에 적재된 웨이퍼(W)를 연직 방향으로 신장되는 회전축(21) 주위로 공전시킬 때, 각 웨이퍼 홀더(24)는, 당해 웨이퍼 홀더(24)의 하면측 중앙부를 지지하여, 연직 방향으로 신장되는 자전축(26) 주위로 자전할 수 있다.
이하, 도 4, 도 5 등을 참조하면서, 웨이퍼 홀더(24)를 자전시키는 기구의 상세에 대해서 설명한다.
도 4, 도 5에 도시하는 바와 같이 베어링 유닛(43)을 관통한 각 자전축(26)의 하단부는, 편평한 원기둥인 수동 기어부(45)의 상면에, 서로의 중심축을 일치시킨 상태에서 접속되어 있다. 따라서, 수동 기어부(45)는, 자전축(26)을 통해서 웨이퍼 홀더(24)에 연결되어 있게 된다. 또한 베어링 유닛(43)은, 자전축(26)을 회전 가능하게 보유 지지하고 있으므로, 수동 기어부(45)를 둘레 방향으로 회전시키면, 각 웨이퍼 홀더(24)를 자전축(26) 주위로 자전시킬 수 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이 수동 기어부(45)의 측 둘레면에는, 복수의 영구 자석(450)이 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 이들 영구 자석(450)은, 인접해서 배치되는 영구 자석(450, 450) 사이에서, 수동 기어부(45)의 측 둘레면에 노출되는 극(N극면(451), S극면(452))이 상이하도록 교대로 배치되어 있다. 또한, 수동 기어부(45)의 측 둘레면에 노출되는 N극면(451), S극면(452)은, 예를 들어 당해 측 둘레면을 상단 에지로부터 하단 에지를 향해서 상하 방향으로 신장되는 직사각형으로 형성되어 있다. 복수의 영구 자석(450)이 배치된 수동 기어부(45)의 측 둘레면은, 당해 수동 기어부(45)의 수동면에 상당한다.
이미 설명한 바와 같이 수동 기어부(45)에 접속된 자전축(26)은, 회전 테이블(2)과 공통의 지지판(42)으로 지지되어 있으므로, 회전 테이블(2)을 회전시키면 각 자전축(26)도 슬릿(32)을 따라 회전축(21) 주위를 공전한다. 따라서, 자전축(26)의 하단부에 마련된 수동 기어부(45)에 대해서도 상기 슬릿(32)에 대응한 이동 궤도(O)를 따라 이동한다(도 6 내지 도 8에 파선으로 나타낸 이동 궤도(O) 참조).
도 4에 도시한 바와 같이 지지판(42)의 하방측에 위치하는 용기 본체(13)의 저부에는, 상기 수동 기어부(45)를 둘레 방향으로 회전시키기 위한 원판인 구동 기어부(51)가 배치되어 있다. 구동 기어부(51)는, 수동 기어부(45)가 이동 궤도(O) 상의 미리 설정된 위치를 통과할 때, 당해 수동 기어부(45)의 측 둘레면(수동면)에 대하여 원판의 일면을 대향시킨 상태가 되는 위치에 배치되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이 구동 기어부(51)의 상기 일면측에는, 복수의 영구 자석(510)이 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 이들 영구 자석(510)은, 인접해서 배치되는 영구 자석(510, 510) 사이에서, 구동 기어부(51)의 일면에 노출되는 극(N극면(511), S극면(512))이 상이하도록 교대로 배치되어 있다.
또한, 구동 기어부(51)의 일면에 노출되는 N극면(511), S극면(512)은, 당해 일면에 대향하는 영역을 통과하는 수동 기어부(45)의 측 둘레면에 형성된 N극면(451), S극면(452)의 형상과 중첩되도록, 원 형상의 구동 기어부(51)의 일면의 중앙부로부터 주연부를 향해서 반경 방향으로 넓어지는 부채 형상으로 형성되어 있다. 복수의 영구 자석(510)이 배치된 구동 기어부(51)의 일면은, 당해 구동 기어부(51)의 구동면에 상당한다.
또한 구동 기어부(51)에 있어서, 상기 영구 자석(510)이 배치된 일면의 반대측 면의 중앙부에는 구동축(52)의 일단(선단)이 접속되어 있다. 이 구동축(52)의 타단에는 회전 구동부(53)가 마련되고, 당해 회전 구동부(53)를 사용해서 구동축(52)을 회전시킴으로써, 구동 기어부(51)를 회전 중심 주위로 회전시킬 수 있다. 여기서 도 5에 도시한 바와 같이, 구동 기어부(51)의 구동축(52)은, 수동 기어부(45)와 접속된 자전축(26)과 교차하는 방향으로 신장되도록 배치되어 있다.
또한 회전 구동부(53)는, 구동 기어부(51)에 접속된 구동축(52)의 선단 위치를 전후로 이동시킬 수 있다. 그 결과, 도 4 중에 파선으로 나타낸 바와 같이, 구동 기어부(51)의 일면(구동면)과 수동 기어부(45)의 측 둘레면(수동면)의 간격을 조절할 수 있다. 구동축(52)의 선단 위치를 이동시키는 회전 구동부(53)는, 본 실시 형태의 위치 조절부의 기능도 구비하고 있다.
구동 기어부(51)는, 수동 기어부(45)가 구동 기어부(51)에 대향하는 위치를 통과할 때, 수동 기어부(45)의 측 둘레면이 구동 기어부(51)의 일면의 중앙부보다도 상방측을 통과하는 높이 위치에 배치되어 있다. 그 결과, 도 5에 도시하는 바와 같이 수동 기어부(45)에 형성된 영구 자석(450)과 구동 기어부(51)에 형성된 영구 자석(510)이 근접하여, N극면(511)과 S극면(452)의 사이, 또는 S극면(512)과 N극면(451)의 사이에 비교적 강한 자력선(M)이 형성된다.
