KR102518787B1 - 인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법 - Google Patents

인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판에 보다 접근한 위치에서 처리 가스를 공급할 수 있는 인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법을 제공한다.
긴 변 방향으로 연장된 인젝터이며,
상기 긴 변 방향에 수직인 단면에 있어서 원형 또는 정다각형의 단면 형상을 갖고, 토출 구멍을 갖지 않는 가스 도입부와,
상기 긴 변 방향에 수직인 단면에 있어서 일방향으로 돌출된 단면 형상을 갖고, 돌출된 부분의 선단에 상기 긴 변 방향을 따라 복수의 토출 구멍을 가짐과 함께, 상기 긴 변 방향에 있어서의 제1 단이 상기 가스 도입부에 접속된 가스 공급부를 갖는다.

Description

인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법 {INJECTOR AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING THE SAME, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는 인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 처리 용기 내에서 소정의 가스를 사용하여 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하기 위해 마련된 가스 도입 기구이며, 처리 용기의 내벽면을 따라 상하로 연장됨과 함께, 관형 부재를 삽입 가능 또한 외부 끼움 지지 가능한 삽입 구멍을 갖는 인젝터 지지부와, 삽입 구멍에 삽입되고, 내벽면을 따라 전체가 직선형으로 연장되는 인젝터와, 인젝터의 하단부에 접속되고, 상기 인젝터를 회전시키는 회전 기구를 갖는 가스 도입 기구가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 복수의 기판을 적층 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구에 보유 지지된 기판을 처리하는 처리실과, 처리실 내에 있어서의 기판의 적층 방향으로 연장되고, 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 기판 보유 지지구에 보유 지지된 기판의 주면과 평행 방향으로 가스 공급부의 각도를 변동시키는 각도 변동 장치와, 기판 보유 지지구를 회전시키는 회전 장치와, 가스 공급부의 각도 변동 동작과 기판 보유 지지구의 회전 동작을 동기시키도록 제어하는 제어부를 구비하는 기판 처리 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 제2018-56232호 공보 일본 특허 공개 제2011-29441호 공보
기판에 접근한 위치에서 처리 가스를 공급할 수 있는 인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 일 양태에 관한 인젝터는, 긴 변 방향으로 연장된 인젝터이며,
상기 긴 변 방향에 수직인 단면에 있어서 원형 또는 정다각형의 단면 형상을 갖고, 토출 구멍을 갖지 않는 가스 도입부와,
상기 긴 변 방향에 수직인 단면에 있어서 일방향으로 돌출된 단면 형상을 갖고, 돌출된 부분의 선단에 상기 긴 변 방향을 따라 복수의 토출 구멍을 가짐과 함께, 상기 긴 변 방향에 있어서의 제1 단이 상기 가스 도입부에 접속된 가스 공급부를 갖는다.
본 개시에 따르면, 인젝터를 기판 보유 지지구의 지주에 충돌시키지 않고 지주의 내측에서 처리 가스를 기판에 공급할 수 있다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 웨이퍼 보트의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은, 본 개시의 실시 형태에 관한 인젝터의 일례를 도시한 사시도이다.
도 4는, 본 개시의 실시 형태에 관한 인젝터 및 기판 처리 장치의 동작에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 적용 가능한 인젝터 회전 기구의 일례를 도시한 도면이다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
[기판 처리 장치]
본 개시의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 대하여 설명한다. 일 실시 형태에서는, 기판에 열처리를 행하는 기판 처리 장치를 예로 들어 설명하지만, 처리 대상, 처리 내용은 특별히 한정되지 않으며, 가스를 처리 용기 내에 공급하여 기판 처리를 행하는 여러 가지 기판 처리 장치에 적용 가능하다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 장치는, 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼(W)」라고 함)를 수용 가능한 반응관(10)을 갖고 있다. 반응관(10)은, 웨이퍼(W)를 수용하여 처리하기 위한 처리 용기이다. 반응관(10)은, 내열성이 높은 석영에 의해 대략 원통체형으로 성형되고, 천장에 배기구(11)를 갖는다. 반응관(10)은, 연직(상하) 방향으로 연장되는 종형의 형상으로 구성되어 있다. 반응관(10)의 직경은, 예를 들어 처리되는 웨이퍼(W)의 직경이 300mm인 경우에는, 350 내지 450mm 정도의 범위로 설정되어 있다.
반응관(10)의 천장부의 배기구(11)에는, 가스 배기구(20)가 접속된다. 가스 배기구(20)는, 예를 들어 배기구(11)로부터 연장되며 직각으로 L자 형상으로 굴곡된 석영관으로 구성된다.
가스 배기구(20)에는, 반응관(10) 내의 분위기를 배기하는 진공 배기계(30)가 접속된다. 구체적으로는, 진공 배기계(30)는, 가스 배기구(20)에 연결되는 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 금속제의 가스 배기관(31)을 갖고 있다. 또한, 가스 배기관(31)의 도중에는, 개폐 밸브(32), 버터플라이 밸브 등의 압력 조정 밸브(33) 및 진공 펌프(34)가 순차적으로 개재 설치되어 있고, 반응관(10) 내의 압력을 조정하면서 진공화할 수 있도록 되어 있다. 또한, 가스 배기구(20)의 내경은, 가스 배기관(31)의 내경과 동일하게 설정되어 있다.
반응관(10)의 측부에는, 반응관(10)을 둘러싸도록 하여 히터(40)가 마련되어 있어, 반응관(10)에 수용되는 웨이퍼(W)를 가열할 수 있도록 되어 있다. 히터(40)는, 예를 들어 복수의 존으로 분할되어 있고, 연직 방향 상측으로부터 하측을 향하여, 독립적으로 발열량이 제어 가능한 복수의 히터(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 또한, 히터(40)는, 복수의 존으로 분할되지 않고, 하나의 히터에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 히터(40)의 외주에는, 단열재(50)가 마련되어 있어, 열적 안정성을 확보하도록 되어 있다.
반응관(10)의 하단부는 개구되어 있어, 웨이퍼(W)를 반입, 반출할 수 있도록 되어 있다. 반응관(10)의 하단부의 개구는, 덮개(60)에 의해 개폐가 행해지는 구성으로 되어 있다.
덮개(60)보다 상방에는, 웨이퍼 보트(80)가 마련되어 있다. 웨이퍼 보트(80)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지구이며, 연직 방향으로 복수매의 웨이퍼(W)를 이격한 상태에서 다단으로 보유 지지 가능하게 구성된다. 웨이퍼 보트(80)가 보유 지지하는 웨이퍼(W)의 매수는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 50매 내지 150매로 할 수 있다.
