KR20210058709A - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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processing
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가에 구마가이
도루 히사마츠
마사노부 혼다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

The present invention continuously controls the coverage of a film formed on a substrate. A substrate processing method according to the present invention includes a step of a) exposing a substrate having a pattern formed on the surface thereof to the first reactive species to adsorb the first reactive species to the surface of the substrate in a chamber. Further, the substrate processing method includes a step of b) forming a film on the surface of the substrate by exposing the substrate to plasma formed with the second reactive species in the chamber. In addition, the substrate processing method includes a step of c) repeating the processing including the steps a) and b) two or more times by changing the retention amount of the first reactive species at the start of the step b).

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}A substrate processing method and a substrate processing apparatus TECHNICAL FIELD [SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

이하의 개시는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. The following disclosure relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.

반도체 장치의 제조에 있어서 이용되는 기술의 하나로서 원자층 퇴적(Atomic Layer Deposition: ALD)이 알려져 있다. ALD는 화학 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD)의 하나로 분류된다. CVD는, 챔버 내에 기판을 배치하고 나서, 형성하고 싶은 막의 성분을 포함하는 가스를 챔버에 도입하여, 기판의 표면 위 또는 기상으로 화학 반응을 생기게 함으로써 기판 상에 막을 형성하는 수법이다. ALD는 CVD와는 달리, 복수의 반응 가스를 한번에 챔버 내에 도입하지 않는다. 우선, 제1 반응 가스(프리커서)를 챔버에 도입하여 기판 상에 흡착시키고, 흡착하지 않은 제1 반응 가스를 챔버로부터 배출한다. 이어서 제2 반응 가스를 챔버에 도입하여, 기판 상에 흡착한 제1 반응 가스의 성분과 반응시켜 막을 형성한다. ALD는 자기제어성을 이용하여 원자층 레벨로 막 두께를 제어할 수 있으므로, 치밀한 성막에 활용되고 있다. Atomic Layer Deposition (ALD) is known as one of the techniques used in the manufacture of semiconductor devices. ALD is classified as one of Chemical Vapor Deposition (CVD). CVD is a method of forming a film on a substrate by placing a substrate in a chamber and then introducing a gas containing a component of a film to be formed into the chamber to cause a chemical reaction on the surface of the substrate or in a gas phase. Unlike CVD, ALD does not introduce a plurality of reactive gases into the chamber at once. First, a first reactive gas (precursor) is introduced into the chamber to be adsorbed onto the substrate, and the first reactive gas not adsorbed is discharged from the chamber. Subsequently, a second reactive gas is introduced into the chamber, and a film is formed by reacting with a component of the first reactive gas adsorbed on the substrate. Since ALD can control the film thickness at the atomic layer level using self-regulation, it is used for dense film formation.

[특허문헌 1] 미국 특허출원공개 제2005/70041호 명세서[Patent Document 1] US Patent Application Publication No. 2005/70041 Specification

본 개시는 기판에 형성하는 막의 커버리지를 연속적으로 제어할 수 있는 기술을 제공한다. The present disclosure provides a technique capable of continuously controlling the coverage of a film formed on a substrate.

본 개시의 일 양태에 의한, 기판 처리 장치가 실현하는 기판 처리 방법은, a) 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 제1 반응종을 기판의 표면에 흡착시키는 공정을 포함한다. 또한, 기판 처리 방법은, b) 챔버 내에서, 기판을 제2 반응종으로 형성한 플라즈마에 노출되게 하여, 기판의 표면에 막을 형성하는 공정을 포함한다. 또한, 기판 처리 방법은, c) 공정 a)와 공정 b)를 포함하는 처리를, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꿔 2회 이상반복하는 공정을 포함한다. According to an aspect of the present disclosure, a substrate processing method realized by a substrate processing apparatus includes: a) exposing a substrate having a patterned surface thereon to a first reactive species in a chamber, so that the first reactive species is applied to the surface of the substrate. It includes an adsorption process. Further, the substrate processing method includes b) forming a film on the surface of the substrate by exposing the substrate to plasma formed of a second reactive species in the chamber. Further, the substrate treatment method includes a step of repeating the treatment including c) steps a) and b) two or more times by changing the amount of retention of the first reactive species at the start of step b).

본 개시에 의하면, 기판에 형성하는 막의 커버리지를 연속적으로 제어할 수 있다. According to the present disclosure, it is possible to continuously control the coverage of a film formed on a substrate.

도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도.
도 2a는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의해 실행되는 처리예 1의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 2b는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의해 실행되는 처리예 2의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 2c는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의해 실행되는 처리예 3의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 2d는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의해 실행되는 처리예 4의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 3a은 성막 수법과 커버리지의 관계에 관해서 설명하기 위한 도면.
도 3b은 도 3a의 (1)∼(5)에 대응하는 패턴의 개략 종단면도.
도 4는 화학 증착에 관해서 설명하기 위한 도면.
도 5는 원자층 퇴적에 관해서 설명하기 위한 도면.
도 6은 제1 실시형태에 있어서의 믹스 모드에 관해서 설명하기 위한 도면.
도 7은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 기억되는 처리 조건의 일례에 관해서 설명하기 위한 도면.
도 9는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 기억되는 처리의 일례에 관해서 설명하기 위한 도면.
도 10은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 기초한 처리의 실험 결과를 도시하는 도면.
도 11은 도 10에 도시하는 실험 결과를 정규화한 그래프.
도 12는 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 13은 대응 기억부에 기억되는 정보의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 14a는 기판 상에 형성된 패턴의 저주파 러프니스의 일례를 도시하는 도면.
도 14b는 기판 상에 형성된 패턴을 측정하여 얻어지는 전력 스펙트럼 밀도의 일례를 도시하는 도면.
도 14c는 기판 상에 형성된 패턴의 고주파 러프니스의 일례를 도시하는 도면.
도 14d는 기판 상에 형성된 패턴을 측정하여 얻어지는 전력 스펙트럼 밀도의 다른 예를 도시하는 도면.
도 15는 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도.
도 16은 제1, 제2 실시형태에 있어서의 기판 처리가 실행되는 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 17은 제1, 제2 실시형태에 있어서의 기판 처리의 실시에 이용할 수 있는 처리 시스템의 일례를 도시하는 도면.
1 is a flowchart showing an example of a flow of a substrate processing method according to a first embodiment.
2A is a flowchart showing a flow of Processing Example 1 executed by the substrate processing method according to the first embodiment.
2B is a flowchart showing the flow of Processing Example 2 executed by the substrate processing method according to the first embodiment.
2C is a flowchart showing the flow of Processing Example 3 executed by the substrate processing method according to the first embodiment.
2D is a flowchart showing the flow of Processing Example 4 executed by the substrate processing method according to the first embodiment.
3A is a diagram for explaining a relationship between a film forming method and coverage.
Fig. 3B is a schematic longitudinal sectional view of a pattern corresponding to (1) to (5) in Fig. 3A.
Fig. 4 is a diagram for explaining chemical vapor deposition.
Fig. 5 is a diagram for explaining atomic layer deposition.
Fig. 6 is a diagram for explaining a mixing mode in the first embodiment.
7 is a diagram showing an example of a configuration of a substrate processing apparatus according to the first embodiment.
8 is a diagram for explaining an example of processing conditions stored in the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
9 is a diagram for explaining an example of processing stored in the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
Fig. 10 is a diagram showing experimental results of processing based on the substrate processing method according to the first embodiment.
Fig. 11 is a graph obtained by normalizing the experimental results shown in Fig. 10;
12 is a diagram illustrating an example of a configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment.
13 is a diagram showing an example of a configuration of information stored in a corresponding storage unit.
14A is a diagram showing an example of low frequency roughness of a pattern formed on a substrate.
14B is a diagram showing an example of a power spectral density obtained by measuring a pattern formed on a substrate.
14C is a diagram showing an example of high frequency roughness of a pattern formed on a substrate.
14D is a diagram showing another example of power spectral density obtained by measuring a pattern formed on a substrate.
15 is a flowchart showing an example of the flow of the substrate processing method according to the second embodiment.
16 is a diagram showing an example of a configuration of a processing apparatus in which substrate processing in the first and second embodiments is performed.
17 is a diagram showing an example of a processing system that can be used to perform substrate processing in the first and second embodiments.

이하에, 개시하는 실시형태에 관해서 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 본 실시형태는 한정적인 것이 아니다. 또한, 각 실시형태는 처리 내용을 모순되게 하지 않는 범위에서 적절하게 조합할 수 있다. 또한, 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙인다. Hereinafter, embodiments disclosed will be described in detail based on the drawings. In addition, this embodiment is not restrictive. In addition, each embodiment can be appropriately combined within a range that does not contradict the contents of the process. In addition, in each drawing, the same reference|symbol is attached|subjected to the same or corresponding part.

또한, 이하의 설명에 있어서, 「위쪽」은 처리 장치의 천장 방향, 즉, 처리 장치 내에 배치된 기판의 표면 방향을 가리킨다. 또한, 「아래쪽」은 처리 장치의 바닥 방향, 즉, 처리 장치 내에 배치된 기판의 이면 방향을 가리킨다. 또한, 기판 상에 형성된 패턴 부분을 나타내기 위해서, 「상」 「하」라고 할 때는 「상」은 기판 표면 측, 즉 성막이나 에칭 등의 처리 대상이 되는 측을 의미하고, 「하」는 기판 이면 측, 즉 성막이나 에칭 등의 처리 대상이 아닌 측을 의미한다. 또한, 기판의 두께 방향을 세로 방향, 기판 표면과 평행한 방향을 가로 방향이라고도 부른다. In addition, in the following description, "top" refers to the ceiling direction of the processing apparatus, that is, the surface direction of the substrate disposed in the processing apparatus. In addition, "bottom" refers to the bottom direction of the processing apparatus, that is, the direction of the back surface of the substrate disposed in the processing apparatus. In addition, in order to indicate the pattern part formed on the substrate, when "upper" and "lower" are referred to, "upper" means the side of the surface of the substrate, that is, the side to be processed such as film formation or etching, and "lower" is the substrate. It means the back side, that is, the side which is not an object to be processed, such as film formation or etching. In addition, the thickness direction of the substrate is also referred to as a vertical direction, and a direction parallel to the substrate surface is also referred to as a horizontal direction.

또한, 이하의 설명에 있어서 「반응종」은 반응종을 함유하는 가스를 포함한다. In addition, in the following description, "reactive species" includes a gas containing a reactive species.

(제1 실시형태)(First embodiment)

도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다. 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 예컨대 에칭, 성막, 클리닝 등의 처리가 실행되는 처리 장치(예컨대 챔버)를 제어하는 기판 처리 장치에 의해 실행된다. 1 is a flowchart showing an example of a flow of a substrate processing method according to a first embodiment. The substrate processing method according to the first embodiment is executed by a substrate processing apparatus that controls a processing apparatus (eg, a chamber) in which processes such as etching, film formation, and cleaning are performed.

우선, 기판 처리 장치는 기판(예컨대 실리콘으로 형성된 반도체 기판)에 대하여 연속하여 실행되는 하나 이상의 처리를 선택한다(단계 S11). 이어서, 기판 처리 장치는 선택한 처리를 처리 장치에 실행시킨다(단계 S12). 실행이 완료되면 처리는 종료한다. First, the substrate processing apparatus selects one or more processes that are successively executed on a substrate (eg, a semiconductor substrate made of silicon) (step S11). Subsequently, the substrate processing apparatus causes the processing apparatus to execute the selected process (step S12). When execution is complete, the process ends.

여기서, 「처리」란, 기판에 대하여 실행하는 하나 이상의 처리를 포함한다. 하나 이상의 처리는, 예컨대 성막 처리, 에칭 처리, 세정 처리, 온도 조절 처리 등이다. 또한, 「처리」는 하나 이상의 처리의 실행 순서의 정보를 포함한다. Here, the "process" includes one or more processes performed on the substrate. The one or more treatments are, for example, film formation treatment, etching treatment, cleaning treatment, temperature control treatment, and the like. Further, the "process" includes information on the execution order of one or more processes.

도 2a∼도 2d는 각각 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의해 실행되는 처리예 1∼4의 흐름을 도시하는 흐름도이다. 2A to 2D are flowcharts each showing a flow of processing examples 1 to 4 executed by the substrate processing method according to the first embodiment.

도 2a에 도시하는 처리예 1은 CVD에 의한 성막 처리이다. 우선, 기판 처리 장치는 챔버 내에서 제1 반응종과 제2 반응종을 반응시켜 기판의 표면에 막을 형성한다(단계 SA1). 그리고, 기판 처리 장치는 처리를 종료한다. Process Example 1 shown in Fig. 2A is a film forming process by CVD. First, the substrate processing apparatus forms a film on the surface of the substrate by reacting the first reactive species and the second reactive species in the chamber (step SA1). Then, the substrate processing apparatus ends the processing.

도 2b에 도시하는 처리예 2는 ALD(후술하는 「믹스 모드」를 포함한다.)에 의한 성막 처리이다. 처리예 2의 처리는 공정 a)와 공정 b)를 포함한다. 공정 a)에 있어서, 기판 처리 장치는, 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 제1 반응종을 기판의 표면에 흡착시킨다(단계 SB1). 이어서, 공정 b)에 있어서, 기판 처리 장치는, 챔버 내에서, 기판을 제2 반응종으로 형성한 플라즈마에 노출되게 하여, 기판의 표면에 막을 형성한다(단계 SB2). 기판 처리 장치는 소정수의 사이클을 실행했는지 여부를 판정한다(단계 SB3). 소정수의 사이클을 실행하지 않았다고 판정한 경우(단계 SB3, No), 기판 처리 장치는 단계 SB1로 되돌아가 처리를 반복한다. 다른 한편, 소정수의 사이클을 실행했다고 판정한 경우(단계 SB3, Yes), 기판 처리 장치는 처리를 종료한다. Process example 2 shown in FIG. 2B is a film forming process by ALD (including "mix mode" to be described later). The treatment of treatment example 2 includes step a) and step b). In step a), the substrate processing apparatus exposes the substrate having a patterned surface thereon to the first reactive species in the chamber, and adsorbs the first reactive species to the surface of the substrate (step SB1). Subsequently, in step b), the substrate processing apparatus causes the substrate to be exposed to plasma formed of the second reactive species in the chamber to form a film on the surface of the substrate (step SB2). The substrate processing apparatus determines whether or not a predetermined number of cycles have been executed (step SB3). When it is determined that the predetermined number of cycles have not been executed (step SB3, No), the substrate processing apparatus returns to step SB1 and repeats the process. On the other hand, when it is determined that a predetermined number of cycles have been executed (step SB3, Yes), the substrate processing apparatus ends the processing.

또한, 도 2b에 도시하는 것과 같이, 공정 a는, 제1 반응종을 기판에 흡착시키는 공정 a1과, 챔버로부터 제1 반응종의 적어도 일부를 퍼지하는 공정 a2를 포함하여도 좋다. 마찬가지로 공정 b는, 제2 반응종을 챔버에 도입하여 플라즈마를 형성하여 성막하는 공정 b1과, 챔버로부터 제2 반응종의 적어도 일부를 퍼지하는 공정 b2를 포함하여도 좋다. Further, as shown in Fig. 2B, the step a may include a step a1 of adsorbing the first reactive species to the substrate, and a step a2 of purging at least a part of the first reactive species from the chamber. Similarly, the step b may include a step b1 of introducing a second reactive species into the chamber to form a plasma to form a film, and a step b2 of purging at least a part of the second reactive species from the chamber.

도 2c에 도시하는 처리예 3은 에칭 처리이다. 우선, 기판 처리 장치는 에칭을 실행한다(단계 SC1). 그리고, 기판 처리 장치는 처리를 종료한다. Process example 3 shown in FIG. 2C is an etching process. First, the substrate processing apparatus performs etching (step SC1). Then, the substrate processing apparatus ends the processing.

도 2d에 도시하는 처리예 4는 다른 조건의 성막 처리와 에칭을 조합한 처리이다. 처리예 4는 처리예 1과 처리예 2와 처리예 3의 처리를 순서대로 실행하는 처리이다. 기판 처리 장치는 우선 처리예 1을 실행한다(단계 SD1). 이어서 기판 처리 장치는 처리예 2를 실행한다(단계 SD2). 계속해서 기판 처리 장치는 처리예 3을 실행한다(단계 SD3). 그리고 기판 처리 장치는 처리를 종료한다. Process example 4 shown in FIG. 2D is a process in which a film forming process and etching under different conditions are combined. Process Example 4 is a process in which the processes of Process Example 1, Process Example 2, and Process Example 3 are sequentially executed. The substrate processing apparatus first performs processing example 1 (step SD1). Subsequently, the substrate processing apparatus executes Process Example 2 (step SD2). Subsequently, the substrate processing apparatus executes processing example 3 (step SD3). Then, the substrate processing apparatus ends the processing.