그리고 예를 들어 구동 기어부(51)의 영구 자석(510)이, 수동 기어부(45)의 영구 자석(450)의 이동 방향과 반대 방향으로 이동하도록 구동 기어부(51)를 회전시키면(구동면을 이동시키면), 상기 자력선(M)이 이동해서 수동 기어부(45)를 회전시킬 수 있다. 그 결과, 수동 기어부(45)의 회전력이 자전축(26)을 통해서 웨이퍼 홀더(24)에 전달되어, 웨이퍼 홀더(24)를 자전시킬 수 있다.
수동 기어부(45)나 구동 기어부(51), 수동 기어부(45)와 웨이퍼 홀더(24)를 연결하는 자전축(26)이나 구동 기어부(51)를 구동하는 구동축(52), 회전 구동부(53) 등은, 본 실시 형태의 자기 기어 기구를 구성하고 있다.
또한 도 3, 도 4 등에 도시하는 바와 같이, 지지판(42)의 하면에는, 지지판(42)의 하면으로부터 돌출된 베어링 유닛(43), 자전축(26) 및 수동 기어부(45)의 측 둘레면의 일부를 둘러싸도록, 반원통 형상의 측벽부(44)가 마련되어 있다. 측벽부(44)는, 구동 기어부(51)가 배치되어 있는 방향과는 반대측의 수동 기어부(45)의 측 둘레면을 둘러싸도록 마련된다.
측벽부(44)의 내주면 하부측의 위치에는, 예를 들어 강자성체 재료로 이루어지는 반원환 형상의 브레이크부(441)가 마련되어 있다. 그리고, 수동 기어부(45)의 영구 자석(450)과 브레이크부(441)의 사이에 형성되는 자력선이, 수동 기어부(45)와 구동 기어부(51)의 사이에 형성되는 자력선보다도 약해지도록, 예를 들어 수동 기어부(45)의 측 둘레면과 브레이크부(441)의 사이의 거리 등이 조절되어 있다.
그 결과, 수동 기어부(45)가 구동 기어부(51)에 대향하는 위치를 통과할 때는, 수동 기어부(45)와 구동 기어부(51)의 사이에 작용하는 힘이 작용해서 수동 기어부(45)를 회전시킬 수 있다. 한편, 당해 위치를 통과한 후에는 수동 기어부(45)와 브레이크부(441)의 사이에 작용하는 힘에 의해, 관성력 등에 수반하는 수동 기어부(45)의 자유 회전을 억제할 수 있다. 수동 기어부(45)의 측 둘레면을 둘러싸는 브레이크부(441)의 내주면은, 수동 기어부(45)의 회전을 정지하기 위한 브레이크면에 상당한다.
이러한 제1 회전 기구로서의 자전 기구를 사용하면, 회전 테이블(2)의 회전 외에도, 웨이퍼 홀더(24)를 회전시킬 수 있기 때문에, 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 즉, 웨이퍼 홀더(24)는, 회전 테이블(2)의 둘레 방향을 따라 배치되기 때문에, 웨이퍼 홀더(24) 내에 배치된 웨이퍼(W)는, 회전 테이블(2)의 중심으로부터의 거리의 차에 의해, 웨이퍼(W) 내의 위치에 따라 이동 속도의 차를 발생시킨다. 즉, 회전 테이블(2)의 회전 중심에 가까운 위치의 이동 속도는 느리고, 회전 테이블(2)의 외주 부근의 이동 속도는 빠르기 때문에, 성막 처리를 행한 경우, 회전 테이블(2)의 반경 방향의 위치에 따라서 성막 처리에 차가 발생하는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 웨이퍼 홀더(24)를 자전시키면, 웨이퍼(W)가 회전 중심 부근으로 이동하거나 외주 부근으로 이동하거나 하기 때문에, 전체적으로 균일한 성막 처리를 행할 수 있고, 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 이러한 웨이퍼 홀더(24)의 자전을 행하면, 웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(24) 내의 위치가 어긋나는 경우가 있다.
도 9는, 웨이퍼 홀더(24)에 적재된 웨이퍼(W)의 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서, 시계 방향으로 회전 테이블(2)은 회전하고, 웨이퍼 홀더(24)도 시계 방향으로 회전하고 있는 경우가 도시되어 있다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 자전을 행하지 않고 임의의 회전 속도 이상으로 회전 테이블(2)을 회전시킨 경우, 웨이퍼(W)는 원심력으로 웨이퍼 홀더(24)의 최외주측으로 밀어 붙여진 상태로 되어 있다. 이 상태에서 1rpm의 속도로 웨이퍼 홀더(24)를 자전시킨 경우, 자전에 수반하여 원심력이 가해지는 방향이 이동하기 때문에 웨이퍼(W)는 웨이퍼 홀더(24)의 내벽을 따라 자전한다는 현상이 발생한다.
웨이퍼(W)의 직경이 300mm, 웨이퍼 홀더(24)의 내경이 302mm일 때, 1rpm의 자전으로 이동하는 웨이퍼(W)의 회전 각도는,
(302π-300π)/302π×360도 /min=2.4도/min
이 된다.
표 1은 그러한 계산에 기초하여 웨이퍼(W)의 회전 각도를 구한 거동 예측 결과이다.
Figure pat00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 자전 속도가 빨라질수록, 웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(24) 내에서의 회전 각도는 커진다.