도 2는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 웨이퍼 보트(80)의 일례를 도시한 도면이다. 도 2의 (a)는, 웨이퍼 보트(80)의 상면도이고, 도 2의 (b)는, 웨이퍼 보트(80)의 정면도이다. 또한, 도 2의 (c)는, 도 2의 (b)의 D-D 단면으로 잘라 위에서 본 절단 상면도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼 보트(80)는, 천장판(81)과, 저판(82)과, 기판 보유 지지용 지주(83)와, 보조 지주(84)를 갖는다. 이 중, 보조 지주(84)는 필수가 아니며, 필요에 따라 마련된다.
도 2의 (b)에 도시되는 바와 같이, 최상부에 천장판(81)이 배치되고, 최하부에 저판(82)이 배치된다. 또한, 천장판(81) 및 저판(82)에 양단이 연결 고정된 기판 보유 지지용 지주(83) 및 보조 지주(84)가 마련된다. 도 2의 (b)에 있어서는, 기판 보유 지지용 지주(83) 및 보조 지주(84)는, 천장판(81)과 저판(82)의 사이에 마련되어, 천장판(81) 및 저판(82)을 연결 지지하도록 마련되어 있다.
기판 보유 지지용 지주(83)는, 웨이퍼(W) 등의 기판을 다단으로 보유 지지하기 위한 수단이며, 예를 들어 연직 방향으로 복수 형성된 돌출부(83a)를 갖는다. 인접하는 돌출부(83a)끼리의 사이에는 홈(83b)이 형성되고, 홈(83b) 내(또는 돌출부(83a) 상)에 웨이퍼(W)를 수평으로 보유 지지하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 기판 보유 지지용 지주(83)는, 홈(83b) 내에 웨이퍼(W)를 수평인 상태에서 다단으로 보유 지지 가능한 구성을 갖는다. 또한, 웨이퍼(W)를 보유 지지하기 위해서는, 적어도 3점에서 웨이퍼(W)를 지지할 필요가 있기 때문에, 적어도 3개의 기판 보유 지지용 지주(83)가 필요하다. 또한, 웨이퍼 보트(80)의 웨이퍼(W)의 보유 지지 구성은, 홈(83b)을 형성하는 구성에 한하지 않고, 용도에 따라 다양한 구성으로 할 수 있다. 즉, 기판 보유 지지용 지주(83)에 보유 지지용 부재를 설치한 구성이나, 웨이퍼(W) 지지용의 원환형 부재를 마련한 구성이어도 된다.
도 2의 (a), (b)에 있어서, 3개의 기판 보유 지지용 지주(83)와, 2개의 보조 지주(84)가 도시되어 있다. 기판 보유 지지용 지주(83)는, 3개 이상이면 되며, 필요에 따라 4개, 5개로 증가시켜도 된다. 예를 들어, 도 2에 있어서, 보조 지주(84)를 전부 기판 보유 지지용 지주(83)로 하여, 5개의 기판 보유 지지용 지주(83)를 마련하는 것도 가능하다. 한편, 보조 지주(84)는 필요에 따라 마련하면 되며, 불필요하다면 없애는 것도 가능하다. 또한, 이하, 기판 보유 지지용 지주(83)와 보조 지주(84)의 양쪽을 합하여, 지주(83, 84)라고 칭해도 되는 것으로 한다.
천장판(81)은, 웨이퍼 보트(80)의 최상부에 마련되어, 천장면을 형성한다. 도 2의 (a)에 도시되는 바와 같이, 천장판(81)은, 원형부(81a)와, 돌출부(81b)를 갖는다. 원형부(81a)는, C1을 중심으로 하여 원형을 이루는 부분이다. 돌출부(81b)는, 원형부(81a)로부터 직경 방향 외측으로 돌출된 부분이며, 이 부분에 기판 보유 지지용 지주(83) 및 보조 지주(84)가 설치된다. 따라서, 천장판(81)의 하방에서는, 기판 보유 지지용 지주(83) 및 보조 지주(84)가 가장 외측으로 돌출된 부분이며, 이 부분이 웨이퍼 보트(80)의 선회 반경 R을 정하게 된다.
도 2의 (a)에 도시되는 바와 같이, 천장판(81)에 있어서는, 돌출부(81b)가 천장판(81)의 가장 외측에 위치하는 부분으로 된다. 기판 처리 장치에서는, 웨이퍼 보트(80)를 회전시키면서 기판 처리를 행하기 때문에, 파선으로 표시되는 바와 같이, 돌출부(81b)의 가장 외측의 부분이 웨이퍼 보트(80)의 선회 반경 R을 정하게 된다. 도 2의 (a)에 도시되는 바와 같이, 5개의 돌출부(81b)의 돌출량은 동등해지도록 설정되며, 5개의 돌출부(81b)의 각각이 웨이퍼 보트(80)의 천장판(81)측의 선회 반경 R을 정한다.
도 2의 (b)는, 도 2의 (a)의 X-X 방향에서 본 측방 단면도이다. 도 2의 (b)에 도시되는 바와 같이, 천장판(81)의 돌출부(81b)의 가장 외측의 부분과, 지주(83, 84)의 가장 외측의 부분은, 외형이 일치하도록 형성된다. 따라서, 천장판(81)의 선회 반경 R과, 천장판(81)에 접속된 지주(83, 84)의 선회 반경 R은 동일하게 된다. 한편, 천장판(81)보다 외측에 지주(83, 84)가 마련되어 있는 경우, 예를 들어 천장판(81) 및 저판(82)의 외측면에 접하도록 지주(83, 84)가 마련되어 있는 경우에는, 지주(83, 84)의 외주면이 웨이퍼 보트(80)의 가장 외측의 면으로 되어, 웨이퍼 보트(80)의 선회 반경 R을 정하게 된다. 또한 반대로, 천장판(81)과 저판(82)이 동일한 외경을 갖고, 천장판(81)의 내측에 지주(83, 84)가 마련되어 있는 경우에는, 천장판(81)의 외경이 웨이퍼 보트(80)의 가장 외측의 부분으로 되어, 웨이퍼 보트(80)의 선회 반경 R을 정하게 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 이하, 천장판(81)의 돌출부(81b)와 지주(83, 84)의 가장 외측의 면이 일치하는 경우에 대하여 설명하지만, 지주(83, 84)가 천장판(81)으로부터 비어져 나와 있는 구조의 웨이퍼 보트(80)에도 적용 가능하다.
