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KR102696209B1 - 기판 처리 장치, 처리 용기, 반사체 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 처리 용기, 반사체 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR102696209B1
KR102696209B1 KR1020217029213A KR20217029213A KR102696209B1 KR 102696209 B1 KR102696209 B1 KR 102696209B1 KR 1020217029213 A KR1020217029213 A KR 1020217029213A KR 20217029213 A KR20217029213 A KR 20217029213A KR 102696209 B1 KR102696209 B1 KR 102696209B1
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KR
South Korea
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processing
substrate
electromagnetic field
vessel
infrared rays
Prior art date
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KR1020217029213A
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KR20210126092A (ko
Inventor
테츠아키 이나다
타케시 야스이
Original Assignee
가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 filed Critical 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
Publication of KR20210126092A publication Critical patent/KR20210126092A/ko
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Abstract

처리실을 구성하는 처리 용기; 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부; 처리 용기의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 처리 용기 내에 전자계를 발생시키도록 구성된 전자계 발생 전극; 처리실 내에 수용된 기판을 적외선을 방사하여 가열하도록 구성된 가열 기구; 및 상기 처리 용기와 상기 전자계 발생 전극 사이에 배치되고, 가열 기구로부터 방사된 적외선을 반사하도록 구성된 반사체를 구비하는 기술을 제공한다.
본 기술에 따르면, 기판 처리 장치의 히터에 의한 기판의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치, 처리 용기, 반사체 및 반도체 장치의 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, PROCESS VESSEL, REFLECTOR AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시(開示)는 기판 처리 장치, 처리 용기, 반사체 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
플래시 메모리 등의 반도체 장치의 패턴을 형성할 때, 제조 공정의 일 공정으로서 기판에 산화 처리나 질화 처리 등의 소정의 처리를 수행하는 공정이 실시되는 경우가 있다.
예컨대 특허문헌 1에는 플라즈마 여기(勵起)한 처리 가스를 이용하여 기판 상에 형성된 패턴 표면을 개질 처리하는 것이 개시되어 있다.
1. 일본 특개 2014-75579호 공보
상기와 같은 처리가 수행되는 처리 용기가 적외선의 투과율이 높은 부재로 구성되면, 기판을 가열하는 히터 등으로부터 방사되는 적외광이 투과해 처리 용기의 외부에 누설되는 경우가 있다. 또한 처리 용기가 적외선의 흡수율이 높은 부재로 구성되면, 히터나 기판 등으로부터 방사되는 적외광의 대부분이 처리 용기에 흡수되는 경우가 있다. 이러한 경우, 히터에 의해 기판을 효율적으로 가열하는 것이 어려운 경우가 있다.
본 개시의 목적은 기판 처리 장치의 히터에 의한 기판의 가열 효율을 향상시키기 위한 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 처리실을 구성하는 처리 용기; 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부; 상기 처리 용기의 외주면과 이간(離間)해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 상기 처리 용기 내에 전자계를 발생시키도록 구성된 전자계 발생 전극; 상기 처리실 내에 수용된 기판을 적외선을 방사하여 가열하도록 구성된 가열 기구; 및 상기 처리 용기와 상기 전자계 발생 전극 사이에 배치되고, 상기 가열 기구로부터 방사된 적외선을 반사하도록 구성된 반사체를 구비하는 기술이 제공된다.
본 개시의 기술에 따르면, 히터에 의한 처리 용기 내의 기판의 가열 효율을 향상시켜 기판 처리 시간을 단축해서 생산성을 향상시키는 것이나, 고온화에 의해 고품질의 막의 형성을 실현시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 2는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 플라즈마 생성 원리를 설명하는 설명도.
도 3은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제어부(제어 수단)의 구성을 도시하는 도면.
도 4는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도 5는 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 6은 본 개시의 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 7은 본 개시의 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도.
<제1 실시 형태>
(1) 기판 처리 장치의 구성
본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서 도 1 및 도 2를 이용하여 이하에 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는 주로 기판 면상에 형성된 막에 대하여 산화 처리를 수행하도록 구성된다.
(처리실)
기판 처리 장치(100)는 기판(200)을 플라즈마 처리하는 처리로(202)를 구비한다. 처리로(202)에는 처리실(201)을 구성하는 처리 용기(203)가 설치된다. 처리 용기(203)는 제1 용기인 돔형의 상측 용기(210)와, 제2 용기인 공기형[碗型]의 하측 용기(211)를 구비한다. 상측 용기(210)가 하측 용기(211) 상에 피복되는 것에 의해 처리실(201)이 형성된다. 상측 용기(210)는 전자파를 투과하는 재료, 예컨대 순도가 높은 석영(SiO2) 등의 비금속 재료로 형성된다. 또한 상측 용기(210)는 특히 적외선의 투과율이 90% 이상인 투명 석영으로 구성되는 것이 바람직하다. 이에 의해 후술하는 반사체(220)에 의해 반사된 적외선이 상측 용기(210)로 반사나 흡수되는 양을 억제하고, 기판(200)에 공급되는 적외선의 양을 한층 더 늘릴 수 있다.
하측 용기(211)는 예컨대 알루미늄(Al)으로 형성된다. 또한 하측 용기(211)의 하부 측벽에는 게이트 밸브(244)가 설치된다.
처리실(201)은 주위에 공진 코일에 의해 구성된 전자계 발생 전극(212)이 설치되는 플라즈마 생성 공간(201a)(도 2 참조)과, 플라즈마 생성 공간(201a)에 연통하고, 기판(200)이 처리되는 기판 처리 공간(201b)(도 2 참조)을 포함한다. 플라즈마 생성 공간(201a)은 플라즈마가 생성되는 공간이며, 처리실 내 전자계 발생 전극(212)의 하단보다 상방(上方)이며 또한 전자계 발생 전극(212)의 상단보다 하방(下方)의 공간을 말한다. 한편, 기판 처리 공간(201b)은 기판이 플라즈마를 이용하여 처리되는 공간이며, 전자계 발생 전극(212)의 하단보다 하방의 공간을 말한다.
(서셉터)
처리실(201)의 저측(底側) 중앙에는 기판(200)을 재치하는 기판 재치부로서의 서셉터(217)가 배치된다. 서셉터(217)는 예컨대 질화알루미늄(AlN), 세라믹스, 석영 등의 비금속 재료에 의해 구성된다.