또한, 「처리」는 각 처리의 처리 조건 정보를 포함한다. 처리 조건 정보는 예컨대 챔버 내부 압력, 플라즈마 생성을 위해 인가하는 고주파(Radio Frequency)의 주파수 및 전력, 가스의 종류 및 유량, 처리 시간, 챔버 각 부의 온도 등을 포함한다. 또한, 「처리」는 각 처리를 실행하는 횟수 및 복수의 처리를 미리 정해진 순서로 반복하는 횟수의 정보를 포함한다. 예컨대 도 2a∼도 2d에 도시하는 처리예 2에 있어서 복수 사이클을 실행하는 경우, 각 사이클에 다른 처리 조건을 설정할 수 있다. 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서 실행하는 「처리」는, 예컨대 기판에 형성된 고저차를 갖는 패턴에 대하여, 다른 커버리지에서의 성막을 실현하는 하나 이상의 처리를 포함한다. In addition, "process" includes processing condition information of each processing. The processing condition information includes, for example, the pressure inside the chamber, the frequency and power of a radio frequency applied to generate plasma, the type and flow rate of gas, the processing time, the temperature of each part of the chamber, and the like. Further, the "process" includes information on the number of times each process is executed and the number of times a plurality of processes are repeated in a predetermined order. For example, in the case of executing a plurality of cycles in the processing example 2 shown in Figs. 2A to 2D, different processing conditions can be set for each cycle. The "process" performed in the substrate processing method according to the first embodiment includes, for example, one or more processes for realizing film formation in different coverages for a pattern having a height difference formed on a substrate.

여기서, 「커버리지」란, 기판 상에 형성된 고저차를 갖는 패턴의 상부에 형성되는 막과 하부에 형성되는 막의 비를 의미한다. 커버리지는, 예컨대 기판에 형성된 홀의 내주 상부에 형성되는 막의 막 두께와 하부에 형성되는 막의 막 두께의 비를 의미한다. 또한. 예컨대 커버리지는, 기판 표면과 기판에 형성된 홀의 바닥면에 형성되는 막의 막 두께의 비를 의미한다. 예컨대 CVD를 이용한 성막 처리에서는 주로 패턴의 상부에 성막된다. 이에 대하여, ALD를 이용한 성막 처리에서는 패턴의 고저차에 상관없이 기판의 표면에 한결같이 성막된다. 이와 같이 커버리지는 성막 처리의 수법에 따라서 변화된다. Here, "coverage" refers to a ratio of a film formed on the upper side of the pattern formed on the substrate and the film formed on the lower side of the pattern having an elevation difference. Coverage means, for example, a ratio of a film thickness of a film formed on an inner circumference of a hole formed in a substrate and a film thickness of a film formed below it. Also. For example, coverage refers to the ratio of the film thickness of a film formed on the surface of the substrate and the bottom surface of a hole formed in the substrate. For example, in the film forming process using CVD, the film is mainly formed on the upper part of the pattern. In contrast, in the film-forming process using ALD, the film is uniformly formed on the surface of the substrate regardless of the difference in height of the pattern. In this way, the coverage changes according to the method of the film forming process.

도 3a은 성막 수법과 커버리지의 관계에 관해서 설명하기 위한 도면이다. 도 3a의 그래프의 횡축은 기판 상에 형성된 패턴, 예컨대 홀 내의 세로 방향 위치(여기서는 어스펙트비라고도 부른다.)를 나타낸다. 또한, 종축은 패턴 상에 형성되는 막의 막 두께를 나타낸다. 예컨대 (1)은 저어스펙트비의 위치 즉 패턴의 상부에 형성되는 막의 막 두께가 크고, 고어스펙트비의 위치 즉 패턴의 하부에 막이 형성되어 있지 않은 상태를 나타낸다. 또한, (2)∼(4)는 패턴의 상부에서부터 하부에 걸쳐서 서서히 형성되는 막의 막 두께가 감소해 가는 상태를 나타낸다. 또한, (5)는 패턴의 상부에서부터 하부에 걸쳐서 형성되는 막의 막 두께가 대략 균일한 상태를 나타낸다. 3A is a diagram for explaining a relationship between a film formation method and coverage. The horizontal axis of the graph of FIG. 3A represents a pattern formed on a substrate, for example, a vertical position within a hole (also referred to as an aspect ratio herein). In addition, the vertical axis represents the film thickness of the film formed on the pattern. For example, (1) denotes a position of a low aspect ratio, that is, a state in which the film thickness of a film formed on the upper portion of the pattern is large, and a position of a high aspect ratio, that is, a state in which no film is formed under the pattern. Further, (2) to (4) indicate a state in which the film thickness of the film gradually formed from the top to the bottom of the pattern decreases. Further, (5) represents a state in which the film thickness of the film formed from the top to the bottom of the pattern is substantially uniform.

도 3b은 도 3(a)의 (1)∼(5)에 대응하는 패턴의 개략 종단면도이다. 도 3b의 (1)은 패턴(P)의 꼭대기부(Top)에만 막(F)을 형성한 상태이다. 도 3b의 (2)∼(4)는 패턴(P)의 꼭대기부(Top)에서부터 측벽(SW) 상부, 측벽(SW) 하부에 걸쳐서 성막량이 서서히 변화되고 있는 상태이다. 도 3b의 (5)는 패턴(P)의 꼭대기부(Top), 측벽(SW) 상부, 측벽(SW) 하부, 바닥부(BT)의 어디에서나 대략 균일한 두께의 막(F)이 형성된 상태이다. 도 3b의 (1)∼(5)는 각각 도 3(a)의 (1)∼(5)에 대략 대응한다. Fig. 3B is a schematic longitudinal cross-sectional view of a pattern corresponding to (1) to (5) in Fig. 3(a). In (1) of FIG. 3B, the film F is formed only on the top of the pattern P. In (2) to (4) of FIG. 3B, the film formation amount is gradually changing from the top of the pattern P to the upper side of the side wall SW and the lower side of the side wall SW. (5) of FIG. 3B shows a state in which a film F having an approximately uniform thickness is formed anywhere on the top of the pattern P, the upper side of the side wall SW, the lower side of the side wall SW, and the bottom part BT. to be. (1) to (5) of Fig. 3B roughly correspond to (1) to (5) of Fig. 3(a).

이어서, 도 3a 및 도 3b의 (1)∼(5)의 커버리지를 실현하기 위한 각 수법에 관해서 설명한다.Next, each method for realizing the coverage of FIGS. 3A and 3B (1) to (5) will be described.

도 4는 CVD에 관해서 설명하기 위한 도면이다. CVD에서는, 기판이 배치된 챔버 내에 서로 반응하여 막을 형성하는 성분을 포함하는 가스를 도입하여, 반응에 의해서 기판 상에 막을 형성한다. 도 4의 예에서는, 기판(Sub)(도 4의 (A))이 배치된 챔버에 가스 A와 가스 B가 동시에 도입된다. 도입된 가스 A 중의 반응종과 가스 B 중의 반응종이 반응하여, 기판(Sub) 상에 막을 형성한다(도 4의 (B)). 기상 상태에서 반응한 막의 성분이 위쪽에서부터 퇴적되기 때문에, 기판 상에 고저차를 갖는 패턴이 있는 경우, CVD에 의해 형성되는 막의 커버리지는 패턴의 상부에서 하부로 향해서 감소하는 상태가 된다. 4 is a diagram for explaining CVD. In CVD, a gas containing a component that reacts with each other to form a film is introduced into a chamber in which the substrate is disposed, and a film is formed on the substrate by reaction. In the example of Fig. 4, the gas A and the gas B are simultaneously introduced into the chamber in which the substrate Sub (Fig. 4A) is disposed. The reactive species in the introduced gas A and the reactive species in the gas B react to form a film on the substrate Sub (FIG. 4B). Since the components of the film reacted in the gas phase state are deposited from above, when there is a pattern having a height difference on the substrate, the coverage of the film formed by CVD decreases from the top to the bottom of the pattern.

도 5는 ALD에 관해서 설명하기 위한 도면이다. ALD에서는, 기판이 배치된 챔버 내에 제1 반응종과 제2 반응종을 순서대로 도입하여 성막한다. 도 5의 예에서는, 기판(Sub)(도 5의 (A))이 배치된 챔버에 우선 가스 A(제1 반응종)를 도입한다(도 5의 (B)). 가스 A 중의 분자는 기판(Sub)의 표면에 흡착한다(도 5의 (C)). 흡착하는 사이트가 없어지면 분자는 그 이상 기판(Sub) 상에 퇴적하지 않는다. 챔버 내에 잔류한 가스 A는 퍼지된다. 이어서, 가스 B(제2 반응종)를 챔버 내에 도입한다(도 5의 (D)). 이때 가스 B로부터 플라즈마를 생성하여 반응을 촉진하여도 좋다. 가스 B 중의 분자 또는 라디칼은 기판(Sub) 상에 흡착된 분자와 반응하여 막을 형성한다. 이때, 기판(Sub) 상의 가스 A의 분자 전부와 가스 B 중의 분자가 반응하여 버리면, 남은 가스 B 중의 분자는 기상 그대로 챔버 내에 체류한다. 그리고 체류한 가스 B는 퍼지된다(도 5의 (E)). 이와 같이, ALD에서는 흡착, 퍼지, 반응(예컨대 산화), 퍼지의 4개의 공정을 실행하여 막을 형성한다. ALD는 자기제어적으로 성막을 실현하기 때문에, ALD에 의해 형성되는 막의 커버리지는 패턴 상부에서부터 하부에 걸쳐 대략 일정한 막 두께가 된다. 5 is a diagram for explaining ALD. In ALD, a first reactive species and a second reactive species are sequentially introduced into a chamber in which the substrate is disposed to form a film. In the example of Fig. 5, the gas A (first reactive species) is first introduced into the chamber in which the substrate Sub (Fig. 5A) is disposed (Fig. 5B). Molecules in gas A are adsorbed on the surface of the substrate Sub (FIG. 5C). When the adsorption site disappears, the molecules do not deposit on the substrate Sub any more. The gas A remaining in the chamber is purged. Next, gas B (second reactive species) is introduced into the chamber (Fig. 5(D)). At this time, plasma may be generated from the gas B to promote the reaction. Molecules or radicals in gas B react with molecules adsorbed on the substrate Sub to form a film. At this time, when all of the molecules of gas A on the substrate Sub react with the molecules of gas B, the molecules of the remaining gas B remain in the chamber as they are in the gas phase. And the remaining gas B is purged (Fig. 5(E)). In this way, in ALD, a film is formed by performing four steps of adsorption, purge, reaction (eg, oxidation), and purge. Since ALD realizes film formation in a self-controlled manner, the coverage of the film formed by ALD becomes a substantially constant film thickness from the top to the bottom of the pattern.

도 6은 제1 실시형태에 있어서의 믹스 모드에 관해서 설명하기 위한 도면이다. 제1 실시형태에 있어서의 「믹스 모드」란, ALD와 같은 식의 처리의 흐름을 이용하면서, CVD와 마찬가지로 제1 반응종 A와 제2 반응종 B의 기상 상태에서의 반응을 생기게 하는, 말하자면 ALD와 CVD를 혼합한 성막 수법이다. 6 is a diagram for explaining a mixing mode in the first embodiment. The ``mix mode'' in the first embodiment means that the reaction of the first reactive species A and the second reactive species B in the gas phase state is generated similarly to CVD while using the flow of processing in the same manner as in ALD, so to speak. This is a film-forming method in which ALD and CVD are mixed.

도 6의 예에서는, 우선 기판(Sub)(도 6의 (A))이 배치된 챔버 내에 가스 A(제1 반응종)를 도입한다. 도입된 가스 A 중의 분자는 기판(Sub) 상에 흡착한다(도 6의 (B)). 믹스 모드에 있어서는, 분자가 기판(Sub)에 흡착한 후, 챔버로부터 가스 A를 완전히 퍼지하지 않는다(도 6의 (C)). 그리고, 챔버 내에 가스 A가 잔존한 상태 그대로 가스 B(제2 반응종)를 챔버 내에 도입한다(도 6의 (D)). 가스 B 중의 분자는, 기판(Sub) 상에 흡착된 가스 A의 분자와 반응하는 동시에 챔버 내에 기상으로 존재하는 가스 A의 분자와도 반응하여 막을 형성한다. 이 때문에, ALD의 자기제어적인 성막에 더하여 CVD와 같은 커버리지를 가진 막이 형성된다(도 6의 (E)). 또한, 가스 A는 예컨대 실리콘 함유 가스이다. 또한, 가스 B는 예컨대 산소 함유 가스이다. 이 밖에, 가스 A로서는 예컨대 탄소 함유 가스 등을 사용할 수 있다. 또한, 가스 B로서는 예컨대 질소 함유 가스 등을 사용할 수 있다. In the example of Fig. 6, first, a gas A (first reactive species) is introduced into a chamber in which the substrate Sub (Fig. 6A) is disposed. Molecules in the introduced gas A are adsorbed onto the substrate Sub (FIG. 6B). In the mixed mode, after the molecules are adsorbed on the substrate Sub, gas A is not completely purged from the chamber (FIG. 6C). Then, the gas B (second reactive species) is introduced into the chamber as the gas A remains in the chamber (Fig. 6(D)). The molecules in the gas B react with the molecules of the gas A adsorbed on the substrate Sub and also react with the molecules of the gas A present in the gas phase in the chamber to form a film. For this reason, in addition to the self-controlling film formation of ALD, a film having coverage such as CVD is formed (Fig. 6(E)). In addition, gas A is, for example, a silicon-containing gas. In addition, gas B is, for example, an oxygen-containing gas. In addition, as the gas A, for example, a carbon-containing gas or the like can be used. Further, as the gas B, for example, a nitrogen-containing gas or the like can be used.

믹스 모드에 의한 성막에서는, 제2 반응종을 챔버에 도입할 때에 챔버 내에 잔존하는 제1 반응종의 양(이하, 체류량이라고도 부른다.)을 조정함으로써 커버리지를 바꿀 수 있다. 믹스 모드에 있어서의 커버리지는 이하의 처리 조건에 의해 조정할 수 있다. In the film formation in the mixed mode, coverage can be changed by adjusting the amount of the first reactive species remaining in the chamber (hereinafter, also referred to as the retention amount) when introducing the second reactive species into the chamber. The coverage in the mixed mode can be adjusted according to the following processing conditions.

(1) 제1 반응종의 퍼지 공정(도 6의 공정(C))의 처리 시간(1) Treatment time of the purge step of the first reactive species (step (C) in Fig. 6)

(2) 제1 반응종의 퍼지 공정에 있어서의 챔버 내의 압력(2) Pressure in the chamber in the purge process of the first reactive species

(3) 제1 반응종의 퍼지 공정에서 이용하는 퍼지 가스의 유량(3) Flow rate of purge gas used in the purge process of the first reactive species

(4) 제1 반응종의 희석도(도 6의 공정(B))(4) Degree of dilution of the first reactive species (step (B) in Fig. 6)

여기서, 챔버 내의 가스를 치환하기 위해서 필요한 시간(이하, 레지던스 타임이라고도 부른다.)은 이하의 식 (1)로 나타낼 수 있다.Here, the time required to replace the gas in the chamber (hereinafter, also referred to as residence time) can be expressed by the following equation (1).

T=(P×V)/(Q)···(1)T=(P×V)/(Q)...(1)

식 중, T는 레지던스 타임(초), 즉 가스가 처리 공간(챔버) 내에 체류하는 시간을 나타낸다. P는 처리 공간 내의 압력(Torr)을 나타낸다. V는 처리 공간의 용적(리터)을 나타낸다. Q는 가스의 유량(sccm)을 나타낸다. 식 (1)로부터 알 수 있는 것과 같이, 레지던스 타임(T)은, 처리 공간의 용적과 처리 공간의 압력에 비례하고, 가스의 유량에 반비례한다. 따라서, 처리 공간의 용적이 크고 압력이 높을수록 레지던스 타임은 길어지고, 가스의 유량이 많을수록 레지던스 타임은 짧아진다. In the formula, T represents the residence time (seconds), that is, the time the gas stays in the processing space (chamber). P represents the pressure (Torr) in the processing space. V represents the volume (liter) of the processing space. Q represents the flow rate (sccm) of the gas. As can be seen from equation (1), the residence time T is proportional to the volume of the processing space and the pressure of the processing space, and is inversely proportional to the flow rate of the gas. Accordingly, the larger the volume of the processing space and the higher the pressure, the longer the residence time, and the higher the flow rate of gas, the shorter the residence time.

따라서, 제2 반응종을 챔버에 도입할 때에 챔버 내에 잔존하는 제1 반응종의 양은, 처리 조건을 이하와 같이 조정함으로써 증가시킬 수 있다. Therefore, when introducing the second reactive species into the chamber, the amount of the first reactive species remaining in the chamber can be increased by adjusting the processing conditions as follows.

