KR101027845B1 - 기판 처리 장치 및 기판 탑재대 - Google Patents

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Abstract

성막 장치는, 반도체 웨이퍼(W)를 수용하는 처리 용기(2)와, 처리 용기(2) 내에 배치되고, 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되는 기판 탑재대(5)와, 이 탑재대(5)와 대향하는 위치에 마련되고, 처리 용기(2) 내로 처리 가스를 토출하는 처리 가스 토출 기구로서의 샤워 헤드(40)와, 처리 용기(2) 내를 배기하는 배기 장치(101)를 구비하고, 기판 탑재대(5)는 탑재대 본체(5a)와, 탑재대 본체(5a)의 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되는 영역보다 외측 영역에 마련된 탑재대 본체로부터 샤워 헤드(40)로의 열 확산을 감소시키는 열 차폐체(200)를 갖고 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 탑재대{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PLACING TABLE}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피처리 기판에, 예컨대, 성막 등의 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 이 기판 처리 장치에 있어서 피처리 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼(이하, 단지 웨이퍼라고 기재함) 상에 여러 가지의 물질로 이루어지는 박막이 형성되고, 이 박막에 요구되는 물성의 다양화 등에 호응하여, 박막 형성에 사용되는 물질이나 조합의 다양화, 복잡화가 진행되고 있다.
예컨대, 반도체 메모리 소자에 있어서, DRAM(Dynamic Random Access Memory)소자의 리프레시 동작에 의한 성능 한계를 극복하기 위해, 강유전체 박막을 강유전체 캐패시터에 사용하는 것에 의한 대용량 메모리 소자의 개발이 진행되어 왔다. 이러한 강유전체 박막을 사용하는 강유전체 메모리 소자(Ferroelectric Random Access Memory: FeRAM)는, 비휘발성 메모리 소자의 일종으로, 원리상 리프레시 동작을 필요로 하지 않고, 전원이 끊어진 상태에서도 저장된 정보를 유지할 수 있는 이점에 더하여, 동작 속도도 DRAM에 필적하므로, 차세대 기억 소자로서 주목받고 있다.
이러한 FeRAM의 강유전체 박막에는, 주로 SrBi2Ta2O9(SBT)나, Pb(Zr, Ti) O3(PZT)와 같은 절연 물질이 이용되고 있다. 복수의 원소로 이루어지는 복잡한 조성의 이들 박막을 미세한 두께로 정밀도 좋게 형성하는 방법으로서, 가스화시킨 유기 금속 화합물의 열 분해를 이용하여 박막을 형성하는 MOCVD 기술이 적합하다.
이러한 MOCVD 기술에 한하지 않고, 일반적으로 CVD 기술은 성막 장치 내에 배치된 탑재대에 탑재되어 가열된 반도체 웨이퍼에, 대향하는 샤워 헤드로부터 원료 가스를 공급하고, 원료 가스의 열 분해나 환원 반응 등에 의해 반도체 웨이퍼 상에 박막 형성이 행해진다. 통상, 탑재대에는, 반도체 웨이퍼를 소정의 온도로 가열하기 위해, 예컨대, 저항 가열 방식이나 램프 방식에 의한 히터가 구비되어 있고, 반도체 웨이퍼의 온도를 제어하면서 성막이 행해지고 있다(예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2002-25912호).
그런데, 상기 성막 장치에 있어서 웨이퍼를 탑재하는 탑재대는, 웨이퍼보다 큰 직경으로 구성되어 있는 경우가 있고, 예컨대, 200㎜ 직경 웨이퍼에 대하여 탑재대 직경이 330㎜∼340㎜으로 되는 경우도 있다. 이 경우, 웨이퍼를 탑재한 상태로 그 탑재 영역보다 외측의 외주 영역에서의 탑재대의 노출 면적은 웨이퍼에 대하여 약 1.8배 정도의 방열면을 갖는 것으로 된다.
일반적으로, 탑재대에 탑재된 웨이퍼의 중앙부의 온도에 대하여 그 가장자리 부의 온도가 낮은 경우에는, 성막 특성에 영향을 미치는 것이 알려져 있고, 예컨대, 성막된 막의 조성이 웨이퍼면 내에서 균일하게 되지 않아, 성막 불량을 초래하는 원인으로 되는 것이 확인되어 있다. 이 때문에, 탑재대의 외주 영역의 가열 온도를 제어함으로써 성막 특성의 개선이 시도되고 있지만, 충분한 개선 효과는 얻어지지 않는다.
또한, 성막 특성을 개선하기 위해, 탑재대의 외주 영역을 가열하여 온도를 상승시키면, 탑재대로부터의 복사열에 의해 탑재대에 대향하여 배치된 샤워 헤드가 고온으로 되어, 샤워 헤드의 온도 제어가 곤란해진다. 보다 구체적으로는, 샤워 헤드의 중앙부에 비해 그 외측의 온도가 높아지고, 또한 그 외측의 가장자리부의 온도가 극단적으로 낮아지는 온도 분포가 형성되어, 역시 성막 특성에 악영향을 미친다.
본 발명의 목적은 기판 탑재대의 외주 영역에서의 온도의 제어성을 개선하고, 피처리 기판의 가장자리부의 온도 저하나, 외주 영역으로부터의 열 복사에 의한 샤워 헤드의 온도 상승에 기인하는 처리의 불량이나 불균일을 저감하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외주 영역에서의 온도의 제어성이 개선된 기판 탑재대를 적용하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 관점에 따르면, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 배치되고 피처리 기판이 탑재되는 기판 탑재대와, 상기 탑재대와 대향하는 위치에 마련되고 상기 처리 용기 내로 처리 가스를 토출하는 처리 가스 토출 기구와, 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구를 구비하고, 상기 기판 탑재대는 탑재대 본체와, 상기 탑재대 본체의 피처리 기판이 탑재되는 영역보다 외측 영역에 마련되고, 상기 탑재대 본체로부터 상기 처리 가스 토출 기구에의 열 확산을 저감하는 열 차폐체를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
상기 제 1 관점의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 열 차폐체는 상기 탑재대의 표면과 평행한 방향으로 열을 확산시키는 것이라도 좋다. 또한, 상기 열 차폐체는 알루미나(Al2O3), 알루미나-탄화티탄(Al2O3-TiC), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4), 운모(mica), 어모퍼스 카본, 석영(SiO2) 또는 다공질 재료로 구성되어도 좋다.
또한, 상기 탑재대 본체의 재질이 탄화규소(SiC) 또는 질화알루미늄(AlN)이며, 상기 열 차폐체는 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 작은 재질로 구성하여도 좋다.
또한, 상기 열 차폐체는 재질이 다른 2층 이상의 막으로 구성되는 적층 구조를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 적층 구조를 갖는 상기 열 차폐체 중, 상기 탑재대에 인접한 최하층은 상기 탑재대의 재질보다 열전도율이 큰 재질로 구성되고, 상기 열 차폐체의 표면층인 최외층은 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 작은 재질로 구성되어도 좋다.
상기 열 차폐체는 용사법(溶射法) 또는 스퍼터법에 의해 형성된 피막으로 구성할 수 있다.
아울러, 상기 처리 가스 토출 기구는 상기 처리 가스가 도입되는 가스 유로가 형성된 복수의 플레이트로 이루어지는 적층체를 갖고, 상기 적층체의 내부에, 상기 가스 유로를 둘러싸도록 환상의 온도 조절실을 마련하여도 좋다. 이 경우, 상기 적층체는 상기 처리 가스가 도입되는 제 1 플레이트와, 상기 제 1 플레이트의 주면에 접촉하는 제 2 플레이트와, 상기 제 2 플레이트에 접촉되고, 상기 탑재대에 탑재된 피처리 기판에 대응하여 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 제 3 플레이트를 갖고 있어도 좋다. 또한, 상기 온도 조절실을, 상기 제 1 플레이트, 상기 제 2 플레이트 또는 상기 제 3 플레이트 중 어느 하나로 형성한 오목부와, 인접한 플레이트면으로 형성하여도 좋다.
또한, 상기 오목부에는, 인접한 플레이트에 접하는 복수의 전열용 기둥체가 형성되어 있어도 좋고, 혹은 상기 오목부에는, 인접한 플레이트에 접하는 복수의 전열용 벽체가 형성되어 있어도 좋다.
또한, 상기 온도 조절실 내에 온도 조절용 매체를 도입하는 도입로와, 온도 조절용 매체를 배출하는 배출로를 마련할 수도 있다. 또는, 상기 온도 조절실 내에 온도 조절용 매체를 도입하는 도입로를 마련함과 아울러, 상기 온도 조절실을 상기 처리 용기 내의 처리 공간과 연통시켜도 좋다.
