KR20220040391A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 프로그램 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 프로그램 Download PDF

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KR20220040391A
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히로히사 야마자키
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Abstract

기판 처리 장치의 처리실 내로의 퇴적물의 부착을 억제하는 기술을 제공한다.
기판을 지지하는 기판 지지 영역을 포함하는 기판 지지구; 기판 지지 영역의 하부에 설치된 단열부; 및 기판 지지구 및 단열부를 수용하는 통 형상의 반응 용기를 포함하고, 반응 용기는, 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 적어도 단열부의 상단보다 하방의 위치로부터 기판 지지 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된 예비실; 및 예비실의 내측에, 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치되고, 예비실 내의 공간을 구분하도록 형성된 제1 커버를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 프로그램{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND PROGRAM}
본 개시(開示)는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 처리 장치의 처리실 내에 수용된 기판 상에 막을 형성하는 성막 처리가 수행되는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1을 참조).
1. 일본 특개 2018-166142호 공보
반도체 디바이스의 제조 공정의 일 공정으로서 예컨대 처리 가스를 이용하여 성막 처리가 수행되는 경우, 반응 용기 내에 공급된 처리 가스에 의해 반응 용기 내에 퇴적물이 부착되는 경우가 있다. 처리실 내의 퇴적물은 파티클 등의 발생 요인이 되기 때문에 반응 용기 내로의 퇴적물의 부착을 억제하는 것이 요구되고 있다.
본 개시의 목적은 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리에서 반응 용기 내로의 퇴적물의 부착을 억제하는 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 기판을 지지하는 기판 지지 영역을 포함하는 기판 지지구; 상기 기판 지지 영역의 하부에 설치된 단열부; 및 상기 기판 지지구 및 상기 단열부를 수용하는 통 형상의 반응 용기를 포함하고, 상기 반응 용기는, 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 적어도 상기 단열부의 상단보다 하방(下方)의 위치로부터 상기 기판 지지 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된 예비실; 및 상기 예비실의 내측에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치되고, 상기 예비실 내의 공간을 구분하도록 형성된 제1 커버를 구비하는 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리에서 반응 용기 내로의 퇴적물의 부착을 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형(縱型) 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도(縱斷面圖)로 도시하는 도면.
도 2는 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면.
도 3은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 가스 공급 계통의 개략 구성도.
도 4는 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형(縱型) 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 도시하는 도면.
도 5는 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 도 4의 B-B선 단면도.
도 6은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치에 설치되는 제1 커버, 제2 커버 및 제3 커버의 형상 예를 도시하는 도면.
도 7은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치에 설치되는 예비실의 내벽의 형상 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 9는 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 동작을 도시하는 흐름도의 일례.
도 10은 본 개시의 일 형태에서의 성막 시퀀스의 일례를 도시하는 도면.
도 11은 본 개시의 다른 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치에 설치되는 제1 커버 및 제2 커버의 형상 예를 도시하는 도면.
이하, 본 개시의 일 형태에 대해서 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다. 기판 처리 장치(10)는 반도체 장치의 제조 공정에서 사용되는 장치의 일례로서 구성된다. 또한 이하에 설명하는 실시 형태에서 중복하는 설명 및 부호에 대해서는 생략하는 경우가 있다. 또한 이하의 설명에서 이용되는 도면은 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은 현실의 것과 반드시 일치하지 않는다. 또한 복수의 도면의 상호 간에서도 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하지 않는다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시하는 바와 같이 기판 처리 장치(10)는 가열 수단(가열 기구, 가열계)으로서의 히터(207)가 설치된 처리로(202)를 구비한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)으로서의 히터 베이스(미도시)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화[(여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 반응관이 배설(配設)된다. 반응관은 이너 튜브(내통, 내관)(204)와, 이너 튜브(204)를 동심원 형상으로 둘러싸는 아우터 튜브(외통, 외관)(203)를 구비한 이중관 구성을 가진다. 이너 튜브(204) 및 아우터 튜브(203)는 각각 예컨대 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되고, 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구(開口)된 원통 형상으로 형성된다.
이너 튜브(204)의 통중공부(筒中空部)(반응 용기의 내측)에는 기판으로서의 웨이퍼(200)에 대한 처리가 수행되는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내의 일단측(一端側)(하방측)로부터 타단측(他端側)[상방측(上方側)]으로 향해서 배열시킨 상태에서 수용 가능하도록 구성된다. 처리실(201) 내는 복수의 영역으로 나눠서 생각할 수 있다. 본 형태에서는 처리실(201) 내에서 복수 매의 웨이퍼(200)가 배열되는 영역을 기판 배열 영역(웨이퍼 배열 영역)이라고도 부른다. 웨이퍼 배열 영역을 기판 처리 영역(웨이퍼 처리 영역), 기판 지지 영역(웨이퍼 지지 영역)이라고도 부른다. 웨이퍼 배열 영역은 웨이퍼(200)를 균등하게 처리하기 위해서 히터(207)에 의해 온도가 균일하게 유지되는 영역, 즉 균열 영역(T1)을 포함한다. 또한 처리실(201) 내에서 웨이퍼 배열 영역을 포함하는 영역이며, 히터(207)에 의해 둘러싸이는 영역, 즉 처리실(201) 내에서의 비교적 온도가 높은 영역을 고온 영역이라고도 부른다. 또한 처리실(201) 내에서 웨이퍼 배열 영역을 포함하지 않는 영역이며, 히터(207)에 의해 실질적으로 둘러싸이지 않는 영역[후술하는 단열부(218) 주변의 영역], 즉 처리실(201) 내에서의 비교적 온도가 낮은 영역을 저온 영역이라고도 부른다. 구체적으로는 저온 영역은 단열부(218)의 상면보다 하방측의 처리실(201) 내의 영역이다. 또한 처리실(201) 내에서 웨이퍼(200)가 배열되는 방향을 기판 배열 방향(웨이퍼 배열 방향)이라고도 부른다.
아우터 튜브(203)의 하방에는 아우터 튜브(203)와 동심원 형상으로 매니폴드(인렛 플랜지)(209)가 배설된다. 이너 튜브(204) 및 아우터 튜브(203)는 각각 매니폴드(209)에 의해 하방으로부터 지지된다. 매니폴드(209)는 예컨대 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 아우터 튜브(203)의 하단은 매니폴드(209)의 상단에 당접(當接)한다. 도 1에 도시하는 바와 같이 매니폴드(209)와 아우터 튜브(203) 사이에는 씰 부재로서의 O링(220a)이 설치된다. 매니폴드(209)가 히터 베이스로 지지되는 것에 의해 아우터 튜브(203)는 수직으로 설치된 상태가 된다. 주로 아우터 튜브(203)와 이너 튜브(204)와 매니폴드(209)에 의해 반응 용기가 구성된다.
이너 튜브(204)의 통중공부에는 예비실(노즐 수용실)(201a)이 형성된다. 예비실(201a)은 이너 튜브(204)의 측벽으로부터 이너 튜브(204)의 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 수직 방향을 따라 연재[연신(延伸)]되는 채널 형상(홈[溝] 형상)으로 형성된다. 예비실(201a)의 내벽은 처리실(201)의 내벽의 일부를 구성한다. 예비실(201a)은 적어도 후술하는 단열부(218)의 상단보다 하방의 위치로부터 웨이퍼 배열 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된다. 예비실(201a)은 단열부(218)의 상단보다 하방의 위치로부터 웨이퍼 배열 영역의 상단의 위치까지 연재되도록 설치되어도 좋다. 예비실(201a)은 단열부(218)의 하단의 위치로부터 웨이퍼 배열 영역의 상단의 위치까지 연재되도록 설치되어도 좋다. 예비실(201a)은 이너 튜브(204)의 하단으로부터 웨이퍼 배열 영역의 상단의 위치까지 연재되도록 설치되어도 좋다. 또한 평면시에서 예비실(201a)과 처리실(201)은 이너 튜브(204)에 설치된 개구(201b)를 개재하여 서로 연통된다고도 할 수 있다.