기판(200)을 처리실(201) 내에서 처리하는 서셉터(217)의 내부에는 처리실(201) 내에 수용된 기판(200)을 가열하도록 적외선을 방사하도록 구성된 가열 기구(110)로서의 서셉터 히터(217b)가 일체적으로 매립되어 설치된다. 서셉터 히터(217b)는 전력이 공급되면, 기판(200) 표면을 예컨대 25℃ 내지 750℃ 정도까지 가열할 수 있도록 구성된다. 또한 서셉터 히터(217b)는 예컨대 SiC(탄화 규소) 히터로 구성할 수 있다. 이 경우, SiC 히터로부터 방사되는 적외선의 피크 파장은 예컨대 5μm 근방이다.
임피던스 조정 전극(217c)은 서셉터(217)에 재치된 기판(200) 상에 생성되는 플라즈마의 밀도의 균일성을 보다 향상시키기 위해서 서셉터(217) 내부에 설치되고, 임피던스 조정부로서의 임피던스 가변 기구(275)를 개재하여 접지(接地)된다. 임피던스 가변 기구(275)에 의해 임피던스 조정 전극(217c) 및 서셉터(217)를 개재하여 기판(200)의 전위(바이어스 전압)를 제어할 수 있다.
서셉터(217)에는 서셉터를 승강시키는 구동(驅動) 기구를 구비하는 서셉터 승강 기구(268)가 설치된다. 또한 서셉터(217)에는 관통공(217a)이 설치되는 것과 함께 하측 용기(211)의 저면(底面)에는 기판 승강 핀(266)이 설치된다. 관통공(217a)과 기판 승강 핀(266)은 서로 대향되는 위치에 적어도 각 3군데씩 설치된다. 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강시켜졌을 때에는 기판 승강 핀(266)이 관통공(217a)을 통과하도록 구성된다.
주로 서셉터(217) 및 서셉터 히터(217b), 임피던스 조정 전극(217c)에 의해 본 실시 형태에 따른 기판 재치부가 구성된다.
(램프 히터)
처리실(201)의 상방, 즉 상측 용기(210)의 상면에는 광투과 창(278)이 설치된다. 또한 광투과 창(278) 상의 외측(즉 상면측)에는 처리실(201) 내에 수용된 기판(200)을 적외선을 방사하여 가열하도록 구성된 가열 기구(110)로서의 램프 히터(280)가 설치된다. 램프 히터(280)는 서셉터(217)와 대향되는 위치에 설치되고, 기판(200)의 상방으로부터 기판(200)을 가열하도록 구성된다. 램프 히터(280)를 점등하는 것에 의해 서셉터 히터(217b)만을 이용하는 경우와 비교해서 보다 단시간에 또한 높은 온도까지 기판(200)을 승온시킬 수 있도록 구성된다. 또한 램프 히터(280)는 근적외선(피크 파장이 바람직하게는 800nm 내지 1,300nm, 보다 바람직하게는 1,000nm의 광)을 방사하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 램프 히터(280)로서는 예컨대 할로겐 히터를 이용할 수 있다.
본 실시 형태에서는 가열 기구(110)로서 서셉터 히터(217b)와 램프 히터(280)의 양방(兩方)을 구비한다. 이와 같이 가열 기구(110)로서 서셉터 히터(217b)와 램프 히터(280)를 병용하는 것에 의해 기판 표면의 온도를 보다 고온, 예컨대 900℃ 정도까지 승온할 수 있다.
(처리 가스 공급부)
처리 용기(203) 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부(120)는 다음과 같이 구성된다.
처리실(201)의 상방, 즉 상측 용기(210)의 상부에는 가스 공급 헤드(236)가 설치된다. 가스 공급 헤드(236)는 캡 형상의 개체(蓋體)(233)와 가스 도입구(234)와 버퍼실(237)과 개구(開口)(238)와 차폐 플레이트(240)와 가스 취출구(吹出口)(239)를 구비하고, 반응 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
가스 도입구(234)에는 산소 함유 가스로서의 산소(O2) 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급관(232a)과, 수소 함유 가스로서의 수소(H2) 가스를 공급하는 수소 함유 가스 공급관(232b)과, 불활성 가스로서의 아르곤(Ar) 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관(232c)이 합류하도록 접속된다. 산소 함유 가스 공급관(232a)에는 O2 가스 공급원(250a), 유량 제어 장치로서의 MFC(매스 플로우 컨트롤러)(252a), 개폐 밸브로서의 밸브(253a)가 설치된다. 수소 함유 가스 공급관(232b)에는 H2 가스 공급원(250b), MFC(252b), 밸브(253b)가 설치된다. 불활성 가스 공급관(232c)에는 Ar 가스 공급원(250c), MFC(252c), 밸브(253c)가 설치된다. 산소 함유 가스 공급관(232a)과 수소 함유 가스 공급관(232b)과 불활성 가스 공급관(232c)이 합류한 공급관(232)의 하류측에는 밸브(243a)가 설치되고, 가스 도입구(234)에 접속된다. 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)를 개폐시키는 것에 따라서 MFC(252a, 252b, 252c)에 의해 각각의 가스의 유량을 조정하면서 산소 함유 가스 공급관(232a), 수소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c)을 개재하여 산소 함유 가스, 수소 가스 함유 가스, 불활성 가스가 합류한 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
주로 가스 공급 헤드(236), 산소 함유 가스 공급관(232a), 수소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c), MFC(252a, 252b, 252c), 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)에 의해 본 실시 형태에 따른 처리 가스 공급부(120)(가스 공급계)가 구성된다.
(배기부)
하측 용기(211)의 측벽에는 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 가스 배기구(235)가 설치된다. 가스 배기구(235)에는 가스 배기관(231)의 상류단이 접속된다. 가스 배기관(231)에는 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller)(242), 개폐 밸브로서의 밸브(243b), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 설치된다.
주로 가스 배기구(235), 가스 배기관(231), APC(242), 밸브(243b)에 의해 본 실시 형태에 따른 배기부가 구성된다. 또한 진공 펌프(246)를 배기부에 포함시켜도 좋다.
(플라즈마 생성부)
처리실(201)의 외주부, 즉 상측 용기(210)의 측벽의 외측에는 처리실(201)을 둘러싸도록 나선 형상의 공진 코일에 의해 구성된 전자계 발생 전극(212)이 설치된다. 전자계 발생 전극(212)에는 RF 센서(272), 고주파 전원(273), 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력 주파수의 정합을 수행하는 정합기(274)가 접속된다. 전자계 발생 전극(212)은 처리 용기(203)의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력(RF 전력)이 공급되는 것에 의해 처리 용기(203) 내에 전자계를 발생시키도록 구성된다. 즉 본 실시 형태의 전자계 발생 전극(212)은 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 방식의 전극이다.
