KR20220015449A - 반도체 장치의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

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히토시 무라타
야스오 구니이
마사아키 우에노
마사히로 스에미츠
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
오사까 가스 가부시키가이샤
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Abstract

내부에 반도체를 포함하는 피처리체가 배치되는 석영 용기와, 열을 발하는 가열부와, 석영 용기와 가열부의 사이에 배치되는 복사 제어체를 구비하고, 복사 제어체는, 가열부로부터의 가열에 의해 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 석영 용기 내의 반도체를 포함하는 피처리체에 도달시키도록 구성되어 있다.

Description

반도체 장치의 제조 방법 및 제조 장치
본 개시는, 반도체 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 장치(반도체 디바이스)의 제조 공정에서는, 반도체를 포함하는 피처리체인 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고도 함)에 대한 처리를 행하는 장치로서, 종형의 기판 처리 장치(이하, 「종형 장치」라고도 함)가 사용되는 경우가 있다. 종형 장치는, 복수의 웨이퍼를 다단으로 보유 지지하는 기판 보유 지지구(보트)를 석영 반응 용기(이하, 「석영 반응관」이라고도 하며, 단순히 「석영관」이라고 약칭하는 경우가 있음) 내에 수용한 상태에서, 석영 반응 용기의 외주측에 배치된 가열 히터로부터 복사파를 방사하여, 석영 반응 용기를 투과한 복사파를 웨이퍼에 도달시킴으로써, 웨이퍼를 소정의 온도로 가열해서 처리하도록 구성되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
국제 공개 제2018/105113호
상술한 구성의 종형 장치에서는, 가열 히터로부터의 복사파의 파장, 석영 반응관을 투과하는 파장, 웨이퍼가 흡수하는 파장이 각각 다른 것에 기인하여, 웨이퍼에 대한 처리를 효율적이면서 또한 적절하게 행할 수 없는 경우가 있다.
본 개시는, 피처리체에 대한 처리를 효율적이면서 또한 적절하게 행하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공한다.
일 양태에 의하면,
내부에 반도체를 포함하는 피처리체가 배치되는 석영 용기와,
열을 발하는 가열부와,
상기 석영 용기와 상기 가열부의 사이에 배치되는 복사 제어체를 구비하고,
상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터의 가열에 의해 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체에 도달시키는 기술이 제공된다.
본 개시에 관한 기술에 의하면, 반도체를 포함하는 피처리체에 대한 처리를 효율적이면서 또한 적절하게 행할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 개략 구성예를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치에서의 복사 제어체의 일례를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 가열 구조에 의한 열복사 제어의 일례를 모식적으로 도시하는 개념도이다.
도 4는 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 개략 구성예를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치에서의 복사 제어체의 배치예를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
이하의 실시 형태에서 예로 드는 기판 처리 장치는, 반도체 장치의 제조 공정에서 사용되는 것으로, 반도체를 포함하는 피처리체인 반도체 기판을 복수매씩 통합해서 처리를 행하는 종형의 기판 처리 장치로서 구성된 것이다.
반도체를 포함하는 피처리체가 되는 반도체 기판(웨이퍼)으로서는, 예를 들어 반도체 집적 회로 장치가 만들어 넣어지는 반도체 웨이퍼나 반도체 패키지 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에서 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등의 적층체(집합체)」를 의미하는 경우(즉, 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함해서 웨이퍼라고 칭하는 경우)가 있다. 또한, 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 말을 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면」을 의미하는 경우가 있다.
또한, 웨이퍼에 대하여 기판 처리 장치가 행하는 처리는, 웨이퍼를 소정의 온도로 가열해서 행하는 처리이면 되며, 예를 들어 산화 처리, 확산 처리, 이온 주입 후의 캐리어 활성화나 평탄화를 위한 리플로우나 어닐, 성막 처리 등이 있다. 본 실시 형태에서는, 특히 성막 처리를 행하는 경우를 예로 든다. 또한, 반도체 장치를 제조하는 장치를 기판 처리 장치의 일종인 반도체 제조 장치라고 하는 경우가 있다.
<제1 실시 형태>
먼저, 본 개시의 제1 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
(1) 반응관의 구성
도 1에 도시하는 반도체 제조 장치(1)는, 종형의 반응관으로서의 프로세스 튜브(10)를 구비하고 있다. 프로세스 튜브(10)는, 예를 들어 내열성 재료인 석영(SiO2)에 의해, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 프로세스 튜브(10)는, 내부관(이너 튜브)과 외부관(아우터 튜브)을 갖는 이중관 구조의 것이어도 된다.
프로세스 튜브(10)의 내측(즉, 원통 형상의 내부)에는, 웨이퍼(2)를 처리하는 처리실(11)이 형성되어 있다. 처리실(11)은, 후술하는 보트(12)에 의해 지지되는 웨이퍼(2)를, 연직 방향으로 다단으로 배열한 상태에서 수용 가능하게 구성되어 있다. 또한, 프로세스 튜브(10)의 하단 개구에는, 보트(12)를 출입시키기 위한 노구(13)가 구성되어 있다.
프로세스 튜브(10)의 하방에는, 웨이퍼 이동용의 로드 로크실을 구성하는 하부 챔버(로드 로크 챔버)(14)가 배치되어 있다. 하부 챔버(14)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해, 노구(13)를 통해서 프로세스 튜브(10) 내의 처리실(11)과 연통하는 폐색 공간을 형성하도록 구성되어 있다.
프로세스 튜브(10) 및 하부 챔버(14)에 의해 형성되는 공간 내에는, 웨이퍼(2)를 지지하는 기판 지지구로서의 보트(12)가, 당해 공간 내를 상하 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 더욱 상세하게는, 보트(12)는, 그 하방에 배치된 단열 캡부(15)를 통해서, 승강 기구(보트 엘리베이터)의 지지 로드(16)와 연결되어 있어, 승강 기구의 동작에 의해 프로세스 튜브(10) 내에 배치된 상태(웨이퍼 처리 가능 상태)와 하부 챔버(14) 내에 배치된 상태(웨이퍼 이동 탑재 가능 상태)를 천이한다. 또한, 보트(12)가 프로세스 튜브(10) 내에 배치된 상태에서는, 도시하지 않은 시일 캡에 의해 프로세스 튜브(10)의 노구(13)가 밀봉되어, 이에 의해 프로세스 튜브(10) 내의 기밀 상태가 유지되게 되어 있다. 또한, 보트(12)를 상하 방향으로 이동시키는 승강 기구는, 보트(12)를 회전시키는 회전 기구로서의 기능을 가진 것이어도 된다.
