KR100980126B1 - 성막 방법, 성막 장치 및 기억매체 - Google Patents

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Abstract

실란계 가스를 포함하는 제1 처리 가스와, 질화 가스, 산질화 가스 및 산화 가스로 이루어지는 군으로부터 선택된 가스를 포함하는 제2 처리 가스와, 퍼지 가스를 선택적으로 공급 가능한 처리 영역 내에서 피처리 기판 상에 CVD에 의해 실리콘 함유 절연막을 형성한다. 이 성막 방법은 제1 내지 제4 공정을 교대로 구비한다. 제1, 제2, 제3 및 제4 공정에 있어서, 각각 제1 처리 가스, 퍼지 가스, 제2 처리 가스 및 퍼지 가스를 공급하고, 나머지 2개의 가스의 공급을 정지한다. 제1 공정 내지 제4 공정에 걸쳐서, 개방도 조정용 밸브가 배치된 배기 통로를 거쳐서 처리 영역 내부를 계속적으로 진공 배기한다. 제1 공정에 있어서의 밸브의 개방도를 제2 및 제4 공정에 있어서의 밸브의 개방도의 5 내지 95 ％로 설정한다.
Figure R1020060072425
웨이퍼 보트, 승강 기구, 가스 분산 노즐, 가스 여기부, 배기구, 밸브구

Description

성막 방법, 성막 장치 및 기억매체{METHOD AND APPARATUS FOR FORMING FILM, AND STORAGE MEDIUM}
도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)를 도시하는 단면도.
도2는 도1에 도시한 장치의 일부를 도시하는 횡단 평면도.
도3은 도1에 도시한 장치의 배기계에서 사용되는 밸브 유닛(개방도 조정용 밸브)을 도시하는 종단면도.
도4는 도3에 도시한 밸브 유닛의 횡단면도.
도5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트.
도6은 실험 1에 있어서, 제1 실시예(PE1) 및 제1 비교예(CE1)의 성막 처리에 의해 얻게 된 처리 용기 내에 있어서의 파티클의 발생을 나타내는 그래프.
도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트.
도8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트.
도9는 실험 2에 있어서, 제2 실시예의 성막 처리에 의해 얻게 된 막의 습윤 에칭률의 DCS 압력 의존성을 나타내는 그래프.
도10은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)의 진공 배기계를 도시하는 도면.
도11은 제4 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 배기 통로의 개방도를 도시하는 타이밍차트.
도12는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)의 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계를 도시하는 도면.
도13은 주제어부의 구성의 개략을 도시하는 블럭도.
도14는 특허문헌 2에 개시되는 종래의 종형의 성막 장치를 도시하는 개략 구성도.
도15는 특허문헌 2에 개시되는 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 성막 장치
12 : 웨이퍼 보트
25 : 승강 기구
36 : 가스 분산 노즐
48 : 주제어부
50 : 가스 여기부
52 : 배기구
70 : 히터
84 : 배기 통로
86 : 밸브 유닛
90 : 밸브 하우징
92 : 밸브구
94 : 밸브 시트
98 : 밸브 구동부
100 : 액튜에이터
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-60947호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-281853호 공보
본 발명은 예를 들어 반도체 처리용 시스템에 있어서, 반도체 웨이퍼 등의 피처리 기판 상에 실리콘 함유 절연막을 형성하는 성막 방법 및 장치에 관한 것이다. 여기서, 반도체 처리라 함은, 웨이퍼나 LCD(Liquid Crystal Display)나 FPD(Flat ㎩nel Display)용 유리 기판 등의 피처리 기판 상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 상기 피처리 기판 상에 반도체 디바이스나, 반도체 디바이스에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조물을 제조하기 위해 실시되는 다양한 처리를 의미한다.
반도체 집적 회로를 구성하는 반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 성막, 에칭, 산화, 확산, 개질, 어닐링, 자연 산화막의 제거 등의 각종 처리가 실시된다. 일본 특허 공개 제2002-60947호 공보(특헌문헌 1)는 종형의[소위 뱃치(batch)식의] 열처리 장치에 있어서의 이러한 종류의 반도체 처리 방법을 개시한다. 이 방법에서는, 우선 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 카세트로부터 종형의 웨이퍼 보트 상에 이동 적재되어 다단으로 지지된다. 웨이퍼 카세트에는 예를 들어 25매의 웨이퍼를 수용할 수 있고, 웨이퍼 보트에는 30 내지 150매의 웨이퍼를 적재할 수 있다. 다음에, 웨이퍼 보트가 처리 용기의 하방으로부터 그 내부로 로드되는 동시에, 처리 용기가 기밀하게 폐쇄된다. 다음에, 처리 가스의 유량, 처리 압력, 처리 온도 등의 각종 처리 조건이 제어된 상태에서 소정의 열처리가 행해진다.
종래, 반도체 디바이스의 절연막으로서, 실리콘 산화막(SiO2막)이 주로 사용되고 있었다. 그러나, 최근, 반도체 집적 회로의 한층 고집적화 및 고미세화의 요구에 수반하여, 용도에 따라서 실리콘 산화막 대신에 실리콘 질화막(Si3N4막)이 사용되고 있다. 예를 들어 실리콘 질화막은 내산화막, 불순물의 확산 방지막, 게이트 전극 구조의 사이드월 막으로서 배치된다. 실리콘 질화막은 불순물의 확산 계수가 낮고, 또한 산화 배리어성이 높으므로 상술한 바와 같은 절연막으로서 매우 적합하다.
최근, 반도체 집적 회로의 한층 고집적화 및 고미세화의 요구에 수반하여, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서의 열이력을 경감하고, 디바이스의 특성을 향상시키는 것이 요구되고 있다. 종형의 처리 장치에 있어서도, 이러한 요구에 따른 반도체 처리 방법의 개량이 이루어지는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, CVD 처리에 있어서도, 원료 가스 등을 간헐적으로 공급하면서, 원자 혹은 분자 레벨 두께의 층을 1층 혹은 몇 층씩 반복하여 성막하는 방법이 채용된다[예를 들어 일본 특허 공개 제2004-281853호 공보(특허문헌 2)]. 이와 같은 성막 방법은 일반적으로는 ALD(Atomic layer Deposition)라 하고, 이에 의해 웨이퍼를 그 정도의 고온에 노출하지 않아도 목적으로 하는 처리를 행하는 것이 가능해진다. 또한, ALD에 의한 성막은 스텝 커버리지가 양호하므로, 디바이스의 미세화에 수반하여 좁아진 반도체 디바이스 내의 오목부, 예를 들어 게이트간 갭을 매립하는 데 적합하다.
본 발명의 목적은 처리의 처리량을 저하시키지 않고 파티클의 발생을 억제할 수 있는 실리콘 함유 절연막을 형성하는 성막 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 시점은, 실란계 가스를 포함하는 제1 처리 가스와, 질화 가스, 산질화 가스 및 산화 가스로 이루어지는 군으로부터 선택된 가스를 포함하는 제2 처리 가스와, 퍼지 가스를 선택적으로 공급 가능한 처리 영역 내에서 피처리 기판 상에 CVD에 의해 실리콘 함유 절연막을 형성하는 실리콘 함유 절연막의 성막 방법이며,
상기 처리 영역에 대한 상기 제1 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제2 처리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지하는 제1 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하는 제2 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 제2 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 처리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지하는 제3 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하는 제4 공정을 교대로 구비하고,
상기 제1 공정 내지 상기 제4 공정에 걸쳐서, 개방도 조정용 밸브가 배치된 배기 통로를 거쳐서 상기 처리 영역 내부를 계속적으로 진공 배기하고, 상기 제1 공정에 있어서의 상기 밸브의 개방도를 상기 제2 및 제4 공정에 있어서의 상기 밸브의 개방도의 5 내지 95 ％로 설정한다.