예비실(201a) 내에는 가스 공급부로서의 노즐(410, 420)이 각각 수용된다. 노즐(가스 공급 노즐이라고도 지칭됨)(410, 420)은 각각이 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되고, 각각이 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(410, 420)의 수평부는 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 설치된다. 노즐(410, 420)의 수직부는 예비실(201a)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라 웨이퍼 배열 방향 상방을 향하여 상승[立上]하도록 각각 설치된다. 즉 도 2에 도시하는 바와 같이 노즐(410, 420)은 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 설치된다. 도 1에 도시하는 바와 같이 노즐(410, 420)은 그것들의 상단부의 높이 위치가 후술하는 보트(217)의 천장 부근의 높이 위치까지 도달하도록 설치된다. 본 개시에서는 노즐(410, 420)을 각각 제1 노즐, 제2 노즐이라고도 부른다.
노즐(410, 420)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(개구부)(410a, 420a)이 각각 설치된다. 노즐(410, 420)에서의 가스 공급공(410a, 420a)은 각각 웨이퍼(200)와 대향되는 위치에, 즉 웨이퍼 배열 영역의 웨이퍼 배열 방향에서의 모든 영역에 대응하도록 노즐(410, 420)의 상부로부터 하부에 걸쳐서 복수 설치된다. 즉 가스 공급공(410a, 420a)은 후술하는 보트(217)의 하부로부터 상부까지의 높이 위치에 복수 설치되고, 보트(217)에 수용된 모든 웨이퍼(200)에 가스를 분출하는 것이 가능하도록 이루어진다.
가스 공급공(410a, 420a)은 각각이 처리실(201)의 중심을 향하도록 개구되고, 웨이퍼(200)를 향하여 가스를 분출하는 것이 가능하도록 구성된다.
본 형태에서는 원통 형상의 공간인 예비실(201a) 내에 배치한 노즐(410, 420)을 경유해서 가스를 반송한다. 그리고 노즐(410, 420)에 각각 개구된 가스 공급공(410a, 420a)으로부터 처리실(201) 내에 가스를 분출시킨다. 그리고 이너 튜브(204) 내에서의 가스의 주된 흐름을 웨이퍼(200)의 표면과 평행한 방향, 즉 수평 방향으로 한다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해 각 웨이퍼(200)에 균일하게 가스를 공급하는 것이 가능해진다. 웨이퍼(200)의 표면상을 흐른 가스는 후술하는 배기공(204a)의 방향을 향하여 흐른다. 단, 이 가스의 흐름의 방향은 배기공(204a)의 위치에 의해 적절히 특정되고, 수평 방향으로 한정되지 않는다.
노즐(410, 420)에는 가스 공급관(310, 320)이 접속된다. 이와 같이 이너 튜브(204)에는 2개의 노즐(410, 420)과, 2개의 가스 공급관(310, 320)이 각각 접속되고, 처리실(201) 내에 복수 종류, 여기서는 2종류의 가스를 공급할 수 있도록 구성된다.
매니폴드(209)의 하방에는 가스 공급관(350)이 접속된다. 가스 공급관(350)은 매니폴드(209) 및 이너 튜브(204)의 측벽 하부를 관통하도록 설치된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 가스 공급관(310, 320, 350)에는 가스 흐름의 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(312, 322, 352), 개폐 밸브인 밸브(314, 324, 354)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310, 320)의 밸브(314, 324)보다 하류측에는 가스 공급관(510, 520)이 각각 접속된다. 가스 공급관(510, 520)에는 가스 흐름의 상류측부터 순서대로 MFC(512, 522) 및 밸브(514, 524)가 각각 설치된다.
가스 공급관(310)으로부터는 처리 가스인 원료 가스로서 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막을 구성하는 주원소가 되는 소정 원소를 포함하는 가스, 즉 소정 원소 함유 가스를 MFC(312), 밸브(314), 노즐(410)을 개재하여 처리실(201) 내의 웨이퍼 처리 영역에 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 원료 가스란 기체 상태의 원료, 예컨대 상온 상압 하에서 액체 상태인 원료를 기화하는 것에 의해 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 원료 등이다. 소정 원소 함유 가스는 성막 가스, 즉 소정 원소 소스로서 작용한다.
가스 공급관(320)으로부터는 처리 가스인 반응 가스(리액턴트)를 MFC(322), 밸브(324), 노즐(420)을 개재하여 처리실(201) 내의 웨이퍼 처리 영역에 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 반응 가스는 예컨대 산화 가스나 질화 가스이며, 성막 가스로서 작용한다.
가스 공급관(510, 520)으로부터는 불활성 가스를 각각 MFC(512, 522), 밸브(514, 524), 노즐(410, 420)을 개재하여 처리실(201) 내의 웨이퍼 처리 영역에 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 상기 불활성 가스는 퍼지 가스, 희석 가스, 또는 캐리어 가스로서 작용한다.
가스 공급관(350)으로부터는 불활성 가스를 MFC(352), 밸브(354)를 개재하여 처리실(201) 내의 저온 영역에 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 상기 불활성 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 또한 가스 공급관(350)을 후술하는 회전 기구(267)에 접속하여 회전축(255)의 외주로부터 처리실(201) 내의 저온 영역에 불활성 가스를 공급해도 좋다.
주로 가스 공급관(310), MFC(312), 밸브(314)에 의해 원료 가스 공급계(금속 함유 원료 가스 공급계)가 구성된다. 노즐(410)을 원료 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 주로 가스 공급관(320), MFC(322), 밸브(324)에 의해 반응 가스 공급계(산소 함유 가스 공급계)가 구성된다. 노즐(420)을 원료 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 원료 가스 공급계 및 반응 가스 공급계를 처리 가스 공급계(가스 공급계)라고 생각해도 좋다. 또한 원료 가스 공급계 또는 반응 가스 공급계 중 적어도 어느 하나를 처리 가스 공급부로서 생각해도 좋다. 주로 가스 공급관(510, 520), MFC(512, 522), 밸브(514, 524)에 의해 제1 불활성 가스 공급계(퍼지 가스 공급계, 희석 가스 공급계, 캐리어 가스 공급계)가 구성된다. 주로 가스 공급관(350), MFC(352), 밸브(354)에 의해 제2 불활성 가스 공급계(퍼지 가스 공급계)가 구성된다.
도 1에 도시하는 바와 같이 이너 튜브(204)의 측벽에는 예컨대 슬릿 형상의 관통공으로서 구성된 배기공(배기 슬릿)(204a)이 수직 방향으로 가늘고 길게 개설된다. 배기공(204a)은 정면시에서 예컨대 직사각형[矩形]이며, 이너 튜브(204)의 측벽의 하부로부터 상부에 걸치고, 웨이퍼 배열 영역의 웨이퍼 배열 방향에서의 모든 영역에 대응하도록 설치된다. 또한 배기공(204a)은 슬릿 형상의 관통공으로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 복수 개의 공에 의해 구성되어도 좋다. 처리실(201) 내와, 이너 튜브(204)와 아우터 튜브(203) 사이의 원환(圓環) 형상의 공간(극간)에 의해 구성되는 배기로(206)는 배기공(204a)을 개재하여 연통된다.
도 2에 도시하는 바와 같이 평면시에서 예비실(201a)과 배기공(204a)은 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)의 중심을 개재하여 대향된다(180°반대측의 위치에 있다). 또한 노즐(410, 420)과 배기공(204a)은 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)의 중심을 개재하여 대향된다.