본 발명의 제 2 관점에 따르면, 처리 가스가 도입되어 피처리 기판에 가스 처리를 행하는 처리 용기 내에, 피처리 기판을 탑재하는 기판 탑재대로서, 탑재대 본체와, 상기 탑재대 본체의 피처리 기판이 탑재되는 영역보다 외측 영역에 마련되고, 상기 탑재대 본체로부터 상기 처리 가스 토출 기구로의 열 확산을 저감하는 열 차폐체를 갖는 기판 탑재대가 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판 탑재대를 구성하는 탑재대 본체의 표면에서 피처리 기판이 탑재되는 영역보다 외측 영역에, 탑재대로부터 처리 가스 토출 기구로의 열 확산을 저감하는 열 차폐체를 마련했으므로, 기판 탑재대로부터 처리 가스 토출 기구로의 열 이동이 억제된다. 이에 따라, 탑재대 본체에서 피처리 기판이 탑재된 탑재 영역보다 외측의 외주 영역의 온도 제어성을 대폭 향상시킬 수 있게 되어, 성막의 균일성이 개선된다.
또한, 기판 탑재대로부터의 복사열에 의해 처리 가스 토출 기구의 온도가 상승하고, 불균일한 온도 분포가 형성되는 것도 억제되기 때문에, 이 점에서도 성막 특성의 개선이 도모된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 성막 장치를 나타내는 단면도.
도 2는 성막 장치의 하우징의 바닥부의 구조의 일례를 나타내는 투시 평면도.
도 3은 성막 장치의 하우징을 나타내는 평면도.
도 4는 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 샤워 베이스를 나타내는 평면도.
도 5는 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 샤워 베이스를 나타내는 저면도.
도 6은 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 가스 확산판을 나타내는 평면도.
도 7은 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 가스 확산판을 나타내는 저면도.
도 8은 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 샤워 플레이트를 나타내는 평면도.
도 9는 도 4의 샤워 베이스를 Ⅸ-Ⅸ선 절단하여 나타내는 단면도.
도 10은 도 6의 확산판을 X-X선 절단하여 나타내는 단면도.
도 11은 도 8의 샤워 플레이트를 XI-XI선 절단하여 나타내는 단면도.
도 12는 전열 기둥의 배치를 확대하여 나타내는 도면.
도 13은 전열 기둥의 다른 예를 나타내는 도면.
도 14는 전열 기둥의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 15는 전열 기둥의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 16은 웨이퍼를 탑재하는 상태의 탑재대의 평면도.
도 17은 도 16의 XVII-XVII선 절단면을 나타내는 단면도.
도 18은 도 17의 주요부 확대도.
도 19는 열 차폐체를 적층 구조로 형성한 예를 나타내는 단면도.
도 20은 본 발명의 제 1 실시예에 대한 성막 장치에 있어서의 가스 공급원의 구성을 나타내는 개념도.
도 21은 제어부의 개략 구성도.
도 22는 다른 실시예에 따른 성막 장치의 단면도.
도 23은 도 22의 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 가스 확산판을 나타내는 저면도.
도 24는 도 23의 가스 확산판의 단면도.
도 25는 다른 실시예의 가스 확산판의 저면도.
도 26은 또 다른 실시예의 가스 확산판의 저면도.
도 27은 다른 실시예에 따른 성막 장치의 단면도.
도 28은 또 다른 실시예에 따른 성막 장치의 단면도.
도 29는 도 28의 성막 장치에 있어서의 가스 확산판의 저면도.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치의 일 실시예에 관한 성막 장치를 나타내는 단면도이며, 도 2는 성막 장치의 하우징의 내부 구조를 나타내는 평면도, 도 3은 그 상부 평면도이다. 또한, 도 4 내지 도 11은 이 성막 장치를 구성하는 샤워 헤드의 구성 부품을 나타내는 도면이다. 또, 도 1에서는, 샤워 헤드의 단면은, 후술하는 도 6의 X-X선 절단면이 도시되어 있고, 중앙부를 경계로 좌우가 비대칭으로 되어 있다.
이 성막 장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 알루미늄 등에 의해 구성되는 평단면이 대략 직사각형인 하우징(1)을 갖고, 이 하우징(1)의 내부는 유저(有底) 원통 형상으로 형성된 처리 용기(2)로 되어 있다. 처리 용기(2)의 바닥부에는 램프 유닛(100)이 접속되는 개구(2a)가 마련되고, 이 개구(2a)의 외측으로부터, 석영으로 이루어지는 투과창(2d)이 O링으로 이루어지는 밀봉 부재(2c)를 통해 고정되어, 처리 용기(2)가 기밀하게 밀봉되어 있다. 처리 용기(2)의 상부에는 리드(lid)(3)가 개폐 가능하게 마련되어 있고, 이 리드(3)에 지지되도록 가스 토출 기구인 샤워 헤드(40)가 마련된다. 이 샤워 헤드(40)의 상세한 것은 후술한다. 또한, 도 1에는 도시하지는 않지만, 하우징(1)의 배후에 샤워 헤드(40)를 거쳐 처리 용기 내에 여러 가지의 가스를 공급하는 후술하는 가스 공급원(60)(도 20 참조)이 마련된다. 또한, 가스 공급원(60)에는 원료 가스를 공급하는 원료 가스 배관(51) 및 산화제 가스를 공급하는 산화제 가스 배관(52)이 접속되어 있다. 산화제 가스 배관(52)은 산화제 가스 분기 배관(52a, 52b)으로 분기되어 있고, 원료 가스 배관(51) 및 산화제 가스 분기 배관(52a, 52b)이 샤워 헤드(40)에 접속되어 있다.
처리 용기(2)의 내부에는 원통형의 쉴드 베이스(8)가 처리 용기(2)의 바닥부로부터 세워져 있다. 쉴드 베이스(8) 상부의 개구에는, 환상의 베이스 링(7)이 배치되어 있고, 베이스 링(7)의 내주측에는 환상의 어태치먼트(6)가 지지되고, 어태치먼트(6)의 내주측의 단차부에 지지되어 웨이퍼(W)를 탑재하는 웨이퍼 탑재대(기판 탑재대)(5)가 마련된다. 쉴드 베이스(8)의 외측에는, 후술하는 배플 플레이트(9)가 마련된다. 또한, 웨이퍼 탑재대(5)의 상세한 구성은 후술한다.
배플 플레이트(9)에는 복수의 배기구(9a)가 형성되어 있다. 처리 용기(2)의 외주 바닥부에서, 쉴드 베이스(8)를 둘러싸는 위치에는, 바닥부 배기 유로(71)가 마련되고, 배플 플레이트(9)의 배기구(9a)를 거쳐 처리 용기(2)의 내부가 바닥부 배기 유로(71)에 연통하는 것에 의해, 처리 용기(2)의 배기가 균일하게 행해지는 구성으로 되어 있다. 하우징(1)의 아래쪽에는 처리 용기(2)를 배기하는 배기 장치(101)가 배치되어 있다. 배기 장치(101)에 의한 배기의 상세에 대해서는 후술한다.
전술한 리드(3)는 처리 용기(2) 상부의 개구 부분에 마련되어 있고, 이 리드(3)의 탑재대(5) 상에 탑재된 웨이퍼(W)와 대향하는 위치에, 샤워 헤드(40)가 마련된다.
탑재대(5), 어태치먼트(6), 베이스 링(7) 및 쉴드 베이스(8)로 둘러싸여진 공간 내에는, 원통형의 반사경(4)이 처리 용기(2)의 바닥부로부터 세워져 있고, 이 반사경(4)은 도시하지 않은 램프 유닛으로부터 방사되는 열선을 반사하여, 탑재대(5)의 하면으로 유도하는 것에 의해, 탑재대(5)가 효율적으로 가열되도록 작용한다. 또한, 가열원으로는 상술한 램프에 한정되지 않고, 탑재대(5)에 저항 가열체를 매설하여 해당 탑재대(5)를 가열하도록 하여도 좋다.
이 반사경(4)에는, 예컨대, 3개소에 슬릿부가 마련되고, 이 슬릿부와 대응한 위치에 웨이퍼(W)를 탑재대(5)로부터 들어올리기 위한 리프트 핀(12)이 각각 승강 가능하게 배치되어 있다. 리프트 핀(12)은 핀 부분과 지시 부분이 일체적으로 구성되고, 반사경(4)의 외측에 마련된 원환상의 유지 부재(13)에 지지되어 있고, 도시하지 않은 액추에이터에 의해 유지 부재(13)를 승강시킴으로써 상하 이동한다. 이 리프트 핀(12)은 램프 유닛으로부터 조사되는 열선을 투과하는 재료, 예컨대, 석영이나 세라믹(Al2O3, AlN, SiC)으로 구성되어 있다.
리프트 핀(12)은 웨이퍼(W)를 교환할 때는 리프트 핀(12)이 탑재대(5)로부터 소정 길이 돌출할 때까지 상승되고, 리프트 핀(12) 상에 지지된 웨이퍼(W)를 탑재대(5) 상에 탑재할 때는, 리프트 핀(12)을 탑재대(5)에 밀어 넣는다.
탑재대(5)의 바로 아래의 처리 용기(2)의 바닥부에는, 개구(2a)를 둘러싸도록 반사경(4)이 마련되고, 이 반사경(4)의 내주에는, 석영 등의 열선 투과 재료로 이루어지는 가스 쉴드(17)가 그 전체 둘레를 지지함으로써 부착되어 있다. 가스 쉴드(17)에는, 복수의 구멍(17a)이 형성되어 있다.
