KR100786399B1 - 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 처리용 매엽식 열처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

매엽식 열처리 장치(2)는 피처리 기판(W)을 수납하는 처리실(5)을 구비하고, 그 천정에 샤워헤드(10)가 설치된다. 반도체 처리를 피처리 기판(W)에 대하여 실시할 때 샤워헤드(10)에 대향하도록 피처리 기판(W)을 지지하는 지지 부재(28)가 설치된다. 지지 부재(28)의 하방에 가열 램프(30)가 설치되고, 광을 조사함으로써 피처리 기판(W)을 가열한다. 지지 부재(28)와 가열 램프(30)는 승강 기구(20)에 의해 샤워헤드(10)에 대하여 일체적으로 승강된다. 승강 기구(20)는 상이한 처리 온도에 대응하여, 샤워헤드(10)의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 샤워헤드(10)와 가열 램프(30) 사이를 상이한 거리로 설정한다.

Description

반도체 처리용 매엽식 열처리 장치 및 방법{SHEET TYPE HEAT TREATING DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING SEMICONDUCTORS}
본 발명은 어닐링, 성막, 에칭, 산화, 확산 등의 처리를 실행하기 위한, 반도체 처리용 매엽식(sheet type) 열처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 여기서 반도체 처리는 반도체 웨이퍼나 LCD 기판 등의 피처리 기판상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 상기 피처리 기판상에 반도체 디바이스나, 반도체 디바이스에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조물을 제조하기 위해 실시되는 각종 처리를 의미한다.
반도체 디바이스를 제조할 때, 반도체 웨이퍼에 대하여 성막 처리나 패턴 에칭 처리가 반복하여 실시된다. 성막 처리는 반도체 디바이스가 고밀도화 및 고집적화에 따라 그 수단이 해마다 엄격해지고 있다. 예컨대 커패시터의 절연막이나 게이트 절연막과 같이 매우 얇은 산화막 등에 대해서도 거듭 박막화와, 높은 절연성이 요구되고 있다.
이러한 것들의 절연막으로서, 종래부터 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등 이 사용되고 있다. 그러나, 최근 보다 절연 특성이 양호한 재료로서, 금속 산화막, 예컨대 탄탈 산화막(Ta2O5)이 사용되고 있다. 이러한 금속 산화막은, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; 금속 유기 화학 증착)에 의해, 즉 유기 금속 화합물을 가스화하여 사용함으로써 퇴적할 수 있다. 탄탈 산화막을 MOCVD로 형성하는 경우, 원료액으로서 탄탈 금속 알콕시드, 예컨대 Ta(OC2H5)5 (펜타에톡시탄탈: PET)이 사용된다.
이러한 금속 산화막은 얇아도 신뢰성이 높은 절연성을 발휘하고, 또한 막의 퇴적 후에 개질 처리를 실시함으로써 절연 특성을 한층 더 향상시킬 수 있다(일본 특허 공개 공보 제 1990-283022 호). 절연성 금속 산화막으로서 산화 탄탈을 성막하는 종래의 방법은 다음과 같다.
우선, CVD 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼상에 소정의 두께의 탄탈 산화(Ta2O5)막을 퇴적한다. 여기서, 원료액을 질소 가스 등으로 버블링하거나 또는 기화 온도로 유지된 기화기에 의해 기화함으로써, 가스 상태에서 진공 분위기로 설정된 처리실내에 공급한다. 또한, 이것과 함께, 산소 등의 산화 가스를 처리실내로 공급한다. 공급된 원료는, 400℃ 내지 500℃ 정도의 처리 온도로 가열된 웨이퍼의 표면상에 분해에 의해 성막 재료를 제공한다. 이 성막 재료에 의해, 웨이퍼의 표면상에 탄탈 산화(Ta2O5)막이 퇴적된다.
다음에, 웨이퍼를 개질 장치로 반송하여 탄탈 산화막의 개질을 실행한다. 여기서, 자외선 오존 처리의 경우에는 오존(O3)의 분위기하에 있어서 자외선 램프에 의해 웨이퍼 표면상에서 오존에 자외선을 조사한다. 이로써, 탄탈 산화막 중에 포함되는 유기 불순물의 C-C 결합이나 하이드로 카본 등을 자외선의 에너지나 활성 산소 원자에 의해 절단하여 이것을 분리시키고, 탄탈 산화막의 개질을 실행한다. 개질 처리의 프로세스 온도는, 예컨대 600℃ 정도로 한다.
다음에, 웨이퍼를 열처리 장치로 반송하여 탄탈 산화막의 결정화를 실행한다. 여기서, 산소 가스의 존재하에 있어서 처리 온도를 탄탈 산화물의 결정화 온도 이상, 예컨대 750℃로 한다. 이 결정화 어닐링에 의해, 탄탈 산화막은 분자 레벨로 치밀화되고, 또한 면내 막 두께도 균일화시킬 수 있어 절연 특성이 양호한 절연막을 얻을 수 있다.
한편, 반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 양산성을 높이기 위해서 처리율의 향상이 큰 목표로 되어 있다. 또한, 열처리 장치의 정비 비용도 매우 크기 위해, 가능한 한 설치되는 장치수도 삭감하는 것이 요구되고 있다. 이러한 상황하에 있어서, 상술한 퇴적 처리와 개질 처리를 동일한 처리실내에서 실행하는 기술이 제안되고 있다(일본 특허 공개 공보 제 1997-153491 호, 일본 특허 공개 공보 제 1998-182300 호). 그러나, 이 경우, 퇴적 처리와 개질 처리에서는 처리 온도가 매우 다르기 때문에, 퇴적 처리시에 처리실의 내면측에 부착된 부 생성물 막이 처리 온도 차이에 기인하여 벗겨지고, 입자로 되어 비산하기 쉽다. 특히, 샤워헤드로부터 처리 가스를 공급하는 타입의 장치에 있어서는, 이 샤워헤드의 표면에 부착된 부 생성물 막이, 처리 온도 차이에 기인하여 더 벗겨지기 쉬워진다.