(1) 제1 반응종의 퍼지 공정의 처리 시간을 짧게 한다(예컨대 레지던스 타임보다도 짧게 한다). (1) The processing time of the purge step of the first reactive species is shortened (for example, shorter than the residence time).

(2) 제1 반응종의 퍼지 공정에 있어서의 챔버 내의 압력을 높게 한다. (2) The pressure in the chamber in the purge step of the first reactive species is increased.

(3) 제1 반응종의 퍼지 공정에서 이용하는 퍼지 가스의 유량을 적게 한다. (3) The flow rate of the purge gas used in the purge step of the first reactive species is decreased.

또한, 제1 반응종의 퍼지 공정에 있어서의 처리 조건을 바꾸지 않는 경우는, 제1 반응종의 희석도(상기 처리 조건(4))를 많게 하여 기판에 흡착하지 않고 체류하는 반응 분자의 양을 늘림에 의해서도 제1 반응종의 체류량을 증가시킬 수 있다. 또한, 퍼지 공정을 두지 않음으로써 제1 반응종의 체류량을 유지할 수도 있다. In addition, when the treatment conditions in the purge step of the first reactive species are not changed, the dilution degree of the first reactive species (the treatment condition (4)) is increased to reduce the amount of reactive molecules remaining without being adsorbed on the substrate. It is also possible to increase the retention amount of the first reactive species by increasing it. In addition, by not providing a purge step, it is also possible to maintain the amount of retention of the first reactive species.

이와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에서는, 다른 커버리지를 실현하는 성막 처리를 조합함으로써 연속적인 커버리지 제어를 실현한다. As described above, in the substrate processing method according to the first embodiment, continuous coverage control is realized by combining film forming processes for realizing different coverage.

(기판 처리 장치의 구성의 일례)(Example of the configuration of the substrate processing device)

도 7은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 기판 처리 장치(100)는 예컨대 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 정보 처리 장치로 구성할 수 있다. 기판 처리 장치(100)는 네트워크(NW)를 통해 처리 장치(200)와 접속된다. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment. The substrate processing apparatus 100 can be constituted by an information processing apparatus such as a personal computer (PC), for example. The substrate processing apparatus 100 is connected to the processing apparatus 200 through a network NW.

네트워크(NW)는, 예컨대 인터넷, 인트라넷, 로컬 에리어 네트워크, 광역 네트워크 또는 이들의 조합이라도 좋다. 또한, 네트워크(NW)는 유선 네트워크, 무선 네트워크 또는 그 조합이라도 좋다. The network NW may be, for example, the Internet, an intranet, a local area network, a wide area network, or a combination thereof. Further, the network NW may be a wired network, a wireless network, or a combination thereof.

처리 장치(200)는, 기판에 대한 처리가 실행되는 처리 공간(챔버)을 구비하여 기판의 처리를 실행한다. 처리 장치(200)의 상세한 것은 후술한다. 단, 처리 장치(200)의 구성 및 종류는 특별히 한정되지 않는다. 처리 장치(200)는 예컨대 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma), 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma), 마이크로파 플라즈마 등 임의의 플라즈마원을 이용한 플라즈마 처리 장치라도 좋다. 처리 장치(200)는 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition), 화학 기상 성장(CVD: Chemical Vapor Deposition) 등의 성막 처리, 에칭 처리 등을 실행한다. 처리 장치(200)는 기판에 대한 처리에 있어서 플라즈마를 사용하는 장치라도 플라즈마를 사용하지 않는 장치라도 좋다. The processing apparatus 200 includes a processing space (chamber) in which processing is performed on the substrate, and performs processing of the substrate. Details of the processing device 200 will be described later. However, the configuration and type of the processing device 200 are not particularly limited. The processing apparatus 200 may be, for example, a plasma processing apparatus using an arbitrary plasma source such as a capacitively coupled plasma (CCP), an inductively coupled plasma (ICP), or a microwave plasma. The processing apparatus 200 performs a film forming process such as Atomic Layer Deposition (ALD) and Chemical Vapor Deposition (CVD), an etching process, and the like. The processing apparatus 200 may be a device that uses plasma or does not use plasma for processing a substrate.

기판 처리 장치(100)는 기억부(110)와 제어부(120)와 입력부(130)와 출력부(140)와 통신부(150)를 구비한다. The substrate processing apparatus 100 includes a storage unit 110, a control unit 120, an input unit 130, an output unit 140, and a communication unit 150.

기억부(110)는, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 처리에 사용되는 정보 및 처리 결과 생성되는 정보를 기억한다. 기억부(110)는 예컨대 플래시 메모리(flash memory), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 하드디스크, 광학 기억 장치 등을 포함한다. The storage unit 110 stores information used for processing in the substrate processing apparatus 100 and information generated as a result of the processing. The storage unit 110 includes, for example, a flash memory, a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a hard disk, an optical memory device, and the like.

제어부(120)는 기판 처리 장치(100)의 동작 및 기능을 제어한다. 제어부(120)는 예컨대 집적 회로 또는 전자 회로이다. 제어부(120)는 예컨대 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit) 등을 포함한다. The controller 120 controls operations and functions of the substrate processing apparatus 100. The control unit 120 is, for example, an integrated circuit or an electronic circuit. The control unit 120 includes, for example, a central processing unit (CPU), a micro processing unit (MPU), and the like.

입력부(130)는 기판 처리 장치(100)에의 외부로부터의 정보의 입력을 받는다. 입력부(130)는 예컨대 터치패널, 마우스, 키보드, 마이크로폰 및 이들의 주변 회로를 포함한다. The input unit 130 receives input of information from the outside to the substrate processing apparatus 100. The input unit 130 includes, for example, a touch panel, a mouse, a keyboard, a microphone, and peripheral circuits thereof.

출력부(140)는 기판 처리 장치(100)로부터 정보를 출력한다. 출력부(140)는 예컨대 스크린, 스피커, 프린터 및 이들의 주변 회로를 포함한다. The output unit 140 outputs information from the substrate processing apparatus 100. The output unit 140 includes, for example, a screen, a speaker, a printer, and peripheral circuits thereof.

통신부(150)는 네트워크(NW)를 통한 다른 장치와의 통신을 실현한다. 통신부(150)는 예컨대 모뎀, 포트, 라우터, 스위치를 포함한다. The communication unit 150 realizes communication with other devices through a network NW. The communication unit 150 includes, for example, a modem, a port, a router, and a switch.

(기억부(110)에 기억되는 정보)(Information stored in the memory unit 110)

기억부(110)는 처리 조건 기억부(111)와 처리 기억부(112)를 포함한다. The storage unit 110 includes a processing condition storage unit 111 and a processing storage unit 112.

처리 조건 기억부(111)는, 처리 장치(200)에 있어서 실행하는 기판에 대한 처리, 예컨대 성막, 에칭 등의 처리의 처리 조건을 기억한다. The processing condition storage unit 111 stores processing conditions for processing of a substrate performed by the processing apparatus 200, such as film formation and etching.

도 8은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 기억되는 처리 조건의 일례에 관해서 설명하기 위한 도면이다. 처리 조건은 예컨대 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 각 성막 처리의 처리 조건이다. 처리 조건은, 예컨대 CVD라면, 챔버 내부 압력, 플라즈마 생성 시에 인가하는 고주파(HP)의 주파수 및 전력, 챔버에 도입하는 가스의 종류, 가스의 유량(비) 등을 포함한다. 처리 조건은 또한 처리 시간, 챔버 각 부의 설정 온도를 포함한다. 또한, 처리 조건은 ALD 및 믹스 모드의 경우, 제1 반응종의 흡착 공정(공정 a1), 제1 반응종의 퍼지 공정(공정 a2), 제2 반응종의 반응 공정(공정 b1) 및 제2 반응종의 퍼지 공정(공정 b2) 각각에 관해서 설정하여도 좋다. (공정 a1), (공정 a2), (공정 b1) 및 (공정 b2)는 도 2b에 도시되어 있다. 8 is a diagram for describing an example of processing conditions stored in the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment. The processing conditions are, for example, processing conditions for each film forming process described with reference to FIGS. 4 to 6. The processing conditions include, for example, CVD, the pressure inside the chamber, the frequency and power of a high frequency (HP) applied during plasma generation, the type of gas introduced into the chamber, the flow rate (ratio) of the gas, and the like. The processing conditions also include the processing time and the set temperature of each part of the chamber. In addition, in the case of ALD and the mixed mode, the treatment conditions are the adsorption process of the first reactive species (process a1), the purge process of the first reactive species (process a2), the reaction process of the second reactive species (process b1), and the second You may set about each of the purge steps (step b2) of the reactive species. (Step a1), (Step a2), (Step b1) and (Step b2) are shown in Fig. 2B.

도 8의 예에서는, 처리 조건은 「조건 ID(Identifier)」, 「스텝 번호」, 「압력」, 「고주파(HP)」, 「가스」, 「유량」, 「처리 시간」 및 「온도」를 포함한다. 「조건 ID」는 각 처리 조건을 일의적으로 특정하는 식별자이다. 「스텝 번호」는 하나의 처리가 복수의 공정을 포함하는 경우에 각 공정을 식별하는 번호이다. 「압력」은 상기 처리에 있어서의 챔버 내의 압력치이다. 「고주파(HP)」는 상기 처리에 있어서 챔버 내의 전극에 인가하는 고주파의 주파수 및 전력이다. 「가스」는 상기 처리에 있어서 챔버 내에 도입하는 가스를 특정하는 정보이다. 「유량」은 대응하는 가스의 유량이다. 「처리 시간」은 상기 처리의 시간을 나타낸다. 「온도」는 상기 처리를 실행할 때에 설정되는 챔버의 소정부의 온도이다. In the example of FIG. 8, the processing conditions include "condition ID (Identifier)", "step number", "pressure", "high frequency (HP)", "gas", "flow rate", "treatment time" and "temperature". Includes. The "condition ID" is an identifier that uniquely identifies each processing condition. The "step number" is a number for identifying each process when one process includes a plurality of processes. "Pressure" is the pressure value in the chamber in the said process. "High frequency (HP)" is a high frequency frequency and power applied to an electrode in the chamber in the above processing. "Gas" is information specifying the gas to be introduced into the chamber in the above processing. "Flow rate" is the flow rate of the corresponding gas. "Treatment time" represents the time of the above treatment. "Temperature" is the temperature of a predetermined portion of the chamber that is set when performing the above processing.

예컨대 도 8 중 「조건 ID: P100」으로 식별되는 처리 조건으로서 스텝 번호 「1」∼「4」가 기억되어 있다. 이것은, 조건 ID 「P100」으로 특정되는 처리 조건은 4개의 공정을 포함하는 것을 나타낸다. 또한, 「스텝 번호, 1」에 대응시켜, 「압력, XXmT」, 「가스, X/Y」, 「유량, R1/R2」, 「처리 시간, 2 sec」, 「온도, T1/T2/T3」이 기억되어 있다. 이것은, 조건 ID 「P100」의 처리 조건에 있어서, 스텝 번호 「1」로 특정되는 공정에서는, 챔버의 압력은 XXmT로 설정되는 것을 나타낸다. 또한, 상기 공정에서는, X 가스(여기서는 불특정 가스를 의미한다.)와 Y 가스를 R1 sccm 대 R2 sccm의 유량비로 챔버 내에 공급하는 것을 나타낸다. 또한, 상기 공정의 처리 시간은 2초임을 나타낸다. 또한, 상기 공정의 실행 중, 챔버 소정부의 온도는 섭씨 T1도, 섭씨 T2도, 섭씨 T3도로 설정되는 것을 나타낸다. For example, step numbers "1" to "4" are stored as processing conditions identified by "condition ID: P100" in FIG. 8. This indicates that the processing conditions specified by the condition ID "P100" include four steps. In addition, in correspondence with "step number, 1", "pressure, XXmT", "gas, X/Y", "flow rate, R1/R2", "treatment time, 2 sec", "temperature, T1/T2/T3 」Is remembered. This indicates that in the process condition of the condition ID "P100", in the step specified by the step number "1", the pressure in the chamber is set to XXmT. In addition, in the above process, it refers to supplying X gas (here, it means an unspecified gas) and Y gas into the chamber at a flow rate ratio of R1 sccm to R2 sccm. In addition, it indicates that the treatment time of the above process is 2 seconds. In addition, during the execution of the above process, the temperature of the predetermined portion of the chamber is set to T1 degrees Celsius, T2 degrees Celsius, and T3 degrees Celsius.

또한, 도 8 중 조건 ID 「P100」으로 나타내는 처리 조건은 ALD에 대응한다. 조건 ID 「P100」의 처리 조건 중, 스텝 번호 「1」은 흡착 공정(공정 a1)의 처리 조건이고, 스텝 번호 「2」는 흡착 공정 후의 퍼지 공정(공정 a2)의 처리 조건이다. 또한, 스텝 번호 「3」은 반응 공정(공정 b1)의 처리 조건이고, 스텝 번호 「4」는 반응 공정 후의 퍼지 공정(공정 b2)의 처리 조건이다. 또한, 도 8 중 조건 ID 「P200」으로 나타내는 처리 조건은 CVD(도 2a, 단계 SA1 참조)에 대응한다. 조건 ID 「P200」의 처리는 공정이 하나이기 때문에, 스텝 번호 「1」의 처리 조건만이 기억되어 있다. 또한, 도 8 중, 조건 ID 「P301」∼「P303」으로 나타내는 처리 조건은 믹스 모드에 대응한다. 조건 ID 「P301」∼「P303」의 처리 조건은 조건 ID 「P100」의 처리 조건과 거의 동일하지만, 스텝 번호 「2」의 「처리 시간」이 다르다. 이것은, 조건 ID 「P301」∼「P303」의 처리 조건은 믹스 모드를 실현하기 위해서 퍼지 공정(공정 a2)의 처리 시간을 짧게 설정하고 있기 때문이다. In addition, the processing conditions indicated by condition ID "P100" in Fig. 8 correspond to ALD. Among the processing conditions of the condition ID "P100", the step number "1" is the processing condition of the adsorption step (step a1), and the step number "2" is the processing condition of the purge step (step a2) after the adsorption step. In addition, step number "3" is a processing condition of a reaction process (process b1), and step number "4" is a processing condition of a purge process (process b2) after a reaction process. In addition, the processing conditions indicated by condition ID "P200" in Fig. 8 correspond to CVD (refer to Fig. 2A, step SA1). Since the processing of the condition ID "P200" is one step, only the processing conditions of the step number "1" are stored. In addition, in Fig. 8, the processing conditions indicated by condition IDs "P301" to "P303" correspond to the mixed mode. The processing conditions of the condition IDs "P301" to "P303" are almost the same as the processing conditions of the condition ID "P100", but the "processing time" of the step number "2" is different. This is because the processing conditions of the condition IDs "P301" to "P303" shorten the processing time of the purge step (step a2) in order to realize the mixing mode.

처리 기억부(112)는 처리 조건 기억부(111)에 기억되는 처리 조건의 조합인 처리를 기억한다. The processing storage unit 112 stores processing, which is a combination of processing conditions stored in the processing condition storage unit 111.

도 9는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 기억되는 처리의 일례에 관해서 설명하기 위한 도면이다. 도 9의 예에서는, 처리는 「처리 ID」, 「사이클수」, 「조건 ID/순서」를 포함한다. 「처리 ID」는 처리를 일의적으로 특정하는 식별자이다. 「사이클수」는 상기 처리에 있어서 대응하는 처리 조건에 기초하여 처리를 실행하는 횟수이다. 「조건 ID/순서」는 상기 처리에 있어서 실행하는 처리의 처리 조건과 복수의 처리를 실행하는 경우에 상기 처리를 실행하는 순서이다. 또한, 「조건 ID/순서」는 조건 ID와 순서가 아니라 처리 ID와 순서의 정보라도 좋다. 9 is a diagram for describing an example of a process stored in the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment. In the example of Fig. 9, the process includes "process ID", "number of cycles", and "condition ID/sequence". The "process ID" is an identifier that uniquely identifies the process. The "number of cycles" is the number of times the processing is executed based on the corresponding processing condition in the processing. The "condition ID/procedure" is a processing condition of the processing to be executed in the processing and a sequence of executing the processing when a plurality of processing is executed. In addition, the "condition ID/order" may not be a condition ID and a sequence, but may be information about a process ID and a sequence.