웨이퍼를 지지하는 보트(12)는, 한 쌍의 단부판과, 이들 사이에 수직으로 가설된 복수개(예를 들어 3개)의 보유 지지 부재를 구비하고 있고, 각 보유 지지 부재의 길이 방향으로 등간격으로 새겨진 보유 지지 홈의 동일단에 웨이퍼(2)가 삽입됨으로써, 복수매의 웨이퍼(2)를 수평하면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태로 정렬시켜서 보유 지지하도록 되어 있다. 보트(12)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 보트(12)는, 하방에 단열 캡부(15)를 개재해서 지지되므로, 그 하단이 배치된 노구(13)의 위치로부터 적당한 거리만큼 이격된 상태에서 프로세스 튜브(10) 내에 수용된다. 즉, 단열 캡부(15)는, 노구(13)의 근방을 단열하도록 되어 있어, 웨이퍼(2)를 보유 지지하는 보트(12)로부터 하방으로의 열전도를 억제하여, 정밀한 웨이퍼 온도 제어를 보조하는 기능을 갖고 있다.
보트(12)가 수용되는 프로세스 튜브(10) 내에는, 처리실(11)의 하부 영역으로부터 상부 영역까지 연장되는 노즐(단, 도시하지 않음)이 마련되어 있다. 노즐에는, 그 연신 방향을 따라 배열되는 복수의 가스 공급 구멍이 마련되어 있다. 이에 의해, 노즐의 가스 공급 구멍으로부터는, 웨이퍼(2)에 대하여 소정 종류의 가스가 공급되게 된다. 노즐로부터 공급하는 가스의 종류는, 처리실(11)에서의 처리의 내용에 따라 미리 설정된 것이면 된다. 예를 들어, 성막 처리를 행하는 경우라면, 그 성막 처리에 필요한 원료 가스, 반응 가스, 불활성 가스 등을, 소정 종류의 가스로서 처리실(11)에 공급하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 프로세스 튜브(10)에는, 처리실(11)의 분위기 가스를 배기하는 배기관(단, 도시하지 않음)이 접속되어 있다. 배기관에는, 압력 센서, APC(Auto Pressure Controller) 밸브, 진공 펌프 등이 접속되어 있어, 이에 의해 처리실(11) 내의 압력을 조정할 수 있도록 되어 있다.
(2) 히터 유닛의 구성
프로세스 튜브(10)의 외측에는, 그 프로세스 튜브(10) 내의 웨이퍼(2)에 대한 가열을 행하기 위해서, 가열부(가열 기구, 가열계)로서의 히터 유닛(20)이, 프로세스 튜브(10)와 동심원으로 되는 위치에 배치되어 있다.
히터 유닛(20)은, 외방측을 덮도록 배치된 단열 케이스부(21)를 구비하고 있다. 단열 케이스부(21)는, 후술하는 가열 히터(22)로부터 장치 외부로의 열전도를 억제하는 기능을 갖는 것이며, 그 때문에, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해, 상단 폐색이고 하단 개구인 통 형상, 바람직하게는 원통 형상으로 형성되어 있다.
또한, 히터 유닛(20)은, 단열 케이스부의 내방측에, 열을 발하는 발열체로서의 가열 히터(22)를 구비하고 있다. 가열 히터(22)는, 발열면이 프로세스 튜브(10)의 외주면에 대향하도록 배치되어 있다.
가열 히터(22)로서는, 예를 들어 할로겐 램프에 의한 적외선 방사를 이용한 가열 방식의 램프 가열 히터, 또는 전기 저항에 의한 줄열을 이용한 가열 방식의 저항 가열 히터를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 단, 램프 가열 히터는, 고비용이면서 또한 단수명으로 실용적이지 않으며, 또한 승강온이 빠르므로, 예를 들어 400℃ 이상의 온도 영역에서 웨이퍼간(WTW: wafer-to-wafer), 웨이퍼 내(WIW: With-in-wafer)에서의 온도 편차가 커질 우려가 있다. 한편, 저항 가열 히터는, WTW 편차, WIW 편차에 대해서는 적지만, 예를 들어 400℃ 미만의 저온 영역에서의 승온 속도가 느려져버린다. 특히, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치(1)에서는, 가열 히터(22)로서 저항 가열 히터를 사용한 경우에, 저항 가열 히터로부터 방사되는 복사파의 파장, 석영을 형성 재료로 하는 프로세스 튜브(10)를 투과하는 파장, 처리실(11) 내의 웨이퍼(2)가 흡수하는 파장이 각각 다른 것에 기인하여, 효율적으로 복사파가 웨이퍼(2)까지 도달하지 않아, 그 때문에 램프 가열 히터의 경우에 비하여 승온 시간이 걸릴 우려가 있다.
이상을 근거로 해서, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치(1)에서는, 가열 히터(22)로서 저항 가열 히터를 사용하여, 이에 의해 가열 히터(22)의 저비용화 및 장수명화를 도모하면서, 나아가, 상세를 후술하는 바와 같이 프로세스 튜브(10)와 히터 유닛(20)의 사이에 복사 제어체(30)를 배치하여, 그 복사 제어체(30)에 의해 파장 선택적으로 복사 강도를 제어함으로써, 저온 영역(예를 들어 400℃ 미만)에서의 승온 성능 향상과 중온 영역(예를 들어 400℃ 이상 650℃ 미만)에서의 안정 성능 유지(편차 배제)의 양립을 도모하고 있다.
(3) 복사 제어체의 구성
석영을 형성 재료로 하는 반응관(이하, 「석영관」이라고도 함)인 프로세스 튜브(10)와, 히터 유닛(20)에서의 가열 히터(22)의 사이에는, 복사 제어체(30)가 배치되어 있다. 여기서, 복사 제어체(30)는, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이의 대기 분위기 중에 배치되어 있다. 또한, 복사 제어체(30)는, 산소 분위기에 배치되어도 된다.