또한, 반사경(4)의 내주에 지지된 가스 쉴드(17)의 하측의 투과창(2d)과의 사이의 공간 내에는, 퍼지 가스 공급 기구로부터의 퍼지 가스(예컨대, N2, Ar 가스 등의 불활성 가스)가, 처리 용기(2)의 바닥부에 형성된 퍼지 가스 유로(19) 및 이 퍼지 가스 유로(19)와 연통하는 반사경(4)의 내측 하부의 8개소에 등간격으로 배치된 가스 분출구(18)를 통해 공급된다.
이와 같이 하여 공급된 퍼지 가스를, 가스 쉴드(17)의 복수의 구멍(17a)을 통해, 탑재대(5)의 배면측으로 유입시킴으로써, 후술하는 샤워 헤드(40)로부터의 처리 가스가 탑재대(5)의 이면측의 공간에 침입하여 투과창(2d)에 박막의 퇴적이나 에칭에 의한 손상 등의 데미지를 부여하는 것을 방지하고 있다.
하우징(1)의 측면에는, 처리 용기(2)에 연통하는 웨이퍼 출입구(15)가 마련되고, 이 웨이퍼 출입구(15)는 게이트 밸브(16)를 거쳐 도시하지 않은 로드록실에 접속되어 있다.
도 2에 예시되는 바와 같이, 환상의 바닥부 배기 유로(71)는, 하우징(1)의 바닥부의 대각 위치에, 처리 용기(2)를 사이에 두고 대칭으로 배치된 배기 합류부(72)에 연통하고, 이 배기 합류부(72)는 하우징(1)의 모서리부 내에 마련된 상승 배기 유로(73), 하우징(1)의 상부에 마련된 횡행(橫行) 배기관(74)(도 3 참조)을 거쳐, 하우징(1)의 모서리부를 관통하여 배치된 하강 배기 유로(75)에 접속되고, 하우징(1)의 아래쪽에 배치된 배기 장치(101)(도 1 참조)에 접속되어 있다. 이와 같이, 하우징(1)의 모서리부의 빈 공간을 이용하여 상승 배기 유로(73)나 하강 배기 유로(75)를 배치함으로써, 배기 유로의 형성이, 하우징(1)의 풋프린트 내에서 완결되기 때문에, 장치의 설치 면적이 증대하지 않아, 박막 형성 장치의 설치에 있어서의 공간 절약화가 가능해진다.
또, 웨이퍼 탑재대(5)에는, 복수의 열전쌍(80)이, 예컨대, 한 개는 중심 부근에, 또 한 개는 에지 부근에 삽입되고, 이들 열전쌍(80)에 의해 웨이퍼 탑재대(5)의 온도가 측정되고, 이 열전쌍(80)의 측정 결과에 근거하여 웨이퍼 탑재대(5)의 온도가 제어되게 되어 있다.
다음에, 샤워 헤드(40)에 대해 상세히 설명한다.
샤워 헤드(40)는 그 외부 둘레가 리드(3) 상부와 감합하도록 형성된 통 형상의 샤워 베이스(제 1 플레이트)(41)와, 이 샤워 베이스(41)의 하면에 밀착된 원반 형상의 가스 확산판(제 2 플레이트)(42)과, 이 가스 확산판(42)의 하면에 부착된 샤워 플레이트(제 3 플레이트)(43)를 갖고 있다. 샤워 헤드(40)를 구성하는 최상부의 샤워 베이스(41)는 샤워 헤드(40) 전체의 열이 외부로 방산되는 구성으로 되어 있다. 샤워 헤드(40)는 전체적인 형상이 원주 형상을 이루고 있지만, 사각 기둥 형상이라도 좋다.
샤워 베이스(41)는 베이스 고정 나사(41j)를 통해 리드(3)에 고정되어 있다. 이 샤워 베이스(41)와 리드(3)의 접합부에는, 리드 O링 홈(3a) 및 리드 O링(3b)이 마련되고, 양자가 기밀하게 접합되어 있다.
도 4는 이 샤워 베이스(41)의 상부 평면도이며, 도 5는 그 하부 평면도, 도 9는 도 4에서의 Ⅸ-Ⅸ선 부분 단면도이다. 샤워 베이스(41)는 중앙에 마련되고, 원료 가스 배관(51)이 접속되는 제 1 가스 도입로(41a)와, 산화제 가스 배관(52)의 산화제 가스 분기 배관(52a, 52b)이 접속되는 복수의 제 2 가스 도입로(41b)를 구비하고 있다. 제 1 가스 도입로(41a)는 샤워 베이스(41)를 관통하도록 수직으로 연장하고 있다. 또한, 제 2 가스 도입로(41b)는 도입부로부터 샤워 베이스(41)의 도중까지 수직으로 연장하고, 거기로부터 수평으로 연장하여 다시 수직으로 연장하는 갈고리 형태를 갖고 있다. 도면에서는 산화제 가스 분기 배관(52a, 52b)은 제 1 가스 도입로(41a)를 사이에 두고 대칭인 위치에 배치되어 있지만, 가스를 균일하게 공급할 수 있으면 어떤 위치라도 좋다.
샤워 베이스(41)의 하면[가스 확산판(42)에 대한 접합면]에는, 외주 O링 홈(41c) 및 내주 O링 홈(41d)이 마련되고, 외주 O링(41f) 및 내주 O링(41g)이 각각 장착되는 것에 의해, 접합면이 기밀하게 유지되어 있다. 또한, 제 2 가스 도입로(41b)의 개구부에도, 가스 통로 O링 홈(41e) 및 가스 통로 O링(41h)이 마련된다. 이에 따라, 원료 가스와 산화제 가스가 섞이는 것을 확실히 방지하고 있다.
이 샤워 베이스(41)의 하면에는, 가스 통로를 갖는 가스 확산판(42)이 배치되어 있다. 도 6은 이 가스 확산판(42)의 상측 평면도이며, 도 7은 그 하측 평면도, 도 10은 도 6에서의 X-X선 단면도이다. 가스 확산판(42)의 상면측 및 하면측에는, 각각, 제 1 가스 확산부(42a) 및 제 2 가스 확산부(42b)가 마련된다.
상측의 제 1 가스 확산부(42a)는 제 1 가스 통로(42f)의 개구 위치를 피하여, 복수의 원주 형상 돌기의 전열 기둥(42e)를 갖고 있고, 전열 기둥(42e) 이외의 공간부가 제 1 가스 확산 공간(42c)으로 되어 있다. 이 전열 기둥(42e)의 높이는 제 1 가스 확산부(42a)의 깊이와 거의 같게 되어 있고, 상측에 위치하는 샤워 베이스(41)에 밀착함으로써, 하측의 샤워 플레이트(43)로부터의 열을 샤워 베이스(41)에 전달하는 기능을 갖는다.
하측의 제 2 가스 확산부(42b)는 복수의 원주 형상 돌기(42h)를 갖고 있고, 원주 형상 돌기(42h) 이외의 공간부가 제 2 가스 확산 공간(42d)으로 되어 있다. 제 2 가스 확산 공간(42d)은 해당 가스 확산판(42)을 수직하게 관통하여 형성된 제 2 가스 통로(42g)를 경유하여 샤워 베이스(41)의 제 2 가스 도입로(41b)에 연통하고 있다. 원주 형상 돌기(42h)의 일부에는, 피처리체의 영역과 동일 영역 이상 바람직하게는 10% 이상의 영역까지, 중심부에 제 1 가스 통로(42f)가 관통하여 형성되어 있다. 이 원주 형상 돌기(42h)의 높이는, 제 2 가스 확산부(42b)의 깊이와 거의 같게 되어 있고, 가스 확산판(42)의 하측에 밀착하는 샤워 플레이트(43)의 상면에 밀착하고 있다. 또, 원주 형상 돌기(42h) 중 제 1 가스 통로(42f)가 형성된 것은, 하측에 밀착하는 샤워 플레이트(43)의 후술하는 제 1 가스 토출구(43a)와 제 1 가스 통로(42f)가 연통하도록 배치되어 있다. 또한, 원주 형상 돌기(42h)의 모두에 제 1 가스 통로(42f)가 형성되어 있어도 좋다.
도 12에 확대하여 나타내는 바와 같이, 상기 전열 기둥(42e)의 직경(d0)은, 예컨대, 2㎜∼20㎜이며, 바람직하게는 5㎜∼12㎜이다. 또한 인접한 전열 기둥(42e)의 간격(d1)은, 예컨대, 2㎜∼20㎜이며, 바람직하게는 2㎜∼10㎜이다. 또한, 복수의 전열 기둥(42e)의 단면적의 합계값 S1의 제 1 가스 확산부(42a)의 단면적 S2에 대한 비[면적비(R)=(S1/S2)]가, 0.05∼0.50으로 되도록 전열 기둥(42e)이 배치되는 것이 바람직하다. 이 면적비(R)가 0.05보다 작으면 샤워 베이스(41)에 대한 열 전달 효율 향상 효과가 작아져 방열성이 나빠지고, 반대로 0.50보다 크면, 제 1 가스 확산 공간(42c)에서의 가스의 유로 저항이 커져 가스류의 불균일이 발생하여, 기판에 성막했을 때에 면내의 막 두께의 편차(불균일성)가 커질 우려가 있다. 또한, 본 실시예에서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 인접한 제 1 가스 통로(42f)와 전열 기둥(42e) 사이의 거리가 일정해지도록 되어 있다. 그러나, 이러한 형태에 한하지 않고, 전열 기둥(42e)은 제 1 가스 통로(42f) 사이에 있으면 어떠한 배치라도 좋다.