예컨대 도 9의 예에서는, 「처리 ID, S001」에 대응시켜 「사이클수, 1」, 「조건 ID/순서, P200」이 기억된다. 이것은, 처리 ID 「S001」로 특정되는 처리에 있어서는, 조건 ID 「P200」으로 특정되는 처리 조건에 기초한 처리를 한 번 실행하는 것을 나타낸다. 조건 ID 「P200」으로 특정되는 처리 조건은 처리 조건 기억부(111)에 기억되어 있다. 즉, 조건 ID 「P200」의 처리 조건은 챔버 압력 「XXmT」, 고주파(HP) 「Z1MHz/Z2W」, 가스 「X/Y」, 유량, 「R1/R2」이다. 또한, 처리 시간 「10 sec」, 온도 「T1/T2/T3」이다. For example, in the example of Fig. 9, "number of cycles, 1" and "condition ID/order, P200" are stored in correspondence with "process ID, S001". This indicates that in the process specified by the process ID "S001", the process based on the process condition specified by the condition ID "P200" is executed once. The processing conditions specified by the condition ID "P200" are stored in the processing condition storage unit 111. That is, the processing conditions of condition ID "P200" are chamber pressure "XXmT", high frequency (HP) "Z1MHz/Z2W", gas "X/Y", flow rate, and "R1/R2". In addition, it is a processing time "10 sec" and a temperature "T1/T2/T3".

또한 예컨대 도 9의 예에서는, 처리 ID 「S500」에 대응시켜 「사이클수, 5」, 「조건 ID/순서, S001⇒S003⇒S100」이 기억되어 있다. 이것은, 처리 ID 「S500」으로 특정되는 처리는, 처리 ID 「S001」, 「S003」, 「S100」 각각에 의해 특정되는 처리를 이 순서로 실행하는 것을 나타낸다. 또한, 3개의 처리를 순차 5회 반복하여 실행하는 것을 나타낸다. 처리 ID 「S001」로 특정되는 처리는 CVD, 처리 ID 「S003」로 특정되는 처리는 믹스 모드이다(도 8 참조). 처리 ID 「S100」으로 특정되는 처리가 에칭인 경우, 처리 ID 「S500」은 CVD, ALD, 에칭을 계속하여 5회 반복 실행하는 것을 의미한다. In addition, in the example of FIG. 9, for example, "the number of cycles, 5" and "condition ID/order, S001⇒S003⇒S100" are stored in correspondence with the process ID "S500". This indicates that the processing specified by the processing ID "S500" is to execute the processing specified by each of the processing IDs "S001", "S003", and "S100" in this order. In addition, it shows that the three processes are sequentially repeated 5 times. The process specified by the process ID "S001" is CVD, and the process specified by the process ID "S003" is in the mixed mode (see Fig. 8). When the process specified by the process ID "S100" is etching, the process ID "S500" means that CVD, ALD, and etching are continued and repeatedly executed five times.

(제어부(120)의 구성 및 기능)(Configuration and function of the control unit 120)

도 7로 되돌아가, 제어부(120)의 구성 및 기능에 관해서 설명한다. 제어부(120)는 선택부(121)와 지시부(122)를 포함한다. Returning to Fig. 7, the configuration and function of the control unit 120 will be described. The control unit 120 includes a selection unit 121 and an instruction unit 122.

선택부(121)는 입력부(130) 또는 통신부(150)를 통해 입력되는 지시를 수신한다. 그리고, 선택부(121)는 수신한 지시에 대응하는 하나 이상의 처리를 기억부(110)로부터 선택한다(도 1, 단계 S11). 선택부(121)는 선택한 처리를 지시부(122)에 건넨다. The selection unit 121 receives an instruction input through the input unit 130 or the communication unit 150. Then, the selection unit 121 selects one or more processes corresponding to the received instruction from the storage unit 110 (Fig. 1, step S11). The selection unit 121 passes the selected processing to the instruction unit 122.

지시부(122)는, 선택부(121)가 선택한 처리에 기초한 처리의 실행을 처리 장치(200)에 지시하여 실행하게 한다(도 1, 단계 S12). The instruction unit 122 instructs and causes the processing apparatus 200 to execute a process based on the process selected by the selection unit 121 (Fig. 1, step S12).

(실험예)(Experimental example)

도 10은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 기초한 처리의 실험 결과를 도시하는 도면이다. 도 10의 (A)는 처리 ID 「S001」(도 8, 도 9 참조)에 기초하여 CVD를 10초 동안 한번 실행한 경우에 얻어진 커버리지를 도시하고 있다. 도 10의 (B)는 처리 ID 「S002」(도 8, 도 9 참조)에 기초하여 믹스 모드에 있어서 퍼지 시간을 0.5초로 설정한 처리를 40회 실행한 경우에 얻어진 커버리지를 도시하고 있다. 도 10의 (C)는 처리 ID 「S003」(도 8, 도 9 참조)에 기초하여 믹스 모드에 있어서 퍼지 시간을 0.7초로 설정한 처리를 70회 실행한 경우에 얻어진 커버리지를 도시하고 있다. 도 10의 (D)는 처리 ID 「S004」(도 8, 도 9 참조)에 기초하여 믹스 모드에 있어서 퍼지 시간을 1초로 설정한 처리를 105회 실행한 경우에 얻어진 커버리지를 도시하고 있다. 도 10의 (E)는 처리 ID 「S005」(도 8, 도 9 참조)에 기초하여 ALD를 200회 실행한 경우에 얻어진 커버리지를 도시하고 있다. 10 is a diagram showing experimental results of processing based on the substrate processing method according to the first embodiment. Fig. 10A shows the coverage obtained when CVD is performed once for 10 seconds based on the process ID "S001" (refer to Figs. 8 and 9). Fig. 10B shows the coverage obtained when 40 times a process in which the purge time is set to 0.5 seconds in the mixed mode is executed based on the process ID "S002" (refer to Figs. 8 and 9). Fig. 10C shows the coverage obtained when a process in which the purge time is set to 0.7 seconds in the mixed mode is executed 70 times based on the process ID "S003" (refer to Figs. 8 and 9). Fig. 10D shows coverage obtained when a process in which the purge time is set to 1 second in the mixed mode is executed 105 times based on the process ID "S004" (refer to Figs. 8 and 9). Fig. 10E shows the coverage obtained when the ALD is executed 200 times based on the process ID "S005" (refer to Figs. 8 and 9).

또한, 조건 ID 「P301」, 「P302」, 「P303」, 「P100」의 각 처리 조건의 차이는 제1 반응종의 퍼지 시간의 길이뿐이다. 도 10의 (B)는 퍼지 시간이 0.5초, (C)는 0.7초, (D)는 1초, (E)는 10초로, (B) 부터 (E)에 걸쳐 서서히 퍼지 시간을 길게 하고 있다. 이 때문에, 제2 반응종(도 10의 예에서는 산소 함유 가스)가 챔버에 도입될 때의 제1 반응종(도 10의 예에서는 X 함유 가스)의 체류량은 (B)에서 (E)로 향하여 감소하고 있다. 이 때문에, (B)에서는 CVD 양태에서의 성막량이 가장 많고, (C)에서 (D)로 향하여 CVD 양태에서의 성막량은 감소하고 있다고 생각된다. 또한, (E)에서는 ALD 양태에서 성막이 이루어지고 있다고 생각된다. In addition, the difference between the processing conditions of the condition IDs "P301", "P302", "P303", and "P100" is only the length of the purge time of the first reactive species. In (B) of FIG. 10, the purge time is 0.5 seconds, (C) is 0.7 seconds, (D) is 1 second, (E) is 10 seconds, and the purge time is gradually increased from (B) to (E). . For this reason, when the second reactive species (oxygen-containing gas in the example of FIG. 10) is introduced into the chamber, the retention amount of the first reactive species (X-containing gas in the example of FIG. 10) goes from (B) to (E). Is decreasing. For this reason, in (B), the film-forming amount in the CVD mode is the largest, and it is considered that the film-forming amount in the CVD mode is decreasing from (C) to (D). In addition, in (E), it is considered that film formation is performed in the ALD mode.

도 10의 (A)의 예에서는, 막은 대략 패턴의 상부에 형성되고, 하부에는 거의 성막되어 있지 않다. 즉, 도 10의 (A)의 처리 조건에 있어서는 도 3b의 (1)에 상당하는 커버리지가 실현되고 있다. In the example of Fig. 10A, a film is formed substantially above the pattern, and almost no film is formed below it. That is, under the processing conditions of Fig. 10A, coverage equivalent to Fig. 3B(1) is realized.

도 10의 (B)의 예에서는, 패턴의 상부에서 하부로 향해서 서서히 막 두께가 감소하고, 패턴 하부의 성막은 거의 없다. 즉, 도 10의 (B)의 처리 조건에 있어서는 도 3b의 (2)에 대략 대응하는 커버리지가 실현되고 있다. In the example of Fig. 10B, the film thickness gradually decreases from the top to the bottom of the pattern, and there is almost no film formation under the pattern. That is, under the processing conditions of Fig. 10B, coverage substantially corresponding to Fig. 3B(2) is realized.

도 10의 (C)의 예에서는, 형성되는 막의 막 두께는 전체적으로 (B)보다도 증가하면서, (B)와 마찬가지로 상부에서 하부로 향하여 막 두께가 감소하고 있다. 즉, 도 10의 (C)는 대략 도 3b의 (3)에 대응하는 커버리지라고 말할 수 있다. In the example of Fig. 10C, the film thickness of the film to be formed is generally higher than that of (B), while the film thickness decreases from top to bottom like in (B). That is, it can be said that (C) of FIG. 10 is approximately the coverage corresponding to (3) of FIG. 3B.

도 10의 (D)의 예에서는, 형성되는 막의 막 두께는 (C)보다도 더욱 증가하여 패턴의 바닥부에도 성막이 인정된다. 도 10의 (D)는 대략 도 3b의 (4)에 대응하는 커버리지라고 말할 수있다. In the example of Fig. 10D, the film thickness of the formed film is further increased than that of (C), and the film formation is also recognized at the bottom of the pattern. It can be said that (D) of FIG. 10 is approximately the coverage corresponding to (4) of FIG. 3B.

도 10의 (E)의 예에서는, 형성되는 막의 막 두께는, 패턴 상부와 하부의 사이에서 차가 거의 없어지고, 대략 한결같은 성막이 실현되고 있다. 즉, 도 10의 (E)의 처리 조건에 있어서는 도 3b의 (5)에 상당하는 커버리지가 실현되고 있다. In the example of Fig. 10E, there is almost no difference in the thickness of the formed film between the upper and lower portions of the pattern, and substantially uniform film formation is realized. That is, under the processing conditions of Fig. 10E, coverage equivalent to Fig. 3B(5) is realized.

또한, 도 10의 그래프 중 「Depth」는 측벽에 형성된 막의 상단에서부터 하단까지의 거리(치수)를 의미한다. 즉, 「Depth」는 꼭대기부 및 바닥부를 포함하지 않는 치수이다(도 10 중, D1로 나타내는 치수에 상당). 또한, 「D/A」는 측벽에 형성된 막의 두께를 의미한다. In addition, in the graph of FIG. 10, "Depth" means the distance (dimension) from the top to the bottom of the film formed on the sidewall. In other words, "Depth" is a dimension that does not include the top portion and the bottom portion (corresponding to the dimension indicated by D1 in Fig. 10). In addition, "D/A" means the thickness of the film formed on the side wall.

도 11은 도 10에 도시하는 실험 결과를 정규화한 그래프이다. 도 11로부터 알 수 있는 것과 같이, (A)∼(E) 사이에서 서서히 커버리지가 변화되고, CVD와 ALD의 중간적인 성막 양태가 실현되고 있다. 이와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 커버리지를 연속적으로 변화시켜 원하는 커버리지의 성막을 실현할 수 있다. 11 is a graph obtained by normalizing the experimental results shown in FIG. 10. As can be seen from Fig. 11, the coverage gradually changes between (A) to (E), and an intermediate film formation mode between CVD and ALD is realized. In this way, according to the substrate processing method according to the first embodiment, it is possible to continuously change the coverage to realize a film formation of a desired coverage.

또한, ALD는 반드시 콘포멀(conformal)한 막을 형성하지 않아도 된다. 예컨대 제1 반응종의 흡착 위치를 패턴 상부에 한정하여 패턴 상부에만 성막하여도 좋다. 또한, 제2 반응종이 패턴 바닥부까지 퍼지기 전에 처리를 종료함으로써, 패턴 상부에만 성막하여도 좋다. 서브콘포멀한 ALD를 이용함으로써 커버리지를 더욱 유연하게 제어할 수 있다. In addition, ALD does not necessarily have to form a conformal film. For example, the adsorption position of the first reactive species may be limited to the upper portion of the pattern, and a film may be formed only on the upper portion of the pattern. Further, by ending the treatment before the second reactive paper spreads to the bottom of the pattern, a film may be formed only on the pattern upper portion. By using the sub-conformal ALD, the coverage can be controlled more flexibly.

(제1 실시형태의 효과)(Effect of the first embodiment)

상기한 것과 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 공정 a), 공정 b) 및 공정 c)를 포함한다. 공정 a)는, 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 제1 반응종을 기판의 표면에 흡착시키는 공정이다. 공정 b)는, 챔버 내에서, 기판을 제2 반응종으로 형성한 플라즈마에 노출되게 하여, 기판의 표면에 막을 형성하는 공정이다. 공정 c)는, 공정 a)와 공정 b)를 포함하는 처리를, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꿔 2회 이상 반복하는 공정이다. 이 때문에, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 연속적으로 제어할 수 있다. 예컨대 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량이 많을수록 패턴 상부에 형성되는 막의 두께가 패턴 하부에 형성되는 막의 두께보다도 두껍게 된다. 다른 한편, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량이 적을수록 패턴 상부에 형성되는 막의 두께와 패턴 하부에 형성되는 막의 두께가 가까워진다. 이 때문에, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량에 따라서, 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 연속적으로 제어할 수 있다. As described above, the substrate processing method according to the first embodiment includes a step a), a step b), and a step c). Step a) is a step in which a substrate having a pattern formed thereon is exposed to the first reactive species in the chamber, and the first reactive species is adsorbed onto the surface of the substrate. Step b) is a step of forming a film on the surface of the substrate by exposing the substrate to plasma formed of the second reactive species in the chamber. Step c) is a step in which the treatment including step a) and step b) is repeated two or more times by changing the retention amount of the first reactive species at the start of step b). For this reason, according to the substrate processing method according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be continuously controlled. For example, as the amount of retention of the first reactive species at the beginning of step b) increases, the thickness of the film formed on the pattern becomes thicker than the thickness of the film formed on the lower part of the pattern. On the other hand, as the amount of retention of the first reactive species at the start of step b) decreases, the thickness of the film formed on the upper part of the pattern and the thickness of the film formed under the pattern become closer. For this reason, according to the substrate processing method according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be continuously controlled according to the amount of retention of the first reactive species at the start of the step b).