본 발명의 제2 시점은, 실리콘 함유 절연막의 성막 장치이며,
피처리 기판을 수납하는 처리 영역을 갖는 처리 용기와,
상기 처리 영역 내에서 상기 피처리 기판을 지지하는 지지 부재와,
상기 처리 영역 내의 상기 피처리 기판을 가열하는 히터와,
상기 처리 영역 내부를 개방도 조정용 밸브가 배치된 배기 통로를 거쳐서 배기하는 배기계와,
상기 처리 영역에 실란계 가스를 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처 리 가스 공급계와,
상기 처리 영역에 질화 가스, 산질화 가스 및 산화 가스로 이루어지는 군으로부터 선택된 가스를 포함하는 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급계와,
상기 처리 영역에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급계와,
상기 장치의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 피처리 기판 상에 CVD에 의해 실리콘 함유 절연막을 형성하기 위해,
상기 처리 영역에 대한 상기 제1 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제2 처리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지하는 제1 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하는 제2 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 제2 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 처리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지하는 제3 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하는 제4 공정을 교대로 실행하고,
상기 제1 공정 내지 상기 제4 공정에 걸쳐서, 상기 배기 통로를 거쳐서 상기 처리 영역 내부를 계속적으로 진공 배기하고, 상기 제1 공정에 있어서의 상기 밸브의 개방도를 상기 제2 및 제4 공정에 있어서의 상기 밸브 개방도의 5 내지 95 ％로 설정한다.
본 발명의 제3 시점은, 프로세서 상에서 실행하기 위한 프로그램 지령을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이며,
상기 프로그램 지령은, 프로세서에 의해 실행될 때, 실란계 가스를 포함하는 제1 처리 가스와, 질화 가스, 산질화 가스 및 산화 가스로 이루어지는 군으로부터 선택된 가스를 포함하는 제2 처리 가스와, 퍼지 가스를 선택적으로 공급 가능한 처리 영역 내에서 피처리 기판 상에 CVD에 의해 실리콘 함유 절연막을 형성하는 성막 장치에,
상기 처리 영역에 대한 상기 제1 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제2 처리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지하는 제1 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하는 제2 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 제2 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 처리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지하는 제3 공정과,
상기 처리 영역에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 상기 처리 영역에 대한 상기 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하는 제4 공정을 교대로 구비하고,
상기 제1 공정 내지 상기 제4 공정에 걸쳐서, 개방도 조정용 밸브가 배치된 배기 통로를 거쳐서 상기 처리 영역 내부를 계속적으로 진공 배기하고, 상기 제1 공정에 있어서의 상기 밸브의 개방도를 상기 제2 및 제4 공정에 있어서의 상기 밸 브의 개방도의 5 내지 95 ％로 설정하는 성막 처리를 실시하게 한다.
본 발명의 부가의 목적 및 장점은 이어지는 상세한 설명에 설명되고, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 명백해지거나 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있을 것이다. 본 발명의 목적 및 장점은 특히 이하에 지시된 도구들 및 조합들에 의해 실현되고 얻어질 수 있다.
본 명세서에 합체되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고, 전술된 일반적인 설명 및 후술하는 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
본 발명자들은 본 발명의 개발 과정에서, 특허문헌 2에 개시되는 종래의 반도체 처리용 성막 장치에 있어서 발생하는 문제점에 대해 연구하였다. 그 결과, 본 발명자들은 이하에 서술하는 바와 같은 지견을 얻었다.
도14는 특허문헌 2에 개시되는 종래의 종형의 성막 장치를 도시하는 개략 구성도이다. 도15는 특허문헌 2에 개시되는 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트이다.
도14에 도시한 바와 같이, 이 장치의 처리 용기(302) 내에는 웨이퍼 보트(304) 상에 다단으로 지지된 복수매의 반도체 웨이퍼(W)가 수용된다. 처리 용기(302)에는 실란계 가스인 디클로로실란(DCS : SiH2Cl2) 가스와 질화 가스인 암모니아(NH3) 가스의 공급계가 접속된다. 또한, 처리 용기(302)에는 배기 밸브(308)와 진공 펌프(310)가 차례로 개재 설치된 배기계(306)가 접속된다. 처리시에는 도15 에 도시한 바와 같이 처리 용기(302) 내에 DCS 가스와 암모니아 가스가 퍼지 기간을 두고 교대로 간헐적으로 공급된다. 이 때, DCS 가스는 증기압이 낮기 때문에, DCS 가스의 공급시에는 배기 밸브(308)가 완전히 폐쇄된다. 이에 의해, 처리 용기(302) 내의 압력을 높여 DCS 가스의 웨이퍼 표면에의 흡착을 돕는다(흡착량을 증가시킴).
그러나, 상기한 방법에서는 배기 밸브(308)의 완전 폐쇄시에 용기(302) 내의 압력이 한순간 평형 상태가 된다. 이로 인해, 배기계의 내벽 등에 부착되어 있던 예를 들어 염화암모늄 등의 반응 부생성물의 미립자가 박리되어 떨어져 역류하는 경우가 있다. 이와 같은 미립자는 웨이퍼 표면 등에 부착하여 파티클 생성의 핵이 될 가능성이 있다.
또한, 배기 밸브(308)로서는 개폐 밸브와 압력 조정 밸브의 2개의 기능을 모두 갖는 소위 콤비네이션 밸브를 사용할 수 있다. 이 경우, 콤비네이션 밸브에 배치되는 O링 등의 밀봉 부재에 배기 밸브(308)의 완전 폐쇄시에 반응 부생성물이 퇴적한다. 이 결과, 퇴적물이 밀봉 부재의 밀봉성을 저해하여 내부 누설이 생길 가능성이 있다. 이 문제에의 대책으로서, 밀봉 부재를 반응 부생성물의 승화 온도 이상으로 가열하여 반응 부생성물의 부착을 방지할 수 있다. 그러나, 이 대책에서는 배기 밸브(308)에 대해 내열처리를 실시할 필요가 있으므로, 밸브 구조가 복잡화하여 실제적이 아니다.
이하에, 이와 같은 지견을 기초로 하여 구성된 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 대략 동일한 기능 및 구성 을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복 설명은 필요한 경우에만 행한다.
도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)를 도시하는 단면도이다. 도2는 도1에 도시한 장치의 일부를 도시하는 횡단 평면도이다. 이 성막 장치(2)는 실란계 가스인 디클로로실란(DCS) 가스를 포함하는 제1 처리 가스와, 질화 가스인 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 제2 처리 가스와, N2 가스 등의 불활성 가스로 이루어지는 퍼지 가스를 선택적으로 공급 가능한 처리 영역을 구비한다. 성막 장치(2)는 이와 같은 처리 영역 내에서 피처리 기판 상에 CVD에 의해 실리콘 질화막을 형성하도록 구성된다. 또, 후술하는 바와 같이, 처리 영역에는 붕소 함유 가스인 BCl3 가스를 포함하는 제3 처리 가스 및/또는 탄화수소 가스인 C2H4 가스(에틸렌 가스)를 포함하는 제4 처리 가스도 선택적으로 공급 가능하게 구성할 수 있다.
성막 장치(2)는 간격을 두고 중첩된 복수의 반도체 웨이퍼(피처리 기판)를 수납하여 처리하는 처리 영역(5)을 내부로 규정하는 하단부가 개방된 천정이 있는 원통체 형상의 처리 용기(4)를 갖는다. 처리 용기(4)의 전체는 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 처리 용기(4) 내의 천정에는 석영제의 천정판(6)이 배치되어 밀봉된다. 처리 용기(4)의 하단부 개구에는 원통체 형상으로 성형된 매니폴드(8)가 O링 등의 밀봉 부재(10)를 거쳐서 연결된다. 또, 매니폴드(8)를 별도로 설치하지 않고, 전체를 원통체 형상의 석영제의 처리 용기로 구성할 수도 있다.