복사 제어체(30)는, 프로세스 튜브(10)를 향해서 방사하는 복사파에 대해서, 파장 선택적으로 복사 강도를 제어하기 위한 것이다. 더욱 상세하게는, 복사 제어체(30)는, 히터 유닛(20)에서의 가열 히터(22)로부터의 가열에 따라, 그 가열 히터(22)로부터의 방사열과는 다른 파장대의 복사파를 프로세스 튜브(10)측으로 방사하도록 구성된 것이다.
이러한 파장 변환을 행하는 복사 제어체(30)의 일 구체예로서, 예를 들어 이하와 같이 구성된 것을 들 수 있다.
도 2에 도시하는 복사 제어체(30)는, 가열 히터(22)와 프로세스 튜브(10)의 사이에 배치되는 판상체로서 형성되어 있고, 가열 히터(22)측에 위치하는 기판(K)과 프로세스 튜브(10)측에 위치하는 열복사층(N)이 적층되어 구성되어 있다.
기판(K)은, 가열 히터(22)로부터의 열에 의해 고온 상태(예를 들어, 800℃)로 되어, 이에 의해 적층 상대인 열복사층(N)을 가열하도록 구성된 것이다. 기판(K)은, 고온 상태로 될 수 있는 것이면 되며, 예를 들어 내열성 재료인 석영(SiO2), 사파이어(Al2O3), 스테인리스강(SUS), 칸탈, 니크롬, 알루미늄, 실리콘 등의 다양한 재료를 사용해서 형성할 수 있다.
열복사층(N)은, 고온 상태의 기판(K)에 의해 가열되면, 그 가열에 의해 상세를 후술하는 파장의 복사파를 프로세스 튜브(10)측으로 방사하도록 구성된 것이다. 그 때문에, 열복사층(N)은, 복사 제어부(Na)와, 알루미나(산화알루미늄, Al2O3) 등의 투명 산화물로 형성되는 방사용 투명 산화물층(Nb)이, 기판(K)측으로부터 순서대로 적층되어 구성되어 있다. 이들 중, 복사 제어부(Na)는, 기판(K)과 열복사층(N)의 적층 방향을 따라 배열되는 한 쌍의 금속층으로서의 백금층(P)의 사이에, 알루미나 등의 투명 산화물로 형성되는 공명용 투명 산화물층(R)을 위치시키는, 소위 MIM(metal insulator metal) 구조의 적층부(M)를 갖고 구성되어 있다.
환언하면, 복사 제어체(30)에서의 열복사층(N)의 복사 제어부(Na)는, 금속층인 백금층(P)과 산화물층인 공명용 투명 산화물층(R)을 포함하는 적층부(M)를 갖고 구성되어 있다. 그리고, 적층부(M)는, 한 쌍의 백금층(P)의 사이에 공명용 투명 산화물층(R)을 위치시키는 MIM 구조를 갖고 있다. 이하, 한 쌍의 백금층(P)에 대해서는, 기판(K)에 인접하는 백금층(P)을 제1 백금층(P1)이라고 호칭하고, 방사용 투명 산화물층(Nb)에 인접하는 백금층(P)을 제2 백금층(P2)이라고 호칭한다. 즉, 복사 제어체(30)는, 기판(K)측(즉, 가열 히터(22)측)으로부터, 제1 백금층(P1), 공명용 투명 산화물층(R), 제2 백금층(P2) 및 방사용 산화물층(Nb)이 순서대로 형성되어 구성되어 있다.
또한, MIM 구조의 적층부(이하, 「MIM 적층부」라고도 함)(M)에 있어서, 공명용 투명 산화물층(R)은, 프로세스 튜브(석영관)(10)를 투과하는 파장(구체적으로는, 예를 들어 4㎛ 이하)을 공명 파장으로 하는 두께로 설정되어 있다.
이상과 같은 구성의 복사 제어체(30)에 있어서, 고온 상태의 기판(K)에 의해 열복사층(N)이 가열되면, 복사 제어부(Na)가 갖는 백금층(P)(제1 백금층(P1) 및 제2 백금층(P2))이 복사파를 방사한다. 이때, 복사파의 복사율(방사율)은, 4㎛ 이하의 파장 영역에서는 단파장을 향해서 점증하는 경향이 있고, 4㎛보다도 큰 파장 영역에서 낮은 값을 유지하게 된다. 또한, MIM 적층부(M)가 갖는 공명용 투명 산화물층(R)의 두께가, 석영관(10)을 투과하는 파장인 4㎛ 이하의 파장을 공명 파장으로 하는 두께로 되어 있기 때문에, MIM 적층부(M)에서는, 4㎛ 이하의 파장(즉, 중적외광 이하의 협대역의 파장)이 공명 작용에 의해 증폭된다. 그 때문에, 방사용 투명 산화물층(Nb)으로부터는, 증폭된 4㎛ 이하의 파장의 복사파(H)가 외부로 방출되게 된다.
이와 같이, 공명용 투명 산화물층(R)은, 백금층(P)(제1 백금층(P1) 및 제2 백금층(P2))의 사이에서 복사파를 반복해서 반사시키면서 당해 복사파를 증폭시키도록 구성되어 있다. 따라서, 4㎛ 이하의 파장(즉, 석영관(10)을 투과하는 파장)을 공명 파장으로 하도록 공명용 투명 산화물층(R)의 두께가 설정되어 있으면, 4㎛ 이하의 파장의 복사파를 증폭시켜, 이 증폭된 4㎛ 이하의 파장의 복사파를 외부로 방출하게 된다. 이에 반해, 4㎛보다도 큰 파장의 복사파는, 공명 작용에 의해 증폭되는 경우가 적은 상태에서, 방사용 투명 산화물층(Nb)으로부터 외부로 방출된다. 그 결과, 방사용 투명 산화물층(Nb)으로부터의 복사파(H)는, 4㎛ 이하의 협대역의 파장(중적외광 이하의 협대역의 파장)에 있어서 큰 복사율(방사율)을 갖고, 4㎛보다도 큰 파장(원적외광의 파장)에 있어서 작은 복사율(방사율)을 갖는 것이 된다.