도 1에 도시하는 바와 같이 매니폴드(209)에는 배기로(206)를 개재하여 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 접속된다. 배기관(231)에는 배기로(206) 내, 즉 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(243)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속된다. APC 밸브(243)는 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브의 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성된다. 주로 배기관(231), APC 밸브(243), 압력 센서(245)에 의해 배기계, 즉 배기 라인이 구성된다. 배기공(204a), 배기로(206), 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
매니폴드(209)의 하단 개구는 처리로(202)의 노구(爐口)로서 구성되고, 후술하는 보트 엘리베이터(115)에 의해 보트(217)가 상승했을 때 O링(220b)을 개재하여 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)에 의해 기밀하게 봉지된다. 씰 캡(219)은 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(219)의 하방에는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속된다. 회전 기구(267)는 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성된다. 씰 캡(219)은 아우터 튜브(203)의 외부에 수직하게 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 씰 캡(219)을 승강시키는 것에 의해 보트(217)에 의해 지지된 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출(반송)하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는 복수 매, 예컨대 25매 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로, 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉 간격을 두고 배열시키도록 구성된 웨이퍼 배열 영역(기판 지지 영역)을 포함한다. 또한 보트(217)는 웨이퍼 배열 영역의 하부(하방)에 단열부(218)를 지지하는 단열부 지지 영역을 포함한다. 보트(217)의 웨이퍼 배열 영역에는 웨이퍼(200)로서 제품 웨이퍼, 더미 웨이퍼, 필더미 웨이퍼 등이 지지된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 도 4에 도시하는 바와 같이 보트(217)의 단열부 지지 영역에는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 원통 형상의 부재로서 구성되는 단열부(218)로서의 단열통(218a)이 설치된다. 단열통(218a)에 의해 히터(207)로부터의 열이 씰 캡(219)측에 전달되기 어렵도록 이루어진다. 단열통(218a)은 그 내부에 공간을 포함해도 좋고, 그 내부 공간에 히터(미도시)가 설치되어도 좋다. 이 경우, 단열통(218a)을 보온통이라고도 부를 수 있다.
여기서 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역[예컨대 단열부(218)의 외주면, 예비실(201a)의 내벽, 단열부(218)의 하방 영역 등]에 원료 가스나 반응 가스와 같은 처리 가스가 유입되어 그것들의 가스에 기인하는 퇴적물이 부착된 경우, 후술하는 바와 같이 클리닝 처리에 의해서도 퇴적물의 제거가 어려워지는 경우가 있다. 제거되지 않는 퇴적물은 파티클 등의 발생 요인이 되기 때문에 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역에 처리 가스가 유입되는 것을 억제하는 것이 요구된다. 하지만 예비실(201a)과 같은 돌출된 공간이 이너 튜브(204)에 설치된 경우, 예비실(201a)의 공간을 지나서 처리 가스가 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역에 유입되는 경우가 있다.
[제1 커버(1001)]
본 실시 형태에서는 도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 예비실(201a)의 내측에, 예비실(201a)의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 예비실(201a) 내의 공간을 상하로 구분하도록 형성된 제1 커버(1001)가 설치된다. 제1 커버(1001)는 평면시에서 예비실(201a)을 피복하도록 외연(外緣)이 예비실(201a)의 내벽을 따라 접촉하도록 형성된 플레이트 형상의 부품이다. 또한 제1 커버(1001)는 예비실(201a) 내에 입설(立設)하는 노즐(410, 420)이 관통하는 개구를 포함한다. 단, 제1 커버(1001)는 플레이트 형상에 한정되지 않고, 연직 방향에 보다 큰 두께를 가지는 블록 형상의 부품으로서 구성되어도 좋다. 제1 커버(1001)는 예컨대 이너 튜브(204)와 마찬가지로 석영 또는 탄화실리콘 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 단, 제1 커버(1001)와 이너 튜브(204)는 다른 재료에 의해 구성되어도 좋다. 후술하는 제2 커버(1002) 및 제3 커버(1003)를 구성하는 재료에 대해서도 마찬가지이다.
제1 커버(1001)는 구분된 예비실(201a) 내의 공간 사이에 가스가 유통되는 것을 제한한다. 제1 커버(1001)를 설치하는 것에 의해 웨이퍼 배열 영역[단열부(218)의 상방 공간]에 공급되는 처리 가스가 예비실(201a) 내의 공간을 통해서 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역에 유입되는 것을 억제할 수 있다.
제1 커버(1001)는 단열부(218)의 상단과 같은 높이에 상면이 위치하도록 설치된다. 즉 단열부(218)의 상면과 제1 커버(1001)의 상면이 동일 평면을 형성하도록 구성된다. 이에 의해 단열부(218)의 상면과 제1 커버(1001)의 상면 사이의 단차 부분에서 발생할 가능성이 있는 처리 가스의 체류의 발생을 억제할 수 있다. 또한 후술하는 제2 커버(1002)를 설치하지 않는 경우에도 처리 가스가 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역에 유입되는 유로를, 단열부(218)의 상단의 외연과 제1 커버(1001)의 외연 사이의 간극[후술하는 제1 간극(2000a)]으로 제한할 수 있다.
제1 커버(1001)는 단열부(218)의 상단보다 상방에 상면이 위치하도록 설치되어도 좋다. 이 경우, 제1 커버(1001)는 노즐(410, 420)의 가스 공급공(410a, 420a)이 설치되는 높이 범위의 하단보다 하방에 설치된다. 특히 단열부(218)보다 상방에까지 저온 영역[균열 영역(T1) 외]이 존재하는 경우, 제1 커버(1001)를 설치하는 것에 의해 저온 영역 내의 예비실(201a)의 내벽에 공급되는 처리 가스의 유량을 제한하고, 막 부착을 억제하는 것이 바람직하다.
또한 제1 커버(1001)는 균열 영역(T1)의 하단보다 상방에 상면이 위치하도록 설치되어도 좋다. 보다 구체적으로는 예컨대 웨이퍼 배열 영역을 가열하는 히터(207)의 하단보다 상방에 상면이 위치하도록 설치할 수 있다. 이에 의해 가스 클리닝에 의한 퇴적물 제거를 수행하는 것이 어려운 저온 영역에 처리 가스가 유입되는 것을 억제할 수 있다.
또한 단열부(218)의 외주면의 상방에 처리 가스가 공급되어 퇴적물이 부착되는 것을 피하기 위해서 제1 커버(1001)는 단열부(218)의 상단보다 하방이 아니라, 단열부(218)의 상단과 같은 높이, 또는 상단보다 상방에 설치되는 것이 바람직하다. 제1 커버(1001)가 단열부(218) 상단보다 상방에 설치되는 경우, 후술하는 제2 커버(1002)를 설치하는 것에 의해 처리 가스가 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역에 유입되는 유로를 후술하는 제1 간극(2000a)으로 제한하는 것이 보다 바람직하다.
또한 가스 공급관(350)으로부터 단열부(218)의 하방 공간에 공급된 불활성 가스는 웨이퍼 배열 영역[단열부(218)의 상방 공간]에 공급되는 처리 가스가 단열부(218)의 상단보다 하방의 공간에 침입되는 것을 저지하는 퍼지 가스로서 작용한다.