고주파 전원(273)은 전자계 발생 전극(212)에 RF 전력을 공급하는 것이다. RF 센서(272)는 고주파 전원(273)의 출력측에 설치되고, 공급되는 고주파의 진행파나 반사파의 정보를 모니터 하는 것이다. RF 센서(272)에 의해 모니터 된 반사파 전력은 정합기(274)에 입력되고, 정합기(274)는 RF 센서(272)로부터 입력된 반사파의 정보에 기초하여 반사파가 최소가 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력되는 RF 전력의 주파수를 제어하는 것이다.
전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일은 소정의 파장의 정재파를 형성하기 위해서 일정한 파장으로 공진(共振)하도록 권 지름, 권회 피치, 권수가 설정된다. 즉 이 공진 코일의 전기적 길이는 고주파 전원(273)으로부터 공급되는 고주파 전력의 소정 주파수에서의 1파장의 정수배에 상당하는 길이로 설정된다.
구체적으로는 인가하는 전력이나 발생시키는 자계 강도 또는 적용하는 장치의 외형 등을 감안하여, 전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일은 예컨대 800kHz 내지 50MHz, 0.5KW 내지 5KW의 고주파 전력에 의해 0.01가우스 내지 10가우스정도의 자장을 발생할 수 있도록, 50mm2 내지 300mm2의 유효 단면적이며 또한 200mm 내지 500mm의 코일 지름으로 이루어지고, 플라즈마 생성 공간(201a)을 형성하는 처리 용기(203)의 외주면을 따라 2회 내지 60회 정도 권회된다. 또한 본 명세서에서의 「800kHz 내지 50MHz」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 예컨대 「800kHz 내지 50MHz」란 「800kHz 이상 50MHz 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.
본 실시 형태에서는 고주파 전력의 주파수를 27.12MHz, 공진 코일의 전기적 길이를 1파장의 길이(약 11미터)로 설정한다. 공진 코일의 권회 피치는 예컨대 24.5mm 간격으로 등간격이 되도록 설치된다. 또한 공진 코일의 권 지름(지름)은 기판(200)의 지름보다 크게 되도록 설정된다. 본 실시 형태에서는 기판(200)의 지름을 300mm로 하고, 공진 코일의 권 지름은 기판(200)의 지름보다 큰 500mm이 되도록 설치된다.
전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일을 구성하는 소재로서는 구리 파이프, 구리의 박판(薄板), 알루미늄 파이프, 알루미늄 박판, 폴리머 벨트에 구리 또는 알루미늄을 증착한 소재 등이 사용된다. 공진 코일은 베이스 플레이트(248)의 상단면에 연직하게 입설(立設)된, 절연성 재료에 의해 형성된 복수의 서포트(미도시)에 의해 지지된다.
전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일의 양단(兩端)은 전기적으로 접지되고, 그 중 적어도 일단(一端)은 상기 공진 코일의 전기적 길이를 미세조정하기 위해서 가동 탭(213)을 개재하여 접지된다. 공진 코일의 타단(他端)은 고정 그라운드(214)를 개재하여 설치된다. 가동 탭(213)은 공진 코일의 공진 특성을 고주파 전원(273)과 대략 동일하게 하도록 위치가 조정된다. 또한 공진 코일의 임피던스를 미세조정하기 위해서 공진 코일의 접지된 양단의 사이에는 가동 탭(215)에 의해 급전부(給電部)가 구성된다.
차폐판(223)은 전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일의 외측의 전계를 차폐하기 위해서 설치된다. 차폐판(223)은 일반적으로는 알루미늄 합금 등의 도전성재료를 사용해서 원통 형상으로 구성된다. 차폐판(223)은 공진 코일의 외주로부터 5mm 내지 150mm 정도 이격해서 배치된다.
주로 전자계 발생 전극(212), RF 센서(272), 정합기(274)에 의해 본 실시 형태에 따른 플라즈마 생성부가 구성된다. 또한 플라즈마 생성부로서 고주파 전원(273)을 포함시켜도 좋다.
여기서 본 실시 형태에 따른 장치의 플라즈마 생성 원리 및 생성되는 플라즈마의 성질에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다.
전자계 발생 전극(212)에 의해 구성되는 플라즈마 발생 회로는 RLC의 병렬 공진 회로로 구성된다. 상기 플라즈마 발생 회로에서는 플라즈마를 발생시킨 경우, 공진 코일의 전압부와 플라즈마 사이의 용량 결합의 변동이나, 플라즈마 생성 공간(201a)과 플라즈마 사이의 유도 결합의 변동, 플라즈마의 여기 상태 등에 의해 실제의 공진 주파수는 근소하게나마 변동한다.
그래서 본 실시 형태에서는 플라즈마 발생 시의 전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일에서의 공진의 어긋남을 전원측에서 보상하기 위해서 플라즈마가 발생했을 때의 공진 코일로부터의 반사파 전력을 RF 센서(272)에서 검출하고, 검출된 반사파 전력에 기초하여 정합기(274)가 고주파 전원(273)의 출력을 보정하는 기능을 가진다.
구체적으로는 정합기(274)는 RF 센서(272)에서 검출된 플라즈마가 발생했을 때의 전자계 발생 전극(212)으로부터의 반사파 전력에 기초하여 반사파 전력이 최소가 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스 또는 출력 주파수를 증가 또는 감소시킨다.
이러한 구성에 의해 본 실시 형태에서의 전자계 발생 전극(212)에서는 도 2에 도시하는 바와 같이 플라즈마를 포함하는 상기 공진 코일의 실제의 공진 주파수에 따른 고주파 전력이 공급되므로(또는 플라즈마를 포함하는 상기 공진 코일의 실제의 임피던스에 정합되도록 고주파 전력이 공급되므로), 위상 전압과 역위상 전압이 상시 상쇄되는 상태의 정재파가 형성된다. 전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일의 전기적 길이가 고주파 전력의 파장과 같을 경우, 코일의 전기적 중점(전압이 제로인 노드)에 가장 높은 위상 전류가 생기(生起)된다. 따라서 전기적 중점의 근방에서는 처리실 벽이나 서셉터(217)와의 용량 결합이 거의 없고, 전기적 포텐셜이 지극히 낮은 도넛 형상의 유도 플라즈마가 형성된다.
또한 전자계 발생 전극(212)은 전술한 바와 같은 ICP 방식의 공진 코일에 한정되지 않고, 예컨대 변형 마그네트론(Modified Magnetron Typed: MMT) 방식의 통 형상 전극을 이용하여 이에 충당해도 좋다.
