KR20230039537A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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substrate
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rotation
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KR1020220110461A
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준노스케 다구치
히사시 다카하시
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판을 자공전시키는 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 자전시키는 모터를 수용하는 수용 박스 안으로의 처리 가스의 침입을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 장치는, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 회전 가능하게 마련되는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블의 회전 중심으로부터 이격되는 위치에 있어서 상기 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 복수 마련되는 적재대이며, 각각이 상기 기판을 적재하는 적재대와, 상기 적재대를 상기 회전 테이블에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 지지하는 회전축과, 복수의 상기 회전축과 동일한 원주 상에 마련되고, 복수의 상기 회전축과 일체로 회전하는 블록체를 갖는다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
복수의 웨이퍼를 적재한 회전 테이블을 회전시킴으로써 각 웨이퍼를 공전시켜서, 회전 테이블의 직경 방향을 따르도록 배치되는 복수의 처리 가스 공급 영역을 반복해서 통과시킴으로써, 웨이퍼에 각종 막을 성막하는 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 장치에 있어서는, 회전 테이블에 의해 웨이퍼가 공전하는 동안, 웨이퍼가 자전하도록 웨이퍼의 적재대를 회전시켜서, 당해 웨이퍼의 둘레 방향에 있어서의 막의 균일화를 도모하고 있다.
일본 특허 공개 제2021-111758호 공보
본 개시는, 기판을 자공전시키는 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 자전시키는 모터를 수용하는 수용 박스 안으로의 처리 가스의 침입을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 장치는, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 회전 가능하게 마련되는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블의 회전 중심으로부터 이격되는 위치에 있어서 상기 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 복수 마련되는 적재대이며, 각각이 상기 기판을 적재하는 적재대와, 상기 적재대를 상기 회전 테이블에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 지지하는 회전축과, 복수의 상기 회전축과 동일한 원주 상에 마련되고, 복수의 상기 회전축과 일체로 회전하는 블록체를 갖는다.
본 개시에 의하면, 기판을 자공전시키는 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 자전시키는 모터를 수용하는 수용 박스 안으로의 처리 가스의 침입을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 형태의 기판 처리 장치의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 실시 형태의 기판 처리 장치의 내부 구조의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 3은 실시 형태의 기판 처리 장치의 내부 구조의 일례를 도시하는 단면 사시도이다.
도 4는 블록체의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 5는 수용 박스의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 6은 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (1)이다.
도 7은 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (2)이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대해서 설명한다. 첨부한 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략한다.
〔기판 처리 장치〕
도 1 내지 도 5를 참조하여, 실시 형태의 기판 처리 장치의 일례에 대해서 설명한다. 도 1은 실시 형태의 기판 처리 장치의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 2는 실시 형태의 기판 처리 장치의 내부 구조의 일례를 도시하는 평면도이고, 천장판을 제거한 상태의 기판 처리 장치를 나타낸다. 도 3은 실시 형태의 기판 처리 장치의 내부 구조의 일례를 도시하는 단면 사시도이고, 천장판 및 회전 테이블을 제거한 상태의 기판 처리 장치를 나타낸다. 도 4는 실시 형태의 기판 처리 장치의 블록체의 일례를 도시하는 사시도이다. 도 5는 실시 형태의 기판 처리 장치의 수용 박스의 일례를 도시하는 단면도이다.
기판 처리 장치(300)는, 처리부(310), 회전 구동 장치(320) 및 제어부(390)를 구비한다.
처리부(310)는 기판에 막을 형성하는 성막 처리를 실행하도록 구성된다. 처리부(310)는, 처리 용기(311), 가스 도입구(312), 가스 배기구(313), 반송구(314), 가열부(315) 및 냉각부(316)를 갖는다.
처리 용기(311)는 내부를 감압 가능한 진공 용기이다. 처리 용기(311)는, 대략 원형의 평면 형상을 갖는 편평한 형상을 갖는다. 처리 용기(311)는, 내부에 복수의 기판(W)을 수용한다. 기판(W)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼여도 된다. 처리 용기(311)는, 본체(311a), 천장판(311b), 측벽체(311c) 및 저판(311d)을 포함한다(도 1). 본체(311a)는, 대략 원통 형상을 갖는다. 천장판(311b)은, 본체(311a)의 상면에 대하여 시일부(311e)를 통해 기밀하게 착탈 가능하게 배치된다. 측벽체(311c)는, 본체(311a)의 하면에 접속되고, 대략 원통 형상을 갖는다. 저판(311d)은, 측벽체(311c)의 저면에 대하여 기밀하게 배치된다.
