KR102270549B1 - 적재 유닛 및 처리 장치 - Google Patents

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도시아키 후지사토
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Abstract

[과제] 파티클을 저감시키는 적재 유닛 및 처리 장치를 제공한다.
[해결 수단] 기판을 적재하는 스테이지와, 기판이 적재되는 적재면의 이면측으로부터 스테이지를 지지하는 지지 부재와, 스테이지를 하면으로부터 고정하는 판부와, 판부로부터 하방으로 연장되는 축부와, 판부로부터 축부를 관통시켜 지지 부재를 수용하는 구멍부를 갖는, 온도 조정이 가능하게 된 온도 조절 부재와, 스테이지와 온도 조절 부재 사이에 배치되는 단열 부재와, 스테이지에 적재된 기판과 맞닿는 맞닿음 부재를 구비하고, 스테이지는, 가스를 토출하는 적어도 하나의 개구부를 갖는 가스 유로와, 기판을 수용하여 적재하는 적재 오목부와, 적재 오목부보다도 외주측에 형성되어, 적재 오목부와 연통되는 적어도 하나의 굴하부를 갖고, 개구부로부터 토출된 가스가, 기판의 측면과 굴하부의 측면에 형성된 공간을 통과하고, 스테이지와 맞닿음 부재 사이의 공간을 반경 외측으로 가스가 흐르는, 적재 유닛.

Description

적재 유닛 및 처리 장치{PLACEMENT APPARATUS AND PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 적재 유닛 및 처리 장치에 관한 것이다.
예를 들어 웨이퍼에 성막 처리 등의 소정의 처리를 행하는 처리 장치가 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 자중에 의하여 웨이퍼를 적재대에 압박하는 클램프 링 부재를 갖는 열처리 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-218449호 공보
일 측면에서는, 본 개시는, 파티클을 저감시키는 적재 유닛 및 처리 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 일 양태에 의하면, 기판을 적재하는 스테이지와, 상기 기판이 적재되는 적재면의 이면측으로부터 상기 스테이지를 지지하는 지지 부재와, 상기 스테이지를 하면으로부터 고정하는 판부와, 상기 판부로부터 하방으로 연장되는 축부와, 상기 판부로부터 상기 축부를 관통시켜 상기 지지 부재를 수용하는 구멍부를 갖는, 온도 조정이 가능하게 된 온도 조절 부재와, 상기 스테이지와 상기 온도 조절 부재 사이에 배치되는 단열 부재와, 상기 스테이지에 적재된 상기 기판과 맞닿는 맞닿음 부재를 구비하고, 상기 스테이지는, 가스를 토출하는 적어도 하나의 개구부를 갖는 가스 유로와, 상기 기판을 수용하여 적재하는 적재 오목부와, 상기 적재 오목부보다도 외주측에 형성되어, 상기 적재 오목부와 연통되는 적어도 하나의 굴하부를 갖고, 상기 개구부로부터 토출된 상기 가스가, 상기 기판의 측면과 상기 굴하부의 측면에 형성된 공간을 통과하고, 상기 스테이지와 상기 맞닿음 부재 사이의 공간을 반경 외측으로 상기 가스가 흐르는, 적재 유닛이 제공된다.
일 측면에 의하면, 파티클을 저감시키는 적재 유닛 및 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 매립 방법에 이용하는 처리 장치의 일례의 처리 위치에 있어서의 단면 모식도.
도 2는 일 실시 형태에 따른 매립 방법에 이용하는 처리 장치의 일례의 전달 위치에 있어서의 단면 모식도.
도 3은 일 실시 형태에 따른 처리 장치의 일례의 퍼지 가스 유로를 설명하는 단면 모식도.
도 4는 일 실시 형태에 따른 처리 장치의 스테이지의 일례의 평면도.
도 5는 참고예에 따른 처리 장치의 퍼지 가스의 유로를 설명하는 단면 모식도.
이하, 도면을 참조하여 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다. 각 도면에 있어서 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙여서, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
<처리 장치>
일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)의 구조의 일례에 대하여 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은, 일 실시 형태에 따른 매립 방법에 이용하는 처리 장치(100)의 일례의 처리 위치에 있어서의 단면 모식도이다. 도 2는, 일 실시 형태에 따른 매립 방법에 이용하는 처리 장치(100)의 일례의 전달 위치에 있어서의 단면 모식도이다. 도 1 및 도 2에 도시하는 처리 장치(100)는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치이며, 예를 들어 루테늄을 매립하기 위한 루테늄 매립 공정을 행하는 장치이다. 예를 들어 도데카카르보닐삼루테늄 Ru3(CO)12 등의 루테늄 함유 가스 등의 프로세스 가스를 공급하여 웨이퍼 W에 루테늄의 성막 처리 등의 소정의 처리를 행한다.