즉, 도 2에 도시하는 복사 제어체(30)는, 주로 MIM 적층부(M)에서 증폭된 4㎛ 이하의 파장의 복사파를, 프로세스 튜브(석영관)(10)를 투과하는 파장의 복사파로서, 방사용 투명 산화물층(Nb)으로부터 외부로 방사하도록 되어 있다.
이때, MIM 적층부(M)에 있어서, 제1 백금층(P1)은, 기판(K)측(즉, 가열 히터(22)측)으로부터의 복사파를 차폐하도록 구성할 수 있다. 이와 같이, 제1 백금층(P1)이 복사파를 차폐해서 복사 제어체(30)의 내부(특히, MIM 적층부(M)에서의 공명용 투명 산화물층(R))에의 투과를 억제하면, 복사 제어체(30)로부터 방사하는 복사파에 영향을 주는 것이 억제된다.
또한, MIM 적층부(M)에 있어서, 제2 백금층(P2)은, 기판(K)측(즉, 가열 히터(22)측)으로부터의 복사파의 일부를 투과시키도록 구성할 수 있다. 더욱 상세하게는, 제2 백금층(P2)은, 프로세스 튜브(석영관)(10)를 투과하는 파장인 4㎛ 이하의 협대역의 파장의 복사파를 투과시키도록 구성할 수 있다. 이와 같이, 제2 백금층(P2)이 복사파의 일부를 투과시키면, 그 결과로서, MIM 적층부(M)에서 증폭된 4㎛ 이하의 파장(즉, 석영관(10)을 투과하는 파장)의 복사파가 복사 제어체(30)로부터 외부로 방사되게 된다.
또한, 방사용 투명 산화물층(Nb)에 대해서는, 금속층인 제2 백금층(P2)보다 굴절률이 작고 또한 공기보다도 굴절률이 크다. 이러한 방사용 투명 산화물층(Nb)이 제2 백금층(P2)에 인접해서 배치되어 있으면, 제2 백금층(P2)에서의 반사율이 저감되고, 그 결과로서 복사 제어체(30)로부터 외부에 복사파를 양호하게 방사할 수 있다.
또한, 여기에서는, 열복사층(N)으로서, 복사 제어부(Na)가 하나의 MIM 적층부(M)를 구비하는 경우를 예시했지만, 복사 제어부(Na)가 복수의 MIM 적층부(M)를 구비하도록 해도 된다. 복수의 MIM 적층부(M)를 구비한다는 것은, 열복사층(N)과 기판(K)의 적층 방향을 따라 배열되는 백금층(P)을 3개 이상 마련하고, 그들 백금층(P)에서의 인접하는 것끼리의 사이에 공명용 투명 산화물층(R)을 위치시키는 구성을 의미한다.
이상과 같은 구성의 복사 제어체(30)는, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에 배치되어서 사용되지만, 도 1에 도시하는 반도체 제조 장치(1)에서는, 복사 제어체(30)가 히터 유닛(20)에서의 가열 히터(22)의 발열면(열방사면)으로부터 이격되어 배치되어 있다. 그 경우에, 복사 제어체(30)는, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에서, 프로세스 튜브(10)와의 거리보다도 가열 히터(22)와의 거리가 가까워지도록 배치되어 있으면, 복사 제어체(30)의 가열을 효율적으로 행할 수 있고, 또한 후술하는 쿨링 유닛(냉각 기구)에 의해 프로세스 튜브(10)의 냉각을 행하는 데 있어서도 바람직한 것이 된다.
프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에의 복사 제어체(30)의 배치는, 복사 제어체(30)를 지지하는 보유 지지 부재(단, 도 1 중에는 도시하지 않음)를 이용해서 행하면 된다. 보유 지지 부재로서는, 상방측으로부터 복사 제어체(30)를 현수 지지하도록 구성된 것을 사용할 수 있다. 단, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 하방측에서 복사 제어체(30)의 하단을 지지하는 것과 같이, 다른 구성에 의해 복사 제어체(30)를 지지하는 것이어도 된다.
(4) 쿨링 유닛(냉각 기구)의 구성
도 1에 도시하는 반도체 제조 장치(1)에는, 상술한 프로세스 튜브(10), 히터 유닛(20) 및 복사 제어체(30)에 더하여, 쿨링 유닛(냉각 기구)이 마련되어 있다.
쿨링 유닛은, 주로 프로세스 튜브(10)에 대한 냉각을 행하기 위한 것으로, 적어도 프로세스 튜브(10)와 히터 유닛(20)에서의 가열 히터(22)의 사이에 냉각 가스를 도입하는 도입부(41)와, 도입된 냉각 가스를 배기하는 배기부(42)를 갖고 구성되어 있다. 냉각 가스로서는, 예를 들어 N2 가스 등의 불활성 가스, 클린 에어 등의 대기(공기)를 사용하면 된다. 또한, 도입부(41)의 구성 요소(가스 공급원 등) 및 배기부(42)의 구성 요소(배기 펌프 등)에 대해서도, 공지 기술을 이용한 것이면 되며, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
또한, 쿨링 유닛은, 냉각 가스가 프로세스 튜브(10)의 외주면 근방을 그 프로세스 튜브(10)를 따라 흐르도록, 도입부(41)의 가스 도입구(41a) 및 배기부(42)의 가스 배기구(42a)가 배치되어 있다. 즉, 냉각 가스는, 주로 프로세스 튜브(10)와 복사 제어체(30)의 사이를, 그 프로세스 튜브(10)를 따라 흐르게 된다.
이러한 쿨링 유닛을 구비하고 있으면, 냉각 가스를 흘림으로써, 프로세스 튜브(10)가 고온 상태로 되는 것을 억제할 수 있다. 특히, 프로세스 튜브(10)의 외주면 근방에 냉각 가스를 흘리도록 하면, 그 외주면 근방에서의 냉각 가스의 유속을 가장 빠르게 하여, 저온(상온) 상태 그대로 냉각 가스를 프로세스 튜브(10)에 접촉시킬 수 있게 되므로, 냉각 효율의 향상이 도모되게 된다.