가스 도입구(312)는, 원료 가스 노즐(312a), 반응 가스 노즐(312b), 분리 가스 노즐(312c, 312d) 및 퍼지 가스 도입구(312e)를 포함한다(도 1 및 도 2).
원료 가스 노즐(312a), 반응 가스 노즐(312b) 및 분리 가스 노즐(312c, 312d)은, 회전 테이블(321)의 상방에, 처리 용기(311)의 둘레 방향(도 2의 화살표 A로 나타나는 방향)으로 서로 간격을 두고 배치된다. 도시의 예에서는, 반송구(314)로부터 우회전(회전 테이블(321)의 회전 방향)으로, 분리 가스 노즐(312c), 원료 가스 노즐(312a), 분리 가스 노즐(312d) 및 반응 가스 노즐(312b)이 이 순으로 배열된다. 원료 가스 노즐(312a), 반응 가스 노즐(312b) 및 분리 가스 노즐(312c, 312d)의 기단부인 가스 도입 포트(312a1, 312b1, 312c1, 312d1)(도 2)는, 본체(311a)의 외주벽에 고정된다. 그리고, 원료 가스 노즐(312a), 반응 가스 노즐(312b) 및 분리 가스 노즐(312c, 312d)은, 처리 용기(311)의 외주벽으로부터 처리 용기(311) 내에 도입되고, 본체(311a)의 반경 방향을 따라서 회전 테이블(321)에 대하여 수평하게 신장되도록 설치된다. 원료 가스 노즐(312a), 반응 가스 노즐(312b) 및 분리 가스 노즐(312c, 312d)은, 예를 들어 석영에 의해 형성된다.
원료 가스 노즐(312a)은, 배관 및 유량 제어기 등(모두 도시하지 않음)을 통해, 원료 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 원료 가스 노즐(312a)에는, 회전 테이블(321)을 향해서 개구하는 복수의 토출 구멍(도시하지 않음)이 마련된다. 복수의 토출 구멍은, 원료 가스 노즐(312a)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 배열된다. 원료 가스 노즐(312a)은, 복수의 토출 구멍으로부터 회전 테이블(321)의 상면을 향해서 원료 가스를 토출한다. 원료 가스 노즐(312a)의 하방 영역은, 원료 가스를 기판(W)에 흡착시키기 위한 원료 가스 흡착 영역(P1)이 된다. 원료 가스로서는, 예를 들어 실리콘 함유 가스, 금속 함유 가스를 들 수 있다.
반응 가스 노즐(312b)은, 배관 및 유량 제어기 등(모두 도시하지 않음)을 통해, 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 반응 가스 노즐(312b)에는, 회전 테이블(321)을 향해서 개구하는 복수의 토출 구멍(도시하지 않음)이 마련된다. 복수의 토출 구멍은, 반응 가스 노즐(312b)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 배열된다. 반응 가스 노즐(312b)은, 복수의 토출 구멍으로부터 회전 테이블(321)의 상면을 향해서 반응 가스를 토출한다. 반응 가스 노즐(312b)의 하방 영역은, 원료 가스 흡착 영역(P1)에 있어서 기판(W)에 흡착된 원료 가스를 산화 또는 질화시키는 반응 가스 공급 영역(P2)이 된다. 반응 가스로서는, 예를 들어 산화 가스, 질화 가스를 들 수 있다.
분리 가스 노즐(312c, 312d)은, 모두 배관 및 유량 제어 밸브 등(모두 도시하지 않음)을 통해, 분리 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 분리 가스 노즐(312c, 312d)에는, 회전 테이블(321)을 향해서 개구하는 복수의 토출 구멍(도시하지 않음)이 마련된다. 복수의 토출 구멍은, 분리 가스 노즐(312c, 312d)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 배열된다. 분리 가스 노즐(312c, 312d)은, 복수의 토출 구멍으로부터 회전 테이블(321)의 상면을 향해서 분리 가스를 토출한다. 분리 가스로서는, 예를 들어 아르곤 Ar 가스, N2 가스 등의 불활성 가스를 들 수 있다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(311) 내에는 2개의 볼록형부(317)가 마련된다. 볼록형부(317)는 분리 가스 노즐(312c, 312d)과 함께 분리 영역(D)을 구성하기 때문에, 회전 테이블(321)을 향해서 돌출되도록 천장판(311b)의 이면에 설치된다. 또한, 볼록형부(317)는, 정상부가 원호상으로 절단된 부채형의 평면 형상을 갖고, 내원호가 돌출부(318)에 연결되고, 외원호가 처리 용기(311)의 본체(311a)의 내주벽을 따르도록 배치된다.