그래서, 웨이퍼 홀더(24) 내에서 웨이퍼(W)의 노치(T)가 어느 정도 어긋나 있었는지를 5min(분)으로 평가하여 그래프화하였다.
도 10은, 노치 어긋남 평가의 결과를 그래프화하여 도시한 도면이다. 도 10에서는, 자전 속도를 시계 방향과 반시계 방향으로 0 내지 2rpm으로 변화시키고, 회전 테이블(2)의 회전 속도(공전 속도)를 0 내지 180rpm까지 변화시켜 5분간 각각의 상태를 계속하여, 노치 어긋남의 평가를 행하였다. 또한, 도 10에서, 시계 방향을 +, 반시계 방향을 -로 표현하였다.
결과적으로, 공전 속도가 0 내지 30rpm까지는 대략 웨이퍼(W)의 노치(T)가 어긋나지 않지만, 드물게 어긋남이 확인되었다. 노치(T)가 어긋나는 방향은, 자전 방향이 시계 방향(+)인 경우에는 시계 방향으로 어긋나고, 자전 방향이 반시계 방향(-)인 경우에는 반시계 방향으로 어긋나 있다. 그리고, 자전의 회전 속도를 높게 설정할수록, 어긋남양은 크게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이로부터, 노치(T)의 어긋남양은, 공전 속도로부터는 그다지 영향을 받지 않고, 자전 속도에 비례해서 증가하는 경향이 있다고 생각된다.
도 11은, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 시간 의존성을 평가해서 그래프화한 도면이다. 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 시간 의존성을 평가하기 위해서, 5분, 10분, 15분으로 시간을 늘려서 노치(T)의 어긋남양을 측정하였다.
도 11에 도시되는 바와 같이, 자전 속도가 0rpm인 경우에는, 시간 의존성은 없다. 한편, 자전 속도를 -2rpm, +2rpm으로 설정한 경우, 공전 속도가 20rpm인 경우에는 시간 의존성은 나타나지 않지만, 공전 속도가 120rpm인 경우에는, 시간이 길어질수록 노치(T)의 어긋남양이 커진다는 결과가 얻어졌다. 이와 같이, 자전을 행한 경우, 시간이 길어짐에 따라서 웨이퍼(W)의 위치 어긋남이 커진다는 결과가 얻어졌다.
그래서, 이러한 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 방지하기 위해, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 위치 어긋남 방지 기구(120)를 구비한다.
도 12는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 위치 어긋남 방지 기구(120)의 사시도이다. 도 12의 (a)는 위치 어긋남 방지 기구(120)의 전체 사시도이며, 도 12의 (b)는 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)의 확대 사시도이다.
도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 위치 어긋남 방지 기구(120)는, 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)와, 외주 위치 어긋남 방지 기구(120b)를 구비한다. 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)는, 웨이퍼(W)의 노치(T)의 위치 어긋남을 방지하는 기구이며, 외주 위치 어긋남 방지 기구(120b)는, 웨이퍼(W)의 원형 부분을 이루는 외주의 위치 어긋남을 방지하는 기구이다. 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)는, 웨이퍼(W)의 노치(T)가 배치되는 위치에 마련되고, 외주 위치 어긋남 방지 기구(120b)는, 노치(T)와 반대측의 웨이퍼(W)의 외주와 접촉 가능한 위치에 마련된다. 노치는 웨이퍼(W)의 1군데에만 형성되므로, 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)는 1군데에만 마련된다. 한편, 2점 지지에서는 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 막을 수 없으므로, 복수의 외주 위치 어긋남 방지 기구(120b)가 서로 이격된 적어도 2군데에 마련되고, 웨이퍼(W)를 양측으로부터 적어도 3점에서 사이에 끼우도록 하여 보유 지지한다. 또한, 이격 거리가 너무 짧으면, 위치 어긋남의 방지가 곤란해지므로, 외주 위치 어긋남 방지 기구(120b)끼리는 어느 정도의 거리를 갖고, 회전 테이블(2)의 중심을 향하는 서로의 방향이 상이한 정도까지 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a) 및 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)는, 웨이퍼(W)로 압박될 필요가 없고, 웨이퍼(W)에 압력을 가하지 않고 접촉하면 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 방지하기에 충분하다. 또한, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a) 및 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)를 합쳐서 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)라고 칭해도 되는 것으로 한다.
도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)는, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)와, 회전축(90)과, 스프링(100)을 구비한다. 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)는, 웨이퍼(W)의 노치(T)와 접촉하여, 웨이퍼(W)의 노치(T)의 위치 어긋남을 방지하기 위한 부재이다. 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)는, 노치 접촉부(81a)와, 회전부(82)와, 연결부(83)와, 수용부(84)를 갖는다.
기판 접촉부로서의 노치 접촉부(81a)는, 웨이퍼(W)의 노치(T) 및 노치(T) 부근의 측면과 접촉하는 면이며, 노치(T)와 걸림 결합하도록 내측으로 돌출된 노치 걸림 지지부(810)와, 그 양측의 평탄면이 해당한다. 노치 접촉부(81a)는, 노치 걸림 지지부(810)가 노치(T)를 걸어 고정하는 형상을 가짐으로써, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 확실하게 방지하는 역할을 한다.
회전부(82)는, 회전축(90)의 주위로 회전 가능하게 마련된 부분이다. 회전축(90)은, 웨이퍼(W)의 외주면을 따라 연장되도록 수평하게 마련되고, 회전축(90)의 주위를 회전부(82)가 회전함으로써, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)가 연직 방향으로 회전한다.
연결부(83)는, 회전부(82)와 수용부(84)를 연결하는 부분이며, 수용부(84)가 받은 힘 및 회전부(82)가 회전하는 움직임을, 각각 반대측의 회전부(82) 및 수용부(84)에 전달하는 역할을 한다.