본체 용기(101)는, 상측에 개구를 갖는, 바닥이 있는 용기이다. 지지 부재(102)는 가스 토출 기구(103)를 지지한다. 또한 지지 부재(102)가 본체 용기(101)의 상측의 개구를 막음으로써, 본체 용기(101)는 밀폐되어 처리실(101c)을 형성한다. 가스 공급부(104)는, 지지 부재(102)를 관통하는 공급관(102a)을 통하여 가스 토출 기구(103)에 루테늄 함유 가스 등의 프로세스 가스나 캐리어 가스를 공급한다. 가스 공급부(104)로부터 공급된 루테늄 함유 가스나 캐리어 가스는 가스 토출 기구(103)로부터 처리실(101c) 내에 공급된다.
스테이지(105)는, 예를 들어 질화알루미늄이나 석영 등을 재료로 하여 편평한 원판형으로 형성되어 웨이퍼 W를 적재하는 부재이다. 스테이지(105)의 내부에는, 웨이퍼 W를 가열하기 위한 히터(106)가 매설되어 있다. 히터(106)는, 예를 들어 시트형 저항 발열체로 구성되어 있으며, 도시하지 않은 전원부로부터 전력이 공급되어 발열하여 스테이지(105)의 적재면을 가열함으로써, 성막에 적합한 소정의 프로세스 온도까지 웨이퍼 W를 승온한다. 예를 들어 히터(106)는, 스테이지(105) 상에 적재된 웨이퍼 W를, 예를 들어 100℃ 내지 300℃로 가열한다.
또한 스테이지(105)는, 스테이지(105)의 하면 중심부로부터 하방을 향하여 신장되어 본체 용기(101)의 저부를 관통하는, 일단이 승강판(109)을 개재하여 승강 기구(110)에 지지된 지지부(105a)를 갖는다.
또한 스테이지(105)의 하부에는 온도 조절 부재로서 온도 조절 재킷(108)이 마련되어 있다. 온도 조절 재킷(108)은, 스테이지(105)와 같은 정도의 사이즈의 판부(108a)가 온도 조절 재킷(108)의 상부에 형성되고, 지지부(105a)보다도 직경이 큰 축부(108b)가 온도 조절 재킷(108)의 하부에 형성되어 있다. 또한 온도 조절 재킷(108)은, 온도 조절 재킷(108)의 중앙의 상하 방향으로 판부(108a) 및 축부(108b)를 관통시키는 구멍부(108c)가 형성되어 있다. 판부(108a)는 스테이지(105)를 스테이지(105)의 하면으로부터 고정하고, 축부(108b)는 판부(108a)로부터 하방으로 연장되고, 구멍부(108c)는 지지부(105a)를 판부(108a)로부터 축부(108b)를 관통하여 수용한다
온도 조절 재킷(108)은 구멍부(108c)에 지지부(105a)를 수용하고 있으며, 구멍부(108c)에서 지지부(105a)를 덮음과 함께 스테이지(105)의 이면 전체면을 덮도록 배치되어 있다. 구멍부(108c)는 지지부(105a)의 직경보다 크기 때문에 지지부(105a)와 온도 조절 재킷(108) 사이에 간극부(201)(도 3 참조)가 형성된다. 이 간극부(201)는, 예를 들어 1 내지 5㎜ 정도이면 된다.
온도 조절 재킷(108)은, 판부(108a)의 내부에 냉매 유로(108d)가 형성되고, 축부(108b)의 내부에 2개의 냉매 배관(115a, 115b)이 마련되어 있다. 냉매 유로(108d)는, 한쪽 단부가 한쪽 냉매 배관(115a)에 접속되고 다른 쪽 단부가 다른 쪽 냉매 배관(115b)에 접속되어 있다. 냉매 배관(115a, 115b)은 냉매 유닛(115)에 접속되어 있다.
냉매 유닛(115)은, 예를 들어 칠러 유닛이다. 냉매 유닛(115)은 냉매의 온도가 제어 가능하게 되어 있으며, 소정의 온도의 냉매를 냉매 배관(115a)에 공급한다. 냉매 유로(108d)에는 냉매 유닛(115)으로부터 냉매 배관(115a)을 통하여 냉매가 공급된다. 냉매 유로(108d)에 공급된 냉매는 냉매 배관(115b)을 통하여 냉매 유닛(115)으로 복귀된다. 온도 조절 재킷(108)은, 냉매 유로(108d) 중에 냉매, 예를 들어 냉각수 등을 순환시킴으로써 온도 조정이 가능하게 되어 있다.