퍼지 가스 도입구(312e)는, 본체(311a), 측벽체(311c), 저판(311d), 고정축(315a) 및 히터 지지부(315b)에 의해 둘러싸이는 영역(A1)에 퍼지 가스를 도입한다(도 1). 퍼지 가스 도입구(312e)는, 예를 들어 저판(311d)의 하방에 마련된다. 단, 퍼지 가스 도입구(312e)는, 예를 들어 측벽체(311c)를 관통해서 마련되어도 되고, 저판(311d)을 관통해서 마련되어도 된다. 또한, 예를 들어 퍼지 가스 도입구(312e)는, 복수 마련되어도 된다. 영역(A1)에 퍼지 가스가 도입됨으로써, 영역(A1)이 퍼지 가스 분위기로 유지된다. 또한, 영역(A1)에 도입되는 퍼지 가스는, 본체(311a)와 히터 지지부(315b)의 간극(G1)을 통과해서, 회전 테이블(321)의 하면측으로 유입한다. 이에 의해, 원료 가스 노즐(312a) 및 반응 가스 노즐(312b)로부터 각각 토출되어 회전 테이블(321)의 하면측으로 유입하는 원료 가스 및 반응 가스가, 간극(G1)을 통과해서 영역(A1)으로 유입하는 것을 억제할 수 있다. 퍼지 가스는, 예를 들어 Ar 가스, N2 가스 등의 불활성 가스이다.
가스 배기구(313)는 제1 배기구(313a) 및 제2 배기구(313b)를 포함한다(도 2). 제1 배기구(313a)는, 원료 가스 흡착 영역(P1)에 연통하는 제1 배기 영역(E1)의 저부에 형성된다. 제2 배기구(313b)는, 반응 가스 공급 영역(P2)에 연통하는 제2 배기 영역(E2)의 저부에 형성된다. 제1 배기구(313a) 및 제2 배기구(313b)는, 배기 배관(도시하지 않음)을 통해 배기 장치(도시하지 않음)에 접속된다.
반송구(314)는, 처리 용기(311)의 측벽에 마련된다(도 2). 반송구(314)에서는, 처리 용기(311) 내의 회전 테이블(321)과 처리 용기(311)의 외부의 반송 암(314a) 사이에서 기판(W)의 수수가 행해진다. 반송구(314)는, 게이트 밸브(도시하지 않음)에 의해 개폐된다.
가열부(315)는, 고정축(315a), 히터 지지부(315b), 히터(315c), 시일부(315d) 및 덮개 부재(315e, 315f)를 포함한다(도 1 및 도 3).
고정축(315a)은, 처리 용기(311)의 중심축(AX)을 중심으로 하는 원통 형상을 갖는다. 고정축(315a)은, 후술하는 공전축(323)의 내측에, 처리 용기(311)의 저판(311d)을 관통해서 마련된다.
히터 지지부(315b)는, 고정축(315a) 상에 설치된다. 히터 지지부(315b)는, 원판 형상을 갖고, 히터(315c)를 지지한다. 히터 지지부(315b)는, 본체(311a)보다 처리 용기(311)의 중심축(AX)측으로, 본체(311a)와의 사이에 간극(G1)을 두고 마련된다. 간극(G1)은, 평면으로 보아 원환상이며, 후술하는 자전축(321b) 및 접속부(321d)가 회전하는 공전 궤도를 형성한다. 간극(G1)의 폭은, 자전축(321b) 및 접속부(321d)가 회전할 때에 자전축(321b) 및 접속부(321d)가 본체(311a) 및 히터 지지부(315b)와 접촉하지 않도록 설정된다.
히터(315c)는, 본체(311a) 상 및 히터 지지부(315b) 상에 마련된다. 히터(315c)는, 전원(도시하지 않음)으로부터 전력이 공급됨으로써 발열하고, 기판(W)을 가열한다.