매니폴드(8)는 예를 들어 스테인레스 스틸로 이루어지고, 처리 용기(4)의 하단부를 지지한다. 매니폴드(8)의 하단부 개구를 통해 석영제의 웨이퍼 보트(12)가 승강하게 되고, 이에 의해 처리 용기(4)에 대해 웨이퍼 보트(12)가 로드/언로드된다. 웨이퍼 보트(12)에는 피처리 기판으로서 다수매의 반도체 웨이퍼(W)가 다단으로 적재된다. 예를 들어, 본 실시 형태의 경우에 있어서, 웨이퍼 보트(12)의 지지 기둥(12A)에는 예를 들어 50 내지 100매 정도의 직경이 300 ㎜인 웨이퍼(W)가 대략 등피치로 다단으로 지지 가능해진다.
웨이퍼 보트(12)는 석영제의 보온통(14)을 거쳐서 테이블(16) 상에 적재된다. 테이블(16)은 매니폴드(8)의 하단부 개구를 개폐하는 예를 들어 스테인레스 스틸제의 덮개체(18)를 관통하는 회전축(20) 상에 지지된다.
회전축(20)의 관통부에는 예를 들어 자성 유체 밀봉부(22)가 개재 설치되어 회전축(20)을 기밀하게 밀봉하면서 회전 가능하게 지지한다. 덮개체(18)의 주변부와 매니폴드(8)의 하단부에는 예를 들어 O링 등으로 이루어지는 밀봉 부재(24)가 개재 설치되어 용기 내의 밀봉성을 유지한다.
회전축(20)은 예를 들어 보트 엘리베이터 등의 승강 기구(25)에 지지된 아암(26)의 선단부에 설치된다. 승강 기구(25)에 의해 웨이퍼 보트(12) 및 덮개체(18) 등이 일체적으로 승강하게 된다. 또, 테이블(16)을 덮개체(18)측에 고정하여 설치하여, 웨이퍼 보트(12)를 회전시키지 않고 웨이퍼(W)의 처리를 행하도록 해도 좋다.
매니폴드(8)의 측부에는 처리 용기(4) 내의 처리 영역(5)에 소정의 처리 가 스를 공급하기 위한 가스 공급부가 접속된다. 가스 공급부는 제2 처리 가스 공급계(28), 제1 처리 가스 공급계(30) 및 퍼지 가스 공급계(32)를 포함한다. 제1 처리 가스 공급계(30)는 실란계 가스로서 DCS(디클로로실란) 가스를 포함하는 제1 처리 가스를 공급한다. 제2 처리 가스 공급계(28)는 질화 가스로서 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 제2 처리 가스를 공급한다. 퍼지 가스 공급계(32)는 퍼지 가스로서 불활성 가스, 예를 들어 N2 가스를 공급한다. 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스에는 필요에 따라서 적당한 양의 캐리어 가스가 혼합되지만, 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위해 캐리어 가스에 대해서는 언급하지 않는다.
구체적으로는, 제2 처리 가스 공급계(28), 제1 처리 가스 공급계(30) 및 퍼지 가스 공급계(32)는 매니폴드(8)의 측벽을 내측으로 관통하여 상방향으로 굴곡되어 연장되는 석영관으로 이루어지는 가스 분산 노즐(34, 36, 38)을 각각 갖는다(도2 참조). 각 가스 분산 노즐(34, 36, 38)에는 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 또한 웨이퍼 보트(12) 상의 웨이퍼(W) 전체에 걸치도록 복수의 가스 분사 구멍(34A, 36A, 38A)이 소정의 간격을 두고 형성된다. 가스 분사 구멍(34A, 36A, 38A)은 웨이퍼 보트(12) 상의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 평행한 가스류를 형성하도록 수평 방 향으로 대략 균일하게 제2 처리 가스(NH3 가스를 포함함), 제1 처리 가스(DCS를 포함함) 및 퍼지 가스(N2)를 각각 공급한다.
노즐(34, 36, 38)은 가스 공급 라인(가스 통로)(42, 44, 46)을 거쳐서 NH3 가스, DCS 가스 및 N2 가스의 가스원(28S, 30S, 32S)에 각각 접속된다. 가스 공급 라인(42, 44, 46) 상에는 개폐 밸브(42A, 44A, 46A)와 매스플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(42B, 44B, 46B)가 배치된다. 이에 의해, NH3 가스, DCS 가스 및 N2 가스가 각각 유량 제어되면서 공급 가능해진다.
처리 용기(4)의 측벽의 일부에는 그 높이 방향을 따라 가스 여기부(50)가 배치된다. 가스 여기부(50)에 대향하는 처리 용기(4)의 반대측에는 이 내부 분위기를 진공 배기하기 위해 처리 용기(4)의 측벽을, 예를 들어 상하 방향으로 깎아냄으로써 형성한 가늘고 긴 배기구(52)가 배치된다.
구체적으로는, 가스 여기부(50)는 처리 용기(4)의 측벽을 상하 방향을 따라 소정의 폭으로 깎아냄으로써 형성한 상하로 가늘고 긴 개구(54)를 갖는다. 개구(54)는 처리 용기(4)의 외벽에 기밀하게 용접 접합된 석영제의 커버(56)에 의해 덮여진다. 커버(56)는 처리 용기(4)의 외측으로 돌출되도록 단면 오목부 형상을 이루고, 또한 상하로 가늘고 긴 형상을 갖는다.
이 구성에 의해, 처리 용기(4)의 측벽으로부터 돌출되면서 또한 일측이 처리 용기(4) 내로 개방되는 가스 여기부(50)가 형성된다. 즉, 가스 여기부(50)의 내부 공간은 처리 용기(4) 내의 처리 영역(5)에 연통한다. 개구(54)는 웨이퍼 보트(12)에 유지되는 모든 웨이퍼(W)를 높이 방향에 있어서 커버할 수 있도록 상하 방향으로 충분히 길게 형성된다.
커버(56)의 양 측벽의 외측면에는 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 서로 대 향하도록 하여 가늘고 긴 한 쌍의 전극(58)이 배치된다. 전극(58)에는 플라즈마 발생용 고주파 전원(60)이 급전 라인(62)을 거쳐서 접속된다. 전극(58)에 예를 들어 13.56 ㎒의 고주파 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 전극(58) 사이에 플라즈마를 여기하기 위한 고주파 전계가 형성된다. 또, 고주파 전압의 주파수는 13.56 ㎒에 한정되지 않고, 다른 주파수, 예를 들어 400 ㎑ 등을 이용해도 좋다.
제2 처리 가스의 가스 분산 노즐(34)은 웨이퍼 보트(12) 상의 최하 레벨의 웨이퍼(W)보다도 하부 위치에서 처리 용기(4)의 반경 방향 외측으로 굴곡된다. 그 후, 가스 분산 노즐(34)은 가스 여기부(50) 내의 제일 안쪽[처리 용기(4)의 중심으로부터 제일 이격된 부분] 위치에서 수직으로 기립한다. 가스 분산 노즐(34)은 도2에도 도시한 바와 같이 한 쌍의 대향하는 전극(58) 사이에 끼인 영역(고주파 전계가 가장 강한 위치), 즉 주된 플라즈마가 실제로 발생하는 플라즈마 발생 영역(PS)보다도 외측으로 이격된 위치에 설치된다. 가스 분산 노즐(34)의 가스 분사 구멍(34A)으로부터 분사된 NH3 가스를 포함하는 제2 처리 가스는 플라즈마 발생 영역(PS)을 향해 분사되고, 여기서 여기(분해 혹은 활성화)되어, 그 상태에서 웨이퍼 보트(12) 상의 웨이퍼(W)에 공급된다.