또한, 처리 효율 및 비용의 관점에서, 퇴적 처리 및 개질 처리에 부가하여, 결정화 처리도 동일한 처리실내에서 실행하는 것이 요구된다. 그러나, 결정화 처리의 처리 온도는, 퇴적 처리나 개질 처리의 처리 온도보다도 더욱 높기 때문에, 상기 문제점이 보다 부각된 결과로 되어 실현되지 않았다.
발명의 요약
본 발명은, 처리 온도 차이에 기인하는 샤워헤드상의 부 생성물 막의 박리를 방지한 매엽식 열처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 실시형태는, 처리 온도가 상이한 복수의 반도체 처리를 피처리 기판에 대하여 실시하는 매엽식 열처리 장치로서,
피처리 기판을 수납하는 처리실과,
상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급계로서, 상기 처리실의 천정에 설치되고 또한 하면에 처리 가스를 분출하는 복수의 분출 구멍을 갖는 샤워헤드를 포함하는 상기 가스 공급계와,
상기 처리실내를 진공 배기하는 배기계와,
상기 반도체 처리를 상기 피처리 기판에 대하여 실시할 때, 상기 처리실내에서 상기 샤워헤드에 대향하도록 상기 피처리 기판을 지지하는 지지 부재와,
상기 지지 부재의 하방에 설치되어, 광을 조사함으로써 상기 피처리 기판을 가열하는 가열 램프와,
상기 샤워헤드에 대하여, 상기 지지 부재와 상기 가열 램프를 일체적으로 승강시키는 승강 기구로서, 상기 상이한 처리 온도에 대응하여, 상기 샤워헤드의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 상이한 거리로 설정하는 상기 승강 기구를 구비한다.
본 발명의 제 2 실시형태는, 제 1 실시형태의 장치에 있어서의 매엽식 열처리 방법으로서,
상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 제 1 거리로 설정하고, 제 1 처리 온도로 제 1 처리를 실행하는 단계와,
상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 제 2 거리로 설정하고, 제 2 처리 온도로 제 2 처리를 실행하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다도 크고, 상기 제 2 처리 온도는 상기 제 1 처리 온도보다도 높다.
본 발명의 제 3 실시형태는, 처리 온도가 상이한 복수의 반도체 처리를 피처리 기판에 대하여 실시하는 매엽식 열처리 장치로서,
피처리 기판을 수납하는 처리실과,
상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급계로서, 상기 처리실의 천정에 설치되고 또한 하면에 처리 가스를 분출하는 복수의 분출 구멍을 갖는 샤워헤드를 포함하는 상기 가스 공급계와,
상기 처리실내를 진공 배기하는 배기계와,
상기 반도체 처리를 상기 피처리 기판에 대하여 실시할 때, 상기 처리실내에서 상기 샤워헤드에 대향하도록 상기 피처리 기판을 지지하는 지지 부재와,
상기 지지 부재의 하방에 설치되고, 광을 조사함으로써 상기 피처리 기판을 가열하는 가열 램프와,
상기 지지 부재를 승강시키는 승강 기구로서, 상기 상이한 처리 온도에 대응하여, 상기 샤워헤드의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 상이한 거리로 정하는 승강 기구를 구비한다.
본 발명의 제 4 실시형태는, 제 3 실시형태의 장치에 있어서의 매엽식 열처리 방법으로서,
상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 제 1 거리로 설정하고, 제 1 처리 온도로 제 1 처리를 실행하는 단계와,
상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 제 2 거리로 설정하고, 제 2 처리 온도로 제 2 처리를 실행하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다도 작고, 상기 제 2 처리 온도는 상기 제 1 처리 온도보다도 높으며, 상기 제 1 및 제 2 처리에 있어서, 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이의 거리는 일정하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도,
도 2a 내지 도 2c는, 도 1에 도시한 장치에 있어서의, 상이한 처리 온도(웨이퍼의 온도)의 열처리와, 샤워헤드에 대한 탑재대 및 가열 램프의 위치의 관계를 나타내는 개략도,
도 3은 도 1에 도시한 장치에 있어서의, 상이한 처리 온도(웨이퍼의 온도)의 열처리와, 가열 램프로의 투입 전력의 관계를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도,
도 6은 도 5에 도시한 장치에 있어서의, 상이한 처리 온도(웨이퍼의 온도)의 열처리와, 가열 램프로의 투입 전력의 관계를 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도.
본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 대략 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성요소에 대해서는, 동일 부호를 부여하고, 중복 설명은 필요한 경우에만 실행한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도이다. 이 장치는, 금속 산화막으로서 탄탈 산화막을 CVD에 의해 퇴적하고, 또한 이것을 개질 및 결정화하도록 구성된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 「저온 열처리」,「중온 열처리」 및 「고온 열처리」는 각 처리 사이의 온도 관계 를 나타낸 것으로 절대적인 온도를 의미하는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(2)는 예컨대 알루미늄의 통체로 구성되는 처리 용기(4)를 갖고, 처리 용기(4)내에 처리실(5)이 형성된다. 처리 용기(4)의 바닥부(6)에는 배기구(도시하지 않음)를 거쳐 처리실(5)내를 흡인하기 위한 배기부(7)가 접속된다. 처리 용기(4)의 천정에는 O링 등의 밀봉 부재(8)를 거쳐 샤워헤드(10)가 설치된다. 샤워헤드(10)에는 처리실(5)내로 각종의 처리 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(9)가 접속된다. 처리 용기(4)의 측벽에는 포트(11)가 형성되고, 게이트 밸브(12)에 의해 개폐 가능하게 된다. 포트(11)를 통해, 처리실(5)에 대하여 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(W)가 반출입된다.
처리 용기(4)의 바닥부(6)의 중앙부에는, 원 형상으로 대구경의 개구(14)가 형성된다. 개구(14)의 하방에는 개구(14)를 피복하도록 설치되고 또한 처리 용기(4)에 대하여 승강 가능한 바닥판(16)이 설치된다. 개구(14)를 둘러싸도록, 용기 바닥부(6)의 이면과 바닥판(16)의 상면 사이에, 신축 가능한 대구경의 금속제인 벨로즈(18)가 기밀하게 접속된다. 벨로즈(18)에 의해, 처리실(5)내의 기밀성을 유지하면서 바닥판(16)의 승강이 가능해진다.