도 2의 (c)에 도시되는 바와 같이, 도 2의 (b)의 D-D 단면으로 잘라 저판(82)을 상면에서 보면, 천장판(81)과 마찬가지로, 원형부(82a)와, 원형부(82a)로부터 직경 방향 외측으로 돌출된 돌출부(82b)가 마련되어 있다. 그리고, 돌출부(82b)에 지주(83, 84)를 설치하는 구성으로 되어 있다. 또한, 도 2의 (b)에도 도시되는 바와 같이, 돌출부(82b)의 가장 외측의 외형과, 저판(82)에 연결 고정되는 지주(83, 84)의 외형은 일치하도록 마련된다. 또한, 저판(82)의 중심 영역에는 개구(82c)가 형성되어 있으며, 이 점에서 천장판(81)과는 상이하다. 개구(82c)는, 웨이퍼 보트(80)를 보온통(75) 위에 적재할 때, 적재대와의 걸림 결합을 행하기 위해 마련되어 있으며, 필수가 아니라, 필요에 따라 마련되어도 된다(도 1 참조).
도 1의 설명으로 되돌아간다. 웨이퍼 보트(80)는, 석영에 의해 형성되는 보온통(75)을 통하여 테이블(74) 상에 적재되어 있다. 테이블(74)은, 반응관(10)의 하단 개구부를 개폐하는 덮개(60)를 관통하는 회전축(72)의 상단부에 지지된다. 회전축(72)의 관통부에는, 예를 들어 자성 유체 시일(73)이 개재 설치되어, 회전축(72)을 기밀하게 시일한 상태에서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 덮개(60)의 주변부와 반응관(10)의 하단부에는, 예를 들어 O-링 등의 시일 부재(61)가 개재 설치되어 있어, 반응관(10) 내의 시일성을 유지하고 있다.
덮개(60)는, 예를 들어 보트 엘리베이터 등의 승강 기구(70)에 지지된 암(71)에 설치되어 있고, 웨이퍼 보트(80) 및 덮개(60) 등을 일체적으로 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 테이블(74)을 덮개(60)측에 고정하여 마련하고, 웨이퍼 보트(80)를 회전시키지 않고 웨이퍼(W)의 처리를 행하도록 해도 된다.
회전축(72)은, 덮개(60)의 하면에 설치되고, 회전축(72)의 근방에는 모터(76a)가 설치되어 있다. 회전축(72)과 모터(76a)는 풀리 및 벨트를 통하여 접속되어 있고, 모터(76a)가 회전함으로써 회전축(72)이 회전하도록 구성되어 있다. 모터(76a)에는, 인코더(76b)가 마련되어 있다. 인코더(76b)는, 회전축(72)의 회전 위치를 검출하는 회전 위치 검출 수단이다. 인코더(76b)를 사용함으로써, 웨이퍼 보트(80)의 지주(83, 84)의 위치를 알 수 있다. 인코더(76b)로 검출한 지주(83, 84)의 회전 위치는, 인젝터(110)가 지주(83, 84)와의 접촉을 회피하기 위해 회전하는 타이밍을 제어하는 데 사용된다. 이 점의 상세는 후술한다.
반응관(10)의 하단부에는, 반응관(10)의 내주벽을 따라 연장되는 부분을 가짐과 함께, 반경 방향의 외측을 향하여 연장되는 플랜지형의 부분을 갖는 매니폴드(90)가 배치되어 있다. 그리고, 매니폴드(90)를 통하여, 반응관(10)의 하단부로부터, 반응관(10) 내로 필요한 가스를 도입한다. 매니폴드(90)는, 반응관(10)과는 별도 부품으로 구성되지만, 반응관(10)의 측벽과 일체적으로 마련되어, 반응관(10)의 측벽의 일부를 구성하도록 마련된다. 또한, 매니폴드(90)의 상세한 구성에 대해서는, 후술한다.
매니폴드(90)는, 인젝터(110)를 지지한다. 인젝터(110)는, 반응관(10) 내에 가스를 공급하기 위한 관형 부재이며, 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 인젝터(110)는, 반응관(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 마련된다. 인젝터(110)에는, 긴 변 방향을 따라 소정 간격으로 복수의 가스 토출 구멍(111)이 형성되어 있고, 가스 토출 구멍(111)으로부터 수평 방향을 향하여 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다.
인젝터(110)는, 가스 토출 구멍(111)을 갖는 가스 공급부(112)와, 가스 토출 구멍(111)을 갖지 않고, 가스 도입을 행하는 가스 도입부(113)를 구비한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 가스 토출 구멍(111)은, 웨이퍼 보트(80)의 지주(83)보다 내측에 위치하도록 마련된다. 이것은, 처리 가스를 보다 웨이퍼(W)에 접근한 위치에서 공급하기 위해서이며, 처리 가스의 웨이퍼(W)에 대한 효율적인 공급을 촉진하기 위해서이다.
그러나, 이와 같이 가스 공급부(112)가 지주(83)보다 내측으로 돌출되어 있으면, 웨이퍼 보트(80)가 회전하였을 때, 인젝터(110)의 가스 공급부(112)는, 지주(83)에 충돌해 버린다. 그래서, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서는, 인젝터(110)를 회전시켜, 인젝터(110)의 가스 공급부(112)가 지주(83)와 충돌하는 것을 회피한다.
또한, 도 1에 있어서, 하나만 인젝터(110)가 도시되어 있지만, 공급하는 처리 가스의 종류, 위치 등에 따라, 복수개의 인젝터(110)를 마련해도 된다.
도 3은, 본 개시의 실시 형태에 관한 인젝터(110)의 일례를 도시한 사시도이다. 본 실시 형태에 관한 인젝터(110)는, 가스 토출 구멍(111)이 마련된 가스 공급부(112)와, 가스를 도입하는 가스 도입부(113)를 갖는다.