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 공정 a)에 있어서, 챔버 내에 도입하는 제1 반응종의 양을 제어함으로써, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꾸더라도 좋다. 또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 공정 a)에 있어서, 챔버 내에 도입하는 제1 반응종의 희석도를 제어함으로써, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꾸더라도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 제1 반응종의 양이나 희석도의 조정에 의해서, 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 용이하게 제어할 수 있다. In addition, in the substrate processing method according to the first embodiment, in step a), by controlling the amount of the first reactive species introduced into the chamber, the retention amount of the first reactive species at the start of the step b) is changed. You can do it. In addition, in the substrate processing method according to the first embodiment, in step a), by controlling the dilution degree of the first reactive species introduced into the chamber, the retention amount of the first reactive species at the start of the step b) is reduced. You can change it. For this reason, according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be easily controlled by adjusting the amount of the first reactive species or the degree of dilution.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 공정 a)는, a1) 챔버 내에 제1 반응종을 도입하는 공정과, a2) 챔버로부터 제1 반응종의 적어도 일부를 퍼지하는 공정을 포함하여도 좋다. 그리고, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 공정 a2)에 있어서 퍼지하는 제1 반응종의 양을 제어함으로써, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꾸더라도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 또한 챔버 내의 제1 반응종의 양을 퍼지하는 공정에서 조정할 수 있다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 처리 조건의 간이한 조정에 의해서 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 연속적으로 제어할 수 있다. 또한, 제1 실시형태에 의하면, 퍼지 공정의 처리 조건을 바꿈으로써. ALD와 CVD의 중간적인 성막 양태를 용이하게 실현할 수 있다. In addition, in the substrate processing method according to the first embodiment, the step a) includes a1) a step of introducing a first reactive species into the chamber, and a2) a step of purging at least a part of the first reactive species from the chamber. Also good. Further, in the substrate processing method according to the first embodiment, the amount of retention of the first reactive species at the start of the step b) may be changed by controlling the amount of the first reactive species purged in the step a2). For this reason, according to the first embodiment, it is possible to further adjust the amount of the first reactive species in the chamber in the step of purging. For this reason, according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be continuously controlled by simple adjustment of the processing conditions. Further, according to the first embodiment, by changing the processing conditions of the purge step. An intermediate film formation mode between ALD and CVD can be easily realized.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 공정 a2)에 있어서 퍼지하는 제1 반응종의 양을, 챔버 내의 압력, 처리 시간, 퍼지 가스의 유량 중 적어도 하나를 바꿈으로써 변화시켜, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꾸더라도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 복수의 처리 조건에서 제어가 용이한 조건을 선택하여 조정함으로써, 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 제어할 수 있다. Further, in the substrate processing method according to the first embodiment, the amount of the first reactive species purged in the step a2) is changed by changing at least one of the pressure in the chamber, the processing time, and the flow rate of the purge gas, and the step b You may change the retention amount of the first reactive species at the start of ). For this reason, according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be controlled by selecting and adjusting conditions that are easy to control from a plurality of processing conditions.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 공정 a) 또는 공정 b)를, 기판 표면에서의 반응이 포화하기 전에 종료하여도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 서브콘포멀 ALD를 이용하여, 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 더욱 미세하게 조정할 수 있다. In addition, in the substrate processing method according to the first embodiment, step a) or step b) may be terminated before the reaction on the surface of the substrate is saturated. For this reason, in the substrate processing method according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be further finely adjusted by using subconformal ALD.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, d) 공정 c)의 실행 후에 공정 c)에 의해 형성된 막을 마스크(보호막)로 하여 기판을 에칭하는 공정을 더 포함하여도 좋다. 또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 공정 c)는, 패턴의 형상이 미리 정한 조건을 만족할 때까지 반복하여 실행하여도 좋다. 또한, e) 공정 c)와 공정 d)를 포함하는 처리를 2회 이상 반복하여 실행하는 공정을 포함하여도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 커버리지를 연속적으로 제어하여 마스크의 형상을 보정한 후에 에칭을 실행할 수 있다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 에칭 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 실시형태에 의하면, 마스크의 형상을 보정하면서 에칭을 실행할 수 있다. In addition, the substrate processing method according to the first embodiment may further include a step of etching the substrate by using the film formed by the step c) as a mask (protective film) after the execution of d) step c). In addition, in the substrate processing method according to the first embodiment, step c) may be repeatedly performed until the shape of the pattern satisfies a predetermined condition. Further, e) a step of repeating the treatment including step c) and step d) two or more times may be included. For this reason, according to the first embodiment, it is possible to perform etching after correcting the shape of the mask by continuously controlling the coverage. For this reason, according to the first embodiment, the etching accuracy can be improved. Further, according to the first embodiment, etching can be performed while correcting the shape of the mask.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 공정 c)는 동일 챔버 내에서 실행되어도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 처리의 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법이 공정 d)를 포함하는 경우, 공정 c)와 공정 d)는 동일 챔버 내에서 실시되어도 좋고, 다른 챔버에서 실시되어도 좋다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 성막 시간과 에칭 시간의 밸런스를 잡으면서 기판 처리 전체를 최적화할 수 있다. In addition, in the substrate processing method according to the first embodiment, step c) may be performed in the same chamber. For this reason, according to the first embodiment, the throughput of the processing can be further improved. In addition, when the substrate processing method according to the first embodiment includes the step d), the steps c) and d) may be performed in the same chamber or may be performed in different chambers. For this reason, according to the first embodiment, it is possible to optimize the entire substrate processing while balancing the film formation time and the etching time.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 공정 c)는 챔버 내의 압력을 약 10∼약 200 mTorr로 설정하여 실행되어도 좋다. 압력을 낮게 설정하면 레지던스 타임은 짧게 되지만, 다른 처리 조건을 조정함으로써 제1 실시형태에 따른 믹스 모드를 실현할 수 있다. 이 때문에, 제1 실시형태에 의하면, 처리 시간의 증가를 억제하여 기판 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다. Further, in the substrate processing method according to the first embodiment, step c) may be performed by setting the pressure in the chamber to about 10 to about 200 mTorr. If the pressure is set low, the residence time is shortened, but the mixing mode according to the first embodiment can be realized by adjusting other processing conditions. For this reason, according to the first embodiment, an increase in processing time can be suppressed and the throughput of the substrate processing can be improved.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치는 선택부와 지시부를 구비한다. 선택부는 복수의 처리를 선택한다. 처리는, 예컨대 공정 a), 공정 b) 및 공정 c)를 포함한다. 공정 a)는, 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 제1 반응종을 기판의 표면에 흡착시키는 공정이다. 공정 b)는, 챔버 내에서, 기판을 제2 반응종으로 형성한 플라즈마에 노출되게 하여, 기판의 표면에 막을 형성하는 공정이다. 공정 c)는, 공정 a)과 공정 b)를 포함하는 처리를, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꿔 2회 이상 반복하는 공정이다. 공정 c)에 있어서, 선택부가 선택하는 복수의 처리는, 공정 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량이 서로 다르다. 지시부는 선택부가 선택한 복수의 처리의 챔버 내에서의 실행을 지시한다. 이 때문에, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 기판 상에 형성하는 막의 커버리지를 연속적으로 제어할 수 있다.Further, the substrate processing apparatus according to the first embodiment includes a selection unit and an instruction unit. The selection unit selects a plurality of processes. The treatment includes, for example, step a), step b) and step c). Step a) is a step in which a substrate having a pattern formed thereon is exposed to the first reactive species in the chamber, and the first reactive species is adsorbed onto the surface of the substrate. Step b) is a step of forming a film on the surface of the substrate by exposing the substrate to plasma formed of the second reactive species in the chamber. Step c) is a step in which the treatment including step a) and step b) is repeated two or more times by changing the retention amount of the first reactive species at the start of step b). In step c), the plurality of treatments selected by the selection unit differ from each other in the amount of retention of the first reactive species at the start of step b). The instruction unit instructs the execution of a plurality of processes selected by the selection unit in the chamber. For this reason, according to the substrate processing apparatus according to the first embodiment, the coverage of the film formed on the substrate can be continuously controlled.

(제2 실시형태)(2nd embodiment)

제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 미리 처리 조건을 설정하여, 달성하고 싶은 커버리지에 맞춰 처리의 처리를 선택했다. 또한, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판 상의 패턴의 상태에 맞춰 처리를 선택하여 실행한다. 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 예컨대 기판 상의 패턴의 러프니스 정도에 따라서 처리를 선택하여 실행한다. In the substrate processing apparatus according to the first embodiment, processing conditions are set in advance, and processing of the processing is selected according to the desired coverage. Further, in the substrate processing apparatus according to the second embodiment, processing is selected and executed according to the state of the pattern on the substrate. The substrate processing method according to the second embodiment selects and executes the processing according to the degree of roughness of the pattern on the substrate, for example.

도 12는 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100A)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100A)의 구성은 대략 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)와 마찬가지다. 단, 기판 처리 장치(100A)는, 대응 기억부(113) 및 취득부(123)를 갖는다는 점에서 기판 처리 장치(100)와 다르다. 또한, 기판 처리 장치(100A)는 네트워크(NW)를 통해 측정 장치(300)와 통신할 수 있게 접속된다는 점에서 기판 처리 장치(100)와 다르다. 기판 처리 장치(100A)의 구성 중 기판 처리 장치(100)와 공통되는 구성은 설명을 생략하고, 상이한 구성에 관해서 이하에 설명한다. 12 is a diagram showing an example of a configuration of a substrate processing apparatus 100A according to the second embodiment. The configuration of the substrate processing apparatus 100A according to the second embodiment is substantially the same as that of the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment. However, the substrate processing apparatus 100A differs from the substrate processing apparatus 100 in that it has a corresponding storage unit 113 and an acquisition unit 123. Further, the substrate processing apparatus 100A is different from the substrate processing apparatus 100 in that it is connected to communicate with the measurement apparatus 300 via a network NW. Among the configurations of the substrate processing apparatus 100A, descriptions of the configurations common to those of the substrate processing apparatus 100 are omitted, and different configurations will be described below.

기판 처리 장치(100A)는 네트워크(NW)를 통해 처리 장치(200) 및 측정 장치(300)와 통신 가능하게 접속된다. 네트워크(NW) 및 처리 장치(200)는 제1 실시형태의 네트워크(NW) 및 처리 장치(200)와 마찬가지다(도 7 참조). The substrate processing apparatus 100A is communicatively connected with the processing apparatus 200 and the measuring apparatus 300 via a network NW. The network NW and the processing device 200 are the same as the network NW and the processing device 200 of the first embodiment (see Fig. 7).

측정 장치(300)는, 기판 상에 형성된 패턴의 형상을 측정하여, 그 형상을 나타내는 값을 출력한다. 측정 장치(300)가 출력하는 값을, 이하 측정치라고도 부른다. 측정 장치(300)가 출력하는 측정치의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 측정치는 예컨대 기판 상에 형성된 패턴의 어스펙트비라도 좋다. 또한, 측정치는 예컨대 기판 상에 형성된 패턴의 요철을 나타내는 신호 파형의 표준편차라도 좋다. 또한, 측정치는 예컨대 기판 상에 형성된 패턴의 요철을 나타내는 신호 파형의 전력 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density: PSD)라도 좋다. 또한, 표준편차는 요철의 주기가 전혀 다른 경우라도 동일하게 되는 경우가 있기 때문에, 전력 스펙트럼 밀도를 측정치로서 이용하는 것이 측정 정밀도 향상을 위해서 바람직하다(Chris A. Mack, “Reducing roughness in extreme ultra violet lithography” in Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS, 17(4), 041006(2018) 참조). 제2 실시형태에서는, 측정치는 적어도 어스펙트비와 전력 스펙트럼 밀도를 포함하는 것이 바람직하다. The measuring device 300 measures the shape of the pattern formed on the substrate, and outputs a value indicating the shape. The value output by the measurement device 300 is also referred to as a measurement value hereinafter. The type of measurement value output by the measurement device 300 is not particularly limited. The measured value may be, for example, the aspect ratio of the pattern formed on the substrate. Further, the measured value may be, for example, a standard deviation of a signal waveform indicating irregularities of a pattern formed on a substrate. Further, the measured value may be, for example, a power spectral density (PSD) of a signal waveform indicating irregularities of a pattern formed on a substrate. In addition, since the standard deviation may be the same even when the periods of the irregularities are completely different, it is preferable to use the power spectral density as a measurement value to improve the measurement accuracy (Chris A. Mack, “Reducing roughness in extreme ultra violet lithography. ”In Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS, 17(4), 041006(2018)). In the second embodiment, it is preferable that the measured value includes at least the aspect ratio and the power spectral density.

예컨대 측정 장치(300)는, 기판 상에 형성된 패턴을 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)에 의해 분석하여 얻어지는 정보, 화상에 기초하여, 패턴 형상의 표준편차, 전력 스펙트럼 밀도 등을 도출하는 장치라도 좋다. 또한, 도 12의 예에서는 기판 처리 장치(100A)와 측정 장치(300)는 네트워크(NW)에 의해 접속되는 것으로 한다. 단, 측정 장치(300)를 기판 처리 장치(100A)와 비접속으로 하고, 오퍼레이터 등이 별도 도출한 측정치를 기판 처리 장치(100A)에 입력하는 구성으로 하여도 좋다. For example, the measurement device 300 derives the standard deviation of the pattern shape, the power spectral density, etc., based on information obtained by analyzing a pattern formed on a substrate with a scanning electron microscope (SEM) and an image. It may be a device. In addition, in the example of FIG. 12, it is assumed that the substrate processing apparatus 100A and the measurement apparatus 300 are connected by a network NW. However, the measurement device 300 may be unconnected with the substrate processing device 100A, and a measurement value derived separately by an operator or the like may be input to the substrate processing device 100A.

기판 처리 장치(100A)는 기억부(110A), 제어부(120A), 입력부(130), 출력부(140) 및 통신부(150)를 구비한다. The substrate processing apparatus 100A includes a storage unit 110A, a control unit 120A, an input unit 130, an output unit 140, and a communication unit 150.

기억부(110A)는, 제1 실시형태와 같은 처리 조건 기억부(111) 및 처리 기억부(112)에 더하여 대응 기억부(113)를 갖는다. 대응 기억부(113)는 측정 장치(300)로부터 입력되는 측정치와 처리의 대응을 기억한다. The storage unit 110A includes a corresponding storage unit 113 in addition to the processing condition storage unit 111 and the processing storage unit 112 as in the first embodiment. The correspondence storage unit 113 stores the correspondence between the measurement value input from the measurement device 300 and the process.

도 13은 대응 기억부(113)에 기억되는 정보의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 도 13의 예에서는, 대응 기억부(113)는 「디바이스 ID」, 「측정치, 어스펙트비, PSD」, 「처리 ID」를 기억한다. 「디바이스 ID」는 처리에 의해서 형성하는 디바이스를 특정하는 정보이다. 또한, 「디바이스 ID」는 어스펙트비 및 PSD의 목표치를 나타내는 정보라도 좋다. 「측정치, 어스펙트비」는 기판 상에 형성된 패턴의 측정에 의해 얻어진 그 패턴의 어스펙트비를 나타낸다. 「측정치, PSD」는 기판 상에 형성된 패턴의 측정에 의해 얻어진 그 패턴의 전력 스펙트럼 밀도를 나타낸다. 「처리 ID」는 대응하는 「디바이스 ID」를 달성하기 위해서, 대응하는 「측정치」의 패턴에 대하여 적용하는 처리를 나타낸다. 13 is a diagram showing an example of the configuration of information stored in the corresponding storage unit 113. In the example of Fig. 13, the correspondence storage unit 113 stores "device ID", "measurement value, aspect ratio, PSD", and "process ID". The "device ID" is information specifying a device to be formed by processing. Further, the "device ID" may be information indicating an aspect ratio and a target value of the PSD. "Measurement value, aspect ratio" represents the aspect ratio of the pattern obtained by measuring the pattern formed on the substrate. "Measurement value, PSD" represents the power spectral density of the pattern obtained by measuring the pattern formed on the substrate. "Process ID" represents a process applied to a pattern of a corresponding "measurement value" in order to achieve a corresponding "device ID".

도 14a 내지 도 14d는 전력 스펙트럼 밀도와 패턴 형상의 관계에 관해서 설명하기 위한 도면이다. 도 14a는 기판 상에 형성된 패턴의 저주파 러프니스의 일례를 도시하는 도면이다. 도 14b는 기판 상에 형성된 패턴을 측정하여 얻어지는 전력 스펙트럼 밀도의 일례를 도시하는 도면이다. 14A to 14D are diagrams for explaining the relationship between the power spectral density and the pattern shape. 14A is a diagram showing an example of low frequency roughness of a pattern formed on a substrate. 14B is a diagram showing an example of a power spectral density obtained by measuring a pattern formed on a substrate.

여기서, 저주파 러프니스란, 고주파 러프니스와 비교하여 상대적으로 큰 주기로 나타나는 러프니스, 즉 요철을 말하고, 고주파 러프니스란, 저주파 러프니스와 비교하여 상대적으로 작은 주기로 나타나는 러프니스를 말한다. Here, the low-frequency roughness refers to roughness that appears in a relatively large period compared to the high-frequency roughness, that is, the roughness, and the high-frequency roughness refers to the roughness that appears in a relatively small period compared to the low-frequency roughness.

도 14a의 (1)은 원래 직선형으로 형성해야 할 라인 앤드 스페이스의 패턴에 요철이 생겨 물결친 형상으로 되어 있는 상태를 도시한다. 도 14a는 패턴을 위에서 밑으로 본 상태이다. 도 14a의 (1)의 예에서는, 라인과 라인의 간격이 X1과 X2에서 다르다. 도 14a의 (1)의 패턴을 측정하여 얻어지는 전력 스펙트럼 밀도는 도 14b의 (1)과 같이 나타낼 수 있다. 도 14b의 그래프의 횡축은 주파수(단위·나노미터 [nm])를 나타내고, 종축은 전력 스펙트럼 밀도(단위·nm3), 말하자면 각 주파수대에 있어서의 에너지의 크기를 나타낸다. 도 14b의 그래프 중, 횡축 우측일수록 작은 주기로 생기는 러프니스, 즉 고주파 러프니스의 많음을 나타내고, 좌측일수록 큰 주기로 생기는 러프니스, 즉 저주파 러프니스의 많음을 나타낸다. Fig. 14A(1) shows a state in which irregularities are formed in the pattern of the line and space to be formed in a straight line and thus have a wavy shape. 14A is a state viewed from top to bottom of the pattern. In the example of (1) in Fig. 14A, the line-to-line spacing is different in X1 and X2. The power spectral density obtained by measuring the pattern of (1) of FIG. 14A can be expressed as (1) of FIG. 14B. The horizontal axis of the graph of Fig. 14B represents the frequency (unit·nanometer [nm]), and the vertical axis indicates the power spectral density (unit·nm 3 ), that is, the magnitude of energy in each frequency band. In the graph of FIG. 14B, the right side of the horizontal axis indicates a larger amount of roughness occurring in a small period, that is, a high frequency roughness, and the left side indicates a large amount of roughness occurring in a larger period, that is, a large amount of low-frequency roughness.