처리 용기(4)의 바닥부에는, 바닥판(16)을 승강시키기 위해 볼 나사 기구로 구성되는 승강 기구(20)가 설치된다. 승강 기구(20)는 상단이 용기 바닥부(6)에 베어링(22)에 의해 회전 가능하게 지지된 복수의 수직한 나사 샤프트(24)를 갖는다. 도 1에서는 2개의 나사 샤프트(24)만이 도시되어 있지만, 실제로는 원주방향으로 대략 등간격으로 3개 이상, 예컨대 3개 설치된다. 나사 샤프트(24)가 바닥판(16)을 관통하는 부분에 있어서, 바닥판(16)에는 볼 나사 너트(25)가 고정된다. 따라서, 나사 샤프트(24)를 동기시켜서 정반대로 회전시킴으로써, 바닥판(16)을 승강(승강 이동)시킬 수 있다.
나사 샤프트(24)를 정반대 회전시키기 위해, 각 나사 샤프트(24)의 하단부는 모터(26)에 연결된다. 각 모터(26)는 고정 벨로즈(도시하지 않음)에 고정된다. 모터(26)는 컨트롤러(27)의 제어하에서 구동된다. 또한, 모터(26)는 전체 나사 샤프트(24)에 공통적으로 1대만 설치하고, 모터(26)와 나사 샤프트(24)의 사이에 벨트 등을 걸어 이것들을 동기화시켜서 정반대 회전시킬 수도 있다.
바닥판(16)에는 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 부재인 탑재대(28)와 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 램프(30)가 설치된다. 바닥판(16)의 상면상에는, 예컨대 복수개의 지주(32)가 세워지고, 이 상단에, 예컨대 카본 소재, AlN 등의 세라믹 등으로 이루어지는 박판 형상의 탑재대(28)가 설치된다. 탑재대(28)는 실질적으로 웨이퍼(W)의 바닥면 전체에 접촉하도록, 웨이퍼(W)보다도 큰 직경을 갖는다. 그러나, 탑재대(28)의 직경은 개구(14)의 직경보다도 조금 작게 설정되고, 개구(14)를 통과하여 탑재대(28)가 승강 가능해진다. 또한, 지주(32)를 대신하여 내면이 반사면으로 된 원통 형상의 반사재를 설치하고, 이 상단에 탑재대(28)를 지지시키도록 할 수도 있다.
바닥판(16)에는, 탑재대(28)의 바로 아래에 대응하여 개구(34)가 형성된다. 개구(34)는 O링 등의 밀봉 부재(36)를 거쳐 예컨대 석영 유리 등으로 이루어지는 두께의 투과창(38)에 의해 기밀하게 폐쇄된다. 바닥판(16)의 하면에는 구획벽(42) 이 접속되고, 투과창(38)의 하방에 투과창(38)을 둘러싸는 박스 형상의 가열실(40)이 형성된다. 가열실(40)내에는, 가열 수단인 복수개의 가열 램프(30)가, 반사경도 겸하는 회전대(44)에 부착된다. 회전대(44)의 회전축(46)은 베어링(48)을 거쳐 가열실(40)의 바닥부를 관통하고, 가열실(40)의 하부에 설치한 회전 모터(50)에 접속된다. 가열 램프(30)에 의해 방출된 열선은, 투과창(38)을 투과하여 탑재대(28)의 하면을 조사하여, 웨이퍼(W)를 가열한다. 가열 램프(30)의 전원(31)은 컨트롤러(27)의 제어하에서 구동된다.
탑재대(28)의 하방에는, 복수개, 예컨대 석영으로 된 3개의 수직 리프터 핀(52)(도 1에는 2개만을 도시함)이 설치된다. 리프터 핀(52)은 탑재대(28)에 형성된 리프터 구멍(58)으로부터 상방으로 연장되어 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다. 리프터 핀(52)은 함께 상하 이동 가능하도록 기부에 있어서 서로, 예컨대 석영제로써 링형상인 결합 부재(54)에 의해 결합된다. 결합 부재(54)는 바닥판(16)을 관통하여 수직으로 연장된 리프팅 바(56)의 상단에 고정된다. 리프팅 바(56)를 승강시킴으로써, 리프터 핀(52)이 탑재대(28)에 대하여 승강하여, 탑재대(26)에 대한 웨이퍼(W)의 로딩 및 언로딩을 돕는다.
리프팅 바(56)가 바닥판(6)을 관통하는 부분에는 처리실(5)내의 기밀 상태를 유지하기 위해서 신축 가능한 벨로즈(60)가 설치된다. 리프팅 바(56)의 하단부는 이것을 상하 이동하는 액추에이터(62)에 접속된다. 액추에이터(62)는, 부착부(64)에 의해 바닥판(16)에 고정된다. 따라서, 바닥판(16)에 지지된 탑재대(28), 가열 램프(30), 투과창(38), 리프터 핀(52) 등은, 바닥판(16)의 승강에 따라 일체적으로 승강한다.
샤워헤드(10)는 탑재대(28)의 상면의 대략 전면을 피복하도록 대향하여, 샤워헤드(10)와 탑재대(28)의 사이에 처리 공간(S)이 형성된다. 샤워헤드(10)의 하면(66)에는 가스를 분출시키기 위한 다수의 분출 구멍(68A, 68B)이 형성된다. 분출 구멍(68A, 68B)으로부터는, 가스 공급부(9)로부터의 처리 가스, 예컨대 퇴적용 유기 금속 가스 및 산소, 개질용 오존, 결정화용 산소 등이 처리실(5)내로 공급된다.
샤워헤드(10)내는, 원료 가스용 헤드 공간(70A)과 다른 가스용 헤드 공간(70B)으로 2개로 구획된다. 헤드 공간(70A)에는, 예컨대 헬륨 등의 불활성 가스로 이루어진 캐리어 가스에 의해 기화된 기화 상태의 유기 금속 원료, 예컨대 금속 알콕시드[예컨대 PET: 펜타에톡시탄탈 : Ta(OC2H5)5]가 유량 제어된 상태로 도입된다. 또한, 헤드 공간(70B)에는 산소나 오존(O3) 등이 선택적으로 또는 동시에 각각 유량 제어된 상태로 도입된다.