스테이지(105)와 온도 조절 재킷(108) 사이에는 단열 부재로서 단열 링(107)이 배치되어 있다. 단열 링(107)은, 예를 들어 SUS316, A5052, Ti(티타늄), 세라믹 등에 의하여 원반형으로 형성되어 있다.
단열 링(107)은 스테이지(105)와의 사이에, 온도 조절 재킷(108)의 구멍부(108c)로부터 에지부까지 연통되는 간극이 모든 둘레 방향에 형성되어 있다. 예를 들어 단열 링(107)은, 스테이지(105)와 대향하는 상면에 복수의 돌기부가 마련되어 있다.
단열 링(107)에는 둘레 방향으로 간격을 두고 동심원형으로 복수의 돌기부가 복수, 예를 들어 2열 형성되어 있다. 또한 돌기부는 동심원형으로 적어도 1열 형성되어 있으면 된다.
온도 조절 재킷(108)의 축부(108b)는 본체 용기(101)의 저부를 관통한다. 온도 조절 재킷(108)의 하단부는, 본체 용기(101)의 하방에 배치된 승강판(109)을 통하여 승강 기구(110)에 지지된다. 본체 용기(101)의 저부와 승강판(109) 사이에는 벨로우즈(111)가 마련되어 있어, 승강판(109)의 상하 이동에 의해서도 본체 용기(101) 내의 기밀성은 유지된다.
승강 기구(110)가 승강판(109)을 승강시킴으로써 스테이지(105)는, 웨이퍼 W의 처리가 행해지는 처리 위치(도 1 참조)와, 반출입구(101a)를 통하여 외부의 반송 기구(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼 W의 전달이 행해지는 전달 위치(도 2 참조) 사이를 승강할 수 있다.
승강 핀(112)은, 외부의 반송 기구(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼 W의 전달을 행할 시, 웨이퍼 W의 하면으로부터 지지되어 스테이지(105)의 적재면으로부터 웨이퍼 W를 들어올린다. 승강 핀(112)은, 축부와, 축부보다도 직경 확대된 헤드부를 갖고 있다. 스테이지(105) 및 온도 조절 재킷(108)의 판부(108a)는, 승강 핀(112)의 축부가 삽입 관통되는 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한 스테이지(105)의 적재면측에, 승강 핀(112)의 헤드부를 수납하는 홈부가 형성되어 있다. 승강 핀(112)의 하방에는 맞닿음 부재(113)가 배치되어 있다.
스테이지(105)를 웨이퍼 W의 처리 위치(도 1 참조)까지 이동시킨 상태에 있어서, 승강 핀(112)의 헤드부는 홈부 내에 수납되고, 웨이퍼 W는 스테이지(105)의 적재면에 적재된다. 또한 승강 핀(112)의 헤드부가 홈부에 걸림 지지되고, 승강 핀(112)의 축부는 스테이지(105) 및 온도 조절 재킷(108)의 판부(108a)를 관통하여, 승강 핀(112)의 축부의 하단은 온도 조절 재킷(108)의 판부(108a)로부터 돌출되어 있다. 한편, 스테이지(105)를 웨이퍼 W의 전달 위치(도 2 참조)까지 이동시킨 상태에 있어서, 승강 핀(112)의 하단이 맞닿음 부재(113)와 맞닿아, 승강 핀(112)의 헤드부가 스테이지(105)의 적재면으로부터 돌출된다. 이것에 의하여, 승강 핀(112)의 헤드부가 웨이퍼 W의 하면으로부터 지지되어 스테이지(105)의 적재면으로부터 웨이퍼 W를 들어올린다.
환형 부재(114)는 스테이지(105)의 상방에 배치되어 있다. 스테이지(105)를 웨이퍼 W의 처리 위치(도 1 참조)까지 이동시킨 상태에 있어서, 환형 부재(114)는 웨이퍼 W의 상면 외주부와 접촉하고, 환형 부재(114)의 자중에 의하여 웨이퍼 W를 스테이지(105)의 적재면에 압박한다. 한편, 스테이지(105)를 웨이퍼 W의 전달 위치(도 2 참조)까지 이동시킨 상태에 있어서, 환형 부재(114)는 반출입구(101a)보다도 상방에서, 도시하지 않은 걸림 지지부에 의하여 걸림 지지되어 있어, 반송 기구(도시하지 않음)에 의한 웨이퍼 W의 전달을 저해하지 않도록 되어 있다.
전열 가스 공급부(116)는, 배관(116a), 온도 조절 재킷(108)에 형성된 유로(108e)(도 3 참조), 스테이지(105)에 형성된 유로(105b)(도 3 참조)를 통하여, 스테이지(105)에 적재된 웨이퍼 W의 이면과 스테이지(105)의 적재면 사이에, 예를 들어 He 가스 등의 전열 가스를 공급한다.