또한, 전열 기둥(42e)의 단면 형상은, 도 12에 나타내는 원형 외에, 타원형 등의 곡면 형상이면 유로 저항이 적은 것이 바람직하지만, 도 13에 나타내는 삼각형, 도 14에 나타내는 사각형, 도 15에 나타내는 8각형 등의 다각형 기둥이더라도 좋다.
또한, 전열 기둥(42e)의 배열은, 격자 형상 또는 지그재그 형상으로 배열되는 것이 바람직하고, 제 1 가스 통로(42f)는 전열 기둥(42e)의 배열의 격자 형상 또는 지그재그 형상의 중심에 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 전열 기둥(42e)이 원주인 경우에는, 직경(d0):8㎜, 간격(d1):2㎜의 치수로 전열 기둥(42e)을 격자 형상으로 배치함으로써, 면적비(R)는 0.44로 된다. 이러한 전열 기둥(42e)의 치수 및 배치에 의해, 전열 효율 및 가스류의 균일성을 모두 높게 유지할 수 있다. 또, 면적비(R)는 여러 가지의 가스에 따라 적절히 설정하여도 좋다.
또, 제 1 가스 확산부(42a)의 주변부 근방[내주 O링 홈(41d)의 외측 근방]의 복수 개소에는, 해당 제 1 가스 확산부(42a) 내의 전열 기둥(42e)의 상단부를 상측의 샤워 베이스(41)의 하면에 밀착시키기 위한 복수의 확산판 고정 나사(41k)가 마련된다. 이 확산판 고정 나사(41k)에 의한 체결력에 의해, 제 1 가스 확산부(42a) 내의 복수의 전열 기둥(42e)이 샤워 베이스(41)의 하면에 확실히 밀착하여 전열 저항이 감소해 전열 기둥(42e)에 의한 확실한 전열 효과를 얻을 수 있다. 고정 나사(41k)는 제 1 가스 확산부(42a)의 전열 기둥(42e)에 부착되어도 좋다.
제 1 가스 확산부(42a) 내에 마련된 복수의 전열 기둥(42e)은 칸막이 벽과 같이 공간을 구분하지 않으므로, 제 1 가스 확산 공간(42c)은 분단되지 않고 연속적으로 형성되어 있고, 제 1 가스 확산 공간(42c)에 도입된 가스는 그 전체에 걸쳐 확산된 상태로 아래쪽으로 토출시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 제 1 가스 확산 공간(42c)이 연속적으로 형성되어 있기 때문에, 제 1 가스 확산 공간(42c)에는 하나의 제 1 가스 도입로(41a) 및 원 료 가스 배관(51)을 거쳐 원료 가스를 도입할 수 있고, 원료 가스 배관(51)의 샤워 헤드(40)에 대한 접속 개소의 삭감 및 순회 경로의 간소(단축)화를 실현할 수 있다. 그 결과, 원료 가스 배관(51)의 경로의 단축에 의해, 가스 공급원(60)으로부터 배관 패널(61)을 거쳐 공급되는 원료 가스의 공급/공급 정지의 제어 정밀도가 향상됨과 아울러 장치 전체의 설치 공간의 삭감을 실현할 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 원료 가스 배관(51)은 전체로서 아치 위에 구성되고, 원료 가스가 수직으로 상승하는 수직 상승 부분(51a), 그것에 연속하는 기울기 위쪽으로 상승하는 기울기 상승 부분(51b), 그것에 연속하는 하강 부분(51c)을 갖고 있고, 수직 상승 부분(51a)과 기울기 상승 부분(51b)의 접속 부분, 기울기 상승 부분(51b)과 하강 부분(51c)의 접속 부분은 완만한(곡률 반경이 큰) 만곡 형상으로 되어 있다. 이에 따라, 원료 가스 배관(51)의 도중에서 압력 변동을 방지할 수 있다.
상술한 가스 확산판(42)의 하면에는, 가스 확산판(42)의 상면에 삽입되고, 그 둘레 방향으로 배열된 복수의 고정 나사(42j, 42m, 42n)를 거쳐 샤워 플레이트(43)가 부착되어 있다. 이와 같이 가스 확산판(42)의 상면으로부터 이들 고정 나사를 삽입하는 것은, 샤워 플레이트(40)의 표면에 나사산 또는 나사 홈을 형성하면 샤워 헤드(40)의 표면에 성막된 막이 벗겨지기 쉽게 되기 때문이다. 이하, 샤워 플레이트(43)에 대하여 설명한다. 도 8은 이 샤워 플레이트(43)의 상측의 평면도이며, 도 11은 도 8에서 XI-XI선으로 나타내는 부분의 단면도이다.
이 샤워 플레이트(43)에는, 복수의 제 1 가스 토출구(43a) 및 복수의 제 2 가스 토출구(43b)가 교대로 이웃하도록 배치 형성되어 있다. 즉, 복수의 제 1 가스 토출구(43a)의 각각은 상측의 가스 확산판(42)의 복수의 제 1 가스 통로(42f)에 연통하도록 배치되고, 복수의 제 2 가스 토출구(43b)는 상측의 가스 확산판(42)의 제 2 가스 확산부(42b)에서의 제 2 가스 확산 공간(42d)에 연통하도록, 즉 복수의 원주 형상 돌기(42h)의 간격으로 배치되어 있다.
이 샤워 플레이트(43)에서는, 산화제 가스 배관(52)에 접속되는 복수의 제 2 가스 토출구(43b)가 최외주에 배치되고, 그 내측에, 제 1 가스 토출구(43a) 및 제 2 가스 토출구(43b)가 교대로 균등하게 배열된다. 이 교대로 배열된 복수의 제 1 가스 토출구(43a) 및 제 2 가스 토출구(43b)의 배열 피치(dp)는, 일례로서, 7㎜, 제 1 가스 토출구(43a)는, 예컨대, 460개, 제 2 가스 토출구(43b)는, 예컨대, 509개이다. 이들 배열 피치(dp) 및 개수는 피처리체의 크기, 성막 특성에 따라 적절히 설정된다.
샤워 헤드(40)를 구성하는 샤워 플레이트(43), 가스 확산판(42) 및 샤워 베이스(41)는 주변부에 배열된 적층 고정 나사(43d)를 거쳐 체결되어 있다.
또한, 적층된 샤워 베이스(41), 가스 확산판(42), 샤워 플레이트(43)에는, 열전쌍(10)을 장착하기 위한 열전쌍 삽입 구멍(41i), 열전쌍 삽입 구멍(42i), 열전쌍 삽입 구멍(43c)이 두께 방향으로 겹치는 위치에 마련되고, 샤워 플레이트(43)의 하면이나, 샤워 헤드(40)의 내부 온도를 측정할 수 있게 되어 있다. 열전쌍(10)을 센터와 외주부에 설치하여, 샤워 플레이트(43)의 하면 온도를 더 균일하고 정밀도 좋게 제어할 수도 있다. 이에 따라 기판을 균일하게 가열할 수 있으므로, 면내 균 일한 성막이 가능하다.
샤워 헤드(40)의 상면에는, 외측과 내측으로 분할된 환상의 복수의 히터(91)와, 히터(91) 사이에 마련되고, 냉각수 등의 냉매가 유통하는 냉매 유로(92)로 이루어지는 온도 제어 기구(90)가 배치되어 있다. 열전쌍(10)의 검출 신호는 제어부(300)의 프로세스 컨트롤러(301)(도 21 참조)에 입력되고, 프로세스 컨트롤러(301)는 이 검출 신호에 근거하여, 히터 전원 출력 유닛(93) 및 냉매원 출력 유닛(94)에 제어 신호를 출력하고, 온도 제어 기구(90)로 피드백하여, 샤워 헤드(40)의 온도를 제어할 수 있게 되어 있다.
다음에, 웨이퍼 탑재대(5)에 대하여 상세히 설명한다.
도 16은 웨이퍼(W)가 탑재된 상태의 웨이퍼 탑재대(5)의 평면도이며, 도 17은 도 16의 XVII-XVII선 단면도이다. 또한, 도 18은 도 17의 주요부 확대도이다.