분출 구멍(68A)은 원료 가스용 헤드 공간(70A)에 연통된다. 분출 구멍(68B)은 상이한 가스용 헤드 공간(70B)에 연통된다. 양쪽 분출 구멍(68A, 68B)으로부터 분출된 원료 가스와 상이한 가스는 처리 공간(S)에서 혼합되고, 이른바 사전 혼합 상태로 공급된다. 또한, 가스 공급 방식은, 이 사전 혼합에 한정하지 않고, 샤워헤드내에서 양쪽 가스를 미리 혼합시키도록 해도 좋다. 또한, 개질 처리나 결정화 처리시에는, 분출 구멍(68B)으로부터 오존이나 산소가 공급되지만, 분출 구멍(68A) 으로부터 원료 가스는 공급되지 않는다.
샤워헤드(10)의 측벽내에는 냉각 재킷(72)이 설치된다. 냉각 재킷(72)에는, 60℃ 정도의 냉매, 예컨대 온수가 흐른다. 이로써, 샤워헤드(10)의 측벽이 예컨대 140℃ 내지 175℃ 정도로 유지되고, 여기서 원료 가스가 가열에 의해 분해되는 것이 방지된다. 처리 용기(4)의 측벽에도 냉각 재킷(74)이 설치된다. 냉각 재킷(74)에도, 예컨대 60℃ 정도의 온수가 냉매로서 흐른다. 이로써, 처리 용기(4)의 측벽이, 예컨대 140℃ 내지 175℃ 정도로 유지되고, 여기서 원료 가스가 가열에 의해 분해되는 또는 냉각에 의해 액화되는 것이 방지된다.
다음에, 도 1에 도시한 열처리 장치를 사용하여 실행되는 본 발명의 실시예에 따른 매엽식 열처리 방법에 대하여, 도 2a 내지 도 2c, 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2a 내지 도 2c는, 도 1에 도시된 장치에 있어서의 상이한 처리 온도(웨이퍼의 온도)의 열처리와, 샤워헤드에 대한 탑재대 및 가열 램프의 위치의 관계를 나타내는 개략도이다. 도 3은, 도 1에 도시한 장치에 있어서의 상이한 처리 온도(웨이퍼의 온도)의 열처리와, 가열 램프로의 투입 전력의 관계를 나타내는 그래프이다.
이 매엽식 열처리 방법에 있어서는, 샤워헤드(10)에 대하여, 탑재대(28)와 가열 램프(30)를 일체적으로 승강시키고, 상이한 높이 위치에서 상이한 처리 온도의 열처리를 실행한다. 즉, 상이한 처리 온도에 대하여 샤워헤드(10)와 가열 램프(30) 사이를 상이한 거리로 설정한다. 이로써, 상이한 처리 온도에 대한 샤워헤드(10)의 표면(하면 및 측면)에 있어서의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 바람직하게는 거의 없도록 한다.
구체적으로는 도 2a에 도시하는 바와 같이, 탑재대(28)의 상승 위치에 있어서 웨이퍼(W)상에 탄탈 산화막을 퇴적하는 퇴적 처리(저온 열처리)를 실행한다. 또한, 도 2b에 도시하는 바와 같이 탑재대(28)의 중간 위치에 있어서 탄탈 산화막을 개질하는 개질 처리(중온 열처리)를 실행한다. 또한, 도 2c에 도시하는 바와 같이 탑재대(28)의 강하 위치에 있어서 탄탈 산화막을 결정화하는 결정화 처리(고온 열처리)를 실행한다.
<저온 열처리(퇴적 처리)>
우선, 미처리 반도체 웨이퍼(W)를 반송실이나 로드록실(도시하지 않음)로부터 처리실(5)내로 포트(11)를 통해 반송 아암(도시하지 않음)에 의해 반입한다. 웨이퍼(W)는 리프터 핀(52)의 승강 동작에 따른 조력을 받아 탑재대(28)상에 탑재한다.
다음에, 컨트롤러(27)의 제어하에서 승강 기구(20)에 의해 바닥판(16)을 상승시켜, 탑재대(28), 투과창(38) 및 가열 램프(30) 등을 일체적으로 상방으로 움직인다. 그리고, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 샤워헤드(10)와 탑재대(28) 사이의 거리를 미리 정해진 거리(H1)로 설정한다. 이 때의 탑재대(28)의 위치를 상승 위치로 한다.
다음에, 컨트롤러(27)의 제어하에서 가열 램프(30)를 구동하고 반도체 웨이퍼(W)를 소정의 온도까지 승온하여 유지한다. 또한, 샤워헤드(10)로부터 원료 가 스와 산소(O2) 가스를 처리 공간(S)에 공급하는 동시에, 처리실(5)내를 흡인하여 소정의 처리 압력으로 유지한다. 이로써, 탄탈 산화막의 퇴적 처리를 실행한다.
액체 원료인 PET[펜타에톡시탄탈: Ta(OC2H5)5]는 기화기에 의해 기화하여 공급한다. 이 공급계는 원료 가스의 재액화 방지를 위해 소정의 온도, 예컨대 160℃ 정도로 가열한다. 원료 가스는 샤워헤드(10)의 헤드 공간(70A)으로부터 분출 구멍(68A)을 통해 처리 공간(S)에 공급한다. 한편, 산소(O2) 가스는 샤워헤드(10)의 헤드 공간(70B)으로부터 분출 구멍(68B)을 통해 처리 공간(S)에 공급한다. 원료 가스와 산소(O2) 가스는, 처리 공간(S)에서 혼합되어 반응하고, 웨이퍼 표면에 탄탈 산화막(Ta2O5)을 퇴적한다.
퇴적 처리의 처리 온도, 즉 웨이퍼 온도는 400℃ 내지 500℃의 범위 내, 예컨대 480℃ 정도로 설정한다. 또한, 샤워헤드(10)와 탑재대(28) 사이의 거리(H1)는, 예컨대 1.5㎝ 내지 2.5㎝ 정도로 설정한다. 이 때, 샤워헤드(10)의 표면 온도는 예컨대 150℃ 정도로 된다.