커버(56)의 외측에는 이를 덮도록 하여 예를 들어 석영으로 이루어지는 절연 보호 커버(64)가 설치된다. 절연 보호 커버(64)의 내측이며 전극(58)과 대향하는 부분에는 냉매 통로로 이루어지는 냉각 기구(도시하지 않음)가 배치된다. 냉매 통로에 냉매로서 예를 들어 냉각된 질소 가스를 흐르게 함으로써 전극(58)이 냉각된 다. 또, 절연 보호 커버(64)의 외측에는 이를 덮어 고주파의 누설을 방지하기 위해 실드(도시하지 않음)가 배치된다.
가스 여기부(50)의 개구(54)의 외측 근방, 즉 개구(54)의 외측[처리 용기(4) 내부]의 양측에 제1 처리 가스 및 퍼지 가스의 가스 분산 노즐(36, 38)이 서로 대향하도록 수직으로 기립시켜 배치된다. 가스 분사 노즐(36, 38)에 형성된 가스 분사 구멍(36A, 38A)보다 처리 용기(4)의 중심 방향을 향해 DCS 가스를 포함하는 제1 처리 가스 및 N2 가스로 이루어지는 퍼지 가스가 각각 분사된다.
한편, 가스 여기부(50)에 대향시켜 마련한 배기구(52)에는 이를 덮도록 하여 석영으로 이루어지는 단면 역ㄷ자 형상으로 성형된 배기구 커버 부재(66)가 용접에 의해 설치된다. 배기 커버 부재(66)는 처리 용기(4)의 측벽을 따라 상방으로 연장되고, 처리 용기(4)의 상방에 가스 출구(68)가 형성된다. 가스 출구(68)에는 진공 펌프 등을 배치한 진공 배기계(GE)가 접속된다.
처리 용기(4)를 포위하도록 처리 용기(4) 내의 분위기 및 웨이퍼(W)를 가열하는 히터(70)가 배치된다. 처리 용기(4) 내의 배기구(52)의 근방에는 히터(70)를 제어하기 위한 열전대(도시하지 않음)가 배치된다.
진공 배기계(GE)는 가스 출구(68)에 연결된 배기 통로(84)를 갖고, 그 상류측으로부터 차례로 밸브 유닛(개방도 조정용 밸브)(86), 진공 펌프(88), 불필요 물질을 제거하는 해제 유닛(89)이 배치된다. 밸브 유닛(86)은 이른바 콤비네이션 밸브로 이루어지고, 개폐 밸브와 압력 조정 밸브의 2개 기능을 모두 갖는다. 즉, 밸 브 유닛(86)은 완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브의 기능을 갖는다. 도3 및 도4는 밸브 유닛(86)을 도시하는 종단면도 및 횡단면도이다.
도3 및 도4에 도시한 바와 같이 밸브 유닛(86)은 배기 통로(84)의 도중에 개재 설치된 원통 형상의 밸브 하우징(90)을 갖는다. 밸브 하우징(90)의 내부에는 밸브구(92)를 갖는 밸브 시트(94)가 배치된다. 밸브 시트(94)의 상류측에는 밸브 구동부(98)가 배치되고, 그 액튜에이터(100)로부터 로드(102)가 하류측을 향해 연장된다. 로드(102)의 선단부에는 밸브 시트(94)에 착좌하여 밸브구(92)를 폐쇄하는 밸브 부재(104)가 설치된다. 밸브 부재(104)와 밸브 구동부(98) 사이에 로드(102)를 포위하는 신축 가능한 벨로우즈(103)가 배치되어 액튜에이터(100)가 보호된다. 밸브 부재(104)에는 밸브구(92)를 완전히 밀폐할 수 있도록, 예를 들어 O링 등으로 이루어지는 밀봉 부재(106)가 배치된다. 밸브 구동부(98)의 주위에는 배기를 흐르게 하기 위한 복수의 연통로(96)가 환형으로 배치된다.
밸브 유닛(86)은 밸브 부재(104)를 왕복 이동함으로써, 완전 폐쇄 상태와 완전 개방 상태를 포함하는 임의의 밸브 개방도로 설정할 수 있다. 밸브 부재(104)는 반응 부생성물의 부착을 방지하기 위해, 소정 온도, 예를 들어 150 ℃ 정도로 가열할 수 있다. 또, 밸브 유닛(86)의 구성은 단순히 일예를 나타낸 것뿐으로, 이 구성에 한정되지 않는다.
성막 장치(2)는 장치 전체의 동작을 제어하는 컴퓨터 등으로 이루어지는 주제어부(48)를 더 구비한다. 주제어부(48)는 이에 부수되는 기억부에 미리 기억된 성막 처리의 처리 레시피, 예를 들어 형성되는 막의 막두께나 조성에 따라서 후술하는 성막 처리를 행한다. 이 기억부에는 또한 처리 가스 유량과 막의 두께나 조성과의 관계가 미리 제어 데이터로서 기억된다. 따라서, 주제어부(48)는 이들의 기억된 처리 레시피나 제어 데이터를 기초로 하여 승강 기구(25), 가스 공급계(28, 30, 32), 배기계(GE)[밸브 유닛(86)을 포함함], 가스 여기부(50), 히터(70) 등을 제어할 수 있다.
다음에, 도1에 도시하는 장치를 이용하여 행해지는 성막 방법[소위 ALD(Atomic Layer Deposition) 성막]에 대해 설명한다. 개략적으로는, 이 성막 방법에서는 웨이퍼(W)를 수납한 처리 영역(5) 내에 실란계 가스인 디클로로실란(DCS) 가스를 포함하는 제1 처리 가스와, 질화 가스인 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 제2 처리 가스를 선택적으로 공급하고, CVD에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막을 형성한다.
우선, 복수매, 예를 들어 50 내지 100매의 300 ㎜ 사이즈의 웨이퍼(W)를 유지한 상온의 웨이퍼 보트(12)를 소정의 온도로 설정된 처리 용기(4) 내에 로드한다. 다음에, 처리 용기(8) 내부를 진공 배기하여 소정의 처리 압력으로 유지하는 동시에, 웨이퍼 온도를 상승시켜 성막용 처리 온도로 안정될 때까지 대기한다. 다음에, DCS 가스를 포함하는 제1 처리 가스와 NH3 가스를 포함하는 제2 처리 가스와 N2 가스로 이루어지는 퍼지 가스를 각각 유량 제어하면서 가스 분산 노즐(36, 34, 38)로부터 간헐적으로 공급한다.
구체적으로는, DCS 가스를 포함하는 제1 처리 가스는 가스 분산 노즐(36)의 가스 분사 구멍(36A)으로부터 웨이퍼 보트(12) 상의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 평행한 가스류를 형성하도록 공급된다. 이 동안에, DCS 가스의 분자 혹은 그 분해에 의해 발생한 분해 생성물의 분자 혹은 원자가 웨이퍼 상에 흡착된다.
한편, NH3 가스를 포함하는 제2 처리 가스는 가스 분산 노즐(34)의 가스 분사 구멍(34A)으로부터 웨이퍼 보트(12) 상의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 평행한 가스류를 형성하도록 공급된다. 제2 처리 가스는 한 쌍의 전극(58) 사이의 플라즈마 발생 영역(PS)을 통과할 때에 선택적으로 여기되어 일부가 플라즈마화된다. 이 때, 예를 들어 N*, NH*, NH2*, NH3* 등의 래디컬(활성종)이 생성된다(기호「*」는 래디컬인 것을 나타냄). 이들 래디컬은 가스 여기부(50)의 개구(54)로부터 처리 용기(4)의 중심을 향해 유출되고, 웨이퍼(W) 상호간에 층류 상태에서 공급된다.