보다 구체적으로는 제1 내주 플레이트(1001a)의 외연과, 단열부(218)의 외연 사이에는 상기 외연에 따른 제1 간극(2000a)이 형성된다. 한편, 예비실(201a)이 설치되지 않는 이너 튜브(204)의 내벽과 단열부(218)의 외연 사이에는 상기 외연을 따른 제2 간극(2000b)이 형성된다. 제1 간극(2000a)과 제2 간극(2000b)은 단열부(218)의 하방 공간과 웨이퍼 배열 영역 사이에서 가스가 흐르기 쉬운 정도(컨덕턴스)를 제한하는 가스 유로(流路)를 각각 구성한다. 이와 같이 가스가 흐르기 쉬운 정도를 제한하는 유로를 설치하는 것에 의해, 웨이퍼 배열 영역에 공급되는 처리 가스가 제1 커버보다 하방의 공간(단열부(218)의 상단보다 하방의 공간)에 침입되는 것을 억제할 수 있다. 또한 불활성 가스가 공급된 단열부(218)의 하방 공간 내의 압력을, 배기계에 의해 감압된 웨이퍼 배열 영역 내의 압력보다 높게 할 수 있으므로 불활성 가스를 제1 간극(2000a) 및 제2 간극(2000b)으로부터 웨이퍼 배열 영역으로 분출시켜서 제1 커버보다 하방의 공간으로의 처리 가스의 유입을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
처리 가스의 침입을 억제하는 효과를 보다 높이기 위해서 제1 간극(2000a)과 제2 간극(2000b)은 각각 균등한 일정의 폭을 가지도록 단열부(218), 이너 튜브(204) 및 예비실(201a)이 설치된다. 또한 제1 간극(2000a)과 제2 간극(2000b)의 폭은 다르게 할 수 있지만, 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 이에 의해 제1 간극(2000a)과 제2 간극(2000b)에 균등한 유량으로 불활성 가스를 유통시킬 수 있기 때문에, 단열부(218)의 외주면의 전체에 걸쳐서 퇴적물의 부착을 균일하게 억제할 수 있다. 제1 간극(2000a) 및 제2 간극(2000b)의 폭은 예컨대 3mm 내지 30mm의 소정의 폭이 되도록 설정된다. 소정의 폭이 3mm 미만인 경우, 보트(217)의 회전 시에서 단열통(218a)과 이너 튜브(204)가 접촉할 가능성이 커진다. 소정의 폭이 30mm를 초과하는 경우, 처리 가스의 침입을 억제하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
[제2 커버(1002)]
또한 제1 커버(1001)의 하방에는 예비실(201a)의 연재 방향을 따라 설치되고, 제1 커버(1001)의 단열부(218)와 대향되는 외연으로부터, 예비실(201a)의 개구[개구(201b)]를 피복하도록 하방으로 연신되는 제2 커버(1002)가 설치된다. 즉 제2 커버(1002)는 단열부(218)의 외주면과 예비실(201a) 사이에 설치되고, 단열부(218)의 외주면 사이에, 단열부(218)의 하방 영역에 공급된 불활성 가스가 웨이퍼 배열 영역을 향하여 흐르는 불활성 가스 유로를 형성한다. 이에 의해 예비실(201a)과 대향되는 단열부(218)의 외주면에 처리 가스가 공급되어 퇴적물이 부착되는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
제2 커버(1002)는 단열부(218)의 외주면에 대향되는 면이 평면시에서 이너 튜브(204)의 내벽과 동일한 원주를 구성하도록 형성된 곡면을 가지는 플레이트에 의해 구성된다. 즉 제1 간극(2000a)이 단열부(218)의 상단뿐만 아니라, 상단으로부터 하방을 향해서 형성된다.
제2 커버(1002)의 하단은 예비실(201a)의 하단의 위치까지 연재되도록 설치된다. 또한 단열부(218)의 하단의 위치까지 연재되도록 설치되어도 좋다. 또한 씰 캡(219)의 상면의 위치까지 연재되도록 설치되어도 좋다. 단, 후술하는 제3 고정 홈(3003)에 의해 제3 커버(1003)를 고정하기 위해서는 제2 커버(1002)의 하단은 예비실(201a)의 하단의 위치, 또는 그 상방의 위치[단, 제1 커버(1001)보다 하방]까지 연재되도록 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 단열부(218)의 외주면에 퇴적물이 부착되는 것을 억제한다는 관점에서는 제2 커버(1002)의 하단은 가능한 한 하방에 위치하는 것이 바람직하고, 단열부(218)의 하단의 위치까지 연재되도록 설치되는 것이 보다 바람직하다.
[제3 커버(1003)]
또한 제2 커버(1002)의 하단에는 예비실(201a)의 내측에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치된 제3 커버(1003)가 더 설치된다. 즉 제3 커버(1003)는 제1 커버(1001)와 마찬가지로 평면시에서 예비실(201a)을 피복하도록[바꿔 말하면, 예비실(201a)의 연재 방향에 수직한 면에서의 단면을 피복하도록], 외연이 예비실(201a)의 내벽을 따라 접촉하도록 형성된 플레이트 형상(또는 블록 형상)의 부품이다. 또한 제3 커버(1003)는 노즐(410, 420)이 관통하는 개구를 포함한다.
제3 커버(1003)는 제1 커버(1001), 제2 커버(1002) 및 제3 커버(1003)에 의해 형성되는 예비실(201a) 내의 공간에 주로 가스 공급관(350)으로부터 공급된 불활성 가스가 유입되는 것을 제한한다. 이와 같이 단열부(218)의 하방에 공급된 불활성 가스가 예비실(201a) 내에 흐르는 것을 제한하는 것에 의해 제2 커버(1002)와 단열부(218) 사이의 불활성 가스 유로에 불활성 가스가 원활하게 흐르도록 가스의 흐름을 형성할 수 있다.
[제1 커버(1001)의 분할 구조]
제1 커버(1001)는 도 6에 도시하는 바와 같이 단열부(218)에 대향되는 외연이 단열부(218)의 외연을 따르도록 형성되고, 노즐(410, 420)을 둘러싸도록 노치를 구비하는 제1 내주 플레이트(1001a)와, 예비실(201a)의 내벽을 따라 외연이 접촉하도록 형성되고, 노즐(410, 420)을 둘러싸도록 노치를 구비하는 제1 외주 플레이트(1001b)에 의해 구성된다. 제1 내주 플레이트(1001a)와 제1 외주 플레이트(1001b)는 평면시에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치된다.
[제3 커버(1003)의 분할 구조]
또한 제3 커버(1003)도 제1 커버(1001)와 마찬가지로 단열부(218)와 대향되는 외연이 단열부(218)의 외연을 따르도록 형성되고, 노즐(410, 420)을 둘러싸도록 노치를 구비하는 제3 내주 플레이트(1003a)와, 예비실(201a)의 내벽을 따라 외연이 접촉하도록 형성되고, 노즐(410, 420)을 둘러싸도록 노치를 구비하는 제3 외주 플레이트(1003b)에 의해 구성된다. 제3 내주 플레이트(1003a)와 제3 외주 플레이트(1003b)는 평면시에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치된다.
제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003)를 각각 이와 같이 분할해서 구성하는 것에 의해 예비실(201a) 내에 노즐(가스 공급 노즐)(410, 420)과 같은 구조물이 입설(立設)된 경우에도 예비실(201a)의 내벽과 제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003) 사이에 각각 극간을 만들지 않고(또는 최소한으로 하고), 예비실(201a)의 수평 단면을 피복하도록 제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003)를 설치하는 것이 용이해진다.