여기서, 도 14a의 (1)의 패턴의 러프니스를 개선하여 요철을 평탄하게 고르게 한다(도 14a의 (2)). 도 14a의 (2)의 예에서는, 라인과 라인의 간격이 균일하게 되어, (1)에서 X1이었던 부분이 다른 부분과 거의 동일한 간격 X3으로 되어 있다. 그러면, 전력 스펙트럼 밀도의 그래프 형상도 변화된다. 도 14b의 (2)는 러프니스가 개선된 패턴을 측정하여 얻어지는 전력 스펙트럼 밀도의 일례이다. 도 14b의 (2)에서는, 저주파 러프니스, 즉 큰 주기로 나타나는 러프니스가 개선되어 패턴 표면이 평탄화되고 있음을 나타내고 있다. Here, the roughness of the pattern in (1) of FIG. 14A is improved to make the irregularities flat (2) of FIG. 14A). In the example of (2) of Fig. 14A, the distance between the line and the line becomes uniform, so that the portion X1 in (1) is substantially the same distance X3 as the other portions. Then, the shape of the graph of the power spectral density is also changed. 14B (2) is an example of the power spectral density obtained by measuring a pattern with improved roughness. In Fig. 14B(2), it is shown that the low-frequency roughness, that is, the roughness that appears in a large period, is improved and the pattern surface is flattened.

도 14c는 기판 상에 형성된 패턴의 고주파 러프니스의 일례를 도시하는 도면이다. 도 14d는 기판 상에 형성된 패턴을 측정하여 얻어지는 전력 스펙트럼 밀도의 다른 예를 도시하는 도면이다. 14C is a diagram showing an example of high frequency roughness of a pattern formed on a substrate. 14D is a diagram showing another example of the power spectral density obtained by measuring a pattern formed on a substrate.

도 14c의 (1)에 도시하는 고주파 러프니스를 갖는 패턴을 전자 스펙트럼 밀도를 이용하여 나타내면, 도 14d의 (1)과 같이 된다. 이때, 도 14c의 (1)의 패턴의 러프니스를 개선하여 요철을 평탄하게 고르게 한다(도 14c의 (2)). 그러면, 도 14d의 (2)와 같이 그래프의 형상이 변화된다. 도 14d의 (2)에서는, 저주파 러프니스보다도 고주파 러프니스가 개선되어, 패턴 표면이 평탄화되고 있는 것을 알 수 있다. When the pattern having the high frequency roughness shown in Fig. 14C (1) is shown using the electron spectral density, it is as shown in Fig. 14D (1). At this time, the roughness of the pattern of Fig. 14C (1) is improved to make the irregularities flat (Fig. 14C (2)). Then, the shape of the graph changes as shown in (2) of FIG. 14D. In Fig. 14D(2), it can be seen that the high-frequency roughness is improved compared to the low-frequency roughness, and the pattern surface is flattened.

도 14b에 도시하는 저주파 러프니스는 예컨대 CVD에 의해 평탄화할 수 있다. CVD에 의해 형성되는 막은 상대적으로 큰 공극 부분에 퇴적하는 경향을 갖기 때문에, 저주파 러프니스가 상대적으로 큰 오목부를 매립한다. The low frequency roughness shown in Fig. 14B can be flattened by, for example, CVD. Since the film formed by CVD has a tendency to deposit in a relatively large void portion, the low-frequency roughness fills in a relatively large recess.

다른 한편, 도 14d에 도시하는 고주파 러프니스는, 패턴 전체적으로 봤을 때 러프니스를 생기게 하고 있는 오목부의 크기가 상대적으로 작다. 이 때문에, CVD에 의한 성막에서는 오목부를 우선적으로 매립할 수 없다. 이 때문에, 고주파 러프니스의 개선에는 ALD와 CVD를 조합한 믹스 모드를 이용하는 것이 바람직하다. On the other hand, in the high-frequency roughness shown in Fig. 14D, the size of the concave portion causing the roughness as a whole is relatively small when viewed as a whole. For this reason, in the film formation by CVD, the recess cannot be filled with priority. For this reason, it is preferable to use a mixed mode in which ALD and CVD are combined to improve the high frequency roughness.

제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법에서는, 처리를 실행하기 전에, 처리 대상인 기판 상의 패턴의 러프니스 등의 형상을 측정하여, 측정치에 따라서 채용하는 처리 조건, 즉 처리를 선택한다. 이 때문에, 기판 상의 패턴에 생기고 있는 형상 이상에 따라서 처리를 선택할 수 있고, 패턴 형상을 보정할 수 있다. In the substrate processing method according to the second embodiment, a shape such as roughness of a pattern on a substrate to be processed is measured before performing the processing, and a processing condition to be adopted, that is, a processing, is selected in accordance with the measured value. For this reason, processing can be selected according to the shape abnormality occurring in the pattern on the substrate, and the pattern shape can be corrected.

위에서는 기판 상의 패턴의 러프니스에 따라서 CVD와 믹스 모드의 어느 하나를 선택하는 예를 나타냈지만, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 처리 대상인 기판 상의 패턴의 러프니스 등의 형상에 대응하여, 미리 제1 역치와 제1 역치보다도 큰 제2 역치를 설정한다. 일례에서는, 제1 역치는 기판 상의 패턴의 러프니스를 CVD에 의해 평탄화할 수 있는 상한치로 설정되고, 제2 역치는 기판 상의 패턴의 러프니스를 ALD에 의해 평탄화할 수 있는 하한치로 설정된다. 이어서, 처리가 실행되기 전 또는 소정 횟수의 처리가 실행된 후에, 처리 대상인 기판 상의 패턴의 러프니스 등의 형상이 측정되어, 측정치와 제1 역치 및 제2 역치가 비교된다. 측정치가 제1 역치 이하인 경우에는, 성막 처리로서 CVD가 선택된다. 또한, 측정치가 제1 역치보다 크며 또한 제2 역치 미만인 경우에는, 성막 처리로서 상술한 믹스 모드가 선택된다. 또한, 측정치가 제2 역치 이상인 경우에는, 성막 처리로서 ALD가 선택된다. 그리고, 선택한 성막 처리에 의해 기판 상의 패턴의 러프니스가 개선된다. Although the example in which either CVD or mixed mode is selected according to the roughness of the pattern on the substrate has been shown above, the substrate processing method according to the second embodiment is not limited to this. For example, a first threshold value and a second threshold value greater than the first threshold value are set in advance corresponding to the shape of the pattern on the substrate to be processed, such as roughness. In one example, the first threshold is set to an upper limit at which the roughness of the pattern on the substrate can be flattened by CVD, and the second threshold is set to a lower limit at which the roughness of the pattern on the substrate can be flattened by ALD. Then, before the processing is executed or after a predetermined number of processing is performed, the shape, such as roughness, of the pattern on the substrate to be processed is measured, and the measured value is compared with the first threshold value and the second threshold value. When the measured value is less than or equal to the first threshold, CVD is selected as the film forming process. In addition, when the measured value is greater than the first threshold and less than the second threshold, the mixing mode described above is selected as the film forming process. In addition, when the measured value is equal to or greater than the second threshold, ALD is selected as the film forming process. Then, the roughness of the pattern on the substrate is improved by the selected film forming process.

도 12로 되돌아가, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100A)의 설명을 계속한다. 제어부(120A)는 제1 실시형태와 같은 선택부(121) 및 지시부(122)에 더하여 취득부(123)를 갖는다. Returning to Fig. 12, the description of the substrate processing apparatus 100A according to the second embodiment is continued. The control unit 120A includes an acquisition unit 123 in addition to the selection unit 121 and the instruction unit 122 as in the first embodiment.

취득부(123)는 측정 장치(300) 등으로부터 입력부(130) 및/또는 통신부(150)를 통해 측정치를 취득한다. 취득부(123)가 취득하는 측정치는 상술한 어스펙트비 및 전력 스펙트럼 밀도를 포함한다. The acquisition unit 123 acquires a measurement value from the measurement device 300 or the like through the input unit 130 and/or the communication unit 150. The measurement values acquired by the acquisition unit 123 include the above-described aspect ratio and power spectral density.

도 15는 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다. 우선, 취득부(123)는 처리 대상인 기판 상에 형성된 패턴의 측정치를 취득한다(단계 S21). 또한, 취득부(123)는 처리 대상인 기판 상에 형성해야 할 패턴의 목표치, 예컨대 디바이스 ID를 취득한다. 이어서, 선택부(121)는 대응 기억부(113)를 참조하여, 취득한 목표치 및 측정치에 대응하는 처리를 선택한다(단계 S22). 선택부(121)는 선택한 처리를 지시부(122)에 보낸다. 지시부(122)는 선택부(121)로부터 수신한 처리에 기초한 처리의 실행을 처리 장치(200)에 지시하여 실행하게 한다(단계 S23). 이로써 처리가 종료된다. 15 is a flowchart showing an example of the flow of the substrate processing method according to the second embodiment. First, the acquisition unit 123 acquires a measurement value of a pattern formed on a substrate to be processed (step S21). Further, the acquisition unit 123 acquires a target value of a pattern to be formed on a substrate to be processed, such as a device ID. Next, the selection unit 121 refers to the corresponding storage unit 113 and selects a process corresponding to the acquired target value and the measured value (step S22). The selection unit 121 sends the selected processing to the instruction unit 122. The instruction unit 122 instructs and causes the processing apparatus 200 to execute a process based on the process received from the selection unit 121 (step S23). This ends the process.

또한, 기판 처리 장치(100, 100A)는 하나의 기판에 대하여 반복하여 상기 처리를 실행하여도 좋다. 예컨대 기판 처리 장치(100, 100A)는 처리의 실행이 완료될 때마다 다음 처리를 선택하여 실행하여도 좋다. Further, the substrate processing apparatuses 100 and 100A may repeatedly perform the above processing for one substrate. For example, the substrate processing apparatuses 100 and 100A may select and execute the next processing each time the execution of the processing is completed.

또한, 제2 실시형태에 있어서 대응 기억부(113)에 기억되는 대응표는, 처리 장치(200)에 있어서의 처리 결과에 따라서 적절하게 갱신하여도 좋다. 예컨대 측정 장치(300)에 있어서, 처리 전후의 기판 상의 패턴 형상을 나타내는 측정치를 취득하여도 좋다. 예컨대 측정 장치(300)는, 처리 장치(200)에 있어서의 처리가 종료될 때마다 기판 상의 패턴의 상태를 측정하여 기판 처리 장치(100A)에 송신하여도 좋다. 그리고, 기판 처리 장치(100A)는 처리 후의 측정치와 목표치의 차분에 따라서 대응표를 갱신하여도 좋다. 또한, 기판 처리 장치(100A)는 처리 실행 전후의 기판 상의 패턴의 측정치와 목표치에 기초한 기계 학습에 의해 대응표를 생성하여도 좋다. In addition, in the second embodiment, the correspondence table stored in the correspondence storage unit 113 may be appropriately updated according to the result of processing in the processing device 200. For example, in the measuring apparatus 300, a measurement value indicating the shape of a pattern on a substrate before and after processing may be obtained. For example, the measurement device 300 may measure the state of the pattern on the substrate each time processing in the processing device 200 is finished and transmit it to the substrate processing device 100A. Further, the substrate processing apparatus 100A may update the correspondence table according to the difference between the measured value and the target value after processing. Further, the substrate processing apparatus 100A may generate a correspondence table by machine learning based on the measured values and target values of the patterns on the substrate before and after processing execution.

(제2 실시형태의 효과)(Effect of the second embodiment)

상기한 것과 같이, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 처리를 실행하기 전에 기판 표면의 패턴 형상을 나타내는 값을 측정하는 공정과, 측정된 값에 기초하여 처리 조건을 선택하는 공정을 더 포함한다. 또한, 처리는 선택된 처리 조건으로 실행된다. 예컨대 기판 처리 장치는, 퍼지하는 공정을, 선택된 처리 조건으로 실행한다. 이 때문에, 제2 실시형태에 의하면, 기판 처리 장치는 기판 상의 패턴 형상에 따라서 실행하는 처리를 선택할 수 있다. 이 때문에, 기판 처리 장치는 기판 상의 패턴의 상태에 따른 커버리지를 실현하는 처리를 선택하여 실행할 수 있다. As described above, the substrate treatment method according to the second embodiment further includes a step of measuring a value representing a pattern shape of the substrate surface before performing the treatment, and a step of selecting a treatment condition based on the measured value. do. Further, the processing is executed under the selected processing conditions. For example, the substrate processing apparatus performs a purge process under selected processing conditions. For this reason, according to the second embodiment, the substrate processing apparatus can select the processing to be performed according to the pattern shape on the substrate. For this reason, the substrate processing apparatus can select and execute a process for realizing coverage according to the state of the pattern on the substrate.

또한, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 처리를 소정 횟수 실행한 후에 기판 표면의 패턴 형상을 나타내는 값을 측정하는 공정을 포함하여도 좋다. 또한, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 처리를 실행하기 전에 측정한 값과, 처리를 소정 횟수 실행한 후에 측정한 값의 차분에 기초하여, 이어서 실행하는 처리의 처리 조건을 선택하는 공정을 포함하여도 좋다. 이 때문에, 제2 실시형태에 의하면, 처리 성능을 평가한 뒤에 다음 처리를 선택할 수 있다. Further, the substrate treatment method according to the second embodiment may include a step of measuring a value representing a pattern shape on the substrate surface after performing the treatment a predetermined number of times. In addition, the substrate processing method according to the second embodiment is a step of selecting a processing condition for a subsequent processing based on a difference between a value measured before performing the processing and a value measured after performing the processing a predetermined number of times. You may include. For this reason, according to the second embodiment, after evaluating the processing performance, the next processing can be selected.

또한, 제2 실시형태의 기판 처리 방법에 있어서도, 기판의 표면에 형성된 막을 마스크로 하여 기판을 에칭하는 공정이 더 포함되어도 좋고, 막의 형성과 에칭이 2회 이상 반복하여 실행되어도 좋다. 이 경우, 막의 형성과 에칭은 동일 챔버 내에서 실시되어도 좋고, 다른 챔버에서 실시되어도 좋다. In addition, the substrate processing method of the second embodiment may further include a step of etching the substrate using the film formed on the surface of the substrate as a mask, and the film formation and etching may be repeatedly performed two or more times. In this case, film formation and etching may be performed in the same chamber or in different chambers.

( 일실시형태에 따른 처리 장치(200)의 일례)(Example of processing device 200 according to one embodiment)

도 16은 제1, 제2 실시형태에 있어서의 기판 처리가 실행되는 처리 장치(200)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 도 16은 처리 장치(200)의 개략 단면을 도시하고 있다. 또한, 도 16에 도시하는 처리 장치(200)는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치이다. 단, 제1, 제2 실시형태에 있어서의 기판 처리를 실행할 수 있는 처리 장치는 도시하는 것에 한정되지 않는다. 16 is a diagram showing an example of a configuration of a processing apparatus 200 in which substrate processing in the first and second embodiments is performed. 16 shows a schematic cross-section of the processing apparatus 200. In addition, the processing apparatus 200 shown in FIG. 16 is a parallel plate type plasma processing apparatus. However, the processing apparatus capable of performing the substrate processing in the first and second embodiments is not limited to the illustrated one.

처리 장치(200)는 기밀하게 구성된 챔버(12)를 구비하고 있다. 챔버(12)는 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 내부 공간으로서, 플라즈마가 생성되는 처리 공간(S)을 규정하고 있다. 처리 장치(200)는 챔버(12) 내에 배치대(13)를 구비한다. 배치대(13)의 상면은, 피처리체인 웨이퍼(W)가 배치되는 배치면(54d)으로서 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 배치대(13)는 베이스(14) 및 정전 척(50)을 갖는다. 베이스(14)는 대략 원판 형상을 갖고 있고, 처리 공간(S)의 아래쪽에 마련되어 있다. 베이스(14)는 예컨대 알루미늄제이며, 하부 전극으로서의 기능을 갖는다. The processing apparatus 200 has a chamber 12 configured to be airtight. The chamber 12 has a substantially cylindrical shape, and as its internal space, a processing space S in which plasma is generated is defined. The processing apparatus 200 includes a mounting table 13 in the chamber 12. The upper surface of the mounting table 13 is formed as a mounting surface 54d on which a wafer W as a processing target is placed. In this embodiment, the mounting table 13 has a base 14 and an electrostatic chuck 50. The base 14 has a substantially disk shape and is provided below the processing space S. The base 14 is made of aluminum, for example, and has a function as a lower electrode.