(5) 기본적인 처리 동작의 수순
이어서, 상술한 구성의 반도체 제조 장치(1)에서의 기본적인 처리 동작의 개요를 설명한다. 여기에서는, 반도체 장치(반도체 디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 웨이퍼(2)에 대한 성막 처리를 행하는 경우의 처리 동작을 예로 든다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 미리 지정된 매수의 웨이퍼(2)가 보트(12)에 장전되면, 웨이퍼(2)를 보유 지지한 보트(12)는, 보트 엘리베이터의 동작에 의해 처리실(11)에 반입(보트 로딩)된다. 그리고, 보트 엘리베이터의 동작이 상한에 달하면, 프로세스 튜브(10)의 노구(13)가 밀봉되어, 웨이퍼(2)를 수용한 상태에서 처리실(11)의 기밀 상태가 유지되게 된다.
그 후, 처리실(11)의 내부가 도시하지 않은 배기관에 의해 배기되어 소정 압력으로 조정된다. 또한, 히터 유닛(20)에서의 가열 히터(22)가 발하는 열을 이용하여, 처리실(11)의 내부가 목표 온도로 가열된다(도 1 중에서의 해칭 화살표 참조). 이때의 가열의 구체적인 양태에 대해서는 상세를 후술한다. 또한, 보트(12)가 보트 엘리베이터(회전 기구)에 의해 회전된다. 또한, 처리실(11)의 내부가 가열될 때, 프로세스 튜브(10)에 대해서는, 냉각 가스에 의한 냉각을 행할 수 있다(도 1 중에서의 흑색 화살표 참조).
처리실(11)의 내압 및 온도, 보트(12)의 회전이 전체적으로 일정한 안정된 상태로 되면, 처리실(11)에는, 도시하지 않은 노즐로부터 소정 종류의 가스(예를 들어, 원료 가스 등)가 공급된다. 처리실(11)에 공급된 가스는, 그 처리실(11) 내에 수용되어 있는 웨이퍼(2)에 접촉하도록 흐른 후에, 도시하지 않은 배기관에 의해 배기된다. 이때, 처리실(11) 내에서는, 예를 들어 원료 가스가 소정의 처리 온도로 가열된 웨이퍼(2)에 접촉함으로 인한 열 CVD 반응에 의해, 웨이퍼(2)에 소정의 막이 형성된다.
소정의 처리 시간이 경과해서 웨이퍼(2)에 원하는 막 두께의 막이 형성되면, 원료 가스 등의 공급을 정지하는 한편, N2 가스 등의 불활성 가스(퍼지 가스)를 처리실(11)에 공급하여, 처리실(11) 내의 가스 분위기를 치환한다. 또한, 가열 히터(22)에 의한 가열을 정지하여, 처리실(11)의 온도를 강하시킨다. 그리고, 처리실(11)의 온도가 소정 온도까지 강하하면, 웨이퍼(2)를 보유 지지한 보트(12)는, 보트 엘리베이터의 동작에 의해 처리실(11)로부터 반출(보트 언로딩)된다.
이후, 상술한 성막 처리가 반복됨으로써, 웨이퍼(2)에 대한 성막 공정이 실시되게 된다.
또한, 이상으로 설명한 성막 처리에 있어서, 반도체 제조 장치(1)를 구성하는 각 부의 동작은, 당해 반도체 제조 장치(1)가 구비하는 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 제어된다. 컨트롤러는, 반도체 제조 장치(1)의 제어부(제어 수단)로서 기능하는 것으로, 컴퓨터 장치로서의 하드웨어 자원을 구비해서 구성되어 있다. 그리고, 소정 소프트웨어인 프로그램(예를 들어, 제어용 프로그램) 또는 레시피(예를 들어, 프로세스용 레시피)를 하드웨어 자원이 실행함으로써, 하드웨어 자원과 소정 소프트웨어가 협동하여, 상술한 처리 동작을 제어하도록 되어 있다.
이상과 같은 컨트롤러는, 전용의 컴퓨터로서 구성해도 되고, 범용의 컴퓨터로서 구성해도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)를 준비하여, 그 외부 기억 장치를 사용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨함으로써, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치를 통해서 공급하는 경우에 한정하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해도 되고, 상위 장치로부터 수신부를 통해서 정보를 수신하여, 외부 기억 장치를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다.
컨트롤러에서의 기억 장치 및 컨트롤러에 접속 가능한 외부 기억 장치는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(6) 열복사 제어의 구체예
계속해서, 상술한 일련의 처리 동작 중, 가열 히터(22)의 발열을 이용해서 처리실(11)의 내부를 가열하는 가열 처리에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.
가열 처리에서는, 프로세스 튜브(10)를 통해서 웨이퍼(2)까지 복사파를 도달시킴으로써, 웨이퍼(2)의 승온을 행한다. 단, 가열 처리에 있어서는, 웨이퍼(2)를 실온(상온)으로부터 예를 들어 300 내지 400℃의 설정 온도까지 급속하게 승온하고 또한 정밀하게 온도 제어할 것이 요구된다. 그것을 위해서는, 프로세스 튜브(10)의 온도를 필요 이상(예를 들어, 400℃ 이상)으로 상승시키지 않고, 웨이퍼(2)에 흡수되는 파장대의 복사를 급속 승온에 충분한 강도로 웨이퍼(2)에 조사할 필요가 있다. 프로세스 튜브(10)의 온도가 필요 이상으로 상승해버리면(예를 들어, 500℃ 이상으로 되면), 웨이퍼(2)가 예를 들어 300 내지 400℃의 설정 온도에 도달한 후에, 가열 히터(22)로부터의 발열을 정지해도, 고온 상태로 된 프로세스 튜브(10)로부터의 전열에 의해 웨이퍼(2)의 온도가 계속해서 상승하는 오버슈트 현상이 발생할 우려가 있다. 이러한 현상이 발생하면, 웨이퍼(2)가 설정 온도로 되도록 정밀하게 제어하기 위한 시간이 현저하게 길어져서, 결과로서 웨이퍼(2)에 대한 기판 처리의 생산성이 열화되어버린다.
또한, 이미 설명한 바와 같이, 가열 히터(22)로서는, 램프 가열 히터가 아니라 저항 가열 히터를 사용하는 편이, 가열 히터(22)의 저비용화 및 장수명화의 관점에서 바람직하다. 단, 단순히 저항 가열 히터를 가열 히터(22)로서 사용하는 것이라면, 효율적으로 복사파가 웨이퍼(2)까지 도달하지 않아, 그 때문에 램프 가열 히터의 경우에 비해서 승온 시간이 걸릴 우려가 있다.