퍼지 가스 공급부(117)는, 배관(117a), 스테이지(105)의 지지부(105a)와 온도 조절 재킷(108)의 구멍부(108c) 사이에 형성된 간극부(201)(도 3 참조), 스테이지(105)와 단열 링(107) 사이에 형성되어 직경 방향 외측을 향하여 연장되는 제1 유로(202)(도 3 참조), 스테이지(105)의 외주부에 형성된 상하 방향의 제2 유로(203)(도 3 참조)를 통하여, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 상면 사이에, 예를 들어 CO 가스 등의 퍼지 가스를 공급한다. 이것에 의하여, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 상면 사이의 공간에 프로세스 가스가 유입되는 것을 억제하여, 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에 성막되는 것을 방지한다. 또한 제2 유로(203)는 제3 유로(203a) 및 제4 유로(203b)를 포함한다.
본체 용기(101)의 측벽에는, 웨이퍼 W를 반출입하기 위한 반출입구(101a)와, 반출입구(101a)를 개폐하는 게이트 밸브(118)가 마련되어 있다.
본체 용기(101)의 하방의 측벽에는 배기관(101b)을 통하여, 진공 펌프 등을 포함하는 배기부(119)가 접속된다. 배기부(119)에 의하여 본체 용기(101) 내가 배기되고, 처리실(101c) 내가 소정의 진공 분위기(예를 들어 1.33㎩)로 설정, 유지된다.
제어 장치(120)는 가스 공급부(104), 히터(106), 승강 기구(110), 냉매 유닛(115), 전열 가스 공급부(116), 퍼지 가스 공급부(117), 게이트 밸브(118), 배기부(119) 등을 제어함으로써 처리 장치(100)의 동작을 제어한다.
처리 장치(100)의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 또한 개시 시에 있어서, 처리실(101c) 내는 배기부(119)에 의하여 진공 분위기로 되어 있다. 또한 스테이지(105)는 전달 위치로 이동해 있다.
제어 장치(120)는 게이트 밸브(118)를 연다. 여기서, 외부의 반송 기구(도시하지 않음)에 의하여 승강 핀(112) 상에 웨이퍼 W가 적재된다. 반송 기구(도시하지 않음)가 반출입구(101a)로부터 나오면 제어 장치(120)는 게이트 밸브(118)를 닫는다.
제어 장치(120)는 승강 기구(110)를 제어하여 스테이지(105)를 처리 위치로 이동시킨다. 이때, 스테이지(105)가 상승함으로써, 승강 핀(112) 상에 적재된 웨이퍼 W가 스테이지(105)의 적재면에 적재된다. 또한 환형 부재(114)가 웨이퍼 W의 상면 외주부와 접촉하고, 환형 부재(114)의 자중에 의하여 웨이퍼 W를 스테이지(105)의 적재면에 압박한다. 이것에 의하여 처리실(101c)에는, 스테이지(105)보다 상측의 상부 공간(101d)과 스테이지(105)보다 하측의 하부 공간(101e)이 형성된다.
처리 위치에 있어서, 제어 장치(120)는 히터(106)를 동작시킴과 함께, 가스 공급부(104)를 제어하여 루테늄 함유 가스 등의 프로세스 가스나 캐리어 가스를 가스 토출 기구(103)로부터 처리실(101c)의 상부 공간(101d) 내에 공급시킨다. 이것에 의하여 웨이퍼 W에 성막 등의 소정의 처리가 행해진다. 처리 후의 가스는 상부 공간(101d)으로부터 환형 부재(114)의 상면측의 유로를 통과하여 하부 공간(101e)으로 흘러, 배기관(101b)을 통하여 배기부(119)에 의하여 배기된다.
이때, 제어 장치(120)는 전열 가스 공급부(116)를 제어하여, 스테이지(105)에 적재된 웨이퍼 W의 이면과 스테이지(105)의 적재면 사이에 전열 가스를 공급한다. 또한 제어 장치(120)는 퍼지 가스 공급부(117)를 제어하여 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 상면 사이에 퍼지 가스를 공급한다. 퍼지 가스는 환형 부재(114)의 하면측의 유로를 통과하여 하부 공간(101e)으로 흘러, 배기관(101b)을 통하여 배기부(119)에 의하여 배기된다.
소정의 처리가 종료되면, 제어 장치(120)는 승강 기구(110)를 제어하여 스테이지(105)를 수취 위치로 이동시킨다. 이때, 스테이지(105)가 하강함으로써 환형 부재(114)가, 도시하지 않은 걸림 지지부에 의하여 걸림 지지된다. 또한 승강 핀(112)의 하단이 맞닿음 부재(113)와 맞닿음으로써 승강 핀(112)의 헤드부가 스테이지(105)의 적재면으로부터 돌출되어, 스테이지(105)의 적재면으로부터 웨이퍼 W를 들어올린다.