도시한 바와 같이, 웨이퍼 탑재대(5)는 탑재대 본체(5a)와, 탑재대 본체(5a)의 웨이퍼 탑재 영역보다 외측의 외주 영역에, 웨이퍼(W)의 탑재 영역을 둘러싸도록 마련된 환상의 열 차폐체(200)를 갖는다. 열 차폐체(200)는 웨이퍼(W)가 탑재대 본체에 탑재된 상태에서, 웨이퍼(W)의 가장자리부와의 사이에 소정의 폭(예컨대, 1㎜∼2㎜)의 간극이 형성되도록 마련된다. 이 간극이 없는 경우는, 웨이퍼(W)의 가장자리부가 열 차폐체(200)에 접촉하여 파손되거나, 마찰 등에 의해 이물질을 발생시키는 요인이 된다.
웨이퍼 탑재대(5)의 가열 온도는 600℃ 이상으로도 도달하기 때문에, 열 차폐체(200)는 내열성이 우수하고, 열응력이 작은 강한 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 열 차폐체(200)의 재질로는, 예컨대, 알루미나(Al2O3), 알루미나-탄화티탄(Al2O3-TiC), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4) 등의 세라믹 재료 외에, 예컨대, 운모, 어모퍼스 카본, 석영(SiO2), 다공질 재료[예컨대, B-Qz 석영 유리(상품명: 도시바 세라믹사제)] 등을 이용하는 것이 바람직하다.
열 차폐체(200)는 웨이퍼 탑재대(5)의 열이 웨이퍼 탑재대(5)에 대향 배치된 샤워 헤드(40)를 향하는 방향(도 18에서의 y방향)으로 방열되는 것을 억제하고, 웨이퍼 탑재대(5)의 열을 탑재대 본체(5a)의 표면에 평행한 방향(도 18에서의 x방향)으로 확산시키는 기능을 갖는다. 이 관점에서, 열 차폐체(200)의 재질로는, x방향으로 원자가 배열된 결정 구조를 형성할 수 있는 재질, 예컨대, 운모 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 결정 구조를 갖는 재질에서는, 원자의 배열 방향으로의 열전도가 그것에 직교하는 방향과 비교하여 커지기 때문에, 탑재대 본체(5a)에서 열 차폐체(200)로 이행한 열의 전도 방향을 x방향으로 확산시킬 수 있다.
또한, x방향으로 열을 확산시킬 목적으로, 예컨대, 어모퍼스 카본 등을 이용할 수도 있다.
또, 원자의 배열 방향이 y방향의 경우는, 열 차폐체(200)에 크래킹이 발생하는 경우가 있다.
열 차폐체(200)를 형성하는 방법은, 특별히 문제되지 않고, 예컨대, 용사법, 이온 도금법, CVD법, 스퍼터법 등의 방법으로 형성할 수 있지만, 열 차폐체(200)와 탑재대 본체(5a) 사이에서 높은 밀착성을 얻을 수 있는 방법을 선택하는 것이 바람직하고, 이러한 관점에서 용사법이나 스퍼터법이 바람직하다.
또한, 열 차폐체(200)는 탑재대 본체(5a)의 재질에 비해 열전도율이 낮은 재질을 선택하는 것이 바람직하다. 탑재대 본체(5a)의 재질이 탄화규소(SiC; 열전도율 46W/m·K)인 경우는, 열 차폐체(200)의 재질로서, 예컨대, 알루미나(Al2O3; 열전도율 29W/m·K), 알루미나-탄화티탄(Al2O3-TiC; 열전도율 21W/m·K)을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 탑재대 본체(5a)의 재질이 질화알루미늄(AlN; 열전도율 130W/m·K)인 경우는, 열 차폐체(200)의 재질로서, 예컨대, 지르코니아(ZrO2; 열전도율 3W/m·K), 질화규소(Si3N4; 열전도율 25.4W/m·K) 등을 이용하는 것이 바람직하다.
또, 열 차폐체(200)를 피막으로서 형성하는 것이 아니라, 예컨대, 상기 재질로 이루어지는 환상 부재, 예컨대, 박판을 배치하는 것도 가능하다. 단, 환상 부재를 배치하는 경우에는, 탑재대 본체(5a)와의 밀착성을 확보하는 것이 어렵고, 위치 어긋남에 의해 웨이퍼(W)와 접촉하거나, 탑재대 본체(5a) 사이에서 마모가 발생하여 이물질을 발생시킬 가능성이 있기 때문에, 이러한 걱정이 없는 피막으로서 형성하는 것이 바람직하다.
열 차폐체(200)의 두께 t로는, 탑재대 본체(5a)에 탑재되는 웨이퍼(W)의 두께 이하로 하는 것이 바람직하고, 예컨대, 1㎜ 이하로 할 수 있다. 열 차폐체(200)의 두께 t가 웨이퍼(W)의 두께보다 두꺼우면, 성막 중에 웨이퍼(W)의 가장자리부와 열 차폐체(200) 사이에 퇴적물이 발생하는 경우가 있다.
도 19는 열 차폐체(201)를 적층 구조로 형성한 구성예를 나타내고 있다. 도 19의 예에서는, 열 차폐체(201)는, 탑재대 본체(5a)의 측으로부터 순서대로, 하층(202)과, 해당 하층(202)과는 다른 재질로 이루어지는 상층(203)의 2층이 적층된 구조을 하고 있다. 이러한 적층 구조의 열 차폐체(201)는, 예컨대, 용사법에 의해 탑재대(5)의 표면에, 하층(202) 및 상층(203)을 순차적으로 형성함으로써 제조할 수 있다.
도 19에 나타내는 바와 같은 적층 구조의 열 차폐체(201)에서는, 탑재대 본체(5a)와 하층(202)의 경계면 및 하층(202)과 상층(203)의 경계면을 갖기 때문에, 이들 경계면에서 열전도가 일어나기 어렵게 된다. 이 때문에, 예컨대, 탑재대 본체(5a)에 접촉하는 하층(202)의 재질로서 탑재대 본체(5a)의 재질보다 열전도율이 높은 재질을 사용하고, 상층(203)의 재질로서 탑재대 본체(5a)의 재질보다 열전도율이 작은 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 구성의 열 차폐체(201)에서는, 탑재대 본체(5a)로부터, 탑재대 본체(5a)에 비해 열전도율이 높은 재질로 형성된 하층(202)에의 열전도를 크게 할 수 있는 한편, 하층(202)으로부터 열전도율이 낮은 상층(203)에의 전열은 작아져, 하층(202)에서 수평 방향으로의 열의 확산이 조속히 진행된다. 따라서, 샤워 헤드(40)로 향하는 y방향으로의 열 복사를 효과적으로 억제할 수 있음과 아울러, 탑재대 본체(5a)에 탑재된 웨이퍼(W)의 가장자리부의 온도를 유지할 수 있게 된다. 이에 따라, 성막의 균일성을 확보할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 대한 웨이퍼 탑재대(5)에 따르면, 탑재대 본체(5a)의 표면에서 웨이퍼(W)가 탑재되는 영역보다 외측 영역에, 웨이퍼 탑재대(5)로부터 샤워 헤드(40)에의 열 복사를 억제하는 열 차폐체(200)를 배치했으므로, 웨이퍼 탑재대(5)로부터 샤워 헤드(40)로의 열의 이동이 억제된다. 이에 따라, 탑재대 본체(5a)에서 웨이퍼(W)가 탑재된 탑재 영역보다 외측의 외주부의 온도 제어성을 대폭 향상시킬 수 있게 되어, 성막의 균일성이 개선된다. 또한, 웨이퍼 탑재대(5)로부터의 복사열에 의해 샤워 헤드(40)의 온도가 상승하고, 샤워 헤드(40) 내에 불균일한 온도 분포가 형성되는 것도 억제할 수 있으므로, 성막 특성을 개선할 수 있다.
또, 샤워 헤드(40)의 중앙부의 제 1 가스 확산부(42a)에는 전열 기둥(42e)을 갖고 있고, 제 2 가스 확산부(42b)에는, 복수의 원주 형상 돌기(42h)를 갖고 있기 때문에, 가스 확산 공간에 의한 단열 효과가 완화되어, 샤워 헤드(40) 중앙부의 온도 상승을 방지할 수 있다. 따라서, 샤워 헤드(40) 전체의 온도를 균일하게 제어하여 성막을 실행할 수 있게 된다.
다음에, 도 20을 참조하여, 샤워 헤드(40)를 거쳐 처리 용기(2) 내에 여러 가지의 가스를 공급하기 위한 가스 공급원(60)에 대하여 설명한다.
가스 공급원(60)은 원료 가스를 생성하기 위한 기화기(60h)와, 이 기화기(60h)에 액체 원료(유기 금속 화합물)를 공급하는 복수의 원료 탱크(60a), 원료 탱크(60b), 원료 탱크(60c), 용매 탱크(60d)를 구비하고 있다. 그리고, PZT의 박막을 형성하는 경우에는, 예컨대, 유기 용매에 소정의 온도로 조정된 액체 원료로서, 원료 탱크(60a)에는, Pb(thd)2가 저장되고, 원료 탱크(60b)에는, Zr(dmhd)4가 저장되고, 원료 탱크(60c)에는, Ti(OiPr)2(thd)2가 저장되어 있다. 다른 원료로서, 예컨대, Pb(thd)2와 Zr(OiPr)2(thd)2와 Ti(OiPr)2(thd)2의 조합도 사용할 수 있다.