샤워헤드(10)와 탑재대(28) 사이의 거리(H1)는, 매우 작아 양자는 근접해 있다. 이 때문에 원료 가스는 효과적으로 퇴적 반응에 기여하여, 효율적으로 퇴적을 실행할 수 있다. 또한, 거리(H1)는 샤워헤드(10)의 표면이, 이것에 가능한 한 부 생성물 막이 부착되지 않은 온도, 예컨대 150℃로 되도록 한다. 이 때문에, 거리(H1)는, 샤워헤드(10)의 냉각 재킷(72)의 냉각 능력과 퇴적시의 처리 온도인 웨이퍼(W)의 온도를 고려하여 설정된다. 단, 샤워헤드(10)를 냉각하고 있다고는 해도, 이 퇴적 처리 중에 샤워헤드(10)의 표면에 약간의 부 생성물 막이 퇴적하는 것은 피할 수 없다.
이상과 같이 하여, 소정의 시간만큼 퇴적 처리를 실행하여 소정의 막 두께의 탄탈 산화막을 퇴적시켰다고 하면, 원료 가스 및 산소(O2)의 공급을 정지하고, 다음에 중온 열처리인 개질 처리로 이행한다.
<중온 열처리(개질 처리)>
우선, 도 3에 도시하는 바와 같이, 컨트롤러(27)의 제어하에서, 가열 램프(30)로의 투입 전력을 증가하여, 웨이퍼(W)를 개질 처리의 처리 온도인 600℃ 내지 700℃의 범위내인 소정의 온도, 예컨대 650℃까지 단시간에 승온한다. 이 때, 탑재대(28)의 위치를 고정한 상태로 두면, 샤워헤드(10)는 냉각 재킷(72)에 의해 냉각된다고 해도, 샤워헤드(10)의 표면 온도는 상승한다. 샤워헤드(10)의 표면 온도가 상승하는 것을 억제하고, 예컨대 약 150℃로 유지하기 때문에, 컨트롤러(27)의 제어하에서, 승강 기구(20)를 구동하여 바닥판(16)을 강하시킨다. 이로써, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 샤워헤드(10)와 탑재대(28) 사이의 거리를 거리(H2)까지 확대한다. 거리(H2)는, 이 개질 처리시의 처리 조건에 따라 미리 요구되고, 예컨대 7㎝ 내지 10㎝ 정도가 바람직하다. 이 때의 탑재대(28)의 위치를 중간 위치로 한다.
다음에, 웨이퍼(W)를 개질용 처리 온도로 유지하면서, 샤워헤드(10)로부터 오존(O3)을 공급하는 동시에, 처리실(5)내를 흡인하여 소정의 처리 압력으로 유지한다. 이로써, 탄탈 산화막의 개질 처리를 실행한다. 오존은, 예컨대 오존 발생기(도시하지 않음)에 의해 발생시킬 수 있다. 또한, 오존은, 샤워헤드(10)로부터가 아니라, 별도로 처리 용기(4)의 측벽 등에 설치한 노즐로부터 공급하도록 할 수도 있다. 이 공급된 오존의 작용에 의해 다량의 활성 산소 원자가 발생한다. 이로써, 웨이퍼 표면의 탄탈 산화막 중에 충분히 산소가 공급되어 탄탈 산화막이 개질된다.
개질 처리의 처리실(5)내의 처리 압력은, 133㎩ 내지 79800㎩(1Torr 내지 600Torr)의 범위내로 설정한다. 이 범위외의 압력에서는, 개질의 진행이 늦고 또는 충분하지 않으며, 탄탈 산화막의 절연 내압이 저하하게 된다. 또한, 개질 처리의 처리 온도, 즉 웨이퍼(W)의 온도는, 탄탈 산화막의 결정화 온도보다도 낮은 온도, 예컨대 600℃ 내지 700℃의 범위내로 설정한다. 웨이퍼 온도가 600℃보다도 작은 경우는, 절연 내압이 충분하지 않다. 한편, 700℃를 초과하면, 금속의 결정화 온도가 720℃ 내지 800℃ 정도이기 때문에, 결정화가 발생하여 충분한 개질을 실행할 수 없다.
또한, 개질 처리시에는, 자외선을 함께 조사하도록 할 수도 있고, 이에 의하면, 개질 효과를 향상시킬 수 있다.
이와 같이 개질 처리를 실행함으로써, 퇴적 처리와 개질 처리 사이에, 샤워헤드(10)의 표면에는 온도 변화가 거의 발생하지 않는다. 이 때문에, 샤워헤드 표 면의 부 생성물 막이, 열 신축에 의해 박리하지 않고, 따라서 입자가 발생할 우려도 거의 생기지 않는다. 이 점에 관하여, 종래 장치에서는, 샤워헤드 표면의 부 생성물 막이 열 신축에 의해 박리하여, 입자 오염의 원인으로 된다.
이상과 같이 하여, 소정의 시간만 개질 처리를 실행했다면, 오존의 공급을 정지하고, 다음에 고온 열처리인 결정화 처리로 이행한다.
<고온 열처리(결정화 처리)>
우선, 도 3에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(27)의 제어하에서, 가열 램프(30)로의 투입 전력을 더욱 증가시켜, 결정화 처리의 처리 온도인 720℃ 내지 800℃의 범위내인 소정의 온도, 예컨대 750℃까지 단시간에 승온한다. 이 때, 탑재대(28)의 위치를 고정한 상태로 해 두면, 샤워헤드(10)는 냉각 재킷(72)에 의해 냉각된다고 해도, 샤워헤드(10)의 표면의 온도는 상승한다. 샤워헤드(10)의 표면의 온도가 상승하는 것을 억제하여, 예컨대 약 150℃로 유지하기 때문에, 컨트롤러(27)의 제어하에서, 승강 기구(20)를 구동하여 바닥판(16)을 더욱 강하시킨다. 이로써, 도 2c에 도시하는 바와 같이, 샤워헤드(10)와 탑재대(28) 사이의 거리를 H3까지 확대한다. 거리(32)는 이 결정화 처리시의 처리 조건에 따라 미리 구해지고, 예컨대 10㎝ 내지 15㎝ 정도가 바람직하다. 이 때의 탑재대 (28)의 위치를 강하 위치로 한다.