(반사체)
반사체(220)는 처리 용기(203)를 구성하는 상측 용기(210)와 전자계 발생 전극(212) 사이에 배치되고, 가열 기구(110)로부터 방사된 적외선이나, 기판(200)으로부터 간접적으로 방사된 적외선을 반사하도록 구성된다. 본 실시 형태의 반사체(220)는 상측 용기(210)의 외주면을 모두 둘러싸도록 접해서 형성되는, 적외선을 반사하는 반사막(220a)으로서 구성된다. 반사막(220a)은 전자파를 투과하고 또한 적외선을 반사하는 비금속 재료, 구체적으로는 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 어느 일방(一方) 또는 양방에 의해 상측 용기(210)의 외주면으로의 용사(溶射) 피막 처리에 의해 피막 형성되는 것에 의해 구성된다.
반사체(220)는 특히 파장이 0.8μm 내지 100μm의 영역의 적외선을 반사하는 것이 바람직하다. 또한 반사체(220) 및 반사막(220a)의 적외선의 반사율은 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 반사체(220) 및 반사막(220a)의 적외선의 흡수율은 25% 이하인 것이 바람직하고, 15% 이하인 것이 보다 바람직하다. 바람직한 예로서 반사막(220a)은 Al2O3의 200μm 이상의 막으로서 형성된다. 이와 같이 형성되는 것에 의해 반사막(220a)의 적외선의 반사율을 80% 이상으로 할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서의 적외선의 반사율 및 흡수율이란 예컨대 파장 1,000nm 근방의 적외선에 대한 값이다. 단, 가열 기구(110)로부터 방사되는 적외선의 피크 파장이나, 기판(200)이 흡수하기 쉬운 파장 등에 따라, 고려해야 할 반사율이나 흡수율의 대상이 되는 파장은 달라도 좋다.
(제어부)
제어부로서의 컨트롤러(291)는 신호선(A)을 통해서 APC(242), 밸브(243b) 및 진공 펌프(246)를 제어하고, 신호선(B)을 통해서 서셉터 승강 기구(268)를 제어하고, 신호선(C)을 통해서 히터 전력 조정 기구(276) 및 임피던스 가변 기구(275)를 제어하고, 신호선(D)을 통해서 게이트 밸브(244)를 제어하고, 신호선(E)을 통해서 RF 센서(272), 고주파 전원(273) 및 정합기(274)를 제어하고, 신호선(F)을 통해서 MFC(252a 내지 252c) 및 밸브(253a 내지 253c, 243a)를 제어하도록 구성된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(291)는 CPU(Central Processing Unit)(291a), RAM(Random Access Memory)(291b), 기억 장치(291c), I/O 포트(291d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(291b), 기억 장치(291c), I/O 포트(291d)는 내부 버스(291e)를 개재하여 CPU(291a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(291)에는 예컨대 터치패널이나 디스플레이 등으로서 구성된 입출력 장치(292)가 접속된다.
기억 장치(291c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(291c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(291)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로그램 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(291b)은 CPU(291a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역으로서 구성된다.
I/O 포트(291d)는 전술한 MFC(252a 내지 252c), 밸브(253a 내지 253c, 243a, 243b), 게이트 밸브(244), APC(242), 진공 펌프(246), RF 센서(272), 고주파 전원(273), 정합기(274), 서셉터 승강 기구(268), 임피던스 가변 기구(275), 히터 전력 조정 기구(276) 등에 접속된다.
CPU(291a)는 기억 장치(291c)로부터의 제어 프로그램을 판독해서 실행 하는 것과 함께, 입출력 장치(292)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(291c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(291a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 I/O 포트(291d) 및 신호선(A)을 통해서 APC(242)의 개도(開度) 조정 동작, 밸브(243b)의 개폐 동작 및 진공 펌프(246)의 기동·정지를 제어하고, 신호선(B)을 통해서 서셉터 승강 기구(268)의 승강 동작을 제어하고, 신호선(C)을 통해서 히터 전력 조정 기구(276)에 의한 서셉터 히터(217b)에의 공급 전력량 조정 동작(온도 조정 동작)이나, 임피던스 가변 기구(275)에 의한 임피던스값 조정 동작을 제어하고, 신호선(D)을 통해서 게이트 밸브(244)의 개폐 동작을 제어하고, 신호선(E)을 통해서 RF 센서(272), 정합기(274) 및 고주파 전원(273)의 동작을 제어하고, 신호선(F)을 통해서 MFC(252a 내지 252c)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작 및 밸브(253a 내지 253c, 243a)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(291)는 외부 기억 장치(293)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(291c)나 외부 기억 장치(293)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(291c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(293) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(293)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에 대해서 주로 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도이다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정은 예컨대 플래시 메모리 등의 반도체 디바이스의 제조 공정의 일 공정으로서 전술한 기판 처리 장치(100)에 의해 실시된다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(291)에 의해 제어된다.
또한 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에서 처리되는 기판(200)의 표면에는 실리콘의 층이 미리 형성된다. 본 실시 형태에서는 상기 실리콘층에 대하여 플라즈마를 이용한 처리로서 산화 처리를 수행한다.
[기판 반입 공정(S110)]
우선 서셉터 승강 기구(268)가 기판(200)의 반송 위치까지 서셉터(217)를 하강시켜서 서셉터(217)의 관통공(217a)에 기판 승강 핀(266)을 관통시킨다. 계속해서 게이트 밸브(244)를 열고 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실로부터, 기판 반송 기구(미도시)를 이용하여 처리실(201) 내에 기판(200)을 반입한다. 반입된 기판(200)은 서셉터(217)의 표면으로부터 돌출한 기판 승강 핀(266) 상에 수평 자세로 지지된다. 그리고 서셉터 승강 기구(268)가 서셉터(217)를 상승시키는 것에 의해 기판(200)은 서셉터(217)의 상면에 지지된다.
[승온·진공 배기 공정(S120)]
계속해서 처리실(201) 내에 반입된 기판(200)의 승온을 수행한다. 여기서 서셉터 히터(217b)는 미리 가열되고, 램프 히터(280)를 점등(ON)시키는 것에 의해 서셉터(217) 상에 보지된 기판(200)을 예컨대 700℃ 내지 900℃의 범위 내의 소정값까지 승온한다. 여기서는 기판(200)의 온도가 예컨대 800℃가 되도록 가열된다. 이때 기판(200)을 가열하는 서셉터 히터(217b) 및 램프 히터(280)로부터 방사되는 적외선과 가열된 기판(200)으로부터 방사되는 적외선은 상측 용기(210)를 투과하지만, 상측 용기(210)의 외주면에 접해서 형성되는 반사체(220)로서의 반사막(220a)에 의해 대부분이 흡수되지 않고 다시 처리 용기(203) 내로 반사되어 기판(200)에 흡수되는 것에 의해 기판(200)의 효율적인 가열에 기여하게 된다. 또한 기판(200)의 승온을 수행하는 동안, 진공 펌프(246)에 의해 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내의 압력을 소정의 값으로 한다. 진공 펌프(246)는 적어도 후술하는 기판 반출 공정(S160)이 종료될 때까지 작동시켜둔다.