제어 장치(120)는 게이트 밸브(118)를 연다. 여기서, 외부의 반송 기구(도시하지 않음)에 의하여, 승강 핀(112) 상에 적재된 웨이퍼 W가 반출된다. 반송 기구(도시하지 않음)가 반출입구(101a)로부터 나오면 제어 장치(120)는 게이트 밸브(118)를 닫는다.
이와 같이, 도 1에 도시하는 처리 장치(100)에 의하면 웨이퍼 W에 성막 등의 소정의 처리를 행할 수 있다.
<일 실시 형태에 따른 처리 장치의 퍼지 가스 유로>
다음으로, 처리 장치(100)의 퍼지 가스 유로에 대하여 도 3 및 도 4를 이용하여 더 설명한다. 도 3은, 일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)의 일례의 퍼지 가스 유로를 설명하는 단면 모식도이다. 도 4는, 일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)의 스테이지(105)의 일례의 평면도이다. 또한 도 3에 있어서 퍼지 가스의 흐름을 화살표로 나타낸다. 또한 도 4에 있어서, 승강 핀(112)의 헤드부를 수납하는 홈부, 전열 가스의 유로(105b)의 개구부는 도시를 생략하고 있다. 또한 히터(106)를 갖는 스테이지(105), 단열 링(107), 온도 조절 재킷(108), 환형 부재(114)을 합쳐 적재 유닛이라고도 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 스테이지(105)의 지지부(105a)의 직경은 온도 조절 재킷(108)의 구멍부(108c)의 직경보다도 작게 되어 있어서, 스테이지(105)의 지지부(105a)와 온도 조절 재킷(108)의 구멍부(108c) 사이에 간극부(201)가 형성된다.
상하 방향으로 형성된 제2 유로(203)는, 스테이지(105)의 이면측으로부터 형성된 제3 유로(203a)와, 제3 유로(203a)와 연통되는 제4 유로(203b)를 갖고 있다. 제4 유로(203b)는 스테이지(105)의 표면측까지 관통하여 개구부(203c)를 형성한다. 제4 유로(203b)의 유로 단면적은 제3 유로(203a)의 유로 단면적보다도 작으며, 예를 들어 50% 내지 98% 작게 되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 개구부(203c)는 스테이지(105)의 둘레 방향을 따라 소정의 등간격으로 복수, 예를 들어 48개소 형성되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 스테이지(105)는, 웨이퍼 W를 수용하여 적재하기 위한 적재 오목부(105c)가 형성되어 있다. 적재 오목부(105c)는 평면으로 보아 원 형상을 갖고 있으며, 적재 오목부(105c)의 직경은 웨이퍼 W의 직경보다도 약간 크게 되어 있다. 또한 도 4에 도시한 바와 같이, 적재 오목부(105c)보다도 외경측, 예를 들어 적재 오목부(105c)의 저면 및 측면이 교차하는 단부(코너부)보다 거리 H1만큼 외측으로, 적재 오목부(105c)와 연통되는 굴하부(掘下部)(105d)가 개구부(203c)와 마찬가지로 등간격으로 복수 형성되어 있다. 거리 H1은, 예를 들어 2㎜ 내지 3㎜이다. 적재 오목부(105c)의 저면의 높이와 굴하부(105d)의 저면의 높이는 동등하게 되어 있다. 제2 유로(203)의 개구부(203c)는 굴하부(105d)의 저면에 마련되어 있다. 달리 말하면, 스테이지(105)를 평면으로 보았을 때, 적재 오목부(105c)의 원 형상의 외측으로 개구부(203c)가 형성되어 있다. 또한 스테이지(105)를 평면으로 보았을 때, 적재 오목부(105c)의 원 형상과 개구부(203c)의 원 형상이 접하도록 형성되어 있어도 된다. 이것에 의하여, 적재 오목부(105c)에 웨이퍼 W를 적재하였을 때, 웨이퍼 W가 적재 오목부(105c) 내에서 위치 어긋남되어 웨이퍼 W의 측면이 적재 오목부(105c)의 측벽과 맞닿게 되더라도 웨이퍼 W가 개구부(203c)를 막지 않도록 되어 있다. 또한, 퍼지 가스를 개구부(203c)로부터 토출할 때, 분포 붕괴를 방지할 수 있다.