가스 공급부(112)는, 가스 도입부(113)보다 일방향으로 연장되어 돌출된 단면 형상을 갖는다. 가스 공급부(112)의 수평 단면 형상은, 가늘고 긴 형상을 갖고 있다면, 다양한 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 장축과 단축을 갖는 타원 형상이어도 되고, 긴 변과 짧은 변을 갖는 직사각형 등의 형상이어도 된다. 도 3에 있어서는, 가스 공급부(112)가, 타원의 수평 단면 형상을 갖는 예가 도시되어 있다. 가스 공급부(112)는, 수평 단면 형상이 장축과 단축을 갖는 타원 형상으로 구성됨으로써, 일방향으로 돌출된 형상을 갖는다. 일방향으로 돌출된 형상의 선단, 즉 타원 형상의 장축과 교차하는 단부면에 가스 토출 구멍(111)을 마련함으로써, 웨이퍼 보트(80)의 웨이퍼(W) 근방에 가스 토출 구멍(111)을 접근시켜 배치시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 3에 있어서는, 가스 공급부(112)의 수평 단면 형상이, 가스 도입부(113)를 포함하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 가스 도입부(113)로부터의 가스의 흐름을 방해하는 장해물 없이 가스 도입부(113)와 가스 공급부(112)를 연결할 수 있어, 가스 도입부(113)로부터 가스 공급부(112)로의 가스의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 단, 가스 공급부(112)가 가스 도입부(113)를 포함하는 수평 단면 형상을 갖는 것은 필수가 아니며, 용도에 따라 인젝터(110)는 여러 가지 형상으로 구성할 수 있다.
또한, 가스 토출 구멍(111)은, 연직 방향, 즉 인젝터(110)의 긴 변 방향을 따라 마련되어 있다. 이것은, 웨이퍼 보트(80) 내에 웨이퍼(W)가 연직 방향으로 소정 간격을 갖고 다단으로 보유 지지되기 때문에, 모든 웨이퍼(W)에 처리 가스를 공급할 수 있도록 하기 위해서이다. 따라서, 가스 공급부(112)의 높이는, 적어도 웨이퍼가 보유 지지되는 높이 이상으로 설정하는 것이 바람직하며, 본 실시 형태에서는 웨이퍼 보트(80)와 대략 동일한 높이를 갖는다. 또한, 인젝터(110)의 가스 공급부(112)의 수평 단면 형상은, 가스 토출 구멍(111)을 통과하는 장축에 관하여 선대칭의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 좌우 대칭 쪽이, 취급도 용이하고, 처리 가스의 공급도 균일해지기 쉽기 때문이다.
가스 공급부(112)의 상단은 폐쇄되어 있고, 하단은 가스 도입부(113)에 접속되어 있다. 상단을 폐쇄함으로써, 처리 가스를 가스 토출 구멍(111)으로부터 수평 방향으로 공급할 수 있다.
가스 도입부(113)는, 가스 공급부(112)의 하방에 마련된다. 가스 도입부(113)는, 매니폴드(90)를 통하여 처리 가스를 도입하여, 가스 공급부(112)에 공급하기 위한 가스 유로이며, 가스 공급부(112)의 하단에 접속되어 있다. 가스 도입부(113)는, 돌출된 형상을 가질 필요는 없기 때문에, 예를 들어 원형의 수평 단면 형상을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서는, 기판을 처리하면서 인젝터(110)를 회전시키기 위해, 가스 도입부(113)는, 회전시키기 쉬운 형상인 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 가스 도입부(113)를 원형으로 구성하여, 원의 중심을 회전축(114)으로 하고 있다.
가스 도입부(113)의 외측의 단부면, 즉 가스 공급부(112)가 돌출된 부분의 반대측의 단부면은, 가스 공급부(112)의 단부면과 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 가스 공급부(112)의 회전 직경을 크게 설정할 수 있어, 보다 웨이퍼(W)에 접근시킨 개소에서 처리 가스를 공급할 수 있다.
또한, 가스 도입부(113)를 가스 공급부(112)보다 작게 형성하는 것은, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 방법을 실시하는 데 있어서는 필수가 아니며, 예를 들어 가스 공급부(112)와 동일한 형상을 갖는 가스 도입부(113)를 마련하고, 외측 근처에 회전축(114)을 마련하여, 타원 형상 전체를 회전시켜도 된다.
그러나, 효율적인 회전을 행한다는 관점, 회전 기구를 간소하게 한다는 관점, 처리 가스의 상승로의 방향 설정을 효율적으로 행한다는 관점 등에서, 가스 도입부(113)는 가스 공급부(112)보다 작게 함과 함께, 원과 같이, 회전 용이한 형상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 가스 도입부(113)를 정다각형으로 하는 것도 가능하며, 예를 들어 가스 공급부(112)를 직사각형, 가스 도입부(113)를 정사각형으로 해도 된다. 가스 도입부(113)를 정사각형으로 해도, 정사각형의 보유 지지부를 마련하고, 정사각형의 중심을 회전축(114)으로 하여 보유 지지부를 회전시키도록 하면, 회전 기구는 복잡해지지 않는다. 따라서, 가스 도입부(113) 및 가스 공급부(112)의 형상은, 용도에 따라 다양한 형상으로 할 수 있다.
또한, 가스 공급부(112)의 가스 토출 구멍(111)은, 반드시 선단에 마련되지는 않아도 된다. 그러나, 효율적으로 가스 토출 구멍(111)을 웨이퍼(W)에 접근시킨 상태에서 처리 가스를 공급하기 위해서는, 일방향으로 돌출된 형상의 선단(정점)에 마련하는 것이 바람직하다.
[인젝터 및 기판 처리 장치의 동작]
도 4는, 본 개시의 실시 형태에 관한 인젝터 및 기판 처리 장치의 동작에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (a)는, 인젝터의 선단이 웨이퍼 보트에 접근한 상태를 도시한 도면이다. 도 4의 (a)에 있어서, 기판 처리 장치의 상면으로부터의 단면도가 기재되어 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 반응관(10)만이 기재되었지만, 도 4의 (a)에 있어서는, 반응관(10)의 내측에 이너 튜브(12)가 마련되어 있는 예에 대하여 설명한다.
이너 튜브(12)의 내측에는, 웨이퍼 보트(80)가 마련되고, 이너 튜브(12)의 외측으로 돌출되고, 내주벽이 오목한 인젝터 수용부(12a) 내에 인젝터(110)가 마련되어 있다. 또한, 이너 튜브(12)의 인젝터(110)와 반대측의 위치에는, 배기구(12b)가 마련되어 있다. 또한, 웨이퍼 보트(80)는, 기판 보유 지지용 지주(이하, 간단히 「지주」라고 함)(83)를 3개 구비하고 있는 예를 들어 설명한다. 또한, 웨이퍼 보트(80)는, 시계 방향으로 회전하는 예를 들어 설명한다.