수용부(84)는 스프링(100)의 탄성력이나, 후술하는 고정구의 힘을 받아 연결부(83)에 전달하는 역할을 갖는다.
회전축(90)은, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)를 회전 가능하게 지지하기 위해 마련된다. 또한, 스프링(100)은, 수용부(84)에 탄성력을 부여하는 역할을 갖는다.
도 13은, 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)의 확대도이다. 도 13의 (a)는 노치 위치 어긋남 방지 기구(120a)의 투과 평면 확대도이며, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 A-A에서의 단면도이다.
도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)의 노치 접촉부(81a)에 마련된 노치 걸림 지지부(810)가 웨이퍼(W)의 노치(T)와 걸림 결합함으로써, 웨이퍼(W)의 자전을 포함하는 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다.
도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)의 노치 접촉부(81a)가 노치(T)를 갖는 웨이퍼(W)의 측면과 접촉하고, 회전부(82)가 회전축(90)의 주위로 회전 가능하게 마련되어 있다. 연결부(83)는, 회전부(82)와 수용부(84)를 연결하고, 수용부(84)의 하면에는 스프링(100)이 접촉해서 마련되어 있다. 스프링(100)의 하단에는, 스프링 지지부(101)가 마련되어 있다.
도 14는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 위치 어긋남 방지 기구(120)의 상세한 구조 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 도 14의 (b)는 위치 어긋남 방지 기구(120)가 웨이퍼(W)를 접촉 보유 지지한 상태를 도시한 도면이다.
도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 위치 어긋남 방지 기구(120)는, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)와, 회전축(90)과, 스프링(100)과, 스프링 지지부(101)와, 고정구(110)를 갖는다. 상술한 바와 같이, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는 기판 접촉부(81)(도 12(b) 참조)와, 회전부(82)와, 연결부(83)와, 수용부(84)를 갖는다. 또한, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)와 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)를 갖는다. 또한, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)는, 노치 접촉부(81a)를 갖고, 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)는 외주 접촉부(81b)를 각각 갖는다. 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)와 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)의 회전부(82), 연결부(83) 및 수용부(84)는, 공통의 형상을 가지므로, 특별히 구별하지 않고 나타내는 것으로 한다. 예를 들면, 노치 접촉부(81a) 및 외주 접촉부(81b)는, 기판 접촉부(81)를 구성한다.
도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 위치 어긋남 방지 기구(120)는, 웨이퍼 홀더(24)의 외주 부근에 마련된다. 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 홀더(24) 내에, 웨이퍼(W)가 접촉 보유 지지되는 오목부(25)가 마련되고, 위치 어긋남 방지 기구(120)는 오목부(25)의 주위에 마련된다. 즉, 오목부(25)는, 위치 어긋남 방지 기구(120)에 의해 정확하게 웨이퍼(W)가 보유 지지되는 영역이며, 웨이퍼 홀더(24)에 포함되는 영역이다. 웨이퍼 홀더(24)는, 오목해진 형상의 오목부(25)를 갖고, 위치 어긋남 방지 기구(120)는, 오목부(25)의 외측과 하방에 마련된다.
또한, 위치 어긋남 방지 기구(120)는, 도 2, 3, 12 내지 13에 도시한 바와 같이, 적어도 3개 마련되지만, 더 많이 마련되어도 된다.
웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(24)에의 적재는, 승강 핀(16)을 사용해서 행하여진다. 웨이퍼 홀더(24) 및 회전 테이블(2)에는, 관통 구멍(28)이 형성되어 있고, 관통 구멍(28)을 관통하는 승강 핀(16)이 웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(24)에의 전달을 행한다. 또한, 승강 핀(16)은 웨이퍼(W)의 전달이 행하여지는 반송구(37)와 대향하는 위치에만 마련되면 충분하다. 승강 핀(16)이 웨이퍼 홀더(24)의 오목부(25)보다도 하방으로 하강했을 때, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 홀더(24)에 적재된다.
웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더(24)에 적재되어 있을 때는, 웨이퍼(W)의 자중에 의해, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)가 폐쇄되어 웨이퍼(W)에 접촉하는 상태가 된다. 이때, 스프링(100)은 줄어든 상태이며, 스프링(100)의 탄성력에 의해, 수용부(84)가 하방으로 인장되고, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)가 폐쇄되어 웨이퍼(W)의 측면과 접촉한 상태가 된다.
또한, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)의 형상에 대해서는, 도 13에서 설명했지만, 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)는, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)의 노치 접촉부(81a)로부터 노치 걸림 지지부(810)를 제외한 형상이라고 생각해도 된다. 단, 평탄면인 것 보다도, 웨이퍼(W)의 외주를 따른 곡면을 갖는 것이, 웨이퍼(W)와의 접촉부 면적을 증가시켜, 확실하게 웨이퍼(W)를 접촉 보유 지지하는 관점에서는 바람직하다.
또한, 고정구(110)는 웨이퍼(W)를 취출할 때 사용되고, 웨이퍼(W)를 보유 지지하고 있을 때는, 오목부(25)보다도 하방에 배치된다.