정전 척(50)은 베이스(14)의 상면에 마련되어 있다. 정전 척(50)은 상면이 평탄한 원반형으로 되고, 상기 상면이 웨이퍼(W)가 배치되는 배치면(54d)에 상당한다. 정전 척(50)은 전극(54a) 및 절연체(54b)를 갖고 있다. 전극(54a)은 절연체(54b)의 내부에 마련되어 있고, 전극(54a)에는 스위치(SW)를 통해 직류 전원(56)이 접속되어 있다. 직류 전원(56)으로부터 전극(54a)에 직류 전압이 주어짐으로써 쿨롱력이 발생하고, 이 쿨롱력에 의해서 웨이퍼(W)가 정전 척(50) 상에 흡착 유지된다. 또한, 정전 척(50)은 절연체(54b)의 내부에 히터(54c)를 갖고 있다. 히터(54c)는 도시하지 않는 급전 기구로부터 전력이 공급됨으로써 정전 척(50)을 가열한다. 이에 따라, 배치대(13) 및 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다. The electrostatic chuck 50 is provided on the upper surface of the base 14. The electrostatic chuck 50 has a flat top surface, and the top surface corresponds to an arrangement surface 54d on which the wafer W is disposed. The electrostatic chuck 50 has an electrode 54a and an insulator 54b. The electrode 54a is provided inside the insulator 54b, and a DC power supply 56 is connected to the electrode 54a through a switch SW. When a DC voltage is applied from the DC power supply 56 to the electrode 54a, a coulomb force is generated, and the wafer W is attracted and held on the electrostatic chuck 50 by the coulomb force. Further, the electrostatic chuck 50 has a heater 54c inside the insulator 54b. The heater 54c heats the electrostatic chuck 50 by supplying electric power from a power supply mechanism (not shown). Accordingly, the temperature of the mounting table 13 and the wafer W is controlled.

본 실시형태에서는, 처리 장치(200)는 통형 유지부(16) 및 통형 지지부(17)를 더 구비하고 있다. 통형 유지부(16)는 베이스(14)의 측면 및 바닥면의 가장자리부에 접하여 베이스(14)를 유지하고 있다. 통형 지지부(17)는, 챔버(12)의 바닥부로부터 수직 방향으로 연장되어 있고, 통형 유지부(16)를 통해 베이스(14)를 지지하고 있다. In the present embodiment, the processing apparatus 200 further includes a cylindrical holding portion 16 and a cylindrical supporting portion 17. The cylindrical holding part 16 holds the base 14 by contacting the edge of the side surface and the bottom surface of the base 14. The cylindrical support portion 17 extends in the vertical direction from the bottom portion of the chamber 12 and supports the base 14 through the cylindrical holding portion 16.

베이스(14)의 가장자리 부분의 상면에는 포커스 링(18)이 마련되어 있다. 포커스 링(18)은 웨이퍼(W)의 처리 정밀도의 면내 균일성을 개선하기 위한 부재이다. 포커스 링(18)은 대략 고리 형상을 갖는 판형 부재이며, 예컨대 실리콘, 석영 또는 실리콘 카바이드로 구성된다. A focus ring 18 is provided on the upper surface of the edge portion of the base 14. The focus ring 18 is a member for improving the in-plane uniformity of the processing precision of the wafer W. The focus ring 18 is a plate-shaped member having a substantially annular shape, and is made of, for example, silicon, quartz or silicon carbide.

본 실시형태에서는, 챔버(12)의 측벽과 통형 지지부(17)의 사이에는 배기로(20)가 형성되어 있다. 배기로(20)의 입구 또는 그 도중에는 배플판(22)이 부착되어 있다. 또한, 배기로(20)의 바닥부에는 배기구(24)가 형성되어 있다. 배기구(24)는 챔버(12)의 바닥부에 끼워 넣은 배기관(28)에 의해서 규정되어 있다. 이 배기관(28)에는 배기 장치(26)가 접속되어 있다. 배기 장치(26)는 진공 펌프를 갖고 있으며, 진공 펌프를 작동시킴으로써 챔버(12) 내의 처리 공간(S)을 소정의 진공도까지 감압할 수 있다. 이에 따라, 챔버(12) 내의 처리 공간(S)은 진공 분위기로 유지된다. 처리 공간(S)은 진공 공간의 일례이다. 챔버(12)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반입출구를 개폐하는 게이트 밸브(30)가 부착되어 있다. In this embodiment, an exhaust path 20 is formed between the side wall of the chamber 12 and the cylindrical support 17. A baffle plate 22 is attached to the inlet or in the middle of the exhaust passage 20. In addition, an exhaust port 24 is formed at the bottom of the exhaust path 20. The exhaust port 24 is defined by an exhaust pipe 28 fitted in the bottom of the chamber 12. An exhaust device 26 is connected to the exhaust pipe 28. The exhaust device 26 has a vacuum pump, and by operating the vacuum pump, the processing space S in the chamber 12 can be reduced to a predetermined degree of vacuum. Accordingly, the processing space S in the chamber 12 is maintained in a vacuum atmosphere. The processing space S is an example of a vacuum space. A gate valve 30 is attached to the side wall of the chamber 12 to open and close the carrying-in/out port of the wafer W.

베이스(14)에는 고주파 전원(32)이 정합기(34)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(32)은 플라즈마 생성용의 전원이며, 소정의 고주파수(예컨대 13 MHz)의 고주파 전력을 하부 전극, 즉, 베이스(14)에 인가한다. 또한, 베이스(14)의 내부에는 도시하지 않는 냉매 유로가 형성되어 있고, 처리 장치(200)는 냉매 유로에 냉매를 순환시킴으로써 배치대(13)를 냉각한다. 이에 따라, 배치대(13) 및 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다. A high frequency power supply 32 is electrically connected to the base 14 through a matching device 34. The high frequency power supply 32 is a power source for generating plasma, and applies high frequency power of a predetermined high frequency (eg, 13 MHz) to the lower electrode, that is, the base 14. Further, a refrigerant flow path (not shown) is formed inside the base 14, and the processing apparatus 200 cools the mounting table 13 by circulating the refrigerant through the refrigerant flow path. Accordingly, the temperature of the mounting table 13 and the wafer W is controlled.

처리 장치(200)는 또한 챔버(12) 내에 샤워 헤드(38)를 구비하고 있다. 샤워 헤드(38)는 처리 공간(S)의 위쪽에 마련되어 있다. 샤워 헤드(38)는 전극판(40) 및 전극 지지체(42)를 포함하고 있다. The processing apparatus 200 also has a shower head 38 in the chamber 12. The shower head 38 is provided above the processing space S. The shower head 38 includes an electrode plate 40 and an electrode support 42.

전극판(40)은 대략 원판 형상을 갖는 도전성의 판이며, 상부 전극을 구성하고 있다. 전극판(40)에는 고주파 전원(35)이 정합기(36)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(35)은 플라즈마 생성용의 전원이며, 소정의 고주파수(예컨대 60 MHz)의 고주파 전력을 전극판(40)에 인가한다. 고주파 전원(32) 및 고주파전원(35)에 의해서 베이스(14) 및 전극판(40)에 고주파 전력이 각각 주어지면, 베이스(14)와 전극판(40) 사이의 공간, 즉, 처리 공간(S)에는 고주파 전계가 형성되어 플라즈마가 생성된다. The electrode plate 40 is a conductive plate having a substantially disk shape, and constitutes an upper electrode. A high frequency power supply 35 is electrically connected to the electrode plate 40 through a matching device 36. The high frequency power supply 35 is a power source for generating plasma, and applies high frequency power of a predetermined high frequency (for example, 60 MHz) to the electrode plate 40. When high-frequency power is applied to the base 14 and the electrode plate 40 by the high-frequency power supply 32 and the high-frequency power supply 35, respectively, the space between the base 14 and the electrode plate 40, that is, a processing space ( A high-frequency electric field is formed in S) to generate plasma.

전극판(40)에는 복수의 가스 통기 구멍(40h)이 형성되어 있다. 전극판(40)은 전극 지지체(42)에 의해서 착탈 가능하게 지지되어 있다. 전극 지지체(42)의 내부에는 버퍼실(42a)이 마련되어 있다. 처리 장치(200)는 가스 공급부(44)를 더 구비하고 있고, 버퍼실(42a)의 가스 도입구(25)에는 가스 공급 도관(46)을 통해 가스 공급부(44)가 접속되어 있다. 가스 공급부(44)는 처리 공간(S)에 처리 가스를 공급한다. 이 처리 가스는 예컨대 에칭용의 처리 가스라도 좋고, 또는 성막용의 처리 가스라도 좋다. 전극 지지체(42)에는, 복수의 가스 통기 구멍(40h)에 각각 연속되는 복수의 구멍이 형성되어 있고, 이 복수의 구멍은 버퍼실(42a)에 연통되어 있다. 가스 공급부(44)로부터 공급되는 가스는, 버퍼실(42a), 가스 통기 구멍(40h)을 경유하여 처리 공간(S)에 공급된다. A plurality of gas vent holes 40h are formed in the electrode plate 40. The electrode plate 40 is supported detachably by the electrode support 42. A buffer chamber 42a is provided inside the electrode support 42. The processing apparatus 200 further includes a gas supply unit 44, and a gas supply unit 44 is connected to the gas inlet 25 of the buffer chamber 42a through a gas supply conduit 46. The gas supply unit 44 supplies a processing gas to the processing space S. This processing gas may be, for example, a processing gas for etching or a processing gas for film formation. In the electrode support 42, a plurality of holes are formed in each of the plurality of gas vent holes 40h, and the plurality of holes communicate with the buffer chamber 42a. The gas supplied from the gas supply unit 44 is supplied to the processing space S via the buffer chamber 42a and the gas vent hole 40h.

본 실시형태에서는, 챔버(12)의 천장부에 환상 또는 동심형으로 연장되어 있는 자장 형성 기구(48)가 마련되어 있다. 이 자장 형성 기구(48)는, 처리 공간(S) 에 있어서의 고주파 방전의 시작(플라즈마 착화)을 용이하게 하여 방전을 안정적으로 유지하도록 기능한다. In this embodiment, a magnetic field forming mechanism 48 extending annularly or concentrically is provided in the ceiling portion of the chamber 12. This magnetic field forming mechanism 48 facilitates the initiation of high-frequency discharge (plasma ignition) in the processing space S and functions to stably maintain the discharge.

본 실시형태에서는, 처리 장치(200)는 가스 공급 라인(58) 및 전열 가스 공급부(62)를 더 구비하고 있다. 전열 가스 공급부(62)는 가스 공급 라인(58)에 접속되어 있다. 이 가스 공급 라인(58)은, 정전 척(50)의 상면까지 연장되고, 상기 상면에 있어서 환상으로 연장되어 있다. 전열 가스 공급부(62)는 예컨대 He 가스와 같은 전열 가스를 정전 척(50)의 상면과 웨이퍼(W)의 사이에 공급한다. In this embodiment, the processing apparatus 200 further includes a gas supply line 58 and a heat transfer gas supply unit 62. The heat transfer gas supply unit 62 is connected to a gas supply line 58. This gas supply line 58 extends to the upper surface of the electrostatic chuck 50 and extends annularly on the upper surface. The heat transfer gas supply unit 62 supplies heat transfer gas such as He gas between the upper surface of the electrostatic chuck 50 and the wafer W.

상기 구성의 처리 장치(200)는 제어부(90)에 의해서 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 이 제어부(90)에는, CPU(Central Processing Unit)를 구비하여 처리 장치(200)의 각 부를 제어하는 프로세스 컨트롤러(91)와 유저 인터페이스(92)와 기억부(93)가 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어부(90)는 기판 처리 장치(100, 100A) 내에 설치되어도 좋다. The operation of the processing device 200 having the above configuration is controlled by the control unit 90 as a whole. The control unit 90 is provided with a process controller 91, a user interface 92, and a storage unit 93, which are equipped with a CPU (Central Processing Unit) to control each unit of the processing apparatus 200. In this embodiment, the control unit 90 may be provided in the substrate processing apparatuses 100 and 100A.

유저 인터페이스(92)는, 공정 관리자가 처리 장치(200)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작을 행하는 키보드나 처리 장치(200)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 구성되어 있다. The user interface 92 includes a keyboard for inputting a command in order for the process manager to manage the processing device 200, and a display for visualizing and displaying the operation status of the processing device 200.

기억부(93)에는, 처리 장치(200)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(91)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 그리고, 필요에 따라서 유저 인터페이스(92)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(93)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(91)에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러(91)의 제어 하에서 처리 장치(200)에서의 원하는 처리가 이루어진다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 컴퓨터 기억 매체(예컨대 하드디스크, CD, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등) 등에 저장된 상태인 것을 이용하거나 할 수도 있다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 다른 장치로부터 예컨대 전용 회선을 통해 수시로 전송시켜 온라인으로 사용하거나 할 수도 있다. In the storage unit 93, a control program (software) for realizing various processes executed in the processing apparatus 200 by control of the process controller 91, a recipe storing processing condition data, and the like are stored. And, if necessary, by calling an arbitrary recipe from the storage unit 93 by an instruction from the user interface 92 or the like, and executing it in the process controller 91, in the processing device 200 under the control of the process controller 91 The desired treatment is done. In addition, a recipe such as a control program or processing condition data may be stored in a computer storage medium (for example, a hard disk, a CD, a flexible disk, a semiconductor memory, etc.) that can be read by a computer. In addition, recipes such as control programs and processing condition data can be transmitted from other devices at any time through, for example, a dedicated line, and used online.

도 17은 제1, 제2 실시형태에 있어서의 기판 처리의 실시에 이용할 수 있는 처리 시스템의 일례를 도시하는 도면이다. 17 is a diagram showing an example of a processing system that can be used to perform substrate processing in the first and second embodiments.

도 17에 도시하는 처리 시스템(1000)은 제어부(Cnt), 거치대(1122a), 거치대(1122b), 거치대(1122c), 거치대(1122d), 수용 용기(1124a), 수용 용기(1124b), 수용 용기(1124c), 수용 용기(1124d), 로더 모듈(LM), 로드록 챔버(LL1), 로드록 챔버(LL2), 트랜스퍼 챔버(1121), 플라즈마 처리 장치(1010)를 구비하고 있다. 플라즈마 처리 장치(1010)는 예컨대 도 16에 도시하는 처리 장치(200)라도 좋다. The processing system 1000 shown in FIG. 17 includes a control unit (Cnt), a cradle 1122a, a cradle 1122b, a cradle 1122c, a cradle 1122d, a receiving container 1124a, a receiving container 1124b, and a receiving container. 1124c, a storage container 1124d, a loader module LM, a load lock chamber LL1, a load lock chamber LL2, a transfer chamber 1121, and a plasma processing apparatus 1010 are provided. The plasma processing apparatus 1010 may be, for example, the processing apparatus 200 shown in FIG. 16.

제어부(Cnt)는 프로세서, 기억부, 입력 장치, 표시 장치 등을 갖춘 컴퓨터이며, 처리 시스템(1000)의 후술하는 각 부를 제어한다. 제어부(Cnt)는, 반송 로봇(Rb1), 반송 로봇(Rb2), 광학 관찰 장치(OC), 플라즈마 처리 장치(1010) 등에 접속되어 있다. 제어부(Cnt)는, 도 7 및 도 12에 도시하는 기판 처리 장치(100, 100A)의 제어부(120, 120A) 및 도 16에 도시하는 처리 장치(200)의 제어부(90)를 겸하여도 좋다. 또한, 제어부(Cnt)는 기판 처리 장치(100, 100A)라도 좋다. The control unit Cnt is a computer equipped with a processor, a storage unit, an input device, a display device, and the like, and controls each unit of the processing system 1000 to be described later. The control unit Cnt is connected to a transfer robot Rb1, a transfer robot Rb2, an optical observation device OC, a plasma processing device 1010, and the like. The control unit Cnt may also serve as the control units 120 and 120A of the substrate processing apparatuses 100 and 100A shown in FIGS. 7 and 12 and the control unit 90 of the processing apparatus 200 shown in FIG. 16. Further, the control unit Cnt may be the substrate processing apparatuses 100 and 100A.