시일부(315d)는, 고정축(315a)의 외주벽과 공전축(323)의 내주벽 사이에 마련된다. 이에 의해, 공전축(323)은, 처리 용기(311) 내의 기밀 상태를 유지하면서, 고정축(315a)에 대하여 상대적으로 회전한다. 시일부(315d)는, 예를 들어 자성 유체 시일을 포함한다.
덮개 부재(315e)는, 측부(315e1) 및 덮개부(315e2)를 포함한다. 측부(315e1)는 히터 지지부(315b)의 외연부 상에, 해당 외연부를 따라, 원료 가스 흡착 영역(P1), 반응 가스 공급 영역(P2) 및 분리 영역(D)을 걸쳐서 설치된다. 측부(315e1)는, 히터 지지부(315b)와 대략 동일한 외경의 원통 형상을 갖는다. 덮개부(315e2)는 측부(315e1) 상에 설치된다. 덮개부(315e2)는, 측부(315e1)의 외경과 대략 동일한 외경의 원판 형상을 갖는다. 덮개 부재(315e)는, 측부(315e1) 및 덮개부(315e2)에 의해 히터 지지부(315b) 상의 히터(315c)를 덮는다. 이에 의해, 히터 지지부(315b) 상의 히터(315c)가, 원료 가스 노즐(312a) 및 반응 가스 노즐(312b)로부터 각각 토출되어 회전 테이블(321)의 하측으로 유입하는 원료 가스 및 반응 가스에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
덮개 부재(315f)는 내측부(315f1), 외측부(315f2) 및 덮개부(315f3)를 포함한다. 내측부(315f1)는 본체(311a)의 내연부 상에, 해당 내연부를 따라, 원료 가스 흡착 영역(P1), 반응 가스 공급 영역(P2) 및 분리 영역(D)을 걸쳐서 설치된다. 내측부(315f1)는 원통 형상을 갖는다. 외측부(315f2)는 본체(311a) 상의 내측부(315f1)가 설치되는 위치보다 외측에, 원료 가스 흡착 영역(P1), 반응 가스 공급 영역(P2) 및 분리 영역(D)을 걸쳐서 설치된다. 외측부(315f2)는, 내측부(315f1)의 외경보다 큰 내경의 원통 형상을 갖는다. 덮개부(315f3)는, 내측부(315f1) 및 외측부(315f2) 상에 설치된다. 덮개부(315f3)는, 내측부(315f1)의 내경과 대략 동일한 내경을 갖고, 외측부(315f2)의 내경보다 큰 외경을 갖는 원환 판상을 갖는다. 덮개 부재(315f)는, 내측부(315f1), 외측부(315f2) 및 덮개부(315f3)에 의해 본체(311a) 상의 히터(315c)를 덮는다. 이에 의해, 본체(311a) 상의 히터(315c)가, 원료 가스 노즐(312a) 및 반응 가스 노즐(312b)로부터 각각 토출되어 회전 테이블(321)의 하측으로 유입하는 원료 가스 및 반응 가스에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
냉각부(316)는 유체 유로(316a1 내지 316a4), 칠러 유닛(316b1 내지 316b4), 입구 배관(316c1 내지 316c4) 및 출구 배관(316d1 내지 316d4)을 포함한다. 유체 유로(316a1 내지 316a4)는, 각각 본체(311a), 천장판(311b), 저판(311d) 및 히터 지지부(315b)의 내부에 형성된다. 칠러 유닛(316b1 내지 316b4)은, 온도 조절 유체를 출력한다. 칠러 유닛(316b1 내지 316b4)으로부터 출력된 온도 조절 유체는, 입구 배관(316c1 내지 316c4), 유체 유로(316a1 내지 316a4) 및 출구 배관(316d1 내지 316d4)을 이 순으로 흘러서 순환한다. 이에 의해, 본체(311a), 천장판(311b), 저판(311d) 및 히터 지지부(315b)의 온도가 조정된다. 온도 조절 유체로서는, 예를 들어 물이나, 갈덴(등록상표) 등의 불소계 유체를 들 수 있다.
회전 구동 장치(320)는 회전 테이블(321), 수용 박스(322), 공전축(323), 모터(324) 및 블록체(325)를 갖는다.