[반응 가스 공급 공정(S130)]
다음으로 반응 가스로서 산소 함유 가스인 O2 가스와 수소 함유 가스인 H2 가스의 공급을 시작한다. 구체적으로는 밸브(253a 및 253b)를 열고 MFC(252a 및 252b)로 유량 제어하면서 처리실(201) 내에 O2 가스 및 H2 가스의 공급을 시작한다.
또한 처리실(201) 내의 압력이 소정의 값이 되도록 APC(242)의 개도를 조정해서 처리실(201) 내의 배기를 제어한다. 이와 같이 처리실(201) 내를 적당히 배기하면서 후술하는 플라즈마 처리 공정(S140) 종료 시까지 O2 가스 및 H2 가스의 공급을 계속한다.
[플라즈마 처리 공정(S140)]
처리실(201) 내의 압력이 안정되면, 전자계 발생 전극(212)에 대하여 고주파 전원(273)으로부터 고주파 전력의 인가를 시작한다. 이에 의해 O2 가스 및 H2 가스가 공급되는 플라즈마 생성 공간(201a) 내에 고주파 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 플라즈마 생성 공간의 전자계 발생 전극(212)의 전기적 중점에 상당하는 높이 위치에, 가장 높은 플라즈마 밀도를 가지는 도넛 형상의 유도 플라즈마가 여기된다. 플라즈마 형상의 O2 가스 및 H2 가스를 포함하는 처리 가스는 플라즈마 여기되어 해리되고, 산소를 포함하는 산소 래디컬(산소 활성종)이나 산소이온, 수소를 포함하는 수소 래디컬(수소 활성종)이나 수소 이온 등의 반응종이 생성된다.
기판 처리 공간(201b)에서 서셉터(217) 상에 보지되는 기판(200)에는 유도 플라즈마에 의해 생성된 래디컬과 가속화되지 않는 상태의 이온이 기판(200)의 표면에 균일하게 공급된다. 공급된 래디컬 및 이온은 표면의 실리콘층과 균일하게 반응하고, 실리콘층을 스텝 커버리지가 양호한 실리콘산화층으로 개질한다.
그 후, 소정의 처리 시간, 예컨대 10초 내지 300초가 경과하면, 고주파 전원(273)으로부터의 전력의 출력을 정지하고, 처리실(201) 내에서의 플라즈마 방전을 정지한다. 또한 밸브(253a 및 253b)를 닫고, O2 가스 및 H2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 정지한다. 이상으로 플라즈마 처리 공정(S140)이 종료된다.
[진공 배기 공정(S150)]
O2 가스 및 H2 가스의 공급을 정지하면, 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내를 진공 배기한다. 이에 의해 처리실(201) 내의 가스를 처리실(201) 외로 배기한다. 그 후, APC(242)의 개도를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실과 마찬가지의 압력으로 조정한다.
[기판 반출 공정(S160)]
처리실(201) 내가 소정의 압력이 되면, 서셉터(217)를 기판(200)의 반송 위치까지 하강시켜 기판 승강 핀(266) 상에 기판(200)을 지지시킨다. 그리고 게이트 밸브(244)를 열고 기판 반송 기구를 이용하여 기판(200)을 처리실(201) 외로 반출한다. 이상으로 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
이상의 본 실시 형태에 따르면, 가열 기구(110)로부터 방사된 적외선을 전자계 발생 전극(212)보다 내측[즉 처리 용기(203)측]에 가두도록 반사하고, 기판(200)에 조사(照射)되는 적외선의 밀도를 증대시켜 기판(200)의 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 즉 기판(200)의 고온화, 승온 속도의 향상, 에너지의 절약화 등의 효과를 얻을 수 있다. 또한 특히 전자계 발생 전극(212)과 처리 용기(203)를 구성하는 상측 용기(210) 사이에 반사체(220)를 배치하기 때문에, 전자계 발생 전극(212)보다 외측에 배치하는 경우에 비해 전자계 발생 전극(212)에 차폐되어 열 흡수되지 않고 적외선을 내측에 반사할 수 있으므로 보다 효율적으로 가열 기구(110)로부터 방사된 적외선을 내측에 반사시켜서 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태와 같이, 가열 기구(110)로서의 서셉터 히터(217b)에 의해 기판(200)을 가열하는 경우, 서셉터 히터(217b)로부터 방사되는 적외선을 처리 용기의 내측에 반사시키는 것에 의해 전술한 기판(200)의 고온화, 승온 속도의 향상, 에너지의 절약화 등의 효과 또한 가열 효율의 향상과 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 실시 형태와 같이, 가열 기구(110)로서 서셉터 히터(217b)에 더해 램프 히터(280)를 구비하고, 서셉터 히터(217b)와 램프 히터(280)의 양방에 의해 기판(200)을 가열하는 경우, 서셉터 히터(217b)와 램프 히터(280)의 양방으로부터 방사되는 적외선을 처리 용기의 내측에 반사시키는 것에 의해 전술한 기판(200)의 고온화, 승온 속도의 향상, 에너지의 절약화 등의 효과 또한 가열 효율의 향상과 같은 효과를 한층 더 보다 현저하게 얻을 수 있다.
또한 전술한 바와 같이 상측 용기(210) 및 반사체(220)는 전자파를 투과하는 재료, 특히 비금속 재료에서 구성되어 있으므로, 전자계 발생 전극(212)으로 발생한 전자파가 반사체(220) 및 상측 용기(210)를 투과하고, 처리실(201) 내의 처리 가스를 플라즈마 여기하는 것을 방해하지 않도록 할 수 있다.
또한 전술한 바와 같이 상측 용기(210)의 외주면 상에 반사체(220)로서의 반사막(220a)을 형성하는 것에 의해 처리 용기(203)보다 내측에 가열 기구(110)로부터 방사된 적외선을 가두도록 반사할 수 있으므로 보다 현저하게 기판(200)의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서 상측 용기(210)의 진공측인 내측에 반사막(220a)을 형성한 경우, 플라즈마에 의해 막 박리가 발생하여 기판(200)의 이물이 되어 기판 제조의 제품 비율이 악화된다. 그래서 상측 용기(210)의 외주면 상에 반사막(220a)을 형성하는 것에 의해 반사막(220a)의 박리나 반사막(220a)을 구성하는 재료에 의한 처리 용기(203) 내의 오염을 방지할 수 있다. 또한 상측 용기(210)를 클리닝할 때도 반사막(220a)을 제거하지 않고 상측 용기(210)의 내측만을 선택적으로 클리닝할 수 있다.