상기 래디컬은 웨이퍼(W)의 표면에 부착되어 있는 DCS 가스의 분자 등과 반응하고, 이에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막이 형성된다. 또, 이와는 반대로, 웨이퍼(W)의 표면에 래디컬이 부착되어 있는 장소에 DCS 가스가 흘러 온 경우에도 동일한 반응이 생겨 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막이 형성된다.
또한, DCS 가스를 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 공정 직후 및 NH3 가스를 포함하는 제2 처리 가스를 공급하는 공정 직후에 N2 가스로 이루어지는 퍼지 가스가 처리 영역(5) 내에 공급된다. 퍼지 가스는 가스 분산 노즐(38)의 가스 분사 구멍(38A)으로부터 웨이퍼 보트(12) 상의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 평행한 가스 류를 형성하도록 공급된다. 이 퍼지 가스류에 의해 처리 영역(5) 내에 잔류하는 DCS 가스나 그 분해 성분, 혹은 NH3 가스나 그 분해 성분이 제거된다.
상술한 성막 처리의 실시 중, 처리 영역(5)은 배기 통로(84)를 거쳐서 진공 배기계(GE)에 의해 계속적으로 진공 배기된다. 여기서, 배기 통로(84)의 밸브 유닛(86)의 개방도를 제어하고, 제1 처리 가스를 공급하는 공정에 있어서의 개방도를 퍼지 가스를 공급하는 공정에 있어서의 개방도의 5 내지 95 ％로 설정한다.
<제1 실시 형태>
도5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트이다. 도5에 도시한 바와 같이 이 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서는, 제1 내지 제4 공정(T1 내지 T4)을 교대로 반복한다. 즉, 제1 내지 제4 공정(T1 내지 T4)으로 이루어지는 사이클을 다수회 반복하고, 사이클마다 형성되는 실리콘 질화막의 박막을 적층함으로써 최종적인 두께의 실리콘 질화막을 얻게 된다.
구체적으로는, 제1 공정(T1)에서는 처리 영역(5)에 대한 제1 처리 가스(도5에서는 DCS라 표시)의 공급을 행하는 한편, 처리 영역(5)에 대한 제2 처리 가스(도5에서는 NH3이라 표시) 및 퍼지 가스(도5에서는 N2라 표시)의 공급을 정지한다. 제2 공정(T2)에서는 처리 영역(5)에 대한 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 처리 영역(5)에 대한 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지한다. 제3 공정(T3)에서는 처리 영역(5)에 대한 제2 처리 가스의 공급을 행하는 한편, 처리 영역(5)에 대한 제1 처 리 가스 및 퍼지 가스의 공급을 정지한다. 또한, 제3 공정(T3)에서는 도중에서부터 RF 전원(60)을 온(ON)하여 가스 여기부(50)에서 제2 처리 가스를 플라즈마화함으로써, 서브 공정(T3b) 사이만큼 제2 처리 가스를 여기한 상태에서 처리 영역(5)에 공급한다. 제4 공정(T4)에서는 처리 영역(5)에 대한 퍼지 가스의 공급을 행하는 한편, 처리 영역(5)에 대한 제1 및 제2 처리 가스의 공급을 정지한다.
제1 공정으로부터 제4 공정에 걸쳐서, 처리 영역(5)은 배기 통로(84)를 거쳐서 진공 배기계(GE)에 의해 계속적으로 진공 배기된다. 제2 및 제4 공정(T2, T4)에 있어서, 배기 통로(84)의 밸브 유닛(86)의 개방도는 100 ％(완전 개방)로 설정된다. 이에 의해, 처리 영역(5) 내에 잔류하는 반응성 가스를 퍼지 가스에 의해 빨리 배제할 수 있다. 또한, 제3 공정(T3)에 있어서도 배기 통로(84)의 밸브 유닛(86)의 개방도는 100 ％(완전 개방)로 설정된다. 이에 의해, NH3에 유래하는 래디컬을 웨이퍼(W) 상에 적극적으로 공급하고, 웨이퍼(W) 상에 흡착하는 DCS 가스의 분자 등과의 반응을 촉진(성막률을 향상)시킬 수 있다.
한편, 제1 공정(T1)에 있어서, 밸브 유닛(86)의 개방도는 5 내지 20 ％로 설정된다. 이 밸브 개방도는 웨이퍼(W)에 대한 DCS의 흡착의 촉진과, 처리 영역(5) 내에 존재하는 파티클수의 감소와의 균형을 고려하여 설정된다. 즉, 특히 DCS 가스의 경우, 그 증기압이 낮기 때문에 웨이퍼 표면에의 흡착성이 양호하지 않다. 이와 같은 가스의 웨이퍼 표면에의 흡착을 돕기(흡착량을 증가시키기) 위해서는, 제1 공정에 있어서의 처리 영역(5)의 압력을 높이는 것이 바람직하다. 따라서, 밸 브 유닛(86)의 개방도를 작게 하는 것은 성막률을 향상시키고, 처리의 처리량을 높이기 위해 결정하는 중요한 요소가 된다. 이러한 관점에 있어서는, 제1 공정에 있어서의 밸브 개방도는 작은 쪽이 바람직한 것이 된다.
한편, 가령 제1 공정(T1)에 있어서, 밸브 유닛(86)의 개방도가 0 ％(완전 폐쇄)로 설정되면, 전술한 바와 같이 파티클에 관련된 다양한 문제가 발생한다. 이로 인해, 밸브 유닛(86)의 개방도를 상술한 값으로 설정하고, 제1 공정(T1)에 있어서도 항상 처리 영역(5) 내에 배기계에 흐르는 가스류를 형성하도록 한다. 이에 의해, 예를 들어 압력의 변동에 의해 배기계의 내벽으로부터 부착물 등이 박리되어 떨어져도, 이것이 역류하여 웨이퍼(W)의 표면 등에 부착하는 일은 없어진다. 또한, 밸브 개방도를 0 ％(완전 폐쇄)로 하지 않음으로써, 밸브 유닛(86)의 밀봉 부재(106)에 염화암모늄 등의 반응 부생성물이 부착하지 않는다. 따라서, 밸브 유닛(86)에 부착물에 의한 내부 누설이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이들 관점에 있어서는, 제1 공정에 있어서의 밸브 개방도는 큰 쪽이 바람직한 것이 된다.
상술한 바와 같은 관점으로부터, 제1 실시 형태에 있어서는 밸브 유닛(86)의 개방도가 웨이퍼(W)에 대한 DCS의 흡착의 촉진과, 처리 영역(5) 내에 존재하는 파티클수의 감소와의 균형을 제어하기 위한 매개 변수로서 사용된다. 구체적으로는, 제1 실시 형태에 있어서는 상술한 바와 같이 제1 공정에 있어서의 밸브 개방도(Vd1)는 제2 및 제4 공정에 있어서의 밸브 개방도의 5 내지 20 ％로 설정된다. 밸브 개방도(Vd1)가 5 ％보다도 작으면, 파티클이나 파티클 생성의 핵이 되는 물질의 배기 효과가 충분하지 않게 된다. 20 ％보다도 커지면, 웨이퍼 표면에 대한 제 1 처리 가스의 흡착 효율이 허용 범위 미만이 된다.