제어부(Cnt)는, 처리 시스템(1000)의 각 부를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램(입력된 레시피에 기초한 프로그램)에 따라서 동작하여, 제어 신호를 송출한다. 제어부(Cnt)로부터의 제어 신호에 의해, 처리 시스템(1000)의 각 부, 예컨대 반송 로봇(Rb1, Rb2), 광학 관찰 장치(OC) 및 플라즈마 처리 장치(1010)의 각 부를 제어한다. 플라즈마 처리 장치(1010)에서는, 제어부(Cnt)로부터의 제어 신호에 의해, 가스 공급부(44)로부터의 가스의 선택 및 유량, 배기 장치(26)의 배기, 고주파 전원(32, 35)으로부터의 전력 공급, 히터(54c)에의 전력 공급, 냉매 유량 및 냉매 온도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 각 공정은, 제어부(Cnt)에 의한 제어에 의해서 처리 시스템(1000)의 각 부를 동작시킴으로써 실행될 수 있다. 제어부(Cnt)의 기억부에는, 상기 제1, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 실행에 이용되는 각종 데이터가 읽어들이기 자유롭게 저장되어 있다. The control unit Cnt operates according to a computer program (a program based on an input recipe) for controlling each unit of the processing system 1000 and transmits a control signal. Each unit of the processing system 1000, for example, the transfer robots Rb1 and Rb2, the optical observation device OC, and each unit of the plasma processing device 1010 are controlled by a control signal from the control unit Cnt. In the plasma processing device 1010, the selection and flow rate of the gas from the gas supply unit 44, the exhaust of the exhaust device 26, and the power from the high-frequency power sources 32, 35, according to a control signal from the control unit Cnt. The supply, power supply to the heater 54c, the refrigerant flow rate, and the refrigerant temperature can be controlled. In addition, each step of the substrate processing method according to the first and second embodiments may be performed by operating each unit of the processing system 1000 under control by the control unit Cnt. In the storage unit of the control unit Cnt, a computer program for executing the substrate processing method according to the first and second embodiments and various data used for execution are stored freely to be read.

거치대(1122a∼1122d)는 로더 모듈(LM)의 한 가장자리를 따라 배열되어 있다. 거치대(1122a∼1122d)의 각각의 위에는 수용 용기(1124a∼1124d)가 각각 마련되어 있다. 수용 용기(1124a∼1124d) 내에는 웨이퍼(W)가 수용될 수 있다. The cradles 1122a to 1122d are arranged along one edge of the loader module LM. On each of the cradles 1122a to 1122d, storage containers 1124a to 1124d are provided, respectively. Wafers W may be accommodated in the storage containers 1124a to 1124d.

로더 모듈(LM) 내에는 반송 로봇(Rb1)이 설치되어 있다. 반송 로봇(Rb1)은, 수용 용기(1124a∼1124d)의 어느 하나에 수용되어 있는 웨이퍼(W)를 빼내어, 웨이퍼(W)를 로드록 챔버(LL1 또는 LL2)에 반송한다. A transfer robot Rb1 is installed in the loader module LM. The transfer robot Rb1 pulls out the wafer W accommodated in either of the storage containers 1124a to 1124d, and transfers the wafer W to the load lock chamber LL1 or LL2.

로드록 챔버(LL1및 LL2)는, 로더 모듈(LM)의 다른 한 가장자리를 따라 마련되어 있으며, 로더 모듈(LM)에 접속되어 있다. 로드록 챔버(LL1 및 LL2)는 예비 감압실을 구성하고 있다. 로드록 챔버(LL1 및 LL2)는 트랜스퍼 챔버(1121)에 각각 접속되어 있다. The load lock chambers LL1 and LL2 are provided along the other edge of the loader module LM, and are connected to the loader module LM. The load lock chambers LL1 and LL2 constitute a preliminary decompression chamber. The load lock chambers LL1 and LL2 are connected to the transfer chamber 1121, respectively.

트랜스퍼 챔버(1121)는 감압 가능한 챔버이며, 트랜스퍼 챔버(1121) 내에는 반송 로봇(Rb2)이 설치되어 있다. 트랜스퍼 챔버(1121)에는 플라즈마 처리 장치(1010)가 접속되어 있다. 반송 로봇(Rb2)은, 로드록 챔버(LL1) 또는 로드록 챔버(LL2)로부터 웨이퍼(W)를 빼내어, 그 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리 장치(1010)에 반송한다. The transfer chamber 1121 is a chamber capable of depressurizing, and a transfer robot Rb2 is installed in the transfer chamber 1121. A plasma processing apparatus 1010 is connected to the transfer chamber 1121. The transfer robot Rb2 removes the wafer W from the load lock chamber LL1 or the load lock chamber LL2 and transfers the wafer W to the plasma processing apparatus 1010.

처리 시스템(1000)은 광학 관찰 장치(OC)를 구비한다. 웨이퍼(W)는, 반송 로봇(Rb1) 및 반송 로봇(Rb2)에 의해서, 광학 관찰 장치(OC)와 플라즈마 처리 장치(1010)의 사이에서 이동될 수 있다. 반송 로봇(Rb1)에 의해서 웨이퍼(W)가 광학 관찰 장치(OC) 내에 수용되고, 광학 관찰 장치(OC) 내에서 웨이퍼(W)의 위치맞춤이 이루어진 후에, 광학 관찰 장치(OC)는, 웨이퍼(W)의 마스크 등의 패턴의 홈 폭을 측정하여, 측정 결과를 제어부(Cnt)에 송신한다. 광학 관찰 장치(OC)에서는, 웨이퍼(W) 표면의 복수의 영역에 형성된 마스크 등의 패턴의 홈 폭이 측정될 수 있다. 광학 관찰 장치(OC)에 의한 측정 결과는, 예컨대 제2 실시형태에 있어서의 「측정 치」(도 15 참조)로서 사용된다. The processing system 1000 is provided with an optical observation device (OC). The wafer W can be moved between the optical observation device OC and the plasma processing device 1010 by the transfer robot Rb1 and the transfer robot Rb2. After the wafer W is accommodated in the optical observing device OC by the transfer robot Rb1, and the wafer W is aligned in the optical observing device OC, the optical observing device OC is The groove width of a pattern such as a mask of (W) is measured, and the measurement result is transmitted to the control unit Cnt. In the optical observation device OC, the groove width of a pattern such as a mask formed in a plurality of regions on the surface of the wafer W can be measured. The measurement result by the optical observation apparatus OC is used, for example as a "measurement value" (refer FIG. 15) in 2nd Embodiment.

이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시형태는 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다. It should be considered that the embodiment disclosed this time is an illustration in all points and is not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or changed in various forms without departing from the scope of the appended claims and the spirit thereof.

100, 100A: 기판 처리 장치 110, 110A: 기억부
111: 처리 조건 기억부 112: 처리 기억부
113: 대응 기억부 120, 120A: 제어부
121: 선택부 122: 지시부
123: 취득부 130: 입력부
140: 출력부 150: 통신부
200: 처리 장치 300: 측정 장치
NW: 네트워크
100, 100A: substrate processing apparatus 110, 110A: storage unit
111: processing condition storage unit 112: processing storage unit
113: correspondence storage unit 120, 120A: control unit
121: selection unit 122: instruction unit
123: acquisition unit 130: input unit
140: output unit 150: communication unit
200: processing device 300: measuring device
NW: network

Claims (18)

a) 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 상기 제1 반응종을 상기 기판의 표면에 흡착시키는 공정과,
b) 상기 챔버 내에서, 상기 기판을 제2 반응종으로 형성한 플라즈마에 노출되게 하여, 상기 기판의 표면에 막을 형성하는 공정과,
c) 상기 a)와 상기 b)를 포함하는 처리를, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꿔 2회 이상 반복하는 공정
을 포함하는 기판 처리 방법.
a) in a chamber, exposing a substrate having a pattern on its surface to a first reactive species, and adsorbing the first reactive species to the surface of the substrate; and
b) forming a film on the surface of the substrate by exposing the substrate to plasma formed of a second reactive species in the chamber,
c) a step in which the treatment comprising a) and b) is repeated two or more times by changing the retention amount of the first reactive species at the start of b).
Substrate processing method comprising a.
제1항에 있어서, 상기 a)에 있어서, 상기 챔버 내에 도입하는 상기 제1 반응종의 양을 제어함으로써, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 상기 제1 반응종의 체류량을 바꾸는 것인 기판 처리 방법. The substrate processing according to claim 1, wherein the amount of retention of the first reactive species at the start of b) is changed by controlling the amount of the first reactive species introduced into the chamber in a). Way. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 a)에 있어서, 상기 챔버 내에 도입하는 상기 제1 반응종의 희석도를 제어함으로써, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 상기 제1 반응종의 체류량을 바꾸는 것인 기판 처리 방법. The retention amount of the first reactive species at the start of b) according to claim 1 or 2, wherein by controlling the dilution degree of the first reactive species introduced into the chamber in a). Substrate processing method that is to change. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 a)는,
a1) 상기 챔버 내에 상기 제1 반응종을 도입하는 공정과,
a2) 상기 챔버로부터 상기 제1 반응종의 적어도 일부를 퍼지하는 공정
을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a) is,
a1) introducing the first reactive species into the chamber,
a2) a process of purging at least a part of the first reactive species from the chamber
Substrate processing method comprising a.
제4항에 있어서, 상기 a2)에 있어서 퍼지하는 상기 제1 반응종의 양을 제어함으로써, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 상기 제1 반응종의 체류량을 바꾸는 것인 기판 처리 방법. The substrate processing method according to claim 4, wherein the retention amount of the first reactive species at the start of b) is changed by controlling the amount of the first reactive species purged in a2). 제5항에 있어서, 상기 a2)에 있어서 퍼지하는 상기 제1 반응종의 양을, 상기 챔버 내의 압력, 퍼지 시간, 퍼지 가스의 유량 중 적어도 하나를 바꿈으로써 변화시키고, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 상기 제1 반응종의 체류량을 바꾸는 것인 기판 처리 방법. The method of claim 5, wherein the amount of the first reactive species to be purged in a2) is changed by changing at least one of a pressure in the chamber, a purge time, and a flow rate of a purge gas, and at the start of b) The substrate processing method according to claim 1, wherein the retention amount of the first reactive species is changed. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 a) 또는 b)를, 상기 기판 표면에서의 반응이 포화되기 전에 종료하는 것인 기판 처리 방법. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 6, wherein a) or b) is terminated before the reaction on the surface of the substrate is saturated. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴의 상부에 형성되는 막의 두께가 상기 패턴의 하부에 형성되는 막의 두께보다도 두껍게 되도록, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 제어하는 것인 기판 처리 방법. The first reactive species at the start of b) according to any one of claims 1 to 6, wherein the thickness of the film formed on the upper part of the pattern becomes thicker than the thickness of the film formed under the pattern. The substrate processing method to control the amount of retention of. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴의 상부에 형성되는 막의 두께가 상기 패턴의 하부에 형성되는 막의 두께에 가깝게 되도록, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 제어하는 것인 기판 처리 방법. The first reactive species at the start of b) according to any one of claims 1 to 6, wherein the thickness of the film formed on the upper part of the pattern becomes close to the thickness of the film formed under the pattern. The substrate processing method to control the amount of retention of. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, d) 상기 c)에 의해 형성된 막을 마스크로 하여 상기 기판을 에칭하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 9, further comprising: d) etching the substrate using the film formed by c) as a mask. 제10항에 있어서, e) 상기 c)와 상기 d)를 포함하는 처리를 2회 이상 반복하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법. The substrate processing method according to claim 10, further comprising: e) repeating the treatment including c) and d) two or more times. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 a)를 실행하기 전에 상기 기판 표면의 상기 패턴의 형상을 나타내는 값을 측정하는 공정과,
측정된 값에 기초하여 처리 조건을 선택하는 공정
을 더 포함하고, 상기 a), 상기 b) 및 상기 c)는 선택된 상기 처리 조건으로 실행되는 것인 기판 처리 방법.
The process according to any one of claims 1 to 11, wherein before performing the a), a value representing the shape of the pattern on the surface of the substrate is measured, and
Process of selecting treatment conditions based on measured values
And further comprising, wherein a), b) and c) are performed under the selected processing conditions.
제12항에 있어서, 상기 c)를 소정 횟수 실행한 후에 상기 기판 표면의 상기 패턴의 형상을 나타내는 값을 측정하는 공정과,
상기 a)를 실행하기 전에 측정한 값과, 상기 c)를 소정 횟수 실행한 후에 측정한 값의 차분에 기초하여, 이어서 실행하는 처리의 처리 조건을 선택하는 공정
을 더 포함하는 기판 처리 방법.
The method of claim 12, wherein after performing the c) a predetermined number of times, measuring a value representing the shape of the pattern on the surface of the substrate;
A step of selecting processing conditions for subsequent processing based on the difference between the value measured before executing a) and the value measured after executing c) a predetermined number of times.
Substrate processing method comprising a further.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 c)는 상기 패턴의 형상이 미리 정한 조건을 만족할 때까지 반복하여 실행되는 것인 기판 처리 방법. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 10, wherein c) is repeatedly executed until the shape of the pattern satisfies a predetermined condition. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 c)는 동일 챔버 내에서 실행되는 것인 기판 처리 방법. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 11, wherein c) is performed in the same chamber. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 c)는 상기 챔버 내의 압력을 약 10 mTorr부터 약 200 mTorr로 설정하여 실행되는 것인 기판 처리 방법. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein c) is performed by setting the pressure in the chamber from about 10 mTorr to about 200 mTorr. 기판 처리 방법으로서,
상기 기판 표면의 상기 패턴의 형상을 나타내는 값을 측정하는 공정과,
상기 값과 미리 정한 제1 역치 및 상기 제1 역치보다도 큰 제2 역치를 비교하는 공정과,
상기 비교한 결과에 기초하여 성막 처리를 선택하는 공정과,
상기 선택한 성막 처리로 상기 기판의 표면에 막을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 성막 처리를 선택하는 공정은,
상기 값이 상기 제1 역치 이하인 경우에는, 상기 성막 처리로서 CVD(Chemical Vapor Deposition)를 선택하고,
상기 값이 상기 제1 역치보다 크며 또한 상기 제2 역치 미만인 경우에는, 상기 성막 처리로서 믹스 모드를 선택하고,
상기 값이 상기 제2 역치 이상인 경우에는, 상기 성막 처리로서 ALD(Atomic Layer Deposition)를 선택하고,
상기 믹스 모드는
a) 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 상기 제1 반응종을 상기 기판의 표면에 흡착시키는 공정과,
b) 상기 챔버 내에서, 상기 기판을 제2 반응종으로 형성한 플라즈마에 노출되게 하여, 상기 기판의 표면에 막을 형성하는 공정과,
c) 상기 a)와 상기 b)를 포함하는 처리를, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꿔 2회 이상 반복하는 공정
을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
As a substrate processing method,
A step of measuring a value representing the shape of the pattern on the surface of the substrate,
A step of comparing the value with a predetermined first threshold and a second threshold greater than the first threshold; and
A step of selecting a film forming treatment based on the comparison result, and
Forming a film on the surface of the substrate by the selected film formation treatment,
The process of selecting the film forming process,
When the value is less than or equal to the first threshold, CVD (Chemical Vapor Deposition) is selected as the film forming process,
When the value is greater than the first threshold and less than the second threshold, a mix mode is selected as the film forming process,
When the value is greater than or equal to the second threshold, ALD (Atomic Layer Deposition) is selected as the film forming process,
The mix mode is
a) in a chamber, exposing a substrate having a pattern on its surface to a first reactive species, and adsorbing the first reactive species to the surface of the substrate; and
b) forming a film on the surface of the substrate by exposing the substrate to plasma formed of a second reactive species in the chamber,
c) a step in which the treatment comprising a) and b) is repeated two or more times by changing the retention amount of the first reactive species at the start of b).
Substrate processing method comprising a.
기판 처리 장치로서,
가스 도입구 및 가스 유출구를 포함하는 챔버;
상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성기; 및
상기 기판을 처리하기 위해 상기 장치의 전체 공정을 제어하도록 구성되는 컨트롤러로서, 상기 컨트롤러는
a) 상기 챔버 내에서, 표면에 패턴이 형성된 상기 기판을 제1 반응종에 노출되게 하여, 상기 제1 반응종을 상기 기판의 표면에 흡착시키고,
b) 상기 챔버 내에서, 상기 기판을 상기 플라즈마 생성기에 의해 생성되고 제2 반응종으로 형성한 상기 플라즈마에 노출되게 하여, 상기 기판의 표면에 막을 형성하며,
c) 상기 a) 및 b)를 포함하는 처리를, 상기 b)의 시작 시에 있어서의 제1 반응종의 체류량을 바꿔 2회 이상 반복하도록
프로그래밍되는 것인 기판 처리 장치.
As a substrate processing apparatus,
A chamber including a gas inlet and a gas outlet;
A plasma generator configured to generate plasma in the chamber; And
A controller configured to control the entire process of the device to process the substrate, the controller
a) in the chamber, the substrate having a pattern formed thereon is exposed to a first reactive species, so that the first reactive species is adsorbed to the surface of the substrate,
b) in the chamber, the substrate is exposed to the plasma generated by the plasma generator and formed as a second reactive species to form a film on the surface of the substrate,
c) the treatment comprising a) and b) is repeated two or more times by changing the retention amount of the first reactive species at the start of b).
The substrate processing apparatus being programmed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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