또한 반사막(220a)이 Al2O3 및 Y2O3 중 어느 일방 또는 양방에 의해 구성되는 것에 의해, 전자계 발생 전극(212)으로 발생한 전자파의 투과를 방해하지 않고, 처리실(201)로부터 상측 용기(210)를 투과한 적외선을 다시 처리실(201)에 반사시킬 수 있다.
또한 반사막(220a)의 두께를 200μm 이상으로 하는 것에 의해 반사막(220a)의 적외선의 반사율을 80% 이상으로 한다. 반사막(220a)의 반사율을 80% 이상으로 하는 것에 의해 전술한 기판(200)의 고온화 등의 효과를 현저하게 얻을 수 있다. 또한 반사막(220a)의 적외선의 흡수율을 15% 이하로 하는 것에 의해 반사막(220a)이나 그것에 접촉하는 처리 용기(203)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하고, 처리 용기(203)의 주변에 설치되는 부품이나 장치(예컨대 O링 등의 수지소재 부품 등)가 열에 의해 열화되는 것을 억제할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는 상측 용기(210)를 열전도율이 비교적 낮은 석영에 의해 구성하고, 그 외주면에 상측 용기(210)보다 얇고 열용량이 작은 반사막(220a)을 형성한다. 그렇기 때문에 열전도율이나 적외선의 흡수율이 비교적 높은 Al2O3로 반사체(220)를 구성해도 상측 용기(210)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.
또한 반사막(220a)의 재질로서는 금속은 전자파가 쉴드되어 처리 용기 내에 플라즈마가 여기되지 않게 되기 때문에 적합하지 않다.
또한 반사체(220)는 전자계 발생 전극과 대향하는 상측 용기(210)[즉 처리 용기(203)의 투명 부분]의 외주면을 모두 둘러싸도록 설치되므로, 처리 용기(203)의 측벽으로부터의 적외선의 투과 및 누설을 모두 차단하여, 전술과 같은 적외선의 처리 용기(203) 내에서의 가두기 효과를 현저하게 얻을 수 있다. 또한 전자계 발생 전극(212)으로의 적외선의 조사를 억제하여 전자계 발생 전극(212)이나 그 주변 부재의 온도 상승을 억제하는 효과를 현저하게 얻을 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 5는 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)이다. 본 실시 형태에서는 반사체(220)의 구조가 제1 실시 형태와는 다르지만, 그 외의 점은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
여기서 상측 용기(210)는 반복 사용에 의해 내면이 오염되는 경우가 있다. 그 경우, 상측 용기(210)를 제거해서 재이용하는 경우가 있다. 그 경우에 제1 실시 형태의 상측 용기(210)에서는 그 외주면에 접해서 반사막(220a)이 형성되기 때문에 세정에 의해 반사막(220a)이 박리되고, 재이용 시의 반사율이 열화될 가능성이 있다.
그래서 본 실시 형태에서는 상측 용기(210)와 전자계 발생 전극(212) 사이에 상측 용기(210)의 외주면을 둘러싸도록 해서 상기 외주면으로부터 이간해서 반사체(220)를 배치한다. 이 반사체(220)는 지지통(220b)과, 이 지지통(220b)의 내측면에 접해서 형성되는 반사막(220a)에 의해 구성된다. 지지통(220b)은 전자파를 투과하는 비금속 재료, 구체적으로는 석영을 재질로 하는 통 형상 부재로서 형성된다. 또한 반사막(220a)은 제1 실시 형태와 마찬가지로 전자파를 투과하고 또한 적외선을 반사하는 비금속 재료, 구체적으로는 Al2O3 및 Y2O3 중 어느 일방 또는 양방에 의해 지지통(220b)의 내주면으로의 용사 피막 처리에 의해 피막 형성되는 것에 의해 구성된다. 바람직하게는 반사막(220a)은 Al2O3의 200μm 이상의 막으로서 형성된다. 이와 같이 형성되는 것에 의해 반사막(220a)의 적외선의 반사율을 80% 이상으로 할 수 있다.
이 기판 처리 장치(100)에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 도 4에 도시한 각 공정에 의해 기판(200)의 처리가 수행되고, 반도체 장치가 제조된다.
특히 승온·진공 배기 공정(S120)에서 처리실(201) 내에 반입된 기판(200)의 승온을 수행한다. 구체적으로는 서셉터 히터(217b) 및 램프 히터(280)에 의해 서셉터(217) 상에 보지된 기판(200)을 소정의 온도까지 승온한다. 이때 기판(200)을 가열하는 서셉터 히터(217b) 및 램프 히터(280)로부터 방사되는 적외선과 가열된 기판(200)으로부터 방사되는 적외선은 상측 용기(210)를 투과하지만, 상측 용기(210)의 외주면을 둘러싸도록 해서 배치되는 지지통(220b)의 내면의 반사막(220a)에 의해 대부분이 흡수되지 않고 다시 처리 용기(203) 내에 반사되어 기판(200)에 흡수되는 것에 의해 기판(200)의 효율적인 가열에 기여하게 된다.
이상의 본 실시 형태에 따르면, 상측 용기(210)의 외주면에 직접 코팅 하는 등 해서 반사막(220a)을 형성하지 않고 상기와 같은 반사막(220a)이 형성되는 지지통(220b)을 삽입하는 것에 의해, 처리 용기(203)보다 내측에 가열 기구(110)로부터 방사된 적외선을 가두도록 반사시킬 수 있다. 또한 처리 용기(203)의 외부에 지지통(220b)을 설치하는 것에 의해 반사막(220a)의 박리나 반사막(220a)을 구성하는 재료에 의한 처리 용기(203) 내의 오염을 방지할 수 있다. 또한 상측 용기(210)를 클리닝할 때에도 특히 반사막(220a)을 박리하는 등의 처리를 불필요로 할 수 있다. 또한 통 형상의 간이한 형상의 지지통(220b)에 반사막(220a)을 형성할 수 있으므로, 상측 용기(210)의 외주면에 반사막(220a)을 형성하는 경우보다 상측 용기(210)의 제작이 용이하다. 또한 지지통(220b)을 석영으로 형성한 경우, 반사막(220a)만을 반사 재료로 형성하면 충분하므로, 지지통(220b) 전체를 반사 재료로 형성하는 경우에 비해 비용이나 제작 난이도를 낮출 수 있는 경우가 있다.