회전 테이블(321)은 처리 용기(311) 내에 마련된다. 회전 테이블(321)은 처리 용기(311)의 중심축(AX)을 회전축으로 하여 회전한다. 회전 테이블(321)은, 예를 들어 원판 형상을 갖고, 석영에 의해 형성된다. 회전 테이블(321)의 상면측에는, 회전 테이블(321)의 회전 중심으로부터 이격되는 위치에 있어서, 회전 방향(둘레 방향)을 따라 복수(도시의 예에서는 6개)의 적재대(321a)가 마련된다. 회전 테이블(321)은 접속부(321d)를 통해 수용 박스(322)에 접속된다.
각 적재대(321a)는, 기판(W)보다 약간 큰 원판 형상을 갖고, 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 각 적재대(321a)에는, 기판(W)이 적재된다. 각 적재대(321a)는, 자전축(321b) 및 구동 전달 기구(321e)를 통해 모터(321c)에 접속된다.
자전축(321b)은 수용 박스(322) 내로부터 천장부(322b)를 관통해서 상방으로 연장되고, 간극(G1)을 통과해서 적재대(321a)의 하면까지 연장된다. 자전축(321b)은, 상단이 적재대(321a)의 하면에 접속되고, 하단이 구동 전달 기구(321e)를 통해 모터(321c)에 접속된다. 이에 의해, 자전축(321b)은, 모터(321c)의 동력을 적재대(321a)에 전달한다. 모터(321c)가 회전하면, 구동 전달 기구(321e)를 통해 자전축(321b)이 회전하고, 자전축(321b)의 회전을 받아서 적재대(321a)가 회전 테이블(321)에 대하여 상대적으로 회전해서 기판(W)을 자전시킨다. 이와 같이 적재대(321a)가 회전 테이블(321)에 대하여 상대적으로 회전하는 경우, 적재대(321a)가 회전할 때에 회전 테이블(321)과 적재대(321a)가 접촉해서 파티클이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 파티클의 발생을 억제하기 위해서, 회전 테이블(321)과 적재대(321a) 사이에 간극(G2)이 마련된다.
자전축(321b)은 회전 테이블(321)의 둘레 방향을 따라, 적재대(321a)에 대응해서 복수 마련된다. 각 자전축(321b)은, 대응하는 적재대(321a)를 회전 테이블(321)에 대하여 상대적으로 회전시킨다. 복수의 자전축(321b)은 처리 용기(311)의 중심축(AX)을 중심으로 하는 동일한 원주 상에 배치된다. 수용 박스(322)의 천장부(322b)의 관통 구멍에는, 시일부(326c)가 마련되고, 수용 박스(322) 내의 기밀 상태가 유지된다. 시일부(326c)는, 예를 들어 자성 유체 시일을 포함한다.
모터(321c)는 자전축(321b)을 통해 적재대(321a)를 회전 테이블(321)에 대하여 상대적으로 회전시킨다. 모터(321c)는, 예를 들어 서보 모터여도 된다.
접속부(321d)는 회전 테이블(321)의 하면과 수용 박스(322)의 상면을 접속한다. 접속부(321d)는 회전 테이블(321)의 둘레 방향을 따라 복수 마련된다. 예를 들어, 접속부(321d)는 자전축(321b)과 동일 수(도시의 예에서는 6개) 마련된다. 도시의 예에서는, 복수의 자전축(321b)과 복수의 접속부(321d)는, 처리 용기(311)의 중심축(AX)을 중심으로 하는 동일한 원주 상에, 교호로 배치되어 있다.
구동 전달 기구(321e)는, 모터(321c)의 동력을 자전축(321b)에 전달한다. 구동 전달 기구(321e)는, 예를 들어 복수의 기어를 포함한다.
수용 박스(322)는, 처리 용기(311) 내에 있어서의 회전 테이블(321)의 하방에 마련된다. 수용 박스(322)는, 접속부(321d)를 통해 회전 테이블(321)에 접속되고, 회전 테이블(321)과 일체로 회전 가능하게 구성된다. 수용 박스(322)는, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 처리 용기(311) 내에서 승강 가능하게 구성되어 있어도 된다. 수용 박스(322)가 승강하면, 수용 박스(322)와 일체로 회전 테이블(321) 및 적재대(321a)가 승강한다. 이에 의해, 적재대(321a)에 적재되는 기판(W)과, 원료 가스 노즐(312a) 및 반응 가스 노즐(312b) 사이의 거리가 조정된다. 수용 박스(322)는, 본체부(322a) 및 천장부(322b)를 갖는다.