또, 제1 공정(T1)에 있어서, 밸브 유닛(86)의 개방도가 작아지므로, 처리 영역(5) 내의 압력은 최저치[도5에서는 저(Low)라 표시]로부터 최고치[도5에서는 고(High)라 표시]로 점차 상승한다. 그러나, 이 압력은 제2 공정(T2)에 있어서 밸브 유닛(86)의 개방도가 100 ％로 설정됨으로써, 최고치로부터 최저치로 점차 복귀된다.
도5에 있어서, 제1 공정(T1)은 약 1 내지 120초, 예를 들어 약 5초, 제2 공정(T2)은 약 1 내지 30초, 예를 들어 약 5초, 제3 공정(T3)은 약 1 내지 120초, 예를 들어 약 10초, 서브 공정(T3b)은 1 내지 120초, 예를 들어 약 8초, 제4 공정(T4)은 제1 내지 30초, 예를 들어 약 5초로 설정된다. 또한, 통상, 제1 내지 제4 공정(T1 내지 T4)의 1 사이클에 의해 형성되는 막두께는 0.05 내지 0.11 ㎚ 정도이다. 따라서, 목표 막두께가 예를 들어 70 ㎚이면, 이 사이클을 600 정도 반복하게 된다. 단, 이들 시간이나 두께는 단순히 일예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이 수치에 한정되지 않는다.
또, 제3 공정(T3)에서는 소정 시간(Δt)이 경과한 후에 RF 전원(60)을 온하여 가스 여기부(50)에서 제2 처리 가스를 플라즈마화함으로써, 서브 공정(T3b) 사이만큼 제2 처리 가스를 여기한 상태에서 처리 영역(5)에 공급한다. 이 소정 시간(Δt)이라 함은 NH3 가스의 유량이 안정될 때까지의 시간으로, 예를 들어 약 1초이다. 그러나, 제2 처리 가스의 공급 기간의 전기간에 걸쳐서 가스 여기부(50)에 서 제2 처리 가스를 플라즈마화해도 좋다. 이와 같이 제2 처리 가스의 유량이 안정화된 후에 RF 전원을 온하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 웨이퍼(W)의 면간 방향(높이 방향)에 있어서의 활성종의 농도 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 성막 처리의 처리 조건은 다음과 같다. DCS 가스의 유량은 50 내지 2000 sccm의 범위 내, 예를 들어 1000 sccm(1 slm)이다. NH3 가스의 유량은 100 내지 5000 sccm의 범위 내, 예를 들어 3000 sccm이다. N2 가스의 유량은 300 내지 5000 sccm의 범위 내, 예를 들어 3000 sccm이다. 처리 온도는 통상의 CVD 처리보다도 낮은 온도로, 구체적으로는 250 내지 700 ℃의 범위 내, 바람직하게는 350 내지 600 ℃의 범위 내이다. 처리 온도가 250 ℃보다도 낮으면, 반응이 생기지 않아 거의 막이 퇴적하지 않는다. 처리 온도가 700 ℃보다도 높으면, 막질이 떨어지는 CVD에 의한 퇴적막이 형성되는 동시에, 이미 형성되어 있는 금속막 등에 열적 손상을 부여하게 된다.
처리 압력은 최저치(도5에서는 저라 표시)가 0 내지 5 Torr의 범위 내이며, 바람직하게는 0 내지 1 Torr의 범위 내이다. 또한, 최고치(도5에서는 고라 표시)가 0.1 내지 10 Torr의 범위 내이고, 바람직하게는 0.1 내지 5 Torr의 범위 내이다. 또, 1 Torr ＝ 133.3 ㎩이다. 예를 들어, 처리 압력은 제1 공정(흡착 공정)(T1)에서는 1 Torr, 제3 공정(플라즈마를 이용하는 질화 공정)(T3)에서는 0.3 Torr이다. 처리 압력이 0.1 Torr보다도 작은 경우에는 성막률이 실용 레벨 이하가 된다. 처리 압력이 10 Torr보다도 큰 경우에는 플라즈마가 충분히 발생하지 않게 된다.
<실험 1>
도1에 도시하는 장치를 사용하여 실리콘 질화막을 형성하고, 그 때의 파티클의 발생에 대해 평가를 행하였다. 제1 실시예로서, 도5에 도시하는 제1 실시 형태의 타이밍차트에 따라서 성막 처리를 행하였다. 제1 실시예에 있어서의 성막 처리의 처리 조건의 기준은 제1 실시 형태의 설명에서 서술한 바와 같다. 또한, 제1 비교예로서, 제1 공정에 있어서 배기계의 밸브 개방도를 0 ％로 한 것 이외에는 제1 실시예와 같은 조건에서 성막 처리를 행하였다. 제1 실시예 및 제1 비교예에 있어서, 성막 처리를 행할 때마다 그 때의 웨이퍼 상의 파티클수를 카운트하였다.
도6은 실험1에 있어서 제1 실시예(PE1) 및 제1 비교예(CE1)의 성막 처리에 의해 얻게 된 처리 용기 내에 있어서의 파티클의 발생을 나타내는 그래프이다. 도6에 있어서, 좌측이 제1 실시예(PE1)의 데이터를 나타내고, 우측이 제1 비교예(CE1)의 데이터를 나타낸다. 횡축은 웨이퍼 처리 횟수(런수)를 나타낸다. 좌측 종축은 파티클수를 나타낸다. 우측 종축은 웨이퍼에 성막한 적산 막두께(㎛)를 나타낸다. 그래프 중 곡선(X1, X2)은 각각 적산 막두께를 나타내고, 수직 막대가 파티클수를 나타낸다.
도6에 도시한 바와 같이, 제1 비교예(CE1)의 경우에는 런수에 상관없이 높은 빈도로 돌발적으로 파티클이 매우 다량으로 발생하여 바람직하지 않았다. 이에 반해, 제1 실시예(PE1)의 경우에는 제1 비교예에 대해 발생하는 파티클수는 훨씬 적고, 게다가 낮은 파티클수로 안정되었다. 따라서, 제1 실시 형태에 관한 성막 방 법에 따르면, 돌발적으로 다량의 파티클을 발생시키지 않고, 양호한 결과를 얻게 되는 것이 확인되었다.
<제2 실시 형태>
도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트이다. 도5에 나타내는 타이밍차트에서는, NH3 가스를 공급하는 제3 공정(T3)에 있어서 배기 통로(84)의 밸브 유닛(86)의 개방도는 100 ％(완전 개방)로 설정된다. 이에 반해, 도7에 나타내는 타이밍차트에서는 NH3 가스를 공급하는 제3 공정(T3)에 있어서, 배기 통로(84)의 밸브 유닛(86)의 개방도는 100 ％(완전 개방)보다도 약간 작아지도록 설정된다. 이에 의해, 처리에 따라서 처리 영역(5)의 압력을 제어하고, NH3에 유래하는 래디컬의 밀도를 향상 또한 최적화시킬 수 있다.
<제3 실시 형태>
도8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 가스 공급 및 배기 통로의 개방도 등을 나타내는 타이밍차트이다. 제3 실시 형태에 있어서는, 밸브 유닛(86)의 개방도가 성막 처리에 의해 형성되는 실리콘 질화막에 발생하는 응력 및 실리콘 질화막이 갖는 잠재적 에칭률의 한쪽 또는 양방을 제어하는 매개 변수로서 사용된다. 구체적으로는, 제3 실시 형태에 있어서는, 제1 공정에 있어서의 밸브 개방도(Vd1)가 제2 및 제4 공정에 있어서의 밸브 개방도의 80 내지 95 ％로 설정된다. 따라서, 제1 공정에 있어서, 처리 영역(5)의 압력은 조금밖에 상승 하지 않도록 제어되고, 이에 의해 실리콘 질화막의 응력나 에칭률 등을 양호하게 할 수 있다.