[제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003)의 고정 구조]
예비실(201a)의 내벽에는 제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003)와 각각 계합(係合)되고, 제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003)를 예비실(201a)의 내벽에 고정하는, 예비실(201a)의 연재 방향에 수직한 방향으로 형성된 홈(단차)인 제1 고정 홈(3001) 및 제3 고정 홈(3003)이 설치된다. 제1 고정 홈(3001) 및 제3 고정 홈(3003)에 제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003)를 각각 계합시켜서 고정하는 것에 의해 예비실(201a)의 내벽과 제1 커버(1001) 및 제3 커버(1003) 사이에 극간을 두지 않고 설치할 수 있다. 구체적으로는 우선 제1 외주 플레이트(1001b) 및 제3 외주 플레이트(1003b)가 각각 제1 고정 홈(3001)과 제3 고정 홈(3003)에 계합되도록 설치된다. 계속해서 설치된 제1 외주 플레이트(1001b) 및 제3 외주 플레이트(1003b)의 노치부에 맞추도록 노즐(410, 420)이 설치된다. 계속해서 제1 내주 플레이트(1001a) 및 제3 내주 플레이트(1003a)가, 각각 설치된 제1 외주 플레이트(1001b) 및 제3 외주 플레이트(1003b)에 중첩되도록, 또한 제1 고정 홈(3001) 및 제3 고정 홈(3003)의 예비실(201a)의 측벽측에 설치된 홈 부분에 계합되도록 설치된다.
제1 커버(1001)와 노즐(410, 420) 사이에는 제1 커버 개구(3000a)가 설치되어도 좋다. 제1 커버 개구(3000a)는 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내에 공급된 불활성 가스를 웨이퍼 배열 영역에 분출시키는 분출구로서 기능한다. 이에 의해 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내에 처리 가스가 침입되는 것을 억제할 수 있다.
이 경우, 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내의 압력이 웨이퍼 배열 영역 내의 압력보다 크게 되도록 제1 커버 개구(3000a)의 면적이 설정된다. 상기 면적이 지나치게 크면, 웨이퍼 배열 영역 내의 처리 가스가 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내에 침입될 가능성이 있다. 따라서 예컨대 제1 커버 개구(3000a)의 폭은 5mm 이하인 것이 바람직하다.
또한 이 경우, 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내의 압력이 웨이퍼 배열 영역 내의 압력보다 크게 되도록 가스 공급관(350)으로부터 공급하는 불활성 가스의 유량이 제어된다.
또한 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내의 압력이 웨이퍼 배열 영역 내의 압력보다 크게 되도록 제3 커버(1003)와 노즐(410, 420) 사이에 불활성 가스의 유로가 되는 제3 커버 개구(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다. 제1 커버 개구(3000a)의 면적은 제3 커버 개구의 면적보다 작다. 이에 의해 제1 커버(1001)보다 하방의 예비실(201a) 내의 압력을 웨이퍼 배열 영역 내의 압력보다 크게 할 수 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이 제1 내주 플레이트(1001a), 제2 커버(1002) 및 제3 내주 플레이트(1003a)가 일체적으로 형성된다. 제1 커버(1001), 제2 커버(1002) 및 제3 커버(1003)는 모두 일체적으로 형성되어도 좋고, 각각이 분리 가능한 부품으로서 형성되어도 좋다.
전술한 실시 형태에서는 제1 커버(1001), 제2 커버(1002) 및 제3 커버(1003)에 의해 예비실 커버가 구성된다. 하지만 도 11에 도시하는 변형예와 같이 예비실 커버는 제3 커버(1003)를 구비하지 않고, 제2 커버(1002)를 제3 고정 홈(3003)에 고정하기 위한 돌출부(1004)를 제2 커버(1002)의 하단에 구비해도 좋다. 돌출부(1004)는 제3 고정 홈(3003)에 계합되는 것에 의해 제2 커버(1002)를 예비실(201a)의 내벽에 대하여 고정한다.
도 2에 도시하는 바와 같이 이너 튜브(204) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치된다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전량을 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(263)는 노즐(410, 420)과 마찬가지로 L자형으로 구성되고, 이너 튜브(204)의 내벽을 따라 설치된다. 또한 노즐(410, 420)을 수용하는 예비실(201a)과 마찬가지로 이너 튜브(204)의 측벽으로부터 이너 튜브(204)의 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 수직 방향을 따라 연재(연신)하는 채널 형상(홈 형상)으로 형성된 제2 예비실을 더 설치하고, 제2 예비실 내에 온도 센서(263)를 수용하도록 해도 좋다. 그 경우, 예비실(201a)의 경우와 마찬가지로 제2 예비실을 통해서 처리 가스가 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역에 유입되는 것을 억제하기 위해서 제1 커버(1001), 제2 커버(1002), 제3 커버(1003)와 동등한 구성을 제2 예비실 내에 설치해도 좋다.
도 8에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는 CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여 CPU(121a)과 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(121)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속된다.
기억 장치(121c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(121c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 반도체 장치의 제조 방법의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에서의 각 공정(각 스텝, 각 순서, 각 처리)을 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 프로세스 레시피를 단순히 레시피라고도 말한다. 본 개시에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 전술한 MFC(312, 322, 352, 512, 522), 밸브(314, 324, 354, 514, 524), 압력 센서(245), APC 밸브(243), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(121a)는 판독한 레시피의 내용을 따르도록 MFC(312, 322, 352, 512, 522)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(314, 324, 354, 514, 524)의 개폐 동작, APC 밸브(243)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(243)에 의한 압력 조정 동작, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 보트(217)에의 웨이퍼(200)의 수용 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(121)는 외부 기억 장치(123)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 외부 기억 장치(123)는 예컨대 HDD 등의 자기(磁氣) 디스크, CD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리를 포함한다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 개시에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(121c) 단체(單體)만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(123)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정(반도체 디바이스의 제조 공정)
전술한 기판 처리 장치(10)를 이용하여 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 웨이퍼(200) 상에 소정 원소를 포함하는 막을 형성하는 기판 처리 시퀀스, 즉 성막 시퀀스의 일례에 대해서 도 9, 도 10을 이용하여 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치(10)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 9, 도 10에 도시하는 성막 공정(성막 시퀀스)에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 스텝(스텝 A)과, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 반응 가스를 공급하는 스텝(스텝 C)을 비동시에 수행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1이상의 정수) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 원소를 포함하는 막을 형성하는 스텝을 수행한다.
본 개시에서 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 그 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 개시에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 개시에서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 경우는 웨이퍼 그 자체의 표면상에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되는 층 등의 상에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 개시에서 「기판」이라는 단어를 사용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우와 같은 의미이다.
(기판 반입 공정: S301)
복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)되면, 도 1에 도시하는 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서 씰 캡(219)은 O링(220b)을 개재하여 매니폴드(209)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
(분위기 조정 공정: S302)
처리실(201) 내, 즉 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(243)가 피드백 제어된다(압력 조정). 또한 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 처리 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정). 또한 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 시작한다. 처리실(201) 내의 배기, 웨이퍼(200)의 가열 및 회전은 모두 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다. 이때 밸브(354)를 열고 가스 공급관(350) 내에 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는 MFC(352)에 의해 유량 조정되어 처리실(201) 내의 저온 영역[예컨대 단열부(218)의 상단보다 하방의 영역]에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다. 이때의 불활성 가스의 유량은 예컨대 0.1slm 내지 2slm, 바람직하게는 0.3slm 내지 0.5slm의 범위 내의 유량으로 할 수 있다. 불활성 가스의 유량은 적어도 처리실(201) 내의 저온 영역에서의 압력이 웨이퍼 배열 영역 내의 압력보다 크게 되도록 선택된다.
(성막 공정: S300)
그 후, 다음 4개의 스텝, 즉 스텝 A 내지 스텝 D를 순차 실시한다.
[제1 공정: S303(스텝 A)]
이 스텝에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급한다.