다음에, 웨이퍼(W)를, 결정화용 처리 온도로 유지하면서, 샤워헤드(10)로부터 산소(O2)를 공급하는 동시에, 처리실(5)내를 흡인하여 소정의 처리 압력으로 유 지한다. 이로써, 탄탈 산화막의 결정화 처리를 실행한다. 이와 같이, 개질 후의 탄탈 산화막을 결정화함으로써, 보다 전기적 특성이 우수한 절연막을 얻는 것이 가능해진다.
이와 같이 결정화 처리를 실행함으로써, 퇴적 처리와 개질 처리와 결정화 처리 사이에서, 샤워헤드의 표면에는 온도 변화가 거의 생기지 않는다. 이 때문에, 샤워헤드 표면의 부 생성물 막이, 열 신축에 의해 박리하지 않고, 따라서 입자가 발생할 우려도 거의 생기지 않는다.
반도체 웨이퍼(W)에 대하여 퇴적 처리와 개질 처리와 결정화 처리의 일련의 처리가 완료했으면, 새로운 미처리 웨이퍼에 대하여, 상술한 바와 동일한 처리를 반복한다. 즉, 다수 장의 웨이퍼에 대하여 탄탈 산화막의 성막을 연속적으로 실행한다.
이와 같이, 도 1에 도시한 장치에 있어서는, 처리 온도가 상이한 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리를, 하나의 처리실(5)내에서 연속적으로 실행한다. 이 때, 컨트롤러(27)의 제어하에서, 가열 램프(30)로의 투입 전력을 변경하는 동시에, 그것에 대응하여 샤워헤드(10)와 탑재대(28)［웨이퍼(W)] 사이에, 따라서 또한, 샤워헤드(10)와 가열 램프(30) 사이를 상이한 거리로 설정한다. 이로써, 샤워헤드(10)의 표면 온도는, 대략 일정한 온도, 예컨대 150℃로 유지된다.
따라서, 도 1에 도시된 장치에 의하면, 샤워헤드(10)의 표면에 부착되어 있는 부 생성물 막이 벗겨져 입자가 되는 것을 대폭 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 하나의 처리실(5)내에서 복수의 처리를 연속적으로 실행하기 때문에, 웨이퍼의 교환을 위한 시간이 불필요하게 되어 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 처리실수도 감소시킬 수 있기 때문에, 그만큼 설비 비용을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시예에서는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 전형적인 예로서 샤워헤드(10)의 표면 온도가 약 150℃로 일정하게 되도록 제어했다. 그러나, 실제로는 어느 정도의 온도 범위내, 예컨대 ± 50℃ 정도의 범위내에서 온도 변화해도, 이 온도 변화에 기인하는 부 생성물 막의 박리의 발생을 충분히 억제할 수 있다. 이 때문에, 예컨대 개질 처리와 결정화 처리의 처리 온도 차이가 매우 적은 경우, 이러한 처리를, 웨이퍼 위치(탑재대 위치)를 동일하게 하여, 예컨대 도 3 중의 중간 위치 또는 강하 위치, 또는 양 위치 사이의 위치로 하도록 할 수도 있다. 바꾸어 말하면, 퇴적 처리시의 샤워헤드(10)의 온도에 대하여, 온도 변화가 ±50℃ 정도로 되면, 개질 처리 및 결정화 처리에 있어서의 탑재대 및 가열 램프의 높이 위치는 임의로 변경할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도이다. 이 실시예에 따른 장치(2')는 도 1에 도시한 장치(2)와 유사하지만, 탑재대(28)를 갖고 있지 않다. 탑재대(28)를 대신하여, 로딩 및 언로딩을 돕는 리프터 핀(52)이 처리용 지지 부재로서 사용된다. 즉, 웨이퍼(W)에 대하여 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리를 실시할 때, 웨이퍼(W)는 그 바닥면에 점 접촉하는 3개의 리프터 핀(52)에 의해 지지된다. 따라서, 가열 램프(30)로부터의 광은, 웨이퍼(W)의 이면에 직접 조사된다.
도 4에 도시한 장치(2')에 있어서도, 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리 에 있어서, 샤워헤드(10)와 가열 램프(30)의 거리가 3단계로 변경된다. 이로써, 샤워헤드(10)의 표면(하면 및 측면)에 있어서의 온도 변화가, 소정의 범위내로 되도록, 바람직하게는 거의 없도록 조작된다. 이 때, 도 1에 도시한 장치(2)와 같은 형태로, 승강 기구(20)에 의해 바닥판(16)이 승강되고, 이로써 리프터 핀(52) 및 가열 램프(30)가 일체적으로 승강된다. 따라서, 도 4에 도시한 장치에 있어서도 도 1에 도시한 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도이다. 이 실시예에 따른 장치(80)에 있어서는, 처리실(5)의 바닥부는 고정된 용기 바닥부(6) 자체로 구성된다. 투과창(36) 및 가열 램프(30)는 용기 바닥부(6)에 고정된다. 한편, 웨이퍼(W)를 탑재하기 위한 탑재대(28)는 용기 바닥부(6)에 고정되지 않고, 승강 가능하게 설치된다.
구체적으로는, 탑재대(28)의 복수개의 지주(32)는 함께 상하 이동하도록, 기부에 있어서 서로 예컨대 석영제이며 고리 형상인 결합 부재(84)에 의해 결합된다. 결합 부재(84)는, 용기 바닥부(6)를 관통하여 수직으로 연장된 리프팅 바(86)의 상단에 고정된다. 리프팅 바(86)를 승강시킴으로써, 탑재대(28)가 용기 바닥부(6)에 대하여 승강된다. 또한, 리프터 핀(52)은 상하방향으로 긴 스트로크를 얻기 위해, 도 1에 도시한 것보다 길게 설정된다.
리프팅 바(86)가 용기 바닥부(6)를 관통하는 부분에는, 처리실(5)내의 기밀 상태를 유지하기 위해서 신축 가능한 벨로즈(90)가 설치된다. 리프팅 바(86)의 하단은 이것을 상하 이동하는 액추에이터(92)에 접속된다. 액추에이터(92)는 고정 벨로즈(도시하지 않음)에 고정된다. 액추에이터(92)는 가열 램프(30)의 전원(31)과 함께, 컨트롤러(27)의 제어하에서 구동된다.