도 14의 (a)는 위치 어긋남 방지 기구(120)로부터 웨이퍼(W)가 분리된 상태를 도시한 도면이다. 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 홀더(24)로부터 분리할 경우에는, 승강 핀(16)이 상승해서 웨이퍼(W)를 상승시킴과 함께, 고정구(110)도 상승해서 수용부(84)을 밀어올리고, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)를 외측에 회전시켜, 기판 접촉부(81)를 개방시킨다. 고정구(110)는, 쇼울더(111)의 부분에서 수용부(84)를 상방으로 밀어올린다. 이에 의해, 연결부(83)가 상승하고, 회전부(82)가 회전축(90)의 주위를 외측으로 개방하도록 회전한다. 또한, 고정구(110)는, 스프링(100)의 탄성력에 저항하는 힘을 부여하는 탄성 항력 부여 부재로서, 스프링(100)의 탄성력에 저항해서 상승한다. 따라서, 고정구(110)가 하강했을 때는, 스프링(100)의 탄성력에 의해 수용부(84)가 하강하고, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는 폐쇄되게 된다.
이와 같이, 고정구(110)는, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)에 의한 웨이퍼(W)의 보유 지지를 개방하는 개방 부재로서 기능한다. 구체적으로는, 스프링(100)이 수축하는 가압력이 연결부(83)에 작용하고, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)가 폐쇄로 되어 웨이퍼(W)를 보유 지지하고 있을 때, 스프링(100)의 가압력에 저항해서 연결부(83)를 상방으로 압박하여 스프링(100)을 신장시켜, 수용부(84)에 연결된 연결부(83)를 상방으로 밀어올린다. 연결부(83)의 상승에 의해, 회전부(82)는 외측으로 회전하여, 웨이퍼(W)의 보유 지지를 개방한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는, 승강 핀(16)의 상승에 의해, 연직 방향으로 이동 가능한 상태가 된다.
예를 들어, 이러한 동작에 의해 웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(24)의 적재 및 분리를 행한다. 웨이퍼(W)의 자중 및 스프링(100)의 탄성력을 이용하여, 간단한 동작으로 웨이퍼(W)를 접촉 고정 및 제거할 수 있다.
또한, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는 다양한 재료로 구성되어도 되지만, 진공 용기(11) 내의 처리 공간에 노출되어 있으므로, 발진이 적고, 내열성이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는 회전 테이블(2)과 마찬가지로 석영으로 구성되거나, 또는 세라믹스 등의 내열성이 높고 발진이 적은 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 스프링(100)은 다양한 재료로 구성되어도 되지만, 예를 들어 세라믹스로 구성되어도 된다. 상술한 바와 같이, 진공 용기(11) 내의 부재는, 발진이 적고, 내열성을 갖는 석영 또는 세라믹스로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 석영은, 탄성이 부족하여, 스프링(100)을 형성하기가 곤란하다. 따라서, 스프링(100)은, 예를 들어 세라믹스로 구성되어도 된다.
또한, 스프링(100)의 형상은, 용도에 따라서 다양한 형상이 되어도 되지만, 도 14의 (a), (b)에 도시하는 헬리컬 스프링 형상 외에, 판 스프링으로 구성되어도 된다. 도 14의 (a), (b)에 도시하는 헬리컬 스프링 형상이면, 스프링(100)끼리 접촉해서 콘타미네이션을 발생할 우려가 있으므로, 부품 개수가 적은 판 스프링으로 구성하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 스프링(100)은 판 스프링으로 구성해도 된다.
도 15는, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)의 노치 걸림 지지부(810)의 도 12, 13과 상이한 양태를 도시한 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 노치 걸림 지지부(810)는, 막대 형상의 노치(T)의 안쪽에 들어갈 수 있는 형상이어도 된다. 노치 걸림 지지부(810)는 노치(T)와 완전히 걸림 결합하지 않아도 되며, 노치(T)를 걸림 지지할 수 있으면 된다. 따라서, 노치(T)의 적어도 일부에 접촉하여, 노치(T)의 위치 어긋남을 방지할 수 있으면 되며, 반드시 노치(T)의 형상에 완전히 따른 형상을 하고 있지 않아도 된다. 그 관점에서, 사각형이나 삼각형의 단면을 갖는 막대 형상이어도 되고, 노치(T)의 일부와 접촉하는 내측으로 돌출된 형상이어도 된다. 이와 같이, 노치 걸림 지지부(810)는, 노치(T)를 걸림 지지 가능한 한, 용도에 따라서 다양한 형상을 가져도 된다.
도 16은, 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)의 형상 예를 도시한 도면이다. 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)의 외주 접촉부(81b)는, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 외주의 원형을 따른 곡면 형상을 가져도 되고, 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 단순한 평탄면으로서 형성되어도 된다. 이와 같이, 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)의 외주 접촉부(81b)에 대해서도, 웨이퍼(W)의 외주면을 접촉 보유 지지 가능한 한, 용도에 따라서 다양한 형상으로 할 수 있다.
이어서, 위치 어긋남 방지 기구(120)의 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 도 14의 (a)와 같이, 승강 핀(16)이 상승하여, 도시하지 않은 반송 암으로부터 웨이퍼(W)를 수취한다. 그 후, 승강 핀(16)이 하강하여, 도 14의 (b)에 도시하는 상태가 된다.
구체적으로는, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저, 고정구(110)는 연결부(83)를 상방으로 압박하고, 이에 의해 연결부(83) 및 수용부(84)가 상승하여, 연결부(83)의 외측단에 내측단이 연결된 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)가, 회전축(90) 주위로 외측으로 회전하여, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)의 기판 접촉부(81)가 개방된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더(24) 상에 적재 가능한 상태로 된다.