이상을 근거로 해서, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치(1)에서는, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에 복사 제어체(30)를 배치하고, 그 복사 제어체(30)에 의해 열복사 제어를 행하도록 구성된 가열 구조를 구비하고 있다. 이러한 가열 구조는, 적어도 열을 발하는 가열 히터(22)와, 열복사 제어를 행하는 복사 제어체(30)를 구비하고, 그 복사 제어체(30)가 가열 히터(22)로부터의 방사열과는 다른 파장대의 복사파(구체적으로는, 프로세스 튜브(10)를 투과하는 파장인 4㎛ 이하의 파장의 복사파)를 프로세스 튜브(10)에 방사하도록 구성되어 있다. 이하, 이러한 가열 구조를 구성하는 부분을 「열복사 장치」 라고도 한다.
여기서, 이러한 가열 구조에서의 열복사 제어에 대해서, 웨이퍼(2)가 실리콘 웨이퍼일 경우를 구체예로서 들어, 더욱 상세하게 설명한다.
도 3에 도시하는 가열 구조에서는, 가열 처리에 있어서, 먼저, 가열 히터(22)가 열을 발한다. 이때, 가열 히터(22)가 저항 가열 히터이면, 예를 들어 승온 시의 발열체 온도인 약 1100K의 회색체로부터 복사되는 파장대를 생각하면, 0.4 내지 100㎛ 및 100㎛ 이상의 파장대(즉, 근적외 내지 중적외 내지 원적외의 범위에 미치는 파장대)의 복사파를 방사한다(도면 중 화살표 A 참조). 이 복사파에 의해 복사 제어체(30)가 가열되게 된다.
복사 제어체(30)가 가열되면, 그 복사 제어체(30)는, 파장 선택적인 복사 강도 제어에 의해, 가열 히터(22)로부터의 방사열과는 다른 파장대의 새로운 복사파를, 프로세스 튜브(10)측을 향해서 방사한다(도면 중 화살표 B 참조). 구체적으로는, 복사 제어체(30)는, 예를 들어 주로 4㎛ 이하의 협대역의 파장(중적외광 이하의 협대역의 파장)의 복사파, 보다 바람직하게는 주로 1㎛ 이하의 협대역의 파장(근적외역을 포함하는 협대역의 파장)의 복사파를, 프로세스 튜브(10)측을 향해서 방사한다.
복사 제어체(30)로부터의 복사파는, 주로 4㎛ 이하의 파장(1㎛ 이하의 파장을 포함함)이면, 거의 프로세스 튜브(10)를 투과한다. 환언하면, 4㎛보다도 큰 파장(원적외광의 파장)의 복사파가 억제되어 있으면, 프로세스 튜브(10)에서의 흡수가 생기기 어려워진다. 그 결과, 프로세스 튜브(10)는, 복사 제어체(30)로부터의 복사파가 도달해도, 그 복사파에 의해 가열되기 어려워, 필요 이상으로 온도가 상승해버리는 것이 억제되고(예를 들어, 500℃ 이상으로 되어버리지 않고), 그대로 도달한 복사파를 투과시키게 된다(도면 중 화살표 C 참조). 이와 같이, 프로세스 튜브(10)의 온도 상승을 억제할 수 있으면, 그 프로세스 튜브(10)의 내벽에 부착되는 반응 생성물 등을 저감할 수 있고, 그 결과로서 프로세스 튜브(10)의 클리닝 주기나 교환 주기 등을 늘리는 것이 실현 가능하게 된다.
이때, 쿨링 유닛이 냉각 가스를 흘리도록 되어 있으면, 프로세스 튜브(10)의 온도 상승을 억제하는 데 있어서 보다 한층 유효하다.
프로세스 튜브(10)를 투과한 복사파(예를 들어, 주로 근적외역인 1㎛ 이하의 협대역의 파장의 복사파)는, 웨이퍼(2)에 도달하여, 그 웨이퍼(2)에 흡수된다(도면 중 화살표 D 참조). 즉, 복사 제어체(30)는, 가열 히터(22)로부터의 가열에 따라, 프로세스 튜브(10)를 투과하는 파장의 복사파를 방사하고, 그 복사파를 프로세스 튜브(10) 내의 웨이퍼(2)에 도달시키도록 복사 제어를 행하는 것이다.
이에 의해, 웨이퍼(2)는 목표 온도로 가열되어, 그 온도를 유지하도록 조정된다. 이때, 급속 승온에 충분한 강도의 복사파를 웨이퍼(2)에 도달시키면, 웨이퍼(2)의 급속 승온을 행할 수 있게 된다. 게다가, 그 경우에도, 프로세스 튜브(10) 자체의 온도 상승을 억제할 수 있으므로, 프로세스 튜브(10)가 고온이 됨으로 인한 폐해가 생겨버리지도 않는다. 따라서, 가열 히터(22)가 저항 가열 히터이어도, 복사파를 효율적으로 웨이퍼(2)에 도달시켜서, 웨이퍼(2)의 급속 승온을 실현하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 승온 후, 웨이퍼(2)가 설정 온도로 되도록 정밀하게 제어하는 것도 용이하게 실현 가능하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 복사 제어체(30)를 사용한 가열 구조는, 프로세스 튜브(10)의 온도를 필요 이상(예를 들어, 400 내지 500℃ 이상)으로 높이지 않고, 웨이퍼(2)에 흡수되는 파장대(예를 들어, 4㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이하)의 복사파를, 급속 승온에 충분한 강도로 웨이퍼(2)에 도달시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이러한 가열 구조에 의하면, 복사 제어체(30)에 의해 파장 선택적으로 복사 강도를 제어함으로써, 가열 히터(22)의 저비용화 및 장수명화를 도모하면서, 저온 영역(예를 들어 400℃ 미만)에서의 승온 성능 향상과 중온 영역(예를 들어 400℃ 이상 650℃ 미만)에서의 안정 성능 유지(편차 배제)를 양립시키는 것이 실현 가능하다.