도 4의 (a)에 있어서, 인젝터(110)의 가스 토출 구멍(111)은, 웨이퍼 보트(80)의 중심을 향하여, 웨이퍼 보트(80)에 적재된 웨이퍼(W)에 가장 접근한 위치에 배치되어 있다. 즉, 인젝터의 회전 중심과 가스 토출 구멍(111)의 거리는, 인젝터(110)의 회전 중심으로부터 지주(83)의 선회 반경 R까지의 거리보다 크며, 또한 인젝터(110)의 회전 중심으로부터 웨이퍼 외측 에지까지의 거리보다 작아지도록 설정되어 있고, 가스 토출 구멍(111)은 웨이퍼에 접촉하지 않을 정도로 접근한 위치에 배치되어 있다. 이러한 상태에서, 인젝터(110)의 선단의 가스 토출 구멍(111)으로부터 처리 가스를 공급하면, 웨이퍼(W) 안까지 도달하기 쉬워진다. 즉, 웨이퍼 보트(80)의 지주(83)가 통과하는 선회 반경 R보다 외측에서 처리 가스를 공급하는 경우에는, 반응관(10)과 웨이퍼(W) 사이의 공간에도 처리 가스가 흐르게 되어, 난류 등도 발생하기 쉬워지지만, 웨이퍼(W)에 가장 접근한 위치에서 처리 가스를 공급하면, 웨이퍼 이외를 향하여 흐르는 처리 가스의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 매우 가스 공급 효율이 높은 상태에서 처리 가스를 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다.
도 4의 (b)는, 지주(83)가 인젝터(110)에 접근한 상태를 도시한 도면이다. 도 4의 (b)에 도시되는 바와 같이, 인젝터(110)가 지주(83)와의 접촉을 회피하도록 반시계 방향으로 회전하고 있다. 이러한 동작에 의해, 지주(83)의 진로를 만들어, 지주(83)와 인젝터(110)의 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 인젝터(110)는, 가스 도입부(113)의 회전축(114)을 중심으로 회전한다. 도 4의 (b)에 있어서는, 가스 공급부(112)의 수평 단면에 있어서의 장축이 반시계 방향으로 약 90도 회전하고, 인젝터(110)가 인젝터 수용부(12a)의 내벽과 대략 평행으로 될 때까지 회전하고 있다. 이 회전 각도는, 인젝터(110)가 지주(83)와의 접촉을 확실하게 회피할 수 있는 각도라면, 몇 도로 설정해도 된다.
여기서, 가스 도입부(113)의 적어도 회전축(114)은 웨이퍼 보트(80)의 선회 반경 R보다 외측에 있을 필요가 있다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 약 90도가 인젝터(110)의 최대 회전 각도로서 허용할 수 있는 각도인 경우, 그 최대 허용 각도의 회전으로 확실하게 지주(83)와 인젝터(110)의 가스 공급부(112)의 접촉을 회피할 수 있도록 설정하는 것이 필요하다.
도 4의 (c)는, 지주(83)가 인젝터(110)를 통과한 상태를 도시한 도면이다. 이와 같이, 지주(83)가 인젝터(110)에 접근하고, 지주(83)가 통과할 때까지 인젝터(110)가 회전하고 인젝터 수용부(12a) 내에 대기함으로써, 웨이퍼 보트(80)가 회전해도, 인젝터(110)와 지주(83)의 접촉을 회피할 수 있다.
도 4의 (d)는, 지주 통과 후에 인젝터(110)가 회전한 상태를 도시한 도면이다. 도 4의 (d)에 도시되는 바와 같이, 지주(83)가 통과한 후에는 인젝터(110)가 다시 회전하여, 웨이퍼(W)에 접근한 장소에 위치하는 것이 가능하다. 이에 의해, 효율적으로 웨이퍼(W)에 처리 가스를 공급할 수 있다. 또한, 이때의 인젝터(110)의 회전 방향은, 도 4의 (b)의 대기 상태로 될 때와는 반대의 회전 방향이며, 시계 방향의 회전 방향이다.
이와 같이, 지주(83)가 접근하였을 때에만 인젝터(110)는 회전하여 지주(83)와의 접촉을 회피함으로써, 그 이외일 때에는, 지주(83)의 외경보다 내측의 웨이퍼(W)에 접근한 상태에서 처리 가스를 웨이퍼(W)에 공급할 수 있어, 기판 처리를 효율적으로 행할 수 있다.
이러한 동작은, 예를 들어 도 1에 도시하는 모터(76a)에 인코더(76b)가 내장되어 있고, 인코더(76b)에 의해 웨이퍼 보트(80)의 지주(83)의 위치를 검출하고, 그 검출 위치 정보에 기초하여 인젝터(110)의 회전 동작을 행하도록 하면 된다.
그러한 동작은, 예를 들어 도 1에 도시하는 제어부(140)가 인코더(76b)의 회전 위치 검출 정보에 기초하여, 인젝터(110)를 회전시키는 회전 기구의 동작을 제어함으로써 행해진다. 제어부(140)는, 기판 처리 장치 전체의 동작을 제어한다. 제어부(140)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory)을 구비하고, 프로그램을 읽어들여 동작하는 마이크로컴퓨터나, 특정 용도용으로 개발된 IC(Integrated Circuit, 집적 회로)로 이루어지는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등에 의해 실현되어도 된다.
또한, 인코더(76b)를 사용하는 것 이외에, 광학적 센서를 사용하여 지주(83)의 위치를 검출하거나, 카메라를 사용하여 지주(83)의 위치를 검출하고, 검출한 지주(83)의 위치에 기초하여 인젝터(110)의 회전 제어를 행하거나 하는 구성이어도 된다.
또한, 지주(83)의 개수가 증가한 경우에는, 각 지주(83)에 대응하여 지주 회피를 위한 인젝터(110)의 회전 동작을 행하게 된다. 즉, 도 2에서 설명한 바와 같이, 외측으로 돌출된 보조 지주(84) 등이 존재하는 경우에는, 그들 지주(84)와도 접촉하지 않도록 인젝터(110)의 회전 동작을 행할 필요가 있다. 한편, 그대로라도 인젝터(110)가 충돌하지 않을 정도의 돌기라면, 인젝터(110)의 회전 동작을 행할 필요는 없다. 또한, 웨이퍼 보트(80)의 천장판(81) 및 저판(82)의 내측에 각 지주(83, 84)가 설치되고, 천장판(81) 및 저판(82)의 외경이 선회 반경 R로 되는 경우에는, 가스 공급부(112)의 높이를 천장판(81)과 저판(82)의 사이에 수렴되도록 설정함으로써 지주(83, 84)와 인젝터(110)의 접촉을 회피할 수 있다.