본체부(322a)는 단면으로 보아 오목형으로 형성되고, 회전 테이블(321)의 회전 방향을 따라 링상으로 형성된다.
천장부(322b)는, 본체부(322a) 상에, 단면으로 보아 오목형으로 형성된 본체부(322a)의 개구를 덮도록 마련된다. 이에 의해, 본체부(322a) 및 천장부(322b)는, 처리 용기(311) 내로부터 격리된 수용부(322c)를 형성한다.
수용부(322c)는 종단면에서 보아 직사각 형상으로 형성되고, 회전 테이블(321)의 회전 방향을 따라 링상으로 형성된다. 수용부(322c)는, 모터(321c) 및 구동 전달 기구(321e)를 수용한다. 본체부(322a)에는, 수용부(322c)와 기판 처리 장치(300)의 외부를 연통시키는 연통부(322d)가 형성된다. 이에 의해, 수용부(322c)에 기판 처리 장치(300)의 외부로부터 대기가 도입되어, 수용부(322c) 내가 냉각됨과 함께, 대기압으로 유지된다.
공전축(323)은, 수용 박스(322)의 하부에 고정된다. 공전축(323)은, 처리 용기(311)의 저판(311d)을 관통해서 마련된다. 공전축(323)은, 모터(324)의 동력을 회전 테이블(321) 및 수용 박스(322)에 전달하여, 회전 테이블(321) 및 수용 박스(322)를 일체로 회전시킨다. 처리 용기(311)의 저판(311d)의 관통 구멍에는, 시일부(311f)가 마련되고, 처리 용기(311) 내의 기밀 상태가 유지된다. 시일부(311f)는, 예를 들어 자성 유체 시일을 포함한다.
공전축(323)의 내부에는, 관통 구멍(323a)이 형성된다. 관통 구멍(323a)은 수용 박스(322)의 연통부(322d)와 접속되고, 수용 박스(322) 내에 대기를 도입하기 위한 유체 유로로서 기능한다. 또한, 관통 구멍(323a)은, 수용 박스(322) 내에 모터(321c)를 구동시키기 위한 전력선 및 신호선을 도입하기 위한 배선 덕트로서도 기능한다. 관통 구멍(323a)은, 예를 들어 모터(321c)와 동일 수만큼 마련된다.
모터(324)는, 공전축(323)을 통해 회전 테이블(321) 및 수용 박스(322)를 고정축(315a)에 대하여 일체로 회전시킨다. 모터(324)는, 예를 들어 서보 모터여도 된다.
블록체(325)는, 복수의 자전축(321b) 및 복수의 접속부(321d)와 동일한 원주 상(자전축(321b)의 공전 궤도 상)에, 회전 테이블(321)의 둘레 방향을 따라 복수(도시의 예에서는 12개) 마련되어 있다(도 4). 바꾸어 말하면, 블록체(325)는, 간극(G1)을 따라 복수 마련되어 있다. 도시의 예에서는, 블록체(325)는, 자전축(321b)의 공전 궤도 상에 있어서, 자전축(321b)과 접속부(321d) 사이에 마련되어 있다. 각 블록체(325)는, 하부재(325a) 및 상부재(325b)를 포함한다. 단, 각 블록체(325)는, 1개의 부재에 의해 형성되어 있어도 된다.
하부재(325a)는 수용 박스(322)의 천장부(322b) 상에 설치되어 있다(도 4). 하부재(325a)는, 예를 들어 원통체를 둘레 방향으로 분할해서 형성되는 분할 원통상을 갖는다. 하부재(325a)의 상면은, 예를 들어 히터 지지부(315b)의 하면보다 상방에 위치한다. 하부재(325a)의 외주벽과 본체(311a)의 내주벽의 간극, 및 하부재(325a)의 내주벽과 히터 지지부(315b)의 외주벽의 간극은, 예를 들어 3㎜ 이하이다. 하부재(325a)에는 체결 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 하부재(325a)는 체결 구멍에 있어서 나사 등의 체결 부재(도시하지 않음)에 의해 천장부(322b)에 고정된다. 이에 의해, 하부재(325a)는, 수용 박스(322)와 일체로 회전한다. 하부재(325a)는, 내열성 및 내부식성을 갖는 금속 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 회전 테이블(321)의 하면측으로 유입하는 원료 가스나 반응 가스에 의해, 하부재(325a)가 부식되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 열충격, 회전 테이블(321)의 급정지 등에 의한 블록체(325)의 파손이 억제된다. 금속 재료로서는, 예를 들어 스테인리스강, 니켈 합금을 들 수 있다.