구체적으로는 밸브(314)를 열고 가스 공급관(310) 내에 원료 가스를 흘린다. 원료 가스는 MFC(312)에 의해 유량 조정되어 가스 공급공(410a)으로부터 처리실(201) 내의 웨이퍼 처리 영역에 공급된다. 원료 가스는 배기공(204a)을 개재하여 배기로(206) 내에 흘러 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스가 공급된다(원료 가스 공급). 이때 밸브(514)를 열고 가스 공급관(510) 내에 불활성 가스를 흘려도 좋다. 가스 공급관(510) 내를 흐른 불활성 가스는 MFC(512)에 의해 유량 조정되어 원료 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다. 이때 노즐(420) 내로의 원료 가스의 침입을 방지(역류를 방지)하기 위해서 밸브(524)를 열고 가스 공급관(520) 내에 불활성 가스를 흘려도 좋다. 불활성 가스는 MFC(522)에 의해 유량 조정되고 가스 공급관(320), 노즐(420)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다.
이때 밸브(354)를 열고 가스 공급관(350) 내에 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는 MFC(352)에 의해 유량 조정되어 처리실(201) 내의 저온 영역에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다.
본 스텝에서의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
처리 압력: 1Pa 내지 1,000Pa, 바람직하게는 1Pa 내지 100Pa, 보다 바람직하게는 10Pa 내지 50Pa
원료 가스 공급 유량: 10sccm 내지 2,000sccm, 바람직하게는 50sccm 내지 1,000sccm, 보다 바람직하게는 100sccm 내지 500sccm
원료 가스 공급 시간: 1초 내지 60초, 바람직하게 1초 내지 20초, 보다 바람직하게는 2초 내지 15초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 1slm 내지 30slm, 바람직하게는 1slm 내지 20slm, 보다 바람직하게는 1slm 내지 10slm
처리 온도: 실온(25℃) 내지 600℃, 바람직하게는 90℃ 내지 550℃, 보다 바람직하게는 450℃ 내지 550℃
본 스텝에서의 처리 온도의 하한값은 후술하는 스텝 C에서 이용하는 반응 가스의 종류에 따라 적절히 변경할 수 있다.
또한 본 개시에서의 「1Pa 내지 1,000Pa」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서 예컨대 「1Pa 내지 1,000Pa」란 「1Pa 이상 1,000Pa 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 최표면(最表面) 상에 제1층으로서 소정 원소 함유층이 형성된다.
또한 처리실(201) 내에 공급된 원료 가스는 웨이퍼(200)에 대하여 공급될 뿐만 아니라 처리실(201) 내의 부재의 표면, 즉 이너 튜브(204)의 내벽, 노즐(410, 420)의 표면, 보트(217)의 표면, 매니폴드(209)의 내벽, 씰 캡(219)의 상면, 회전축(255)의 측면, 단열부(218)의 상면 및 측면 등에 대해서도 공급된다. 처리실(201) 내에 공급된 원료 가스가 처리실(201) 내의 부재의 표면에 접촉하는 것에 의해, 전술한 소정 원소 함유층은 웨이퍼(200) 상뿐만 아니라 처리실(201) 내의 부재의 표면에도 형성된다. 또한 처리실(201) 내의 부재의 표면에는 반응 부생성물이 퇴적하기도 한다. 이와 같이 처리실(201) 내의 부재의 표면에는 후술하는 클리닝 처리의 대상인 부생성물이 부착된다.
본 형태에서의 기판 처리 장치(10)에 따르면, 예비실(201a)을 피복하는 제1 커버(1001) 등의 예비실 커버를 구비하는 것에 의해, 예비실(201a)의 내벽과 단열부(218)의 외주면(측벽) 사이의 공간을 개재하여 저온 영역에 침입되는 원료 가스의 유로를 좁혀서 웨이퍼 처리 영역으로부터 저온 영역으로의 원료 가스의 침입을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해 저온 영역 내의 부재의 표면으로의 부생성물의 부착을 억제하는 것이 가능해진다.
또한 가스 공급관(350)으로부터 저온 영역에 불활성 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스를 제1 커버(1001) 등의 예비실 커버와 단열부(218)의 외주면 사이에 형성되는 간극 등을 개재하여 웨이퍼 배열 영역에 흘리는 것에 의해 이 간극을 개재하여 원료 가스가 저온 영역에 침입되는 것을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
제1층이 형성된 후, 밸브(314)를 닫고 처리실(201) 내로의 원료 가스의 공급을 정지한다. 이때 APC 밸브(243)는 연 상태로 한다.
원료 가스로서는 예컨대 소정 원소로서 실리콘(Si)을 포함하는 가스를 이용할 수 있다. 즉 원료 가스로서 예컨대 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 헥사클로로디실란 가스(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스를 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서는 예컨대 테트라플루오로실란(SiF4) 가스, 디플루오로실란(SiH2F2) 가스 등의 플루오로실란계 가스, 테트라브로모실란(SiBr4) 가스, 디브로모실란(SiH2Br2) 가스 등의 브로모실란계 가스, 테트라요오드실란(SiI4) 가스, 디요오드실란(SiH2I2) 가스 등의 요오드실란계 가스도 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서는 예컨대 테트라키스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS} 가스, 트리스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS} 가스, 비스(디에틸아미노)실란{Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: BDEAS} 가스, 비스(터셔리부틸아미노)실란{SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS} 가스 등의 아미노실란계 가스를 이용할 수도 있다. 또한 원료 가스로서는 예컨대 소정 원소로서 금속 원소인 알루미늄(Al)을 포함하는 가스를 이용할 수 있다. 즉 원료 가스로서 예컨대 트리메틸알루미늄[Al(CH3)3, 약칭: TMA] 가스 등의 유기계 Al 함유 가스를 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서 예컨대 염화알루미늄(AlCl3) 가스 등의 할로겐계 Al 함유 가스를 이용할 수 있다. 원료 가스로서는 이 그 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
불활성 가스로서는 예컨대 질소(N2) 가스 외에 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희(希)가스를 이용할 수 있다. 불활성 가스로서는 이 그 중 1개 이상을 이용할 수 있다. 이 점은 후술하는 스텝 B 내지 스텝 D 등에서도 마찬가지이다.
[퍼지 공정: S304(스텝 B)]
스텝 A가 종료된 후, APC 밸브(243)는 연 상태로 하여 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 소정 원소 함유층 형성에 기여한 후의 원료 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다(잔류 가스 제거). 이때 밸브(514, 524)를 열고 노즐(410, 420)로부터 처리실(201) 내로 불활성 가스를 공급해도 좋다. 불활성 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 또한 본 스텝에서는 불활성 가스를 상시 계속해서 흘려도 좋고(연속적으로 공급해도 좋고), 단속적(펄스적)으로 공급해도 좋다.
[제2 공정: S305(스텝 C)]
스텝 B가 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층에 대하여 반응 가스를 공급한다.
구체적으로는 밸브(324)를 열고 가스 공급관(320) 내에 반응 가스를 흘린다. 반응 가스는 MFC(322)에 의해 유량 조정되어 가스 공급공(420a)으로부터 처리실(201) 내의 웨이퍼 처리 영역에 공급되고, 배기공(204a)을 개재하여 배기로(206) 내에 흘러 배기관(231)으로부터 배출된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 반응 가스가 공급된다(반응 가스 공급). 이때 밸브(524)를 열고 가스 공급관(520) 내에 불활성 가스를 흘려도 좋다. 가스 공급관(520) 내를 흐른 불활성 가스는 MFC(522)에 의해 유량 조정되어 반응 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다. 이때 노즐(410) 내로의 반응 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(514)를 열고 가스 공급관(510) 내에 불활성 가스를 흘려도 좋다. 불활성 가스는 MFC(512)에 의해 유량 조정되어 가스 공급관(310), 노즐(410)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다.