이와 같이, 지주(83)와의 충돌이 발생하는지 여부에 따라 인젝터(110)를 회전시키는 동작을 행할지 여부를 판정할 수 있다.
[인젝터 회전 기구]
이어서, 인젝터(110)를 회전시키는 인젝터 회전 기구의 일례에 대하여 설명한다. 인젝터(110)를 회전시키는 기구는, 인젝터(110)를 적절한 타이밍에 적절한 각도로 회전시킬 수 있다면, 여러 가지의 기구로 할 수 있다. 여기서는, 인젝터 회전 기구의 일례를 설명하지만, 이것에 한정된다는 취지는 아니다.
도 5는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 적용 가능한 인젝터 회전 기구의 일례를 도시한 도면이다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 가스 도입 기구는, 매니폴드(90)와, 인젝터(110)와, 회전 기구(300)와, 가스 배관(121)을 갖는다.
매니폴드(90)는, 인젝터 지지부(91)와, 가스 입구(95)를 갖는다.
인젝터 지지부(91)는, 반응관(10)의 내벽면을 따라 연직 방향으로 연장되는 부분이며, 인젝터(110)를 지지한다. 인젝터 지지부(91)는, 인젝터(110)의 하단이 삽입 가능하며, 인젝터(110)의 하단을 외부 끼움 지지 가능한 삽입 구멍(92)을 갖는다.
가스 입구(95)는, 인젝터 지지부(91)로부터 반경 방향의 외측으로 돌출되어, 반응관(10)의 외측에 노출되는 부분이며, 삽입 구멍(92)과 반응관(10)의 외부를 연통시켜 가스가 통류 가능한 가스 유로(96)를 갖는다. 가스 유로(96)의 외측 단부에는, 가스 배관(121)이 접속되어, 외부로부터의 가스가 공급 가능하게 구성된다.
인젝터(110)는, 인젝터 지지부(91)의 삽입 구멍(92)에 삽입되어, 반응관(10)의 내벽면을 따라 전체가 직선형으로 연장됨과 함께, 삽입 구멍(92)에 삽입된 개소에 가스 유로(96)와 연통되는 개구(112)를 갖는다. 개구(112)는, 예를 들어 수평 방향을 장축, 연직 방향을 단축으로 하는 대략 타원 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 인젝터(110)가 회전하는 경우라도, 가스 유로(96)로부터 인젝터(110)로 효율적으로 가스가 공급된다.
매니폴드(90)는, 예를 들어 금속으로 구성된다. 반응관(10) 및 반응관(10)을 구성하는 부품은, 금속 오염을 방지한다는 관점에서, 기본적으로는 석영으로 구성되는 것이 바람직하지만, 복잡한 형상이나, 나사 등과의 나사 결합 접속이 있는 개소는, 금속으로 구성하지 않을 수 없다. 본 발명의 일 실시 형태에 관한 처리 장치의 매니폴드(90)도 금속으로 구성되는데, 인젝터(110)를 L자 형상으로 하지 않고, 막대 형상으로 하고 있다. 그리고, 매니폴드(90)의 가스 입구(95) 내에 수평으로 연장되는 가스 유로(96)를 형성하고, 인젝터(110)에 가스 유로(96)와 연통되는 개구(112)를 형성함으로써, 인젝터(110)에 후육의 수평 부분을 없애고 있다. 이에 의해, 매니폴드(90)의 가스 입구(95)는, 인젝터(110)의 후육의 수평 부분을 수용할 필요가 없어지기 때문에, 매니폴드(90)의 가스 입구(95)의 두께를 얇게 하고, 높이를 낮게 하여 금속 콘타미네이션을 저감시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 매니폴드(90)를 구성하는 금속은, 스테인리스강, 알루미늄, 하스텔로이 등의 내식성 메탈 재료여도 된다.
도 5에 도시되는 가스 도입 기구는, 모터(310)와, 웜 기어 기구(320)를 갖는 회전 기구(300)에 의해 인젝터(110)를 회전시킨다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 회전 기구(300)는, 인젝터(110)의 하단부에 접속되어, 인젝터(110)를 그 긴 변 방향을 중심축으로 하여 회전시킨다. 구체적으로는, 회전 기구(300)는, 모터(310)와, 웜 기어 기구(320)를 가지며, 모터(310)에서 발생시킨 회전 운동을 웜 기어 기구(320)에 의해 임의의 회전 속도에서 회전 방향으로의 회전력으로 변환시켜, 인젝터(110)에 전달한다.
모터(310)는, 예를 들어 직류(DC) 모터이다.
웜 기어 기구(320)는, 회전축(321)과, 자성 유체 시일부(322)와, 웜(323)과, 웜 휠(324)과, 와셔(325)와, 보유 지지 볼트(326)를 갖는다.
회전축(321)은, 막대 형상을 가지며, 자성 유체 시일부(322)에 의해 기밀성을 유지한 상태에서 매니폴드(90) 내에 삽입되어 있다. 회전축(321)의 일단은, 모터(310)와 접속되어 있다. 이에 의해, 회전축(321)은, 모터(310)가 동작함으로써 회전한다. 또한, 자성 유체 시일부(322) 대신에, 벨로우즈를 사용해도 된다.
웜(323)은, 회전축(321)의 선단에 고정되어 있다. 이에 의해, 회전축(321)이 회전하면, 웜(323)은 회전축(321)과 일체로 되어 회전한다.
웜 휠(324)은, 웜(323)과 맞물리며, 또한 정역 회전 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 웜(323)이 회전하면, 웜 휠(324)이 웜(323)의 회전 방향과 대응하여 좌회전 또는 우회전(도 5의 (b)에 있어서의 화살표로 나타내는 방향)으로 회전한다. 웜 휠(324)은, 인젝터(110)가 웜 휠(324)에 대하여 둘레 방향으로 회전하지 않도록 인젝터(110)를 보유 지지한다. 이에 의해, 웜 휠(324)이 회전 운동하면, 웜 휠(324)과 일체로 되어 인젝터(110)가 회전 운동한다. 또한, 웜 휠(324)은, 와셔(325)를 통하여 보유 지지 볼트(326)에 의해 회전 가능하게 보유 지지되어 있다.