이러한 가열 구조를 구성하는 열복사 장치는, 적어도 히터 유닛(20)의 가열 히터(22)와, 복사 제어체(30)를 구비한 것이 된다. 즉, 여기에서 말하는 열복사 장치는, 적어도 프로세스 튜브(10)에 대하여 열을 발하는 가열 히터(22)와, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에 배치되는 복사 제어체(30)를 구비해서 구성된 것이 된다.
(7) 본 실시 형태의 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에 있어서, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에는 복사 제어체(30)가 배치되어 있고, 그 복사 제어체(30)가 가열 히터(22)로부터의 가열에 의해 프로세스 튜브(10)를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 프로세스 튜브(10) 내의 웨이퍼(2)에 도달시킨다. 즉, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이의 복사 제어체(30)에 의해 열복사 제어를 행한다.
그 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 프로세스 튜브(10)의 온도를 필요 이상으로 높이지 않고, 웨이퍼(2)에 흡수되는 파장대의 복사파를 효율적으로 웨이퍼(2)에 도달시키는 것이 가능해진다. 프로세스 튜브(10) 자체의 온도 상승을 억제하면, 프로세스 튜브(10)가 고온으로 됨으로 인한 폐해가 생겨버리지 않는다. 또한, 예를 들어 가열 히터(22)가 저항 가열 히터이어도, 복사파를 효율적으로 웨이퍼(2)에 도달시켜서, 웨이퍼(2)의 급속 승온을 실현하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 승온 후에 웨이퍼(2)가 설정 온도로 되도록 정밀하게 제어하는 것도 용이하게 실현 가능하게 된다.
즉, 본 실시 형태에서는, 복사 제어체(30)에 의해 파장 선택적으로 복사 강도를 제어함으로써, 가열 히터(22)의 저비용화 및 장수명화를 도모하면서, 저온 영역(예를 들어 400℃ 미만)에서의 승온 성능 향상과 중온 영역(예를 들어 400℃ 이상 650℃ 미만)에서의 안정 성능 유지(편차 배제)를 양립시키는 것이 실현 가능하다.
따라서, 본 실시 형태에 따르면, 가열 히터(22)로부터의 복사파의 파장, 프로세스 튜브(10)를 투과하는 파장, 웨이퍼(2)가 흡수하는 파장이 각각 다른 경우에도, 그 웨이퍼(2)에 대한 처리를 효율적이면서 또한 적절하게 행할 수 있다.
(b) 본 실시 형태에 있어서, 복사 제어체(30)는, 프로세스 튜브(10)와 가열 히터(22)의 사이에, 그 가열 히터(22)로부터 이격된 상태에서 배치되어 있다. 따라서, 매우 간소한 구성으로 복사 제어체(30)를 배치할 수 있어, 예를 들어 기존의 웨이퍼 가열 구조에 복사 제어체(30)를 추가 배치하는 경우에도 용이하게 대응하는 것이 가능하게 된다. 또한, 복사 제어체(30)를 착탈 가능하게 구성하면, 필요에 따라 복사 제어체(30)를 교환하는 경우에도 용이하게 대응할 수 있다.
(c) 본 실시 형태에 있어서, 복사 제어체(30)는, MIM 적층부(M)를 갖고 구성되어 있고, 4㎛ 이하의 협대역의 파장에 있어서 큰 복사율을 갖고 또한 4㎛보다도 큰 파장의 복사율이 작은 것이 된다. 따라서, 프로세스 튜브(10)를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 프로세스 튜브(10) 내의 웨이퍼(2)에 도달시키는 데 있어서 매우 바람직한 것이 된다.
<제2 실시 형태>
이어서, 본 개시의 제2 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명한다. 여기에서는, 주로 상술한 제1 실시 형태와의 상위점을 설명한다.
도 4에 도시하는 반도체 제조 장치(1)에서는, 히터 유닛(20)에서의 가열 히터(22)의 발열면을 덮도록, 그 가열 히터(22)에 복사 제어체(30)가 설치되어 있다.
이러한 복사 제어체(30)는, 예를 들어 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 열복사층(N)이, 가열 히터(22)의 발열면에 적층되어 이루어지는 것이다. 즉, 이러한 복사 제어체(30)는, 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 기판(K)을, 가열 히터(22)의 발열면으로 바꾸어서 구성된 것이다.
이와 같은 구성의 복사 제어체(30)를 사용한 본 실시 형태의 가열 구조에서도, 상술한 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 웨이퍼(2)에 대한 처리를 효율적이면서 또한 적절하게 행할 수 있게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 복사 제어체(30)에 의한 열복사 제어 기능이 가열 히터(22)에 부수되어 마련되게 되므로, 상술한 제1 실시 형태의 경우에 비하여, 최소한의 구조 변경으로의 열복사 제어를 실현하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제1 실시 형태의 경우와 같이 가열 히터(22)와는 별체의 복사 제어체(30)를 사용하는 경우에 비하면, 열복사 제어를 위한 비용을 낮게 억제하는 것이 가능하게 되고, 또한 가열 구조의 열용량에 대해서도 작게 억제하는 것이 가능하게 된다.
<변형예>
이상으로, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 개시가 상술한 각 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하는 것이 가능하다.
예를 들어, 복사 제어체(30)는, 가열 히터(22)의 발열 선(히터 선)에 직접 마련하도록 구성해도 된다. 구체적으로는, 도 5에 도시한 바와 같이, 가열 히터의 발열 선(22a)의 표면에 열복사층(N)을 형성한다. 예를 들어, 발열 선(22a)의 반응관측의 표면과 히터 단열재측의 표면 양쪽을 덮어도 되고, 발열 선(22a)의 반응관측의 표면에만 열복사층(N)을 형성해도 된다. 이 구성에 의해,
(1) 성막된 판 자체가 발열해서 승온하기 때문에, 간접 가열의 판재 추가 구조와 비교해서 승온 속도가 빨라진다.
(2) 판재분의 부재가 없어지기 때문에, 그 만큼의 열용량이 작아진다. 그 결과, 판재 추가 구조와 비교해서 승온·강온 시의 온도 응답성이 좋다.
(3) 직접 성막 구조는 판재 추가 구조와 비교해서 부품 개수가 적어서 되기 때문에, 부품값 및 가공비가 억제되어, 비교적 저렴하게 히터를 제작할 수 있다.