<실험 2>
도1에 도시하는 장치를 사용하여 실리콘 질화막을 형성하고, 그 에칭률에 대해 평가를 행하였다. 제2 실시예로서, 도8에 나타내는 제3 실시 형태의 타이밍차트에 따라서 성막 처리를 행하여 실리콘 질화막을 형성하고, 이 막의 습윤 에칭을 행하였다. 제2 실시예에 있어서의 성막 처리의 처리 조건의 기준은 제1 실시 형태의 설명에서 서술한 바와 같다. 구체적으로는, RF 파워는 250 와트(NH3의 공급시), 성막 온도는 400 ℃로 설정하였다. DCS 가스를 공급하는 제1 공정(T1)에 있어서의 처리 영역(5)의 압력(도달 압력치)으로서, 1.2 Torr, 3.5 Torr, 5.2 Torr라는 3개의 다른 값을 사용하였다. 또한, 습윤 에칭으로서, 실리콘 질화막이 형성된 웨이퍼를 0.1 ％ DHF(희석 HF)로 60초간 침지하였다.
도9는 실험 2에 있어서, 제2 실시예의 성막 처리에 의해 얻게 된 막의 습윤 에칭률의 DCS 압력 의존성을 나타내는 그래프이다. 도9에 있어서, 횡축은 DCS 공급시의 처리 압력(Torr)을 나타낸다. 종축은 습윤 에칭에 의한 막의 에칭률을 나타낸다. 도9에 도시한 바와 같이, 제1 공정에 있어서의 압력을 1.2 내지 5.2 Torr의 범위 내에서 변화시킴으로써, 에칭률을 3.4 내지 3.8 ㎚/분의 범위에 걸쳐서 제어할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
<제4 실시 형태>
도10은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)의 진공 배기계를 도시하는 도면이다. 도1에 도시한 장치에서는, 진공 배기계(GE)는 일계통의 배기 통로(84)만을 갖는다. 이 경우, 진공 배기계(GE) 내에 반응 부생성물로서 예를 들어 염화암모늄이 생겨, 배기계 내부를 폐색하는 등의 우려가 있다. 이에 반해, 제4 실시 형태의 진공 배기계(GEX)에서는 도10에 도시한 바와 같이 DCS를 포함하는 제1 처리 가스와 NH3을 포함하는 제2 처리 가스는 각각 전용 제1 배기계와 제2 배기계로부터 배기된다.
구체적으로는, 제1 배기계의 배기 통로(84A)와 제2 배기계의 배기 통로(84B)가 병렬로 배치된다. 각 배기 통로(84A, 84B)에 전술한 진공 배기계(GE)의 그것들과 같은 구조를 갖는 밸브 유닛(개방도 조정용 밸브)(86A, 86B), 진공 펌프(88A, 88B) 및 유해 유닛(89A, 89B)이 각각 순차 개재 설치된다. 제1 배기 통로(84A)로부터는 주로 제1 처리 가스(DCS) 및 이와 동시에 공급되는 가스가 배출된다. 제2 배기 통로(84B)로부터는 주로 제2 처리 가스(NH3) 및 이와 동시에 공급되는 가스가 배출된다.
양 배기 통로(84A, 84B)에 개재 설치된 2개의 밸브 유닛(86A, 86B)의 전체 밸브 개방도가 등가적으로 하나의 밸브 개방도로서 제어된다. 즉, 주제어부(48)는 양 밸브 유닛(86A, 86B)의 합계한 밸브 개방도가 전술한 밸브 유닛(86)의 밸브 개방도와 일치하도록 제어하고, 도5, 도7 혹은 도8에 도시하는 성막 방법을 실시한다.
도11은 제4 실시 형태에 관한 성막 방법에 있어서의 배기 통로의 개방도를 나타내는 타이밍차트이다. 여기서는, 도5에 도시하는 제1 실시 형태의 경우의 밸브 유닛(86)의 동작과 등가가 되는 밸브 동작에 대해 나타낸다. 따라서, 도11에 도시하지 않은 가스의 공급 태양 등의 다른 태양은 도5에 도시한 내용과 동일하다. 즉, 제1 처리 가스용 밸브 유닛(86A)은 밸브 개방도가 Vd1의 상태와 완전 폐쇄 상태를 반복하고, 제2 처리 가스용 밸브 유닛(86B)은 완전 개방 상태와 완전 폐쇄 상태를 반복하도록 제어된다.
구체적으로는, 제1 공정(T1)에서는 밸브 유닛(86A)의 밸브 개방도는 Vd1의 상태가 되어 제1 처리 가스를 흐르게 하고, 다른 쪽 밸브 유닛(86B)은 0 ％(완전 폐쇄) 상태가 된다. 제3 공정(T3)에서는 밸브 유닛(86A)은 0 ％(완전 폐쇄) 상태가 되고, 밸브 유닛(86B)은 100 ％(완전 개방) 상태가 되어 제2 처리 가스를 흐르게 한다. 이에 의해, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스가 서로 다른 배기 통로(84A, 84B)를 전용으로 통과한다. 양 가스가 배기계 내에서 혼합되지 않으므로 반응 부생성물이 발생하지 않아, 진공 배기계(GEX) 내부가 폐색 등 되지 않는다.
<제5 실시 형태>
도12는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)의 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계를 도시하는 도면이다. 제5 실시 형태에 있어서는, 제1 공정(T1)에 있어서 DCS를 포함하는 제1 처리 가스와 함께 도펀트 가스가 처리 영역(5)에 대해 공급된다. 도펀트 가스는 붕소 함유 가스(여기서는 BCl3 가스)를 포함하는 제3 처리 가스와 에틸렌(C2H4 가스) 가스를 포함하는 제4 처리 가스 중 한쪽 또는 양방을 구비한다. 여기서는, 제3 및 제4 처리 가스의 양방을 사용하는 경우를 예시한다. 이 경우, 형성되는 박막은 붕소 및 탄소를 함유하는 SiBCN(boron doped silicon carbon nitride)으로 이루어지는 절연막이 된다.
도12에 도시한 바와 같이 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계(130, 132, 134)는 공통된 혼합 가스 공급계(135)에 접속된다. 혼합 가스 공급계(135)는 제1, 제3 및 제4 처리 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 탱크(142)를 갖는다. 가스 혼합 탱크(142)는 가스를 균일하게 혼합하는 동시에 충분한 공급량의 혼합 가스를 일시적으로 모으는 크기, 예를 들어 4 리터 정도의 용량으로 설정된다(가스 유량에 따라서 변경됨). 가스 혼합 탱크(142)는 개폐 밸브(144A)가 배치된 혼합 가스 공급 라인(144)을 거쳐서 석영관으로 이루어지는 가스 분산 노즐(36)(도1 참조)에 접속된다.
가스 혼합 탱크(142)는 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계(130, 132, 134)의 가스 공급 라인(가스 통로)(150, 152, 154)을 거쳐서 DCS 가스, BCl3 가스 및 C2H4 가스의 가스원(130S, 132S, 134S)에 각각 접속된다. 가스 공급 라인(150, 152, 154) 상에는 개폐 밸브(150A, 152A, 154A)와 매스플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(150B, 152B, 154B)가 배치된다. 이에 의해, DCS 가스, BCl3 가스 및 C2H4 가스가 각각 유량 제어되면서 공급 가능해진다.