예를 들어, 이러한 회전 기구를 구비함으로써, 인젝터(110)를 회전시켜, 인젝터(110)의 가스 공급부(112)와 웨이퍼 보트(80)의 지주(83, 84)의 접촉을 방지하면서 웨이퍼(W)의 근방에서 처리 가스를 공급할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서 설명한 회전 기구(300)는 일례에 지나지 않으며, 래크 앤드 피니언을 사용한 회전 기구 등, 용도에 따라 여러 가지 회전 기구를 사용할 수 있다.
[기판 처리 방법]
이어서, 도 1에 도시한 종형 열처리 장치가 성막 처리를 행할 때의 동작에 대하여 설명한다. 종형 열처리 장치가 성막 처리를 행하는 경우, 웨이퍼 보트(80)에 복수매, 예를 들어 50 내지 100매 정도의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 보트(80)에 적재된 상태에서 덮개(60) 위의 테이블(74) 상에 적재되고, 덮개(60)가 상승하여 반응관(10)이 밀폐되어, 웨이퍼(W)가 반응관(10) 내에 설치된다. 또한, 도 1에는, 인젝터(110)가 하나밖에 도시되어 있지 않지만, 도시하지 않은 복수개의 인젝터(110)가 마련되어 있는 예를 들어 설명한다.
이어서, 진공 펌프(34)를 동작시켜 반응관(10)의 내부를 진공 배기하고, 반응관(10)의 압력을 소정의 진공도까지 도달시킨다.
이어서, 웨이퍼 보트(80)를 회전시켜, 복수의 인젝터(110)로부터 처리 가스를 공급한다. 처리 가스는, 용도에 따라 여러 가지 가스가 선택되어도 되지만, 예를 들어 실리콘 산화막을 성막하는 경우, 실리콘 함유 가스와, 산화 가스가 공급된다. 실리콘 함유 가스는, 예를 들어 아미노실란 가스여도 되고, 산화 가스는, 예를 들어 오존 가스여도 된다. 아미노실란 가스와 오존 가스가 반응함으로써, 반응 생성물로서 산화실리콘이 웨이퍼(W) 상에 퇴적되어, 실리콘 산화막이 성막된다.
처음에 처리 가스를 공급하는 타이밍은, 도 4의 (a)에 도시한 상태가 바람직하다. 즉, 인젝터(110)가 회전하고 있는 상태가 아니라, 인젝터(110)가 돌출된 선단이 웨이퍼 보트(80)의 중심을 향하고, 가스 토출 구멍(111)이 웨이퍼(W)의 외주에 가장 접근한 위치에서 처리 가스의 공급을 개시하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 점은 필수가 아니며, 도 4의 (b), (c)에 도시하는 바와 같이 회전되어 있는 상태에서 처리 가스의 공급을 개시해도 된다.
CVD(Chemical Vapor Deposition) 성막이라면, 아미노실란 가스와 오존 가스는 동시에 반응관(10) 내에 공급된다. 한편, ALD(Atomic Layer Deposition) 성막이라면, 처음에 아미노실란 가스만을 반응관(10) 내에 공급하여 웨이퍼(W)의 표면에 흡착시킨다. 그 후, 퍼지 가스로 반응관(10) 내를 퍼지한 후, 오존 가스만이 공급되고, 웨이퍼(W)의 표면에 흡착된 아미노실란 가스와의 반응에 의해, 실리콘 산화막층이 웨이퍼(W)의 표면에 형성된다. 그 후, 퍼지 가스를 반응관(10) 내에 공급한 후, 아미노실란 가스 공급, 퍼지 가스 공급, 오존 가스 공급, 퍼지 가스 공급의 사이클을 반복하여, 실리콘 산화막층을 점차 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적시켜 간다.
그때, 인코더(76b)로 웨이퍼 보트(80)의 지주(83, 84)의 위치를 검출하고, 지주(83, 84)가 인젝터(110)에 대하여 소정 거리 또는 소정 각도에 도달하면, 인젝터(110)의 회전 동작을 행한다. 회전 동작은, 예를 들어 상술한 실시 형태에서 설명한 기구를 사용하여 행한다. 회전 방향은, 도 4에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼 보트(80)가 시계 방향이라면 반시계 방향으로 회전시키고, 웨이퍼 보트(80)가 반시계 방향이라면 시계 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다. 웨이퍼 보트(80)와 인젝터(110)는 대향하고 있으므로, 서로 반대 방향으로 회전시키면, 웨이퍼 보트(80)의 이동 방향과 인젝터(110)의 이동 방향이 일치하여, 웨이퍼 보트(80)의 이동 방향에 거슬리지 않고 원활하게 웨이퍼 보트(80)와의 접촉을 회피할 수 있다.
또한, 인코더(76b)는, 지주(83, 84)의 위치 검출의 수단의 일례에 지나지 않으며, 광학적 검출기나 촬상에 의한 검출 등, 다른 검출 수단 및 검출 방법을 사용해도 된다.
인젝터(110)의 회전을 개시하는 타이밍 및 회전 속도는, 웨이퍼 보트(80)의 회전 속도 등을 고려하여, 적절한 값으로 설정할 수 있다. 마찬가지로, 회전하고 나서 원래의 상태로 복귀되는 타이밍 및 회전 속도도 적절한 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 인젝터(110)와 웨이퍼 보트(80)의 접촉을 확실하게 회피하면서, 가능한 한 인젝터(110)가 웨이퍼(W)의 외주 근방에서 처리 가스를 공급할 수 있는 시간이 길어지는 설정으로 하는 것이 바람직하다.
이들 일련의 동작은, 제어부(140)가 행하도록 해도 된다. 즉, 인코더(76b)의 검출 신호가 제어부(140)에 송신되고, 제어부(140) 쪽에서 적절한 타이밍과 회전 속도로 회전 기구(300)에 인젝터(110)를 회전시키는 명령을 행한다. 이에 의해, 웨이퍼 보트의 지주(83, 84)와 인젝터(110)가 접촉하는 것을 확실하게 회피하여, 타이밍 좋게 인젝터(110)를 회전시킬 수 있다.