이때 밸브(354)를 열고 가스 공급관(350) 내에 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는 MFC(352)에 의해 유량 조정되어 처리실(201) 내의 저온 영역에 공급되고 배기관(231)으로부터 배출된다.
본 스텝에서의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
반응 가스 공급 유량: 0.01slm 내지 40slm, 바람직하게는 5slm 내지 30slm, 더 바람직하게는 10slm 내지 20slm
반응 가스 공급 시간: 0.01초 내지 90초, 바람직하게는 0.01초 내지 30초, 더 바람직하게는 0.1초 내지 20초
처리 압력: 1Pa 내지 1,000Pa, 바람직하게는 1Pa 내지 100Pa, 더 바람직하게는 10Pa 내지 50Pa
다른 처리 조건은 스텝 A에서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 반응 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층(소정 원소 함유층)의 적어도 일부가 반응 가스와 반응하고, 제1층의 적어도 일부가 개질된다. 제1층이 개질되는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에, 제2층으로서 소정 원소를 포함하는 개질층(이하, 단순히 개질층이라고 부르는 경우가 있다)이 형성된다. 반응 가스로서 예컨대 산화 가스를 이용한 경우, 제1층이 개질(산화)되는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에, 제2층으로서 소정 원소 및 산소(O)를 포함하는 층, 즉 소정 원소를 포함하는 산화층(이하, 단순히 산화층이라고 부르는 경우가 있다)이 형성된다.
또한 처리실(201) 내에 공급된 반응 가스는 웨이퍼(200)에 대하여 공급될 뿐만 아니라 처리실(201) 내의 부재의 표면에도 공급된다. 처리실(201) 내에 공급된 반응 가스가 처리실(201) 내의 부재의 표면에 형성된 소정 원소 함유층과 접촉하는 것에 의해 소정 원소 함유층의 일부는 웨이퍼(200) 상에 형성된 소정 원소 함유층과 마찬가지로 소정 원소를 포함하는 개질층으로 개질된다.
본 스텝에서도 스텝 A의 경우와 마찬가지로 예비실(201a)을 피복하는 제1 커버(1001) 등의 예비실 커버를 구비하는 것에 의해 웨이퍼 처리 영역으로부터 저온 영역으로의 반응 가스의 침입을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해 저온 영역 내의 부재의 표면으로의 부생성물의 부착을 억제하는 것이 가능해진다.
또한 마찬가지로 불활성 가스를 제1 커버(1001) 등의 예비실 커버와 단열부(218)의 외연 표면(측벽) 사이에 형성되는 간극 등을 개재하여 웨이퍼 처리 영역에 흘리는 것에 의해, 이 간극을 개재하여 반응 가스가 저온 영역에 침입되는 것을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해 저온 영역 내의 부재의 표면으로의 부생성물의 부착을 억제하는 것이 가능해진다.
제2층이 형성된 후, 밸브(324)를 닫고 처리실(201) 내로의 반응 가스의 공급을 정지한다. 이때 APC 밸브(243)는 연 상태로 한다.
반응 가스로서는 예컨대 산소(O2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 오존(O3) 가스, 수증기(H2O) 가스, 과산화수소(H2O2) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스, 플라즈마 여기된 O2 가스(O2 *),O2 *+H2 *[플라즈마 여기된 수소(H2) 가스] 등의 산화 가스나, 암모니아(NH3) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, N3H8 가스 등의 질화 가스 등을 이용할 수 있다. 반응 가스로서는 이들 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
예컨대 원료 가스로서 Si 함유 가스를 이용하고, 반응 가스로서 산화 가스를 이용하는 경우, 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 실리콘산화막(SiO막)을 형성할 수 있다. 원료 가스로서 Si 함유 가스를 이용하고, 반응 가스로서 질화 가스를 이용하는 경우, 웨이퍼(200) 상에 실리콘질화막(SiN막)을 형성할 수 있다. 또한 예컨대 원료 가스로서 Si 함유 가스를 이용하고, 반응 가스로서 산화 가스 및 질화 가스를 이용하는 경우, 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 실리콘산질화막(SiON막)이 형성된다. 또한 예컨대 원료 가스로서 Al 함유 가스를 이용하고, 반응 가스로서 산화 가스를 이용하는 경우, 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 알루미늄산화막(AlO막)을 형성할 수 있다. 또한 예컨대 원료 가스로서 Al 함유 가스를 이용하고, 반응 가스로서 질화 가스를 이용하는 경우, 웨이퍼(200) 상에 알루미늄질화막(AlN막)을 형성할 수 있다.
[퍼지 공정: S306(스텝 D)]
스텝 C가 종료된 후, 스텝 B와 마찬가지의 처리 순서에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 개질층의 형성에 기여한 후의 반응 가스나 반응 부생성물 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다.
[소정 횟수 실시]
스텝 A 내지 스텝 D를 순서대로(비동시에), 즉 동기시키지 않고 수행하는 사이클을 1회 이상(n회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소망 막 두께, 소망 조성의 소정 원소를 포함하는 개질막(이하, 단순히 개질막이라고 부르는 경우가 있다)을 형성할 수 있다. 반응 가스로서 예컨대 산화 가스를 이용한 경우, 웨이퍼(200) 상에 소정 원소 및 O를 포함하는 막, 즉 소정 원소를 포함하는 산화막(이하, 단순히 산화막이라고 부르는 경우가 있다)이 형성된다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉 1사이클 당 형성되는 제2층의 두께를 원하는 막 두께보다 작게 하고, 제2층을 적층하는 것에 의해 형성되는 개질막의 막 두께가 원하는 막 두께가 될 때까지 전술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 판정 공정(S307)에서는 전술한 사이클이 소정 횟수 실시되었는지에 대한 여부를 판정한다. 전술한 사이클이 소정 횟수 실시되었으면, YES(Y)라고 판정하고 성막 공정(S300)을 종료한다. 전술한 사이클이 소정 횟수 실시되지 않았으면, No(N)라고 판정하고 성막 공정(S300)을 다시 수행한다.
(분위기 조정 공정: S308)
성막 공정(S300)이 종료된 후, 노즐(410, 420)의 각각으로부터 퍼지 가스로서의 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기공(204a), 배기로(206)를 개재하여 배기관(231)으로부터 배출한다. 이에 의해 처리실(201) 내가 퍼지되어 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물 등이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(기판 반출 공정: S309)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되고, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 이너 튜브(204)(반응관)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 처리 완료된 웨이퍼(200)는 이너 튜브(204)의 외부에 반출된 후, 보트(217)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
또한 전술한 성막 처리를 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내의 부재의 표면에 부착된 부생성물은 성막 처리 후에 수행되는 클리닝 처리에 의해 제거된다. 클리닝 처리는 예컨대 노즐(410, 420) 중 적어도 어느 하나로부터 클리닝 가스를 처리실(201) 내에 공급하는 것에 의해 수행할 수 있다. 클리닝 처리에서는 클리닝 처리의 온도를 높게 하여 클리닝 가스를 활성화시켜 처리실(201) 내의 부재의 표면에 부착된 부생성물을 제거한다.
<본 개시의 다른 형태>
이상, 본 개시의 형태를 구체적으로 설명했지만 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
전술한 형태에서는 반응관이 아우터 튜브(203)와 이너 튜브(204)를 포함하는 예를 제시했지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 예컨대 반응관은 이너 튜브(204)를 포함하지 않고 아우터 튜브(203)만을 포함하는 구성이어도 좋다. 이 경우, 예비실(201a)은 아우터 튜브(203)에 설치하면 좋다. 본 형태에서는 저온 영역보다 상측의 영역, 즉 고온 영역을 수평하게 둘러싸는 아우터 튜브(203)에 배기관(231)을 접속하는 것이 바람직하다. 본 형태에 의해서도 전술한 형태나 변형예 등과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
전술한 형태에서는 원료 가스와 반응 가스를 비동시에 교호(交互)적으로 공급하는 예를 설명했지만 이에 한정되지 않는다. 예컨대 원료 가스와 반응 가스를 동시에 공급해도 좋다.