또한 스테이지(105)를 평면으로 보았을 때, 적재 오목부(105c)의 원 형상의 외측으로 개구부(203c)를 형성함으로써, 적재 오목부(105c) 아래에 배치되는 히터(106)의 직경을 적재 오목부(105c)의 원 형상의 직경에 근접시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(106)의 지름은 웨이퍼 W의 외주부에 맞닿는 환형 부재(114)의 내주면(114b)의 직경 이상으로 할 수 있다. 이것에 의하여, 웨이퍼 W에 성막을 실시하는 영역인 환형 부재(114)의 내주면(114b)보다도 내측의 영역에 있어서 웨이퍼 W를 보다 균일하게 가열할 수 있으므로, 성막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
퍼지 가스 공급부(117)로부터 공급된 퍼지 가스는 배관(117a)(도 1 참조), 간극부(201), 제1 유로(202)를 흐른다. 그리고 퍼지 가스는 제3 유로(203a), 제4 유로(203b)를 흘러 개구부(203c)로부터 토출된다. 토출된 퍼지 가스는, 웨이퍼 W의 측면과 굴하부(105d)의 측면 사이의 공간 A, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 외주부의 상면 사이의 공간 B, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 외주부 단부에 배치된 에지 링(121)의 상면 사이의 공간 C, 하부 공간(101e)(도 1 참조), 배기관(101b)(도 1 참조)을 흘러, 배기부(119)에 의하여 처리실(101c) 밖으로 배기된다.
이와 같이, 일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)는, 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극으로부터 프로세스 가스가 환형 부재(114)의 하면측의 공간에 침입하였다고 하더라도, 퍼지 가스의 흐름에 의하여, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 외주부의 상면 사이의 공간 B, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 외주부 단부에 배치된 에지 링(121)의 상면 사이의 공간 C로부터 압출할 수 있다. 이것에 의하여, 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에 성막되는 것을 방지할 수 있다. 또한 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극을 퍼지 가스로 채울 수 있으므로, 웨이퍼 W의 외주부의 상면에 비성막 에어리어를 형성할 수 있다.
<참고예에 따른 처리 장치의 퍼지 가스 유로>
여기서, 참고예에 따른 처리 장치(100)의 퍼지 가스 유로에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 참고예에 따른 처리 장치의 일례의 퍼지 가스 유로를 설명하는 단면 모식도이다. 또한 도 5에 있어서 퍼지 가스의 흐름을 화살표로 나타낸다.
도 5에 도시하는 참고예에 따른 처리 장치의 퍼지 가스 유로는, 도 3에 도시하는 일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)와 비교하여, 스테이지(105)의 외주부에 형성된 상하 방향의 유로(203X)가 상이하다. 유로(203X)는 스테이지(105)와 에지 링(121)의 간극을 유로의 일부로서 이용하고 있다. 유로(203X)의 토출구(203cX)로부터 토출된 퍼지 가스는, 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이 직경 방향 외측을 향하여 흐른다. 이 때문에, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 외주부의 상면 사이이자, 토출구(203cX)로부터 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)까지의 사이에, 가스가 체류하는 체류 공간(210X)이 형성되어 있다. 참고예에 따른 처리 장치에서는, 이 체류 공간(210X)에 퍼지 가스를 체류시킴으로써 체류 공간(210X)의 압력을 웨이퍼 W의 처리 공간(상부 공간(101d))의 압력보다도 높게 하여, 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극으로부터 프로세스 가스가 유입되는 것을 억제하여, 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에 성막되는 것을 방지한다.
그런데 처리 장치(100)는 웨이퍼 W에 대하여 소정의 처리를 행하기 전에, 프로세스를 안정화하기 위하여 본체 용기(101) 내의 내벽, 프로세스 가스를 공급하는 가스 토출 기구(103)의 표면, 스테이지(105)의 표면, 환형 부재(114)의 표면 등에 대하여 사전에 박막을 성막하는 프리코팅이 행해진다. 프리코팅에서는, 예를 들어 스테이지(105)에 웨이퍼 W가 적재되어 있지 않은 상태인 채 그대로, 처리실(101c)에, 웨이퍼 W에 실시하는 처리에 이용하는 프로세스 가스와 동일한 프로세스 가스를 공급한다. 이것에 의하여, 본체 용기(101) 내의 내벽, 프로세스 가스를 공급하는 가스 토출 기구(103)의 표면, 스테이지(105)의 적재 오목부(105c) 및 외주부의 표면, 환형 부재(114)의 상면 및 하면의 표면 등에, 예를 들어 루테늄의 박막이 형성된다. 또한 스테이지(105)의 외주부 표면 및 환형 부재(114)의 하면 표면에 성막되는 것은, 웨이퍼 W가 적재되어 있지 않은 상태에서 프리코팅을 실시하므로 간극으로부터 프로세스 가스가 유입되기 때문이다. 또한 환형 부재(114)의 표면은, 알루미늄이 용사되어 있어 미세한 요철이 형성되어 있다. 이 때문에, 프리코팅으로 환형 부재(114)의 표면에 형성된 박막은 앵커 효과에 의하여 박리가 저감된다.