또한 지지통(220b)의 내측에 반사막(220a)을 구성하는 것에 의해 처리실(201) 내로부터 방사된 적외선이 지지통(220b)에 도달하기 전에 반사막(220a)에서 다시 처리실(201) 내로 반사되는 것에 의해, 지지통(220b)에 의한 열 흡수의 발생을 억제하고, 가열 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 지지통(220b)에 의한 열 흡수의 발생을 억제하기 위해서 지지통(220b)은 적외선을 투과하기 쉬운 투명 석영 등으로 구성되는 것이 바람직하지만, 반사막(220a)을 지지통(220b)의 내측에 설치하는 것에 의해 적외선이 투과하기 어려운 재료를 지지통(220b)에 이용해도 동등한 효과를 얻을 수 있다.
또한 반사막(220a)의 재질, 두께, 적외선의 반사율 및 흡수율은 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있고, 그것들의 효과도 마찬가지이다.
<제3 실시 형태>
도 6은 본 개시의 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)이다. 본 실시 형태에서는 가열 기구(110)로서의 램프 히터(280)는 설치되지 않고 서셉터 히터(217b)만이 가열 기구인 점에서 제1 실시 형태와는 다르지만, 상측 용기(210)의 외주면에 접해서 형성되는 반사막(220a)으로서 반사체(220)가 구성되는 점을 포함해서 그 외의 점은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
또한 이 기판 처리 장치(100)에서도 제1 실시 형태와 마찬가지로 도 4에 도시한 각 공정에 의해 기판(200)의 처리가 수행되고 반도체 장치가 제조된다.
특히 승온·진공 배기 공정(S120)에서 처리실(201) 내에 반입된 기판(200)의 승온을 수행한다. 구체적으로는 서셉터 히터(217b)에 의해 서셉터(217) 상에 보지된 기판(200)을 예컨대 150℃ 내지 750℃의 범위 내의 소정값까지 승온한다. 여기서는 기판(200)의 온도가 예컨대 600℃가 되도록 가열된다. 이때 기판(200)을 가열하는 서셉터 히터(217b)로부터 방사되는 적외선과 가열된 기판(200)으로부터 방사되는 적외선은 처리 용기(203)를 투과하지만, 처리 용기(203)의 외주면에 접해서 형성되는 반사체(220)로서의 반사막(220a)에 따라 대부분이 흡수되지 않고 다시 처리 용기(203) 내에 반사되고, 기판(200)에 흡수되는 것에 의해 기판(200)의 효율적인 가열에 기여하게 된다.
<제4 실시 형태>
도 7은 본 개시의 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)이다. 본 실시 형태로는 가열 기구(110)로서의 램프 히터(280)는 설치되지 않고 서셉터 히터(217b)만이 가열 기구인 점과 반사체(220)의 구성이 제1 실시 형태와는 다르지만, 그 외의 점은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태로는 처리 용기(203)와 전자계 발생 전극(212) 사이에 처리 용기(203)의 외주면을 둘러싸도록 해서 상기 외주면으로부터 이간해서 반사체(220)를 배치한다. 이 반사체(220)는 전자파를 투과하고 또한 적외선을 반사하는 비금속 재료, 구체적으로는 Al2O3 및 Y2O3 중 어느 일방 또는 양방을 재질로 하는 통 형상 부재로서의 반사통(220c)으로서 구성된다. 바람직하게는 반사통(220c) 전체가 Al2O3 및 Y2O3 중 어느 일방 또는 그 복합 재료에 의해 구성된다.
또한 보다 바람직하게는 반사통(220c)은 두께 200μm 이상의 Al2O3제의 통 형상 부재로서 형성된다. 이와 같이 형성되는 것에 의해 반사통(220c)의 적외선의 반사율을 80% 이상으로 할 수 있다. 단, 반사통(220c)의 기계적 강도를 확보하기 위해서 실용상은 그 두께를 10mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이 기판 처리 장치(100)에서도 제1 실시 형태와 마찬가지로 도 4에 도시한 각 공정에 의해 기판(200)의 처리가 수행되고, 반도체 장치가 제조된다.
특히 승온·진공 배기 공정(S120)에서 처리실(201) 내에 반입된 기판(200)의 승온을 수행한다. 구체적으로는 제3 실시 형태와 마찬가지로 서셉터 히터(217b)에 의해 서셉터(217) 상에 보지된 기판(200)을 소정의 온도까지 승온한다. 이때 기판(200)을 가열하는 서셉터 히터(217b)로부터 방사되는 적외선과 가열된 기판(200)으로부터 방사되는 적외선은 처리 용기(203)를 투과하지만, 처리 용기(203)의 외주면을 둘러싸도록 해서 배치되는 반사통(220c)의 내면에 따라 대부분이 흡수되지 않고 다시 처리 용기(203) 내에 반사되어 기판(200)에 흡수되는 것에 의해 기판(200)의 효율적인 가열에 기여하게 된다.
이상의 본 실시 형태에 따르면, 처리 용기(203)의 외주면에 직접 코팅하는 등에 의해서 반사막(220a)을 형성하지 않고 상기와 같은 적외선을 반사하는 재료로 형성된 반사통(220c)을 삽입하는 것에 의해서도, 처리 용기(203)보다 내측에 가열 기구(110)로부터 방사된 적외선을 가두도록 반사할 수 있다. 또한 처리 용기(203)의 외부에 반사통(220c)을 설치하는 것에 의해 반사막(220a)의 박리나 반사막(220a)을 구성하는 재료에 의한 처리 용기(203) 내의 오염을 방지할 수 있다. 또한 처리 용기(203)를 클리닝할 때도, 특히 반사막(220a)을 박리하는 등의 처리를 불필요로 할 수 있다. 또한 적외선을 반사하는 재료로 통 형상의 간이한 형상의 반사통(220c)을 형성할 수 있으므로, 처리 용기(203)의 외주면에 반사막(220a)을 형성하는 경우보다 처리 용기(203)의 제작이 용이한 경우가 있다. 또한 반사통(220c)이라는 통 형상 형상의 전체가 적외선을 반사하는 재료로 형성되므로, 반사율을 보다 높이는 데 바람직하다.
<본 개시의 다른 실시 형태>
전술한 실시 형태에서는 플라즈마를 이용하여 기판 표면에 대하여 산화 처리나 질화 처리를 수행하는 예에 대해서 설명했지만 이러한 처리에 한하지 않고, 플라즈마를 이용하여 기판에 대하여 처리를 수행하는 모든 기술에 적용할 수 있다. 예컨대 플라즈마를 이용하여 수행하는 기판 표면에 형성된 막에 대한 개질 처리나 도핑 처리, 산화막의 환원 처리, 상기 막에 대한 에칭 처리, 레지스트의 애싱 처리 등에 적용할 수 있다.