도 5에 도시한 장치에 있어서는, 상이한 처리 온도에 대응하여, 탑재대(28)가 승강되고, 가열 램프(30)와 웨이퍼(W)의 거리가 변경된다. 구체적으로는, 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리에 있어서, 웨이퍼(W)가 도 5 중의 위치(P1, P2, P3)에 각각 배치된다. 즉, 위치(P1, P2, P3)가, 도 2a의 상승 위치, 도 2b의 중간 위치, 도 2c의 강하 위치에 대응한다.
도 6은, 도 5에 도시한 장치에 있어서의, 상이한 처리 온도(웨이퍼의 온도)의 열처리와, 가열 램프로의 투입 전력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리에 있어서, 가열 램프(30)로의 투입 전력이 대략 일정하게 유지되는 한편, 가열 램프(30)와 웨이퍼(W)의 거리가 변경됨으로써 처리 온도가 설정된다. 여기서, 가열실의 구획벽(42)은 용기 바닥부(6)에 고정되어 있고, 가열 램프(30)와 샤워헤드(10) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 이로써, 샤워헤드(10)의 표면 온도는, 대략 일정한 온도, 예컨대 150℃로 유지된다.
따라서, 도 1에 도시한 장치에 의하면, 샤워헤드(10)의 표면에 부착되어 있는 부 생성물 막이 벗겨져 입자로 되는 것을 대폭 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 하나의 처리실(5)내에서 복수의 처리를 연속적으로 실행하기 때문에, 웨이퍼의 교체를 위한 시간이 불필요하게 되어 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 처리실수도 감소시킬 수 있기 때문에, 그 만큼 설비 비용을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 이 경우에도, 샤워헤드(10)의 온도 변화는 ±50℃ 이내로 허용할 수 있다. 또한, 가열 램프(30)로의 투입 전력도, 샤워헤드(10)에 허용되는 온도 변화의 범위내에서 변화시키는 것이 가능하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 처리용 매엽식 열처리 장치를 나타내는 구성도이다. 이 실시예에 따른 장치(80')는 도 5에 도시한 장치(80)와 유사하지만, 탑재대(28)를 갖고 있지 않다. 탑재대(28)를 대신하여, 로딩 및 언로딩을 돕는 리프터 핀(52)이 처리용 지지 부재로도 사용된다. 즉, 웨이퍼(W)에 대하여 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리를 실시할 때, 웨이퍼(W)는, 그 바닥면에 점 접촉하는 3개의 리프터 핀(52)에 의해 지지된다. 따라서, 가열 램프(30)로부터의 광은 웨이퍼(W)의 이면에 직접 조사된다.
도 7에 도시한 장치(80')에 있어서도, 퇴적 처리, 개질 처리 및 결정화 처리에 있어서, 가열 램프(30)로의 투입 전력이 대략 일정하게 유지되는 한편, 웨이퍼(W)와 가열 램프(30)의 거리가 3단계로 변경된다. 이로써, 샤워헤드(10)의 표면(하면 및 측면)에 있어서의 온도 변화가, 소정의 범위내로 되도록, 바람직하게는 거의 없도록 조작된다. 이 때, 리프터 핀(52)의 액추에이터(62)가, 가열 램프(30)의 전원(31)과 함께, 컨트롤러(27)의 제어하에서 구동되고, 탑재대(28)를 대신하여 리프터 핀(52)에 의해 웨이퍼(W)가 승강된다. 따라서, 도 7에 도시한 장치에 있어서도 도 5에 도시한 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 금속 산화막으로서 탄탈 산화막을 성막하는 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상이한 금속 산화막, 예컨대 티타늄 산화막, 지르코늄 산화막, 바륨 산화막, 스트론튬 산화막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있고, 이 경우, 원료는 그러한 것들의 금속 알콕시드를 사용한다. 또한, 본 발명은, 상기 금속 산화막 이외에, 니오븀 산화막, 하프늄 산화막, 이트륨 산화막, 납 산화막 등을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
본원 발명은, 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경하는 것이 가능하다. 또한, 각 실시예는 가능한 한 적절히 조합하여 실시할 수도 있고, 그 경우 조합된 효과를 얻을 수 있다.

Claims (20)

  1. 처리 온도가 상이한 복수의 반도체 처리를 피처리 기판에 대하여 실시하는 매엽식 열처리 장치에 있어서,
    피처리 기판을 수납하는 처리실과,
    상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급계로서, 상기 가스 공급계는 상기 처리실의 천정에 설치되고 또한 하면에 처리 가스를 분출하는 복수의 분출 구멍을 갖는 샤워헤드를 포함하는, 상기 가스 공급계와,
    상기 처리실내를 진공 배기하는 배기계와,
    상기 반도체 처리를 상기 피처리 기판에 대하여 실시할 때, 상기 처리실내에서 상기 샤워헤드에 대향하도록 상기 피처리 기판을 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재의 하방에 설치되고, 광을 조사함으로써 상기 피처리 기판을 가열하는 가열 램프와,
    상기 샤워헤드에 대하여, 상기 지지 부재와 상기 가열 램프를 일체적으로 승강시키는 승강 기구로서, 상기 승강 기구는 상기 상이한 처리 온도에 대응하여, 상기 샤워헤드의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 상이한 거리로 설정하는, 상기 승강 기구를 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리실은 바닥부에 제 1 개구가 형성된 용기와, 상기 제 1 개구를 피복하도록 배치되고 또한 상기 용기에 대하여 승강 가능한 바닥판과, 상기 용기와 상기 바닥판을 기밀하게 접속하는 신축 가능한 접속 부재를 구비하며, 상기 지지 부재 및 상기 가열 램프는 상기 바닥판에 지지되고, 상기 승강 기구는 상기 바닥판을 승강시키는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 바닥판에 제 2 개구가 형성되고, 상기 제 2 개구는 상기 가열 램프로부터 조사되는 광을 투과시키는 투과창에 의해 기밀하게 폐쇄되며, 상기 지지 부재 및 상기 가열 램프는, 각각 상기 처리실 내부 및 외부에 배치되고 또한 상기 투과창을 사이에 두고 서로 대향하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 접속 부재는 벨로즈를 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 피처리 기판의 바닥면의 실질적으로 전체에 접촉하는 탑재대를 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 탑재대에 형성된 리프터 구멍으로부터 상방으로 연장되고, 상기 탑재대에 대한 상기 피처리 기판의 로딩 및 언로딩을 돕는 복수의 리프터 핀과, 상기 리프터 핀을 구동하는 구동 기구를 더 구비하며, 상기 승강 기구는 상기 지지 부재와, 상기 가열 램프와, 상기 구동 기구를 일체적으로 승강시키는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 피처리 기판의 바닥면에 점 접촉하는 복수의 리프터 핀을 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    컨트롤러를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는 상기 샤워헤드의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 상기 가열 램프로부터 조사되는 광의 에너지를 대표하는 신호에 대응하여, 상기 승강 기구를 거쳐 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 상이한 거리로 설정하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광의 에너지를 대표하는 신호는 상기 가열 램프에 대한 투입 전력인