또한 전술한 바와 같이, 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에는 퍼지 가스가 흐른다. 퍼지 가스가 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에 닿음으로써, 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에 형성된 박막 중 적어도 한쪽 박막이 박리되어 파티클의 발진원으로 된다. 또한 용사에 의하여 생성된 미세한 요철이 박리되어 파티클의 발진원으로 되는 경우도 있다.
여기서, 도 5에 도시하는 참고예에 따른 처리 장치에서는, 토출구(203cX)로부터 토출된 퍼지 가스의 일부는, 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이 체류 공간(210X)을 체류한다. 이 때문에, 박막 등이 박리되어 형성된 파티클의 일부가 체류 공간(210X)에 머무른다. 또한 체류 공간(210X)의 압력은 웨이퍼 W의 처리 공간(상부 공간(101d))의 압력보다도 높게 되어 있다. 이 때문에, 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이, 체류 공간(210X)의 퍼지 가스와 함께 체류 공간(210X)의 파티클이 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극을 통하여 웨이퍼 W의 처리 공간 내로 유입된다. 이와 같이 참고예에 따른 처리 장치에서는, 토출구(203cX)로부터 토출된 퍼지 가스는 분기되어 흐른다. 한쪽은 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 상면 사이의 공간을 직경 방향 외측을 향하여 흐른다. 다른 쪽은 체류 공간(210X)을 경유하여 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극을 통하여 웨이퍼 W의 처리 공간 내로 유입된다. 이 때문에 웨이퍼 W의 외주부에 파티클이 발생할 우려가 있다.
이에 비해, 도 3에 도시하는 일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)에서는, 개구부(203c)로부터 토출된 퍼지 가스는, 도 3의 화살표로 나타낸 바와 같이 웨이퍼 W의 측면과 굴하부(105d)의 측면 사이의 공간 A의 통과 후에, 환형 부재(114)의 하면과 스테이지(105)의 상면 사이의 공간을 외측을 향하여 흐른다. 이 때문에, 환형 부재(114)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에서 발진된 파티클은, 직경 방향 외측을 향하여 흐르는 퍼지 가스의 흐름을 따라 배출된다. 이것에 의하여, 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극을 통하여 웨이퍼 W의 처리 공간 내로 파티클이 유입되는 것을 억제할 수 있다. 또한 웨이퍼 W의 외주부에 발생하는 파티클을 억제할 수 있다.
또한 스테이지(105)와 에지 링(121)의 이음매에 공간이 형성되어 가스가 체류하여, 파티클의 원인으로 될 우려가 있다. 그러나 이 체류 공간 내로부터 파티클이 발생하였다고 하더라도, 퍼지 가스의 흐름에 의하여 직경 방향 외측을 향하여 흐르므로, 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극을 통하여 웨이퍼 W의 처리 공간 내로 파티클이 유입되는 것을 억제할 수 있다.
또한 도 3에 도시한 바와 같이, 제4 유로(203b)의 유로 단면적을 제3 유로(203a)의 유로 단면적보다도 작게 함으로써, 개구부(203c)로부터 토출되는 퍼지 가스의 유속을 높게 할 수 있다. 또한 제3 유로(203a)의 유로 단면적을 크게 함으로써 제2 유로(203)의 컨덕턴스는 참고예의 유로(203X)의 컨덕턴스와 동등하게 할 수 있다. 또한 소직경의 제4 유로(203b)의 깊이를 짧게 할 수 있으므로 가공성이 향상된다.
일 실시 형태에 따른 처리 장치(100)에서는, 퍼지 가스의 유속을 높게 함으로써 환형 부재(114)의 하면측의 공간의 압력을 낮추어, 웨이퍼 W와 환형 부재(114)의 맞닿음부(114a)의 간극을 통하여 웨이퍼 W의 처리 공간 내로 유입되는 퍼지 가스를 저감시킨다. 이것에 의하여, 퍼지 가스와 함께 유입되는 파티클도 억제할 수 있다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이, 굴하부(105d)는 평면으로 보아 대략 원형으로 형성된다. 평면으로 보았을 때의 굴하부(105d)의 원호의 직경은 제4 유로(203b)의 원의 직경 이상으로 형성되어 있다. 또한 굴하부(105d)의 원호의 직경은 제3 유로(203a)의 원의 직경 이하로 형성되어 있다. 이것에 의하여, 개구부(203c)로부터 토출된 가스가 공간 A에서 유속이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 개시의 처리 장치(100)는 CVD 장치인 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 플라스마 처리 장치여도 된다. 또한 플라스마 처리 장치는 CCP(Capacitively Coupled Plasma), ICP(Inductively Coupled Plasma), RLSA(Radial Line Slot Antenna), ECR(Electron Cyclotron Resonance Plasma), HWP(Helicon Wave Plasma) 중 어느 타입이라도 적용 가능하다.