상부재(325b)는 하부재(325a) 상에 설치되어 있다(도 4). 상부재(325b)는, 예를 들어 하부재(325a)와 마찬가지로, 원통체를 둘레 방향으로 분할해서 형성되는 분할 원통상을 갖는다. 상부재(325b)의 상면은, 예를 들어 덮개부(315e2, 315f3)의 상면보다 상방에 위치한다. 상부재(325b)의 외주벽과 내측부(315f1)의 내주벽의 간극, 및 상부재(325b)의 내주벽과 측부(315e1)의 외주벽의 간극은, 예를 들어 3㎜ 이하이다. 상부재(325b)에는 체결 구멍(325b1)이 형성되어 있고, 상부재(325b)는 체결 구멍(325b1)에 있어서 나사 등의 체결 부재(도시하지 않음)에 의해 하부재(325a)에 고정된다. 이에 의해, 상부재(325b)는 하부재(325a)와 함께 수용 박스(322)와 일체로 회전한다. 상부재(325b)는, 하부재(325a)를 구성하는 금속 재료보다 열전도율이 낮은 단열 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 히터(315c)의 열이 열전도에 의해 블록체(325)를 통해 수용 박스(322)에 전달되는 것이 억제된다. 그 결과, 수용 박스(322) 내의 모터(321c)가 고온에 노출되는 것이 억제된다. 또한, 적재대(321a)에 적재된 기판(W)의 열이 웨이퍼 중심으로부터 블록체(325)를 통해 방열되는 것을 억제할 수 있으므로, 기판(W)의 면 내에서의 온도 균일성이 향상된다. 단열 재료로서는, 예를 들어 석영, 세라믹스를 들 수 있다.
이와 같이 블록체(325)는, 간극(G1)을 따라 마련되고, 자전축(321b) 및 접속부(321d)와 일체로 회전 가능하게 구성된다. 이에 의해, 자전축(321b) 및 접속부(321d)의 회전의 유무에 구애받지 않고, 간극(G1)의 대부분이 블록체(325)에 의해 막힌다. 그 때문에, 원료 가스 노즐(312a) 및 반응 가스 노즐(312b)로부터 각각 토출되어 회전 테이블(321)의 하측으로 유입하는 원료 가스 및 반응 가스가 간극(G1)을 통해 영역(A1)으로 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 간극(G1)을 협극 공간으로 함으로써, 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스에 의한 압력을 간극(G1)에 있어서 높일 수 있다. 그 결과, 영역(A1)에 있어서 원료 가스와 반응 가스가 혼합되는 것이 억제되고, 영역(A1)에 있어서 원료 가스와 반응 가스의 반응에 기인하는 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 이에 반해, 영역(A1)에 원료 가스 및 반응 가스가 침입하면, 영역(A1)에 있어서 원료 가스와 반응 가스가 반응해서 파티클이 발생할 수 있다.
제어부(390)는 기판 처리 장치(300)의 각 부를 제어한다. 제어부(390)는, 예를 들어 컴퓨터여도 된다. 또한, 기판 처리 장치(300)의 각 부의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이어도 된다.
〔평가 결과〕
실시 형태의 기판 처리 장치(300)에 있어서, 간극(G1)을 따라 복수의 블록체(325)가 위치하는 경우에 있어서의, 회전 테이블(321)의 상면측 및 하면측에서의 원료 가스 및 반응 가스의 농도 분포를 시뮬레이션에 의해 산출했다. 본 평가에서는, 원료 가스 노즐(312a)로부터 원료 가스가 공급되고, 분리 가스 노즐(312d)로부터 분리 가스가 공급되고, 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 퍼지 가스가 공급된 상태에 있어서의 원료 가스의 농도 분포를 산출했다(이하 「평가 1」이라고 한다.). 또한, 반응 가스 노즐(312b)로부터 반응 가스가 공급되고, 분리 가스 노즐(312d)로부터 분리 가스가 공급되고, 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 퍼지 가스가 공급된 상태에 있어서의 반응 가스의 농도 분포를 산출했다(이하 「평가 2」라고 한다.).