또한 전술한 형태에서는 웨이퍼 상에 소정 원소로서 Si나 Al을 포함하는 막을 형성하는 예에 대해서 설명했지만, 본 개시는 이러한 형태에 한정되지 않는다. 즉 본 개시는 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 이트륨(Y), 란탄(La), 스트론튬(Sr) 등의 금속 원소나, 게르마늄(Ge) 등의 반금속 원소(반도체 원소)를 주원소로서 포함하는 막을 기판 상에 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 즉 전술한 기판 처리 장치는 웨이퍼 상에 상기 금속 원소나 반금속 원소를 포함하는 질화막, 탄질화막, 산화막, 산탄화막, 산질화막, 산탄질화막, 붕질화막, 붕탄질화막, 금속 원소 단체막 등을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용하는 것이 가능해진다.
전술한 형태에서는 한 번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치(batch)식의 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 예컨대 한 번에 1매 또는 여러 매의 기판을 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 전술한 형태에서는 핫 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 콜드 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
이러한 기판 처리 장치를 이용하는 경우에서도 전술한 형태와 마찬가지의 처리 순서, 처리 조건으로 각 처리를 수행할 수 있고, 전술한 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 전술한 형태나 변형예 등은 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 순서, 처리 조건은 예컨대 전술한 형태나 변형예 등의 처리 순서, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
10: 기판 처리 장치 121: 컨트롤러
200: 웨이퍼(기판) 204: 이너 튜브
218: 단열부 201a: 예비실
1001: 제1 커버

Claims (20)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 영역을 포함하는 기판 지지구;
    상기 기판 지지 영역의 하부에 설치된 단열부; 및
    상기 기판 지지구 및 상기 단열부를 수용하는 통 형상의 반응 용기
    를 포함하고,
    상기 반응 용기는,
    지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 적어도 상기 단열부의 상단보다 하방의 위치로부터 상기 기판 지지 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된 예비실; 및
    상기 예비실의 내측에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치되고, 상기 예비실 내의 공간을 구분하도록 형성된 제1 커버
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버는 상기 단열부의 상단과 같은 높이로 설치되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버는 상기 단열부의 상단보다 상방(上方)에 설치되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 영역에 대향되는 위치에 설치되고, 상기 기판 지지 영역에서 지지되는 상기 기판을 가열하도록 구성된 가열부를 구비하고,
    상기 제1 커버는 상기 가열부의 하단보다 상방(上方)에 설치되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 예비실의 내벽에 상기 제1 커버와 계합(係合)되는 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 홈[溝]이 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버는 상기 단열부의 외연 사이에 상기 외연을 따른 제1 간극을 형성하도록 설치되는 기판 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 커버는 상기 단열부의 상단에서의 외연 사이에 제1 간극을 형성하도록 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 간극의 폭은 상기 반응 용기의 내벽과 상기 단열부의 외연 사이에 형성되는 제2 간극의 폭과 실질적으로 같은 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버는,
    상기 예비실의 내벽을 따라 그 외연이 접촉하도록 설치되는 제1 외주 플레이트; 및
    상기 제1 외주 플레이트와 적어도 일부가 중첩되는 것과 함께 그 외연이 상기 단열부의 외연을 따라 설치되는 제1 내주 플레이트
    에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 예비실 내에는 가스 공급 노즐이 설치되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 예비실의 연재 방향을 따라 설치되고, 상기 제1 커버의 상기 단열부와 대향되는 외연부로부터 상기 예비실의 개구(開口)를 피복하도록 하방에 연재되도록 설치되는 제2 커버를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 예비실의 내측의 상기 제2 커버의 하단 위치에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치된 제3 커버를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 커버는,
    상기 예비실의 내벽을 따라 그 외연이 접촉하도록 설치되는 제3 외주 플레이트; 및
    상기 제3 외주 플레이트와 적어도 일부가 중첩되는 것과 함께 그 외연이 상기 단열부의 외연을 따라 설치되는 제3 내주 플레이트
    에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열부의 하방의 공간에 불활성 가스를 공급하도록 구성된 불활성 가스 공급계를 구비하는 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 단열부의 하방의 공간에 불활성 가스를 공급하도록 구성된 불활성 가스 공급계를 구비하고,
    상기 예비실은 상기 불활성 가스가 공급되는 상기 단열부의 하방의 공간과 연통하고,
    상기 제1 커버는 상기 예비실 내에 공급된 상기 불활성 가스가 상기 단열부의 상단보다 상방의 공간에 분출하도록 설치된 제1 커버 개구를 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 예비실의 내측의 상기 제2 커버의 하단 위치에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치된 제3 커버를 구비하고, 상기 제3 커버는 상기 불활성 가스가 상기 제3 커버의 상방의 상기 예비실 내에 유입되도록 설치된 제3 커버 개구를 포함하는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 커버 개구의 면적은 상기 제3 커버 개구의 면적보다 작은 기판 처리 장치.
  18. 기판을 지지하는 기판 지지 영역을 포함하는 기판 지지구; 상기 기판 지지 영역의 하부에 설치된 단열부; 및 상기 기판 지지구 및 상기 단열부를 수용하는 통 형상의 반응 용기를 포함하고, 상기 반응 용기는, 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 적어도 상기 단열부의 상단보다 하방의 위치로부터 상기 기판 지지 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된 예비실; 및 상기 예비실의 내측에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치되고, 상기 예비실 내의 공간을 구분하도록 형성된 제1 커버를 구비하는 기판 처리 장치의 상기 반응 용기 내에 상기 기판을 지지한 상태의 상기 기판 지지구를 수용하는 공정; 및
    상기 반응 용기 내의 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 기판을 지지하는 기판 지지 영역을 포함하는 기판 지지구; 상기 기판 지지 영역의 하부에 설치된 단열부; 및 상기 기판 지지구 및 상기 단열부를 수용하는 통 형상의 반응 용기를 포함하고, 상기 반응 용기는, 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 적어도 상기 단열부의 상단보다 하방의 위치로부터 상기 기판 지지 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된 예비실; 및 상기 예비실의 내측에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치되고, 상기 예비실 내의 공간을 구분하도록 형성된 제1 커버를 구비하는 기판 처리 장치의 상기 반응 용기 내에 상기 기판을 지지한 상태의 상기 기판 지지구를 수용하는 공정; 및
    상기 반응 용기 내의 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 공정
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 기판을 지지하는 기판 지지 영역을 포함하는 기판 지지구; 상기 기판 지지 영역의 하부에 설치된 단열부; 및 상기 기판 지지구 및 상기 단열부를 수용하는 통 형상의 반응 용기를 포함하고, 상기 반응 용기는, 지름 방향 외측을 향하여 돌출하고, 적어도 상기 단열부의 상단보다 하방의 위치로부터 상기 기판 지지 영역과 대향되는 위치까지 연재되도록 설치된 예비실; 및 상기 예비실의 내측에, 상기 예비실의 연재 방향에 수직한 면 방향을 따라 설치되고, 상기 예비실 내의 공간을 구분하도록 형성된 제1 커버를 구비하는 기판 처리 장치의 상기 반응 용기 내에 상기 기판을 지지한 상태의 상기 기판 지지구를 수용하는 단계; 및
    상기 반응 용기 내의 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 단계
    를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 기록 매체에 기록된 프로그램.
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