또한, 용매 탱크(60d)에는, 예컨대, CH3COO(CH2)3CH3(초산부틸) 등이 저장되어 있다. 다른 용매로서, 예컨대, CH3(CH2)6CH3(n-옥탄) 등을 이용할 수도 있다.
복수의 원료 탱크(60a) 내지 원료 탱크(60c)는 유량계(60f), 원료 공급 제어 밸브(60g)를 거쳐 기화기(60h)에 접속되어 있다. 이 기화기(60h)에는, 퍼지 가스 공급 제어 밸브(60j), 유량 제어부(60n) 및 혼합 제어 밸브(60p)를 거쳐 캐리어(퍼지) 가스원(60i)이 접속되고, 이에 따라 각각의 액체 원료 가스가 기화기(60h)에 도입된다.
용매 탱크(60d)는 유체 유량계(60f), 원료 공급 제어 밸브(60g)를 거쳐 기화기(60h)에 접속되어 있다. 그리고, 압송용 가스원의 He 가스를 복수의 원료 탱크(60a∼60c) 및 용매 탱크(60d)에 도입하여, He 가스의 압력에 의해 각각의 탱크로부터 공급되는 각 액체 원료 및 용매는 소정의 혼합비로 기화기(60h)에 공급되고, 기화되어 원료 가스로서 원료 가스 배관(51)에 송출되어, 밸브 블록(61)에 마련된 밸브(62a)를 거쳐 샤워 헤드(40)에 도입된다.
또한, 가스 공급원(60)에는, 퍼지 가스 유로(53, 19) 등에, 퍼지 가스 공급 제어 밸브(60j), 밸브(60s, 60x), 유량 제어부(60k, 60y), 밸브(60t, 60z)를 거쳐, 예컨대, Ar, He, N2 등의 불활성 가스를 공급하는 캐리어(퍼지) 가스원(60i) 및 산 화제 가스 배관(52)에, 산화제 가스 공급 제어 밸브(60r), 밸브(60v), 유량 제어부(60u), 밸브 블록(61)에 마련된 밸브(62b)를 거쳐, 예컨대, NO2, N2O, O2, O3, NO 등의 산화제(가스)를 공급하는 산화제 가스원(60q)이 마련된다.
또한, 캐리어(퍼지) 가스원(60i)은 원료 공급 제어 밸브(60g)가 닫힌 상태로, 밸브(60w), 유량 제어부(60n) 및 혼합 제어 밸브(60p)를 통하여 캐리어 가스를 기화기(60h) 내에 공급함으로써, 필요에 따라, 기화기(60h) 내의 불필요한 원료 가스를 Ar 등으로 이루어지는 캐리어 가스에 의해 원료 가스 배관(51)의 배관 내를 포함해서 퍼지 가능하게 되어 있다. 마찬가지로, 캐리어(퍼지) 가스원(60i)은 혼합 제어 밸브(60m)를 거쳐 산화제 가스 배관(52)에 접속되고, 필요에 따라, 배관 내 등의 산화제 가스나 캐리어 가스를 Ar 등의 퍼지 가스로 퍼지할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 캐리어(퍼지) 가스원(60i)은 밸브(60s), 유량 제어부(60k), 밸브(60t), 밸브 블록(61)에 마련된 밸브(62c)를 거쳐, 원료 가스 배관(51)의 밸브(62a)의 하류측에 접속되고, 밸브(62a)를 닫은 상태에서의 원료 가스 배관(51)의 하류측을 Ar 등의 퍼지 가스로 퍼지할 수 있는 구성으로 되어 있다.
도 1에 나타내는 성막 장치의 각 구성부는 제어부(300)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 제어부(300)는, 예컨대, 도 21에 나타내는 바와 같이, CPU를 구비한 프로세스 컨트롤러(301)를 구비하고 있다. 프로세스 컨트롤러(301)에는, 공정 관리자가 성막 장치를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 성막 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(302)가 접속되어 있다.
또한, 프로세스 컨트롤러(301)에는, 성막 장치에 의해 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(301)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램(software)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 저장된 기억부(303)가 접속되어 있다.
그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(302)로부터의 지시 등에 의해 임의의 레시피를 기억부(303)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(301)에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러(301)의 제어 하에, 성막 장치에서의 소망 처리가 행해진다. 또한, 상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예컨대, CD-ROM, 하드디스크, 플렉서블 디스크, 플래시 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용하거나, 또는 다른 장치로부터, 예컨대, 전용 회선을 거쳐 수시로 전송시켜 온라인으로 이용하는 것도 가능하다.
또, 도 1에서는 대표적으로 제어부(300)와, 열전쌍(10), 히터 전원 출력 유닛(93) 및 냉매원 출력 유닛(94)의 접속만을 도시하고 있다.
다음에, 이와 같이 구성되는 성막 장치의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 처리 용기(2) 내에는, 바닥부 배기 유로(71), 배기 합류부(72), 상승 배기 유로(73), 횡행 배기관(74) 및 하강 배기 유로(75)를 경유한 배기 경로로써 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 배기되는 것에 의해, 예컨대, 100Pa∼550Pa 정도의 진공도로 된다.
이 때, 캐리어(퍼지) 가스원(60i)으로부터 퍼지 가스 유로(19)를 경유하여 복수의 가스 분출구(18)로부터 가스 쉴드(17)의 배면(하면)측에는 Ar 등의 퍼지 가스가 공급되고, 이 퍼지 가스는 가스 쉴드(17)의 구멍(17a)을 통과하여 웨이퍼 탑재대(5)의 배면측으로 유입되고, 쉴드 베이스(8)의 간극을 경유하여, 바닥부 배기 유로(71)로 흘러 들어가, 가스 쉴드(17)의 아래쪽에 위치하는 투과창(2d)에의 박막의 퇴적이나 에칭 등의 데미지를 방지하기 위한 정상적인 퍼지 가스류가 형성되어 있다.
이 상태의 처리 용기(2)에서, 리프트 핀(12)을 탑재대 본체(5a) 상으로 돌출하도록 상승시켜, 도시하지 않은 로봇 핸드 기구 등에 의해, 게이트 밸브(16), 웨이퍼 출입구(15)를 경유하여 웨이퍼(W)를 반입하고, 리프트 핀(12)에 탑재하여 게이트 밸브(16)를 닫는다.
다음에, 리프트 핀(12)을 강하시켜 웨이퍼(W)를 웨이퍼 탑재대(5) 상에 탑재시킴과 아울러, 아래쪽의 도시하지 않은 램프 유닛을 점등시켜 열선을 투과창(2d)을 거쳐 웨이퍼 탑재대(5)의 하면(배면)측에 조사하고, 웨이퍼 탑재대(5)에 탑재된 웨이퍼(W)를, 예컨대, 400℃∼700℃의 사이에서, 예컨대, 600℃∼650℃의 온도가 되도록 가열한다. 이 때, 탑재대 본체(5a)의 웨이퍼 탑재 영역 외측의 외주 영역에는, 열 차폐체(200)가 마련되기 때문에, 외주 영역에서의 온도의 제어를 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 탑재대(5)로부터 샤워 헤드(40)에의 열 복사가 억제되므로, 샤워 헤드(40)에 있어서의 온도 제어도 용이해진다.
또한, 처리 용기(2) 내의 압력을 133.3Pa∼666Pa(1Torr∼5Torr)로 조정한다.
그리고, 이와 같이 가열된 웨이퍼(W)에 대하여, 샤워 헤드(40) 하면의 샤워 플레이트(43)의 복수의 제 1 가스 토출구(43a) 및 제 2 가스 토출구(43b)로부터, 예컨대, Pb(thd)2, Zr(dmhd)4, Ti(OiPr)2(thd)2가 소정 비율(예컨대, PZT를 구성하는 Pb, Zr, Ti, O 등의 원소가 소정의 화학량론비로 되는 것과 같은 비율)로 혼합된 원료 가스 및 O2 등의 산화제(가스)를, 가스 공급원(60)에 의해 토출 공급하고, 이들 원료 가스나 산화제 가스 각각의 열 분해 반응이나 상호간의 화학 반응에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에는, PZT로 이루어지는 박막이 형성된다.
즉, 가스 공급원(60)의 기화기(60h)로부터 도래하는 기화된 원료 가스는 캐리어 가스와 함께 원료 가스 배관(51)으로부터 가스 확산판(42)의 제 1 가스 확산 공간(42c), 제 1 가스 통로(42f), 샤워 플레이트(43)의 제 1 가스 토출구(43a)를 경유하여, 웨이퍼(W)의 상부 공간에 토출 공급된다. 마찬가지로, 산화제 가스원(60q)으로부터 공급되는 산화제 가스는 산화제 가스 배관(52), 산화제 가스 분기 배관(52a), 샤워 베이스(41)의 제 2 가스 도입로(41b), 가스 확산판(42)의 제 2 가스 통로(42g)를 경유하여 제 2 가스 확산 공간(42d)에 도달하고, 샤워 플레이트(43)의 제 2 가스 토출구(43b)를 경유하여 웨이퍼(W)의 상부 공간에 토출 공급된다. 원료 가스와 산화성 가스는, 각각 샤워 헤드(40) 내에서 혼합되지 않도록 처리 용기(2) 내에 공급된다. 그리고, 이 원료 가스 및 산화제 가스의 공급 시간의 제어에 의해, 웨이퍼(W) 상에 형성되는 박막의 막 두께가 제어된다.