도 6은 평가 1에 있어서의 해석 결과를 도시하는 도면이며, 회전 테이블(321)을 비스듬히 하방에서 보았을 때의, 원료 가스 흡착 영역(P1), 반응 가스 공급 영역(P2) 및 분리 영역(D)을 포함하는 공간에 있어서의 원료 가스의 농도 분포를 나타낸다. 도 6의 (a)는 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스의 유량이 5L/min인 경우의 결과를 나타내고, 도 6의 (b)는 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스의 유량이 10L/min인 경우의 결과를 나타낸다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스의 유량이 5L/min, 10L/min의 어느 경우에 있어서도, 블록체(325)의 하방까지 원료 가스가 침입하지 않은 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 간극(G1)을 따라 복수의 블록체(325)를 마련함으로써, 원료 가스가 간극(G1)을 통해 영역(A1)으로 침입하는 것을 억제할 수 있는 것이 나타났다.
도 7은 평가 2에 있어서의 해석 결과를 도시하는 도면이며, 회전 테이블(321)을 비스듬히 하방에서 보았을 때의, 원료 가스 흡착 영역(P1), 반응 가스 공급 영역(P2) 및 분리 영역(D)을 포함하는 공간에 있어서의 반응 가스의 농도 분포를 나타낸다. 도 7의 (a)는 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스의 유량이 5L/min인 경우의 결과를 나타내고, 도 7의 (b)는 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스의 유량이 10L/min인 경우의 결과를 나타낸다.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시되는 바와 같이, 퍼지 가스 도입구(312e)로부터 도입되는 퍼지 가스의 유량이 5L/min, 10L/min의 어느 경우에 있어서도, 블록체(325)의 하방까지 원료 가스가 침입하지 않은 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 간극(G1)을 따라 복수의 블록체(325)를 마련함으로써, 원료 가스가 간극(G1)을 통해 영역(A1)으로 침입하는 것을 억제할 수 있는 것이 나타났다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 회전 테이블(321)에 6개의 적재대(321a)가 마련되는 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 적재대(321a)는, 5개 이하여도 되고, 7개 이상이어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 처리부(310)가, 처리 용기(311), 가스 도입구(312), 가스 배기구(313), 반송구(314), 가열부(315) 및 냉각부(316)를 갖는 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리부(310)는, 추가로 처리 용기(311) 내에 공급되는 각종 가스를 활성화하기 위한 플라스마를 생성하는 플라스마 생성부를 갖고 있어도 된다.

Claims (6)

  1. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 회전 가능하게 마련되는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블의 회전 중심으로부터 이격되는 위치에 있어서 상기 회전 테이블의 둘레 방향을 따라 복수 마련되는 적재대이며, 각각이 기판을 적재하는 적재대와,
    상기 적재대를 상기 회전 테이블에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 지지하는 회전축과,
    복수의 상기 회전축과 동일한 원주 상에 마련되고, 복수의 상기 회전축과 일체로 회전하는 블록체
    를 갖는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 테이블보다 하측에 마련되고, 상기 회전 테이블과 일체로 회전 가능한 수용 박스를 더 갖고,
    상기 수용 박스는, 상기 회전축을 회전시키는 모터를 수용하고,
    상기 블록체는, 상기 회전 테이블과 상기 수용 박스 사이에 마련되는,
    기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 블록체는, 상기 수용 박스 상에 설치되는,
    기판 처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 블록체는,
    상기 수용 박스 상에 설치되어, 금속 재료에 의해 형성되는 하부재와,
    상기 하부재 상에 설치되어, 상기 금속 재료보다 열전도율이 낮은 단열 재료에 의해 형성되는 상부재
    를 포함하는,
    기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부재는, 스테인리스강 또는 니켈 합금에 의해 형성되고,
    상기 상부재는, 석영 또는 세라믹스에 의해 형성되는,
    기판 처리 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용 박스가 마련되는 영역에 퍼지 가스를 도입하는 퍼지 가스 도입구를 더 갖는,
    기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021111758A (ja) 2020-01-15 2021-08-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び回転駆動方法

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JP2021111758A (ja) 2020-01-15 2021-08-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び回転駆動方法

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