또한, 가열 대상물에 면한 편면에만 성막하고, 반대면에는 성막하지 않을 경우에는, 히터 자체의 방열을 촉진시켜, 히터의 응답성을 향상시킬 수 있다. 발열 선(22a)의 편면만의 성막에 대해서는, 단순히 원가 저감뿐만 아니라, 발열 선(22a) 자체의 응답성 향상을 기대할 수 있다.
상술한 각 실시 형태에서는, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 웨이퍼(2)에 대한 성막 처리를 행하는 경우를 예로 들었지만, 성막하는 막종이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 금속 화합물(W, Ti, Hf 등), 실리콘 화합물(SiN, Si 등) 등의 성막 처리를 행하는 경우에 적용하기에 적합한 것이 된다. 또한, 성막 처리에는, 예를 들어 CVD, PVD, 산화막, 질화막을 형성하는 처리, 금속을 포함하는 막을 형성하는 처리 등이 포함되는 것으로 한다.
또한, 본 개시는, 성막 처리에 한정되지 않고, 반도체를 포함하는 피처리체를 가열해서 행하는 처리라면, 성막 처리 이외에, 열처리(어닐 처리), 플라스마 처리, 확산 처리, 산화 처리, 질화 처리, 리소그래피 처리 등의 다른 기판 처리를 행하는 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 주로 반도체 제조 공정에서 사용되는 반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 대해서 설명했지만, 본 개시가 이들에 한정되지 않고, 예를 들어, 액정 표시(LCD) 장치와 같은 유리 기판을 처리하는 장치 및 그 제조 방법에도 적용 가능하다.
<본 개시의 바람직한 양태>
이하에, 본 개시의 바람직한 양태에 대해서 부기한다.
[부기 1]
본 개시의 일 양태에 의하면,
내부에 반도체를 포함하는 피처리체가 배치되는 석영 용기와,
열을 발하는 가열부와,
상기 석영 용기와 상기 가열부의 사이에 배치되는 복사 제어체를 구비하고,
상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터의 가열에 의해 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체에 도달시키도록 구성되어 있는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 2]
바람직하게는,
상기 복사 제어체는, 금속층과 산화물층을 포함하는 적층부를 갖고 구성되어 있는, 부기 1에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 3]
바람직하게는,
상기 적층부는, 한 쌍의 금속층의 사이에 산화물층을 위치시키는 MIM 구조를 갖는, 부기 2에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 4]
바람직하게는,
상기 복사 제어체는, 상기 가열부측으로부터 제1 금속층, 공명용 산화물층, 제2 금속층 및 방사용 산화물층이 순서대로 형성되어 구성되어 있는, 부기 3에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 5]
바람직하게는,
상기 제1 금속층은, 상기 가열부측으로부터의 복사파를 차폐하도록 구성되어 있는, 부기 4에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 6]
바람직하게는,
상기 제2 금속층은, 상기 가열부측으로부터의 복사파의 일부를 투과시키도록 구성되어 있는, 부기 4에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 7]
바람직하게는,
상기 제2 금속층은, 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 투과시키도록 구성되어 있는, 부기 6에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 8]
바람직하게는,
상기 공명용 산화물층은, 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층의 사이에서 복사파를 반복해서 반사시키면서 당해 복사파를 증폭시키도록 구성되어 있는, 부기 4에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 9]
바람직하게는,
상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터 이격되어 배치되어 있는, 부기 1에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 10]
바람직하게는,
상기 복사 제어체는, 상기 가열부의 발열면을 덮도록 상기 가열부에 설치되어 있는, 부기 1에 기재된 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
[부기 11]
본 개시의 다른 일 양태에 의하면,
반도체를 포함하는 피처리체를 석영 용기의 내부에 배치하는 공정과,
상기 석영 용기에 대하여 열을 발하는 가열부를 사용하여, 상기 석영 용기와 상기 가열부의 사이에 복사 제어체를 개재시킨 상태에서, 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체를 가열하는 공정을 구비하고,
상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터의 가열에 의해 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체에 도달시키는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
1: 반도체 제조 장치
2: 웨이퍼(반도체를 포함하는 피처리체)
10: 프로세스 튜브(석영관)
11: 처리실
12: 보트
20: 히터 유닛
22: 가열 히터
30: 복사 제어체
K: 기판
M: MIM 적층부
N: 열복사층
Na: 복사 제어부
Nb: 방사용 투명 산화물층
P: 백금층
P1: 제1 백금층
P2: 제2 백금층
R: 공명용 투명 산화물층

Claims (11)

  1. 내부에 반도체를 포함하는 피처리체가 배치되는 석영 용기와,
    열을 발하는 가열부와,
    상기 석영 용기와 상기 가열부의 사이에 배치되는 복사 제어체를 구비하고,
    상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터의 가열에 의해 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체에 도달시키도록 구성되어 있는,
    반도체 장치의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복사 제어체는, 금속층과 산화물층을 포함하는 적층부를 갖고 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적층부는, 한 쌍의 금속층의 사이에 산화물층을 위치시키는 MIM 구조를 갖는, 반도체 장치의 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복사 제어체는, 상기 가열부측으로부터 제1 금속층, 공명용 산화물층, 제2 금속층 및 방사용 산화물층이 순서대로 형성되어 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 금속층은, 상기 가열부측으로부터의 복사파를 차폐하도록 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2 금속층은, 상기 가열부측으로부터의 복사파의 일부를 투과시키도록 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 금속층은, 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 투과시키도록 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 공명용 산화물층은, 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층의 사이에 복사파를 반복해서 반사시키면서 당해 복사파를 증폭시키도록 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터 이격되어 배치되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복사 제어체는, 상기 가열부의 발열면을 덮도록 상기 가열부에 설치되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  11. 반도체를 포함하는 피처리체를 석영 용기의 내부에 배치하는 공정과,
    상기 석영 용기에 대하여 열을 발하는 가열부를 사용하여, 상기 석영 용기와 상기 가열부의 사이에 복사 제어체를 개재시킨 상태에서, 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체를 가열하는 공정을 구비하고,
    상기 복사 제어체는, 상기 가열부로부터의 가열에 의해 상기 석영 용기를 투과하는 파장의 복사파를 방사해서 상기 석영 용기 내의 상기 반도체를 포함하는 피처리체에 도달시키는,
    반도체 장치의 제조 방법.
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