다음에 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 대한 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이며, 도 23은 이 성막 장치에 배치된 가스 확산판(42)의 하측 평면도, 도 24는 가스 확산판(42)에 있어서의 도 10과 마찬가지의 개소에서의 단면을 나타내고 있다. 본 실시예의 성막 장치에서는, 가스 확산판(42)에, 제 2 가스 확산부(42b)를 둘러싸도록 온도 조절용 공간을 형성하기 위한 환상의 온도 조절실(400)이 마련된다. 이 온도 조절실(400)은 가스 확산판(42)의 하면에 형성된 오목부(환상홈)(401)와, 샤워 플레이트(43)의 상면에 의해 형성되는 빈곳이다. 온도 조절실(400)은 샤워 헤드(40) 내의 단열 공간으로서 작용하고, 샤워 헤드(40)의 가장자리부에서 가스 확산판(42), 샤워 베이스(41)를 거쳐 위쪽으로의 열 누출을 억제한다. 그 결과, 중앙부보다 온도가 저하하기 쉬운 샤워 헤드(40)의 가장자리부의 온도 저하가 억제되고, 샤워 헤드(40)에서의 온도의 균일성, 특히 탑재대(5)에 대향하는 샤워 플레이트(43)의 온도를 균일화한다.
또, 샤워 플레이트(43)의 상면에 환상의 오목부를 마련하고, 가스 확산판(42)의 하면과의 사이에 온도 조절실(400)을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 온도 조절실(400)은 샤워 베이스(41)와 가스 확산판(42)에 의해 형성할 수도 있다. 이 경우, 샤워 베이스(41)의 하면에 환상의 오목부를 형성하고, 가스 확산판(42)의 상면과의 사이에 온도 조절실(400)을 형성하여도 좋고, 또는 샤워 베이스(41)의 하면과, 가스 확산판(42)의 상면에 형성된 환상의 오목부에 의해 온도 조절실(400)을 형성하여도 좋다. 단지, 성막 조성을 균질화하기 위해서는, 샤워 헤드(40)의 최하면에 위치하고, 탑재대(5)에 탑재된 웨이퍼(W)와 대향하는 샤워 플레이트(43)에서의 온도 균일성이 중요하기 때문에, 샤워 플레이트(43)의 가장자리부에서의 온도 저하를 효과적으로 억제할 수 있는 장소에 온도 조절실(400)을 마련하는 것이 바람 직하다. 따라서, 가스 확산판(42)과 샤워 플레이트(43)에 의해 온도 조절실(400)이 형성되도록, 이들 중 어느 하나에 오목부를 형성하는 것이 바람직하다.
또, 도 22에서, 상기 이외의 구성은, 도 1에 기재된 성막 장치와 마찬가지이기 때문에, 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
다음에 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 25 및 도 26은 또 다른 실시예에 대한 성막 장치의 샤워 헤드(40)에 이용되는 가스 확산판(42)을 설명하는 것이다. 도 25는 가스 확산판(42)에 형성된 오목부(401)에 샤워 플레이트(43)에 접촉하는 높이를 갖는 복수의 전열 기둥(402)을 마련한 구성예이다. 이와 같이, 온도 조절실(400) 내에 세워진 전열 기둥(402)은 샤워 플레이트(43)로부터 가스 확산판(42)으로의 열전도를 촉진하는 역할을 한다. 전열 기둥(402)을 마련함으로써, 온도 조절실(400) 내에서 전열 기둥(402) 이외의 부분을 구성하는 단열 공간의 용적은 축소되고, 전열 기둥(402)에 의해 온도 조절실(400)의 단열성을 조정하는 것이 가능해진다.
도 25에 나타내는 바와 같이, 원주 형상의 전열 기둥(402)은 오목부(401) 내에 동심원 형상으로 배치되어 있다. 이 경우, 샤워 헤드(40)의 가장자리부일수록 온도가 저하하기 쉬운 것을 고려하여, 가스 확산판(42)의 외주부를 향해 전열 기둥(402)의 개수를 적게 하고, 또는 전열 기둥(402)의 배치 간격 또는 단면적을 작게 하는 것이 바람직하다. 그 일례로서, 도 25에서는, 전열 기둥(402)의 배치 간격을 직경 외측 방향로 향함에 따라 넓게 취하고 있다(간격 d2>d3>d4). 이에 따라, 온도 조절실(400)의 내부 공간에 의한 단열 효과가 직경 외측 방향으로 향할수록 커지도록 조정되어 있다. 이와 같이 전열 기둥(402)의 개수, 배치, 단면적 등을 고려함으로써, 온도 조절실(400)에서의 단열 정도를 상세하게 조절할 수 있다.
또, 전열 기둥(402)의 형상은, 도 25와 같이 원주 형상에 한정되는 것이 아니라, 상기 제 1 가스 확산부(42a) 내에 마련된 전열 기둥(42e)과 마찬가지로, 예컨대, 삼각형, 사각형, 팔각형 등의 다각형 기둥으로 하여도 좋다. 또한, 전열 기둥(402)의 배치도, 동심원 형상에 한정되지 않고, 예컨대, 방사상 등으로 하여도 좋다.
도 26은 가스 확산판(42)에 형성된 오목부(401)에, 샤워 플레이트(43)에 접촉하는 높이를 갖는 복수의 전열벽(403)을 마련한 구성예이다. 호(弧) 형상의 전열벽(403)은 오목부(401) 내에 동심원 형상으로 배치되어 있다. 이 경우도, 샤워 헤드(40)의 가장자리부일수록 온도가 저하하기 쉬운 것을 고려하여, 가스 확산판(42)의 직경 외측 방향으로[즉, 가스 확산판(42)의 가장자리부로 향함에 따라] 전열벽(403)의 간격, 벽 두께(단면적), 둘레 방향으로 배열되는 전열벽(403)의 수 등을 작게 하고, 온도 조절실(400)의 내부 공간에 의한 단열 효과가 직경 외측 방향을 향할수록 커지도록 하는 것이 바람직하다. 그 일례로서, 도 26에서는, 전열벽(403)의 배치 간격을 직경 외측 방향을 향함에 따라 넓게 한다(간격 d5>d6>d7>d8>d9). 또, 전열벽(403)의 배치는, 동심원 형상에 한정되지 않고, 예컨대, 방사상 등으로 하여도 좋다.
또, 도 25 및 도 26에 예시한 가스 확산판(42)은, 도 22에 나타내는 성막 장 치에 그대로 사용할 수 있기 때문에, 도 25 및 도 26의 가스 확산판(42)을 구비한 성막 장치의 전체 구성에 대한 도시 및 설명은 생략한다.
다음에, 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 27은 또 다른 실시예에 대한 성막 장치를 나타내는 단면도이다. 이 예에서는, 가스 확산판(42)에 형성된 오목부(401)와 샤워 플레이트(43)에 의해 형성되는 온도 조절실(400)에, 온도 조절용 매체, 예컨대, 열 매체 가스를 도입하는 가스 도입로(404)와, 열 매체 가스를 배출하는 가스 배출로(도시 생략)를 접속했다. 가스 도입로(404) 및 가스 배출로는, 모두 열 매체 가스 출력 유닛(405)에 접속되어 있다. 열 매체 가스 출력 유닛(405)은 제어부(300)에 접속되어 제어됨과 아울러, 도시하지 않은 가열 수단과 펌프를 구비하고 있고, 예컨대, Ar, N2 등의 불활성 가스 등으로 이루어지는 열 매체 가스를 소정 온도로 가열하여 가스 도입로(404)로부터 온도 조절실(400)에 도입하고, 도시하지 않은 가스 배출로를 거쳐 배출시켜 순환시킨다.
그리고, 소정 온도로 조절된 열 매체 가스를 온도 조절실(400)에 유통시킴으로써, 샤워 헤드(40)에서의 가장자리부의 온도 저하를 억제하여 샤워 헤드(40) 전체의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는, 온도 조절실(400)에 소망 온도로 조정된 열 매체 가스를 도입함으로써, 샤워 헤드(40)의 온도 제어를 용이하게 실행할 수 있다. 또, 도 27에서, 상기 이외의 구성은, 도 22에 기재된 성막 장치와 마찬가지이기 때문에, 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여 하여 설명을 생략한다.
도 28은 도 27에 나타내는 실시예의 변형예를 나타내고 있다. 도 27에 나타내는 실시예에서는, 온도 조절실(400)에 열 매체 가스를 순환시켜 샤워 헤드(400)의 온도 제어를 실행했다. 이에 대하여, 도 28에 나타내는 실시예에서는, 온도 조절실(400)을 처리 용기(2) 내의 공간(처리 공간)과 연통시키는 복수의 연통로(406)를 마련했다. 가스 확산판(42)의 하면에는, 예컨대, 도 29에 나타내는 바와 같이, 오목부(401)로부터 직경 외측 방향으로 연장하는 미세 홈(407)이 방사상으로 형성되어 있다. 복수의 미세 홈(407)은 가스 확산판(42)을 샤워 플레이트(43)와 접면시킴으로써 수평 방향의 연통로(406)를 형성한다.