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 피처리 기판상에 금속 산화막을 퇴적하기 위한 제 1 처리 온도와, 상기 금속 산화막을 개질하기 위한 상기 제 1 처리 온도보다 높은 제 2 처리 온도와, 상기 금속 산화막을 결정화하기 위한, 상기 제 2 처리 온도보다 높은 제 3 처리 온도에 따라, 상기 승강 기구를 거쳐 상기 샤워헤드와 상기 가열 램 프 사이를 각각 제 1, 제 2 및 제 3 거리로 설정하고, 제 2 거리는 제 1 거리보다 크고 제 3 거리보다 작은
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  11. 제 1 항에 기재된 장치에 있어서의 매엽식 열처리 방법에 있어서,
    상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 제 1 거리로 설정하고, 제 1 처리 온도로 제 1 처리를 실행하는 공정과,
    상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 제 2 거리로 설정하고, 제 2 처리 온도로 제 2 처리를 실행하는 공정을 포함하며,
    상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 크고, 상기 제 2 처리 온도는 상기 제 1 처리 온도보다 높은
    반도체 처리용 매엽식 열처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 제 3 거리로 설정하고, 제 3 처리 온도로 제 3 처리를 실행하는 공정을 더 포함하며,
    상기 제 3 거리는 상기 제 2 거리보다 크고, 상기 제 3 처리 온도는 상기 제 2 처리 온도보다 높고,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 처리는 각각 상기 피처리 기판상에 금속 산화막을 퇴적하는 퇴적 처리, 상기 금속 산화막을 개질하는 개질 처리, 및 상기 금속 산화막을 결정화하는 결정화 처리인
    반도체 처리용 매엽식 열처리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 샤워헤드의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 상기 가열 램프로부터 조사되는 광의 에너지를 대표하는 신호에 대응하여, 상기 승강 기구를 거쳐 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이를 상이한 거리로 설정하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광의 에너지를 대표하는 신호는 상기 가열 램프에 대한 투입 전력인
    반도체 처리용 매엽식 열처리 방법.
  15. 처리 온도가 상이한 복수의 반도체 처리를 피처리 기판에 대하여 실시하는 매엽식 열처리 장치에 있어서,
    피처리 기판을 수납하는 처리실과,
    상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급계로서, 상기 가스 공급계는 상기 처리실의 천정에 설치되고 또한 하면에 처리 가스를 분출하는 복수의 분출 구멍을 갖는 샤워헤드를 포함하는, 상기 가스 공급계와,
    상기 처리실내를 진공 배기하는 배기계와,
    상기 반도체 처리를 상기 피처리 기판에 대하여 실시할 때, 상기 처리실내에서 상기 샤워헤드에 대향하도록 상기 피처리 기판을 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재의 하방에 설치되고, 광을 조사함으로써 상기 피처리 기판을 가열하는 가열 램프와,
    상기 지지 부재를 승강시키는 승강 기구로서, 상기 승강 기구는 상기 상이한 처리 온도에 대응하여, 상기 샤워헤드의 하면의 온도 변화가 소정의 범위내로 되도록, 상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 상이한 거리로 설정하는, 상기 승강 기구를 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 피처리 기판의 바닥면의 실질적으로 전체에 접촉하는 탑재대를 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 피처리 기판의 바닥면에 점 접촉하는 복수의 리프터 핀을 구비하는
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    컨트롤러를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는 상기 피처리 기판상에 금속 산화막을 퇴적하기 위한 제 1 처리 온도와, 상기 금속 산화막을 개질하기 위한, 상기 제 1 처리 온도보다 높은 제 2 처리 온도와, 상기 금속 산화막을 결정화하기 위한, 상기 제 2 처리 온도보다 높은 제 3 처리 온도에 따라, 상기 승강 기구를 거쳐 상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 각각 제 1, 제 2 및 제 3 거리로 설정하며, 제 2 거리는 제 1 거리보다 작고 제 3 거리보다 큰
    반도체 처리용 매엽식 열처리 장치.
  19. 제 15 항에 기재된 장치에 있어서의 매엽식 열처리 방법에 있어서,
    상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 제 1 거리로 설정하고, 제 1 처리 온도로 제 1 처리를 실행하는 공정과,
    상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 제 2 거리로 설정하고, 제 2 처리 온도로 제 2 처리를 실행하는 공정을 포함하며,
    상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 작고, 상기 제 2 처리 온도는 상기 제 1 처리 온도보다 높으며, 상기 제 1 및 제 2 처리에 있어서, 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이의 거리는 일정한
    반도체 처리용 매엽식 열처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 피처리 기판과 상기 가열 램프 사이를 제 3 거리로 설정하고, 제 3 처리 온도로 제 3 처리를 실행하는 공정을 더 포함하며,
    상기 제 3 거리는 상기 제 2 거리보다 작고, 상기 제 3 처리 온도는 상기 제 2 처리 온도보다 높으며, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 처리에 있어서, 상기 샤워헤드와 상기 가열 램프 사이의 거리는 일정하며,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 처리는 각각 상기 피처리 기판상에 금속 산화막을 퇴적하는 퇴적 처리, 상기 금속 산화막을 개질하는 개질 처리, 및 상기 금속 산화막을 결정화하는 결정화 처리인
    반도체 처리용 매엽식 열처리 방법.
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