이어서, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 승강 핀(16)이 웨이퍼 홀더(24) 하방으로 하강하여, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더(24) 상에 적재되면, 이어서 고정구(110)가 하강한다. 이에 의해, 스프링(100)의 수축력이 작용하여, 연결부(83) 및 수용부(84)는 하강한다. 수용부(84)의 하강에 수반하여, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)는 회전축(90) 주위로 내측으로 회전하여, 웨이퍼(W)의 측면부에 접촉한다. 이때, 웨이퍼(W)의 노치(T)와 노치 접촉부(81a)의 노치 걸림 지지부(810)가 걸림 결합하여, 노치 걸림 지지부(810)가 노치(T)를 걸림 지지한다. 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)에는, 스프링(100)의 가압력이 항상 작용하고 있으므로, 웨이퍼(W)는 확실하게 오목부(25) 위, 즉 웨이퍼 홀더(24) 상에 보유 지지된다. 이에 의해, 회전 테이블(2)이 회전하고, 또한 웨이퍼 홀더(24)가 자전해서 웨이퍼(W)의 처리가 행하여져도, 노치 위치 어긋남 방지 부재(80a)가 확실하게 웨이퍼(W)의 노치(T)를 걸림 지지하고, 반대측의 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)에서도 웨이퍼(W)를 접촉 보유 지지하므로, 웨이퍼(W)는 오목부(25) 상에 접촉한 상태에서 보유 지지되어, 회전 테이블의 공전 및 웨이퍼 홀더(24)의 자전을 행하여 웨이퍼(W)의 표면이 처리된다. 웨이퍼(W)는, 오목부(25) 상에 접촉한 상태에서 위치 어긋남 없이 보유 지지되어 있으므로, 이면의 마찰에 의한 파티클의 발생도 없고, 또한 자전 공전의 조합에 의해 양호한 면내 균일성으로 기판 처리(성막 처리)를 행할 수 있다.
웨이퍼(W)의 처리가 종료되면, 고정구(110)가 쇼울더(111)로 수용부(84)를 상방으로 밀어올려, 기판 위치 어긋남 방지 부재(80)가 개방된다. 이어서, 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 승강 핀(16)이 상승하여, 웨이퍼(W)를 지지해서 상방으로 들어 올린다. 그 후에는 도시하지 않은 반송 암이 웨이퍼(W)를 수취하여, 진공 용기(11)의 외부로 처리 후의 웨이퍼(W)가 반출된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 위치 어긋남 방지 기구에 의하면, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 방지하고, 파티클을 발생시키지 않고 회전 테이블(2)의 공전과 웨이퍼 홀더(24)의 자전을 행하면서 기판 처리를 행할 수 있어, 양호한 면내 균일성으로 기판 처리를 행할 수 있다.
또한, 성막 장치(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(130)가 마련되어 있다. 이 제어부(130)에는, 후술하는 성막 처리에 관한 동작을 실행하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 상기 프로그램은, 성막 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 송신해서 각 부의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 각 가스 노즐(61 내지 65)로부터의 각 처리 가스 등의 공급 유량, 히터(33)에 의한 웨이퍼(W)의 가열 온도, 중심 영역 형성부(C)로부터의 N2 가스의 공급 유량, 공전용 회전 구동부(22)에 의한 회전 테이블(2)의 단위 시간당 회전수, 자기 기어 기구에 의한 웨이퍼 홀더(24)의 자전 각도 등이 제어 신호에 따라서 제어된다. 상기 프로그램에는 이들 제어를 행하여, 후술하는 각 처리를 실행하기 위한 스텝 군이 짜여져 있다. 당해 프로그램은, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 기억 매체로부터 제어부(130)에 인스톨된다.
[기판 처리 방법]
이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리 방법의 일례에 대해서 설명한다. 먼저, 웨이퍼 홀더(24)가 반송구(37)에 정렬하도록 회전 테이블(2)이 회전하여, 게이트 밸브(도시하지 않음)를 개방한다. 이어서, 도시하지 않은 반송 암에 의해 반송구(37)를 통해서 웨이퍼(W)를 진공 용기(11) 내에 반입한다. 웨이퍼(W)는, 승강 핀(16)에 의해 수취되고, 도시하지 않은 반송 암이 진공 용기(11)로부터 빼내진 후에, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 구동되는 승강 핀(16)에 의해 웨이퍼 홀더(24)에 내려진다. 도 14의 (a), (b)에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼 홀더(24) 상에 적재된 웨이퍼(W)에 대해서, 위치 어긋남 방지 기구(120)에 의한 웨이퍼(W)의 접촉 보유 지지가 행하여진다. 그리고, 상술한 일련의 동작이 5회 반복되어, 5매의 웨이퍼(W)가 대응하는 웨이퍼 홀더(24)에 적재된다.
계속해서, 진공 용기(11) 내가, 도시하지 않은 진공 펌프 및 압력 조정기에 의해, 미리 설정한 압력으로 유지된다. 회전 테이블(2)이 위에서 보아 시계 방향으로 회전을 개시한다. 회전 테이블(2)의 회전에 맞추어, 용기 본체(13)의 저부에 배치된 구동 기어부(51)의 회전 동작도 개시하고, 웨이퍼 홀더(24)의 자전도 개시한다. 회전 테이블(2)은, 히터(33)에 의해 미리 소정의 온도(예를 들어 300℃)로 가열되어 있어, 웨이퍼(W)가 이 회전 테이블(2)에 적재됨으로써 가열된다. 웨이퍼(W)가 가열되어, 소정의 온도로 유지된 것이 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 확인된 후, BTBAS 가스가 원료 가스 노즐(61)을 통해서 흡착 영역(R1)에 공급되고, O3 가스가 산화 가스 노즐(63)을 통해서 산화 영역(R2)에 공급된다. 또한, 플라스마 발생용 가스 노즐(64)로부터 플라스마 처리 영역(R3)에 플라스마 발생용 가스가 공급됨과 함께, 고주파 전원(76)으로부터 안테나(75)에 고주파 전력이 공급되어, 플라스마가 형성된다. 뿐만 아니라, 분리 가스 노즐(62, 65)로부터 N2 가스가 공급된다. 또한, 중심 영역 형성부(C)로부터 회전 테이블(2)의 표면을 따라 N2 가스가 토출된다.