이와 같이 하여 웨이퍼(W)의 표면 상에 실리콘 산화막을 성막할 수 있는데, 이때의 처리 가스의 공급은, 처리 가스 공급원(123)으로부터, 가스 배관(121)을 통하여 인젝터(110)로 공급됨으로써 행해진다. 그때, 인젝터(110)는 웨이퍼(W)에 접근한 위치, 즉 지주(83, 84)보다 내측의 위치에서 처리 가스를 공급할 수 있기 때문에, 효율적으로 기판 처리를 행할 수 있다.
종래, 지주(83, 84)를 웨이퍼 보트(80)의 선회 반경을 R이라고 간주하여, 선회 반경 R보다 이격된 위치에 인젝터(110)를 배치하였지만, 본 실시 형태에서는, 지주(83, 84)보다 내측으로 들어가 웨이퍼(W)의 외주에 접근한 위치에서 처리 가스를 공급할 수 있어, 원료 가스의 흡착 효율 및 반응 가스의 반응 효율을 높일 수 있다.
또한, 도 1에 있어서는, 이너 튜브(12)가 도시되어 있지 않지만, 이너 튜브(12)가 존재하는 경우에는, 도 4에서 설명한 바와 같이, 인젝터(110)가 이너 튜브(12) 내에 배치되고, 이너 튜브(12) 내에 처리 가스를 공급한다.
이러한 기판 처리를 박막이 소정 막 두께로 될 때까지 계속하여, 해당 소정 막 두께에 도달하면, 처리 가스의 공급을 정지하고, 웨이퍼 보트(80)의 회전을 정지한다. 그리고, 덮개(60)를 하강시켜, 웨이퍼 보트(80)로부터 기판 처리가 실시된 웨이퍼(W)를 반출한다. 본 실시 형태에 있어서의 기판 처리는 성막 처리였기 때문에, 박막이 표면 상에 형성된 웨이퍼(W)가 반출된다.
일방향으로 돌출된 인젝터(110)를 사용함으로써, 가스 공급 효율이 높은 성막 처리를 행할 수 있어, 스루풋 및 막질을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 인젝터, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 따르면, 인젝터(110)와 웨이퍼 보트(80)의 지주(83, 84)의 접촉을 방지하면서 웨이퍼(W)에 보다 접근한 위치에서 처리 가스의 공급을 행할 수 있어, 스루풋 및 막질을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 개시의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않으며, 본 개시의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.

Claims (18)

  1. 대략 원통체형을 갖는 처리 용기와,
    복수의 기판의 외주를 따르는 위치에 배치된 복수개의 지주를 갖고, 해당 복수개의 지주의 내측에 연직 방향으로 상기 복수의 기판을 이간시켜 다단으로 보유 지지 가능한 보유 지지 구조를 갖고, 상기 처리 용기 내에 반입 및 반출 가능한 기판 보유 지지구와,
    해당 기판 보유 지지구를 회전시키는 기판 보유 지지구 회전 기구와,
    해당 기판 보유 지지구를 따르도록 연직 방향으로 연장되어 마련되고, 일방향으로 돌출된 수평 단면 형상을 갖고, 돌출된 부분의 선단에 복수의 토출 구멍을 갖고, 상기 돌출된 부분의 선단이 상기 지주보다 내측으로 들어가고, 상기 돌출된 부분의 반대측이 상기 지주보다 외측에 있도록 설치된 인젝터와,
    해당 인젝터 내의, 상기 지주보다 외측의 위치에 회전축을 갖고, 상기 기판 보유 지지구가 회전하여 상기 지주가 접근하고 있을 때에는 상기 지주와 접촉하지 않도록 상기 회전축 주위로 상기 인젝터를 회전시키고, 상기 지주가 접근하고 있지 않을 때에는 상기 복수의 토출 구멍이 상기 지주보다 내측에 위치하도록 상기 회전축 주위로 상기 인젝터를 회전시키는 인젝터 회전 기구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 토출 구멍은, 상기 연직 방향을 따라 배치된, 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인젝터 회전 기구는, 상기 지주가 접근하고 있지 않을 때에는, 상기 복수의 토출 구멍이 가장 기판에 접근하는 위치로 되도록 상기 인젝터를 회전시키는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인젝터의 하부에는, 상기 회전축과 동축의 중심을 가짐과 함께, 상기 돌출된 부분 및 상기 토출 구멍을 갖지 않고, 상기 돌출된 부분의 반대측은 공통의 단부면을 이루는 가스 도입부가 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인젝터의 상기 수평 단면 형상을 갖는 부분은 타원형의 단면 형상을 갖고,
    상기 가스 도입부는, 원형의 수평 단면 형상을 갖는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 도입부의 가장 내측의 부분은, 상기 지주보다 외측에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구의 상기 지주의 회전 위치를 검출하는 회전 위치 검출부와,
    해당 회전 위치 검출부에서 검출된 상기 지주의 회전 위치에 기초하여 상기 인젝터 회전 기구의 회전을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전 위치 검출부는, 인코더를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 복수의 기판의 외주를 따르는 위치에 배치된 복수개의 지주를 갖고, 해당 복수개의 지주의 내측에 있어서, 연직 방향으로 상기 복수의 기판을 이격시켜 다단으로 보유 지지한 기판 보유 지지구를 회전시키는 공정과,
    해당 기판 보유 지지구를 따르도록 상기 연직 방향으로 연장되어 마련되고, 일방향으로 돌출된 수평 단면 형상을 갖고, 돌출된 부분의 선단에 복수의 토출 구멍을 갖고, 상기 돌출된 부분의 선단이 상기 지주보다 내측으로 들어가고, 상기 돌출된 부분의 반대측이 상기 지주보다 외측에 있도록 설치된 인젝터로부터 상기 기판 보유 지지구에 보유 지지된 상기 복수매의 기판에 처리 가스를 공급하는 공정과,
    상기 기판 보유 지지구의 상기 복수개의 지주의 각각을 검출하는 공정과,
    검출된 상기 지주가 상기 인젝터에 접근하고 있을 때에는, 상기 검출된 지주와 접촉하지 않도록 상기 인젝터를 회전시키고, 상기 복수개의 지주 중의 후속 지주가 접근하고 있지 않을 때에는 상기 복수의 토출 구멍이 상기 후속 지주보다 내측에 위치하도록 상기 인젝터를 회전시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인젝터 내의, 상기 지주보다 외측에 있는 위치에 회전축이 마련되고, 상기 인젝터를, 상기 회전축의 주위로 회전시키는, 기판 처리 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 지주를 검출하는 공정은 인코더를 사용하여 행하는, 기판 처리 방법.
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