본 실시예에서는, 열 매체 가스 출력 유닛(405)으로부터 가스 도입로(404)를 거쳐 온도 조절실(400) 내에 도입된 열 매체 가스가 연통로(406)로부터 처리 공간 내로 배출된다. 이에 따라, 열 매체 가스에 의한 샤워 헤드(40)의 온도 제어가 가능해진다. 또한, 온도 조절실(400) 내에는 항상 일정량의 열 매체 가스가 계속 도입되기 때문에, 처리 공간의 프로세스 가스가 온도 조절실(400) 내로 역류하는 일은 없다.
또, 본 실시예에서는, 온도 조절실(400) 내에 도입된 열 매체 가스를, 연통로(406)를 거쳐 처리 용기(2) 내의 처리 공간에 배출함으로써, 열 매체 가스의 제해(除害) 처리를 프로세스 가스의 제해 처리와 같은 배기 경로로 실행할 수 있다. 따라서, 열 매체 가스의 제해 처리를 별개로 실행할 필요가 없어져, 배기 가스의 처리를 단일화하여 배기 경로를 간소화할 수 있다고 하는 이점도 있다.
도 28 및 도 29에서, 상기 이외의 구성은, 도 22에 기재된 성막 장치와 마찬가지이기 때문에, 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
이상 설명한 도 22 내지 도 29에 나타내는 실시예의 가스 확산판(42)을 구비한 성막 장치는 웨이퍼 탑재대(5)에 열 차폐체(200)를 구비하고, 또한 샤워 헤드(40)에 온도 조절실(400)을 구비한 구성으로 했다. 이 때문에, 탑재대 본체(5a)의 웨이퍼 탑재 영역보다 외측의 외주 영역으로부터, 샤워 헤드(40)의 대향하는 부분에의 열 복사에 기인하여 해당 부분이 과열되는 것을 억제할 수 있고, 또한 상기 부분보다 더 외측 부분[즉, 샤워 헤드(40)의 가장자리부]의 온도 저하를 억제할 수 있다.
또한, 샤워 헤드(40)의 중앙부의 제 1 가스 확산부(42a)에는 전열 기둥(42e)을 갖고 있고, 제 2 가스 확산부(42b)에는, 복수의 원주 형상 돌기(42h)를 갖고 있기 때문에, 가스 확산 공간에 의한 단열 효과를 완화하여, 샤워 헤드(40) 중앙부의 과열을 방지할 수 있다.
따라서, 샤워 헤드(40)의 온도를 보다 균일화하여 성막 특성을 개선할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 사상의 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는, PZT 박막의 성막 처리를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, BST, STO, PZTN, PLZT, SBT, Ru, RuO2, BTO 등의 막 형성에도 적용할 수 있고, 또한 W막이나 Ti막 등의 다 른 막을 성막하는 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 성막 장치에 한정되지 않고, 열처리 장치, 플라즈마 처리 장치 등의 다른 가스 처리 장치에 적용할 수 있다.
또한, 피처리 기판으로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 액정 표시 장치(LCD)용 유리 기판으로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등, 다른 기판에 대한 처리에도 적용할 수 있다. 또한, 피처리체가 화합물 반도체에 의해 구성되는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명은, 처리 용기 내에서, 탑재대에 탑재되어 가열된 기판에 대향하여 마련된 샤워 헤드로부터 원료 가스를 공급하여 소망 처리를 행하는 기판 처리 장치에 널리 적용할 수 있다.

Claims (21)

  1. 피처리 기판(W)을 수용하는 처리 용기(2)와,
    상기 처리 용기 내에 배치되고, 피처리 기판이 탑재되는 기판 탑재대(5)와,
    상기 탑재대와 대향하는 위치에 마련되고, 상기 처리 용기 내로 처리 가스를 토출하는 처리 가스 토출 기구(40)와,
    상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구(101)를 구비하고,
    상기 기판 탑재대(5)는 탑재대 본체(5a)와, 상기 탑재대 본체(5a)의 피처리 기판(W) 탑재 영역보다 외측 영역에 있어서의 상기 처리 가스 토출 기구(40)와 대향하는 위치에, 상기 피처리 기판 탑재 영역을 둘러싸도록 환상으로 마련되고, 상기 탑재대 본체(5a)로부터 상기 처리 가스 토출 기구(40)로의 열 확산을 저감하는 열 차폐체(200)를 갖는
    기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 상기 탑재대 본체의 표면과 평행한 방향으로 열을 확산시키는 것인
    기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 알루미나(Al2O3), 알루미나-탄화티탄(Al2O3-TiC), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4), 운모(mica), 어모퍼스 카본(amorphous carbon), 석영(SiO2) 또는 다공질 재료로 구성되어 있는
    기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 탑재대 본체의 재질은 탄화규소(SiC) 또는 질화알루미늄(AlN)이며,
    상기 열 차폐체는 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 작은 재질로 구성되어 있는
    기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 재질이 다른 2층 이상의 막으로 구성되는 적층 구조를 갖고 있는
    기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층 구조를 갖는 상기 열 차폐체 중, 상기 탑재대 본체에 인접한 최하층은 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 큰 재질로 구성되고, 상기 열 차폐체의 표면층인 최외층은 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 작은 재질로 구성되어 있는
    기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 용사법(溶射法) 또는 스퍼터법에 의해 형성된 피막인
    기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 가스 토출 기구(40)는, 상기 처리 가스가 도입되는 가스 유로가 형성된 복수의 플레이트(41, 42, 43)로 이루어지는 적층체를 가지며,
    상기 적층체는, 그 내부에, 상기 가스 유로를 둘러싸도록 환상의 온도 조절실(400)을 갖는
    기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적층체는,
    상기 처리 가스가 도입되는 제 1 플레이트(41)와,
    상기 제 1 플레이트의 주면(主面)에 접촉하는 제 2 플레이트(42)와,
    상기 제 2 플레이트에 접촉되고, 상기 탑재대에 탑재된 피처리 기판에 대응하여 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 제 3 플레이트(43)를 갖는
    기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 온도 조절실(400)은 상기 제 1 플레이트(41), 상기 제 2 플레이트(42) 또는 상기 제 3 플레이트(43) 중 어느 하나에 형성된 오목부(401)와, 인접한 플레이트면에 의해 형성된
    기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부(401)에는, 인접한 플레이트에 접하는 복수의 전열용 기둥체(402)가 형성되어 있는
    기판 처리 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부(401)에는, 인접한 플레이트에 접하는 복수의 전열용 벽체(403)가 형성되어 있는
    기판 처리 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도 조절실(400) 내에 온도 조절용 매체를 도입하는 도입로(404)와, 온도 조절용 매체를 배출하는 배출로를 더 구비한
    기판 처리 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도 조절실(400) 내에 온도 조절용 매체를 도입하는 도입로(404)를 더 갖고, 상기 온도 조절실을 상기 처리 용기 내의 처리 공간과 연통시킨
    기판 처리 장치.
  15. 처리 가스가 도입되어 피처리 기판(W)에 가스 처리를 행하는 처리 용기(2) 내에서, 피처리 기판을 탑재하는 기판 탑재대(5)에 있어서,
    탑재대 본체(5a)와,
    상기 탑재대 본체(5a)의 피처리 기판(W) 탑재 영역보다 외측 영역에 있어서의 처리 가스 토출 기구(40)와 대향하는 위치에, 상기 피처리 기판 탑재 영역을 둘러싸도록 환상으로 마련되고, 상기 탑재대 본체(5a)로부터 상기 처리 가스 토출 기구(40)로의 열 확산을 저감하는 열 차폐체(200)를 갖는
    기판 탑재대.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 상기 탑재대 본체의 표면과 평행한 방향으로 열을 확산시키는 것인
    기판 탑재대.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 알루미나(Al2O3), 알루미나-탄화티탄(Al2O3-TiC), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4), 운모, 어모퍼스 카본, 석영(SiO2) 또는 다공질 재료로 구성되어 있는
    기판 탑재대.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 탑재대 본체의 재질은 탄화규소(SiC) 또는 질화알루미늄(AlN)이며,
    상기 열 차폐체는 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 작은 재질로 구성되어 있는
    기판 탑재대.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 재질이 다른 2층 이상의 막으로 구성되는 적층 구조를 갖고 있는
    기판 탑재대.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 적층 구조를 갖는 상기 열 차폐체 중, 상기 탑재대 본체에 인접한 최하층은 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율이 큰 재질로 구성되고,
    상기 열 차폐체의 표면층인 최외층은 상기 탑재대 본체의 재질보다 열전도율 이 작은 재질로 구성되어 있는
    기판 탑재대.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 열 차폐체는 용사법 또는 스퍼터법에 의해 형성된 피막인
    기판 탑재대.
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