웨이퍼(W)가 원료 가스 노즐(61)의 하방의 흡착 영역(R1)을 통과할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 BTBAS 분자가 흡착되고, 산화 가스 노즐(63)의 하방의 산화 영역(R2)을 통과할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 O3 분자가 흡착되어, O3에 의해 BTBAS 분자가 산화된다. 따라서, 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 웨이퍼(W)가 흡착 영역(R1) 및 산화 영역(R2)의 양쪽을 1회 통과하면, 웨이퍼(W)의 표면에 산화 실리콘의 1분자층(또는 2 이상의 분자층)이 형성된다. 또한, 웨이퍼(W)가 플라스마 발생용 가스 노즐(64)의 하방의 플라스마 처리 영역(R3)을 통과할 때, 산소 플라스마 및/또는 산소 라디칼에 노출되어, 산화 실리콘의 분자층이 플라스마에 의해 개질된다.
이와 같이, 웨이퍼(W)가 흡착 영역(R1), 산화 영역(R2) 및 플라스마 형성 영역(R3)을 이 순서로 복수회 통과하여, 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적된다. 그때, 웨이퍼(W)는, 위치 어긋남 방지 기구(120)에 의해, 웨이퍼 홀더(24) 내에서 위치 어긋남 없이 접촉 보유 지지되어 있으므로, 이면으로부터 파티클도 발생하지 않고, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 균일한 기판 처리(성막 처리)가 행하여진다.
그리고, 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 퇴적된 후, BTBAS 가스와 O3 가스의 공급을 정지하고, 회전 테이블(2)의 회전을 정지한다. 이때, 웨이퍼(W)의 노치(T)의 위치는, 반입 시와 동일한 위치로, 위치 어긋남은 발생하지 않았다. 또한, 웨이퍼 홀더(24)를 자전시키면서 회전 테이블(2)을 회전시켜 기판 처리를 행하기 때문에, 면내 균일성이 양호한 산화 실리콘막을 각 웨이퍼(W)의 표면 상에 성막할 수 있다.
그리고, 웨이퍼(W)는 반입 동작과 역동작에 의해 순차 도시하지 않은 반송 암에 의해 진공 용기(11)로부터 반출되고, 성막 프로세스가 종료된다. 그때의 웨이퍼(W)의 반출 동작은, 도 14의 (a), (b)에서 설명한 바와 같다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 웨이퍼(W)의 노치(T)를 포함한 3점을 접촉 보유 지지함으로써, 웨이퍼 홀더(24) 내의 웨이퍼(W) 위치 어긋남을 확실하게 방지하면서, 면내 균일성이 양호한 고품질의 성막 처리를 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 노치(T)가 형성되어 있는 웨이퍼(W)의 처리를 예로 들어 설명했지만, 오리엔테이션 플랫이 형성되어 있는 웨이퍼(W)의 경우에도, 오리엔테이션 플랫의 접촉 보유 지지에 적합한 오리엔테이션 플랫 위치 어긋남 방지 부재를 사용하도록 하면, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이 경우, 예를 들어 도 16의 (b)에 도시한 평탄면을 갖는 외주 위치 어긋남 방지 부재(80b)와 마찬가지의 형상을 갖는 오리엔테이션 플랫 위치 어긋남 방지 부재로 구성함으로써, 오리엔테이션 플랫의 접촉 보유 지지가 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 산화 실리콘막을 성막하는 예를 들어 설명했지만, 산화 가스 노즐(63)을 질화 가스 노즐로 해서 NH3 등의 질화 가스를 공급하면, 실리콘 질화막을 성막하는 것도 가능하다. 또한, 원료 가스 노즐(61)로부터 공급하는 원료 가스도 막의 종류, 용도에 따라서 다양한 원료 가스를 공급할 수 있다. 플라스마 발생용 가스 노즐(64)로부터도, 기판 처리에 따른 적절한 플라스마 발생용 가스를 공급하여 적절한 조건으로서 활성화시켜, 개질 처리를 행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
1 : 성막 장치 11 : 진공 용기
2 : 회전 테이블 21 : 회전축
24 : 웨이퍼 홀더 26 : 자전축
42 : 지지판 441 : 브레이크부
45, 45a 내지 45c : 수동 기어부 450 : 영구 자석
51, 51a 내지 51c : 구동 기어부 510 : 영구 자석
52 : 구동축 53 : 회전 구동부
80 : 기판 위치 어긋남 방지 부재 80a : 노치 위치 어긋남 방지 부재
80b : 외주 위치 어긋남 방지 부재 81 : 기판 접촉부
81a : 노치 접촉부 81b : 외주 접촉부
82 : 회전부 83 : 연결부
84 : 수용부 90 : 회전축
100 : 스프링 101 : 스프링 지지부
110 : 고정구 111 : 쇼울더
120 : 위치 어긋남 방지 기구 120a : 노치 위치 어긋남 방지 기구
120b : 외주 위치 어긋남 방지 기구 810 : 노치 걸림 지지부
M : 자력선 O : 이동 궤도
R1 : 흡착 영역 R2 : 산화 영역
R3 : 플라스마 처리 영역 W : 웨이퍼

Claims (14)

  1. 처리실 내에 마련된 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 마련된 자전 가능한 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적어도 하나의 기판을 적재하는 공정과,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적재된 상기 적어도 하나의 기판의 측면의 적어도 3점에 기판 접촉부를 접촉시켜 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지하는 공정과,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 의해 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지한 상태에서 상기 회전 테이블을 회전시킴과 함께 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부를 자전시키면서 기판 처리를 행하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 3점 중 1점은, 상기 적어도 하나의 기판의 노치 또는 오리엔테이션 플랫을 포함하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 3점 중 2점은, 상기 적어도 하나의 기판의 노치 또는 오리엔테이션 플랫의 반대측의 측면에 설정되는 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판 접촉부에 있어서 상기 적어도 3점 중의 1점과 접촉하는 개소는, 상기 노치의 전부 또는 일부와 걸림 결합하는 형상, 또는 상기 노치의 안쪽에 들어갈 수 있는 막대 형상을 갖고,