본 개시에 따른 기술에 따르면, 기판 처리 장치의 히터에 의한 기판의 가열 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (17)

  1. 처리실을 구성하는 처리 용기;
    상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부;
    상기 처리 용기의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 상기 처리 용기 내에 전자계를 발생시키도록 구성된 전자계 발생 전극;
    상기 처리실 내에 수용된 기판을 적외선을 방사하여 가열하도록 구성된 가열 기구; 및
    상기 처리 용기와 상기 전자계 발생 전극 사이에 배치되고, 상기 가열 기구로부터 방사된 적외선을 반사하도록 구성된 반사체
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 기구는 상기 기판을 상기 처리실 내에서 지지하는 서셉터에 설치된 서셉터 히터에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열 기구는 램프 히터에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용기 및 상기 반사체는 전자파를 투과하는 재료로 구성되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자파를 투과하는 재료는 비금속 재료인 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 처리 용기의 상기 외주면에 접해서 형성되는 것과 함께 상기 적외선을 반사하는 반사막으로서 구성되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사체는, 상기 처리 용기의 상기 외주면을 둘러싸도록 해서 상기 외주면으로부터 이간해서 배치되는 지지통과, 상기 지지통의 표면에 접해서 형성되는 것과 함께 적외선을 반사하는 반사막에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사막은 상기 지지통의 내측면에 접해서 형성되는 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반사막은 산화 알루미늄 및 산화 이트륨 중 어느 일방(一方) 또는 양방(兩方)에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 반사막은 산화 알루미늄 및 산화 이트륨 중 어느 일방(一方) 또는 양방(兩方)에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사체는, 상기 처리 용기의 상기 외주면을 둘러싸도록 해서 상기 외주면으로부터 이간해서 배치되고 상기 적외선을 반사하는 재료로 형성된 반사통에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 처리 용기의 상기 외주면을 모두 둘러싸도록 설치되는 기판 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전자계 발생 전극은 상기 처리 용기 내에 발생시킨 전자계에 의해 상기 처리 가스를 상기 처리 용기 내에서 플라즈마 여기(勵起)하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전자계 발생 전극은 상기 처리 용기의 외주면을 따라 권회(卷回)되도록 형성된 코일 장전극에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  15. 기판 처리 장치의 처리실을 구성하는 처리 용기로서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 처리 용기의 내부에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부; 및
    상기 처리 용기의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 상기 내부에 전자계를 발생시키도록 구성된 전자계 발생 전극; 및
    상기 처리실 내에 수용된 기판을 적외선을 방사하여 가열하도록 구성된 가열 기구
    를 구비하고,
    상기 가열 기구로부터 방사된 적외선을 반사하는 반사체가 상기 외주면에 접해서 형성되는 처리 용기.
  16. 처리실을 구성하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리 용기의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 상기 처리 용기 내에 전자계를 발생시키도록 구성된 전자계 발생 전극과, 상기 처리실 내에 수용된 기판을 적외선을 방사하여 가열하도록 구성된 가열 기구를 구비하는 기판 처리 장치에 이용되며,
    상기 처리 용기와 상기 전자계 발생 전극 사이에 배치되고, 상기 가열 기구로부터 방사된 적외선을 반사하도록 구성된 반사체.
  17. 처리실을 구성하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되는 전자계 발생 전극과, 상기 처리실 내에 수용된 기판을 적외선을 방사하도록 구성된 가열 기구와, 상기 처리 용기와 상기 전자계 발생 전극 사이에 배치되고 상기 가열 기구로부터 방사된 적외선을 반사하도록 구성된 반사체를 구비하는 기판 처리 장치의 상기 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 공정;
    상기 처리실 내에 수용된 상기 기판을 상기 가열 기구로부터 방사된 상기 적외선에 의해서 가열하는 공정;
    상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 공정;
    상기 전자계 발생 전극에 고주파 전력을 공급해서 상기 처리 용기 내에 전자계를 발생시키는 것에 의해 상기 처리 가스를 플라즈마 여기하는 공정; 및
    상기 플라즈마 여기된 상기 처리 가스에 의해 상기 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7411699B2 (ja) 2022-01-28 2024-01-11 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
KR102619965B1 (ko) * 2022-05-16 2024-01-02 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20240288220A1 (en) * 2023-02-24 2024-08-29 Applied Materials, Inc. Convective substrate cooling with minimal pressure change

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032998A (ja) 2007-07-30 2009-02-12 Ushio Inc 半導体ウエハ加熱処理装置
JP2009231608A (ja) 2008-03-24 2009-10-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100212125B1 (ko) * 1996-03-19 1999-08-02 윤종용 고밀도 플라즈마 소스의 이온화 증진 구조
US5989929A (en) * 1997-07-22 1999-11-23 Matsushita Electronics Corporation Apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP2000182799A (ja) * 1998-12-17 2000-06-30 Fuji Electric Co Ltd 誘導結合プラズマ装置ならびにこれを用いる処理炉
US6598559B1 (en) * 2000-03-24 2003-07-29 Applied Materials, Inc. Temperature controlled chamber
JP2008053489A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP5465828B2 (ja) * 2007-10-01 2014-04-09 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法
KR20100006009A (ko) * 2008-07-08 2010-01-18 주성엔지니어링(주) 반도체 제조 장치
JP2010080706A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2013185760A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
JP6257071B2 (ja) 2012-09-12 2018-01-10 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
CN103258761B (zh) * 2013-05-02 2016-08-10 上海华力微电子有限公司 一种控制晶圆温度的等离子体刻蚀腔室及其方法
KR20160106578A (ko) * 2013-11-29 2016-09-12 이시하라 산교 가부시끼가이샤 흑색 미립자 근적외선 반사 재료, 흑색 미립자 근적외선 반사 재료를 제조하기 위한 방법, 및 흑색 미립자 근적외선 반사 재료를 위한 용도
JP6818402B2 (ja) * 2015-07-17 2021-01-20 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置
WO2017165550A1 (en) * 2016-03-22 2017-09-28 Tokyo Electron Limited System and method for temperature control in plasma processing system
SG11201808206WA (en) * 2016-04-20 2018-10-30 Kokusai Electric Corp Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and program
JP6641242B2 (ja) * 2016-07-05 2020-02-05 キヤノントッキ株式会社 蒸着装置及び蒸発源

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032998A (ja) 2007-07-30 2009-02-12 Ushio Inc 半導体ウエハ加熱処理装置
JP2009231608A (ja) 2008-03-24 2009-10-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置

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