본 명세서에서는 기판의 일례로서 웨이퍼 W를 들어 설명하였다. 그러나 기판은 이에 한정되지 않으며, FPD(Flat ㎩nel Display)에 이용되는 각종 기판, 프린트 기판 등이어도 된다.
W: 웨이퍼(기판)
100: 처리 장치
105: 스테이지
105a: 지지부(지지 부재)
105b: 유로
105c: 적재 오목부
105d: 굴하부
106: 히터
107: 단열 링(단열 부재)
108: 온도 조절 재킷(온도 조절 부재)
108a: 판부
108b: 축부
108c: 구멍부
108d: 냉매 유로
114: 환형 부재(맞닿음 부재)
114a: 맞닿음부
117: 퍼지 가스 공급부
117a: 배관
121: 에지 링
201: 간극부
202: 유로(제1 유로)
203: 유로(제2 유로)
203a: 유로(제3 유로)
203b: 유로(제4 유로)
203c: 개구부
210X: 체류 공간
A, B, C: 공간

Claims (9)

  1. 기판을 적재하는 스테이지와,
    상기 기판이 적재되는 적재면의 이면측으로부터 상기 스테이지를 지지하는 지지부와,
    상기 스테이지를 하면으로부터 고정하는 판부와, 상기 판부로부터 하방으로 연장되는 축부와, 상기 판부로부터 상기 축부를 관통시켜 상기 지지부를 수용하는 구멍부를 갖는, 온도 조정이 가능하게 된 온도 조절 부재와,
    상기 스테이지와 상기 온도 조절 부재 사이에 배치되는 단열 부재와,
    상기 스테이지에 적재된 상기 기판과 맞닿는 맞닿음 부재를 구비하고,
    상기 스테이지는,
    가스를 토출하는 적어도 하나의 개구부를 갖는 가스 유로와,
    상기 기판을 수용하여 적재하는 적재 오목부와,
    상기 적재 오목부보다도 외주측에 형성되어, 상기 적재 오목부와 연통되는 적어도 하나의 굴하부를 갖고,
    상기 개구부로부터 토출된 상기 가스가, 상기 기판의 측면과 상기 굴하부의 측면에 형성된 공간을 통과하고,
    상기 스테이지와 상기 맞닿음 부재 사이의 공간을 반경 외측으로 상기 가스가 흐르는,
    적재 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유로의 상기 개구부는 상기 굴하부의 저면에 형성되고,
    상기 굴하부는 복수이며, 등간격으로 배치되는,
    적재 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 유로의 상기 개구부는 원 형상이고,
    상기 스테이지를 평면으로 보았을 때, 상기 적재 오목부의 원 형상과 상기 개구부의 원 형상이 접하는,
    적재 유닛.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 유로는,
    상기 스테이지의 이면과 상기 단열 부재의 상면 사이에 형성된 제1 유로와,
    일단이 상기 제1 유로와 연통되고 타단이 상기 개구부와 연통되는 제2 유로를 갖고,
    상기 제2 유로는, 상기 스테이지의 이면으로부터 형성된 제3 유로와,
    일단이 상기 제3 유로와 연통되고 타단이 상기 개구부와 연통되는 제4 유로를 포함하고,
    상기 제4 유로의 유로 단면적은 상기 제3 유로의 유로 단면적보다도 작은,
    적재 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 굴하부의 직경은 상기 제4 유로의 직경 이상이고 상기 제3 유로의 직경 이하인, 적재 유닛.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 유로의 상기 개구부는,
    상기 기판과 상기 맞닿음 부재의 맞닿음부보다도 상류측으로 되는 위치에 마련되는,
    적재 유닛.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스테이지는 그 내부에, 상기 기판을 가열하는 히터를 갖고,
    상기 히터는, 상기 기판에 상기 맞닿음 부재가 맞닿았을 때의 해당 맞닿음 부재의 내주면의 직경 이상의 크기를 갖는,
    적재 유닛.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스는, 상기 기판과 상기 맞닿음 부재의 맞닿음부로부터, 상기 스테이지와 상기 맞닿음 부재 사이의 공간으로 유입된 처리 가스를, 상기 공간으로부터 압출하는 퍼지 가스인,
    적재 유닛.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 적재 유닛을 구비하는, 처리 장치.
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