    상기 기판 접촉부에 있어서 상기 적어도 3점 중의 2점과 접촉하는 개소는, 상기 적어도 하나의 기판의 외주를 따른 곡면 또는 평탄면을 갖는 기판 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 접촉부는, 연직 방향으로 회전 가능하게 지지된 위치 어긋남 방지 부재에 제공되며, 해당 위치 어긋남 방지 부재에는 상기 기판 접촉부를 폐쇄하는 탄성력이 작용하고 있고,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 상기 적어도 하나의 기판을 적재하는 공정은, 상기 탄성력에 저항하는 힘을 상기 위치 어긋남 방지 부재에 부여하여 상기 기판 접촉부를 개방하는 공정을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 의해 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지하는 공정은, 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부 상에 상기 적어도 하나의 기판이 적재되었을 때 상기 적어도 하나의 기판의 자중 및 상기 탄성력으로 상기 기판 접촉부를 상기 적어도 하나의 기판에 접촉시키는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판 처리를 행하는 공정 후, 상기 위치 어긋남 방지 부재에 상기 탄성력에 저항하는 힘을 부여해서 상기 기판 접촉부를 개방하는 공정과,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부로부터 상기 적어도 하나의 기판을 취출하여, 상기 처리실로부터 반출하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 의해 상기 적어도 하나의 기판을 접촉 보유 지지하는 공정은, 상기 적어도 하나의 기판에 압박력을 가하지 않고 상기 기판 접촉부를 접촉시키는 공정인 기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부는, 상기 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 마련되는 복수의 기판 보유 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 기판은 복수의 기판을 포함하며,
    상기 기판 처리는, 상기 복수의 기판 보유 지지부의 각각에 적재된 상기 복수의 기판을 각각 자전시키면서 상기 회전 테이블을 회전시켜서 행하여지는 기판 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리는, 상기 적어도 하나의 기판 상에 원료 가스 및 해당 원료 가스와 반응해서 반응 생성물을 생성 가능한 반응 가스를 교대로 공급하는 ALD 성막인 기판 처리 방법.
  10. 처리실과,
    해당 처리실 내에 마련되고, 둘레 방향을 따라 기판을 적재 가능한 적어도 하나의 기판 보유 지지부를 포함하는 회전 테이블과,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적재된 적어도 하나의 기판의 측면의 노치와 걸림 지지 가능한 노치 접촉부와,
    해당 노치 접촉부의 반대측에 마련되고, 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 적재된 상기 적어도 하나의 기판의 측면의 적어도 2점과 접촉 가능한 외주 접촉부와,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부를 자전시키는 제1 회전 기구와,
    상기 회전 테이블을 회전시키는 제2 회전 기구를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 노치 접촉부는, 상기 노치의 전부 또는 일부와 걸림 결합하는 형상, 또는 상기 노치의 안쪽에 들어갈 수 있는 막대 형상을 갖고,
    상기 외주 접촉부는, 상기 적어도 하나의 기판의 외주를 따른 곡면 또는 평탄면을 갖는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 노치 접촉부 및 상기 외주 접촉부를 포함하고, 연직 방향으로 회전 가능하게 지지된 기판 위치 어긋남 방지 부재와,
    해당 기판 위치 어긋남 방지 부재의 일부에 탄성력을 부여함으로써, 상기 노치 접촉부 및 상기 외주 접촉부를 폐쇄한 상태로 하는 탄성 부재와,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 상기 적어도 하나의 기판이 적재될 때 및 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부로부터 상기 적어도 하나의 기판을 분리할 때, 상기 탄성 부재의 상기 탄성력에 저항하는 힘을 상기 기판 위치 어긋남 방지 부재의 일부에 부여해서 상기 노치 접촉부 및 상기 외주 접촉부를 개방하는 탄성 항력 부여 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부는, 상기 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 마련되는 복수의 기판 보유 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 기판은 복수의 기판을 포함하며
    상기 복수의 기판 보유 지지부의 각각에 적재된 상기 복수의 기판을 각각 상기 제1 회전 기구로 자전시키면서 상기 회전 테이블을 상기 제2 회전 기구로 회전시켜 상기 복수의 기판을 처리하는 기판 처리 장치.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 원료 가스를 공급 가능한 원료 가스 공급부와,
    상기 회전 테이블의 회전 방향에서의 하류측에 해당 원료 가스 공급부와 이격해서 마련되고, 상기 원료 가스와 반응해서 반응 생성물을 생성 가능한 반응 가스를 상기 적어도 하나의 기판 보유 지지부에 공급 가능한 반응 가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 원료 가스 공급부로부터 상기 원료 가스, 상기 반응 가스 공급부로부터 상기 반응 가스를 공급하면서, 상기 제1 회전 기구 및 상기 제2 회전 기구를 구동시킴으로써, 상기 적어도 하나의 기판 상에 ALD 성막이 가능한 기판 처리 장치.
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