혼합 가스의 형성 및 공급의 태양으로서는, 다음의 2개의 태양이 대표적인 것이 된다. 제1 태양에서는, 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계(130, 132, 134)로부터 가스 혼합 탱크(142)에 제1, 제3 및 제4 처리 가스를 연속적으로 공급하는 한편, 가스 혼합 탱크(142)로부터 처리 영역(5)(도1 참조)으로 혼합 가스를 펄스 형상으로 공급한다. 제2 태양에서는, 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계(130, 132, 134)로부터 가스 혼합 탱크(142)에 제1, 제3 및 제4 처리 가스를 제1 위상에서 펄스 형상으로 함께 공급하는 한편, 가스 혼합 탱크(142)로부터 처리 영역(5)에 혼합 가스를 제1 위상과 역의 제2 위상에서 공급한다.
이를 실현하기 위해, 제1, 제3 및 제4 처리 가스 공급계(130, 132, 134)의 개폐 밸브(150A, 152A, 154A) 및 혼합 가스 공급계(135)의 개폐 밸브(144A)의 개폐는 주제어부(48)로부터의 지시를 기초로 하여 다음과 같이 조작된다. 상기 제1 태양의 경우, 성막 처리의 개시로부터 완료까지의 복수 사이클에 걸쳐서 개폐 밸브(150A, 152A, 154A)가 모두 개방 상태로 유지되는 한편, 개폐 밸브(144A)가 펄스 형상으로 개폐된다. 상기 제2 태양의 경우, 성막 처리의 개시로부터 완료까지의 복수 사이클에 걸쳐서, 개폐 밸브(150A, 152A, 154A)가 펄스 형상으로 개폐되는 한편, 개폐 밸브(144A)가 역의 위상에서 펄스 형상으로 개폐된다.
<제1 내지 제5 실시 형태에 공통된 사항 및 변경예>
제1 내지 제5 실시 형태에 관한 방법은 상술한 바와 같이 처리 프로그램을 기초로 하여 주제어부(48)의 제어하에서 실행된다. 도13은 주제어부(48)의 구성의 개략을 나타내는 블럭도이다. 주제어부(48)는 CPU(210)를 갖고, 여기에 기억부(212), 입력부(214), 출력부(216) 등이 접속된다. 기억부(212)에는 처리 프로그 램이나 처리 레시피가 기억된다. 입력부(214)는 사용자와 대화하기 위한 입력 장치, 예를 들어 키보드나 포인팅 디바이스 및 기억 매체의 드라이브 등을 포함한다. 출력부(216)는 처리 장치의 각 기기를 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다. 도13은 또한 컴퓨터에 착탈 가능한 기억 매체(218)도 함께 나타낸다.
상술한 실시 형태에 관한 방법은 프로세서 상에서 실행하기 위한 프로그램 지령으로서, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체에 기입하여 각종 반도체 처리 장치에 적용할 수 있다. 혹은, 이러한 종류의 프로그램 지령은 통신 매체에 의해 전송하여 각종 반도체 처리 장치에 적용할 수 있다. 기억 매체는 예를 들어 자기 디스크{가요성 디스크, 하드 디스크[일예는 기억부(212)에 포함되는 하드 디스크] 등}, 광디스크(CD, DVD 등), 마그넷 옵티컬 디스크(MO 등), 반도체 메모리 등이다. 반도체 처리 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터는 기억 매체에 기억된 프로그램 지령을 판독하고, 이를 프로세서 상에서 실행함으로써 상술한 방법을 실행한다.
제1 내지 제5 실시 형태에서는 제1 처리 가스 중 실란계 가스로서 DCS 가스가 예시된다. 이 점에 관하여, 실란계 가스로서는 디클로로실란(DCS), 헥사디클로로디실란(HCD), 모노실란(SiH4), 디실란(Si2H6), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 테트라클로로실란(TCS), 디시릴아민(DSA), 트리시릴아민(TSA), 비스타샬부틸아미노실란(BTBAS)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가스를 이용할 수 있다.
제1 내지 제5 실시 형태에 있어서, 제2 처리 가스 중 질화 가스로서는 암모 니아(NH3) 가스, 질소(N2) 가스를 이용할 수 있다. 또한, 본 발명을 실리콘 산질화막의 형성에 적용하는 경우에는, 질화 가스 대신에 일산화이질소(N2O), 일산화질소(NO)와 같은 산질화 가스를 이용할 수 있다. 또한, 본 발명을 실리콘 산화막의 형성에 적용하는 경우에는, 질화 가스 대신에 산소(O2), 오존(O3)과 같은 산화 가스를 이용할 수 있다.
제5 실시 형태에 있어서, 붕소를 도핑하기 위한 붕소 함유 가스로서 BCl3 가스가 예시된다. 이러한 점에 관하여, 붕소 함유 가스로서는 BCl3, B2H6, BF3, B(CH3)3으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가스를 포함할 수 있다.
제1 내지 제5 실시 형태에 있어서, 성막 장치(2)로서 플라즈마를 형성하는 여기부(50)를 처리 용기(4)에 일체적으로 조립한 구성을 갖는다. 대신에, 여기부(50)를 처리 용기(4)와는 별개 부재로 설치하고, NH3 가스를 처리 용기(4) 외에서 미리 여기(소위 리모트 플라즈마), 그 여기 NH3 가스를 처리 용기(4) 내로 공급하도록 해도 좋다. 피처리 기판으로서는, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, LCD 기판, 유리 기판 등의 다른 기판이라도 좋다.
부가의 장점 및 변형이 당 기술 분야의 숙련자들에게 즉시 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 그 광의의 태양에서, 본 명세서에 도시되고 설명된 특정 상세 및 대표적인 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 다양한 변형이 첨부된 청구범위 및 이들의 등가물에 의해 규정된 바와 같은 일반적인 본 발명의 개념의 사상 또는 범주로부터 일탈하지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리의 처리량을 저하시키지 않고 파티클의 발생을 억제할 수 있는 실리콘 함유 절연막을 형성하는 성막 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 통체 형상의 처리 용기 내에 피처리체를 보유 지지하고, 완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브 기구가 도중에 개재 설치된 진공 배기계에 의해 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하면서 상기 처리 용기 내에 원료 가스와 반응성 가스를 공급하도록 한 성막 장치를 이용하여 박막을 형성하는 성막 방법에 있어서,
    상기 원료 가스와 상기 반응성 가스를 상기 처리 용기 내로 교대로 공급하는 동시에, 상기 원료 가스의 공급시의 상기 밸브 기구의 밸브 개방도를, 상기 원료 가스의 비공급시의 밸브 개방도보다도, 완전 폐쇄 상태를 제외하고 작게 설정하는 동시에 그 밸브 개방도는, 완전 개방 상태의 5 내지 20％의 범위 내가 되도록 한 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  2. 통체 형상의 처리 용기 내에 피처리체를 보유 지지하고, 완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브 기구가 도중에 개재 설치된 진공 배기계에 의해 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하면서 상기 처리 용기 내에 원료 가스와 반응성 가스를 공급하도록 한 성막 장치를 이용하여 박막을 형성하는 성막 방법에 있어서,
    상기 원료 가스와 상기 반응성 가스를 상기 처리 용기 내로 교대로 공급하는 동시에, 상기 원료 가스의 공급시의 상기 밸브 기구의 밸브 개방도를, 상기 원료 가스의 비공급시의 밸브 개방도보다도, 완전 폐쇄 상태를 제외하고 작게 설정하는 동시에 그 밸브 개방도는, 완전 개방 상태의 80 내지 95％의 범위 내가 되도록 한 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원료 가스의 공급시와 상기 반응성 가스의 공급시의 사이에는 간헐 기간이 마련되어 있고, 상기 간헐 기간에는 상기 처리 용기 내는 적어도 불활성 가스 퍼지되어 있는 것, 혹은 모든 가스의 공급이 정지되어 진공화되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응성 가스는 플라즈마에 의해 활성화되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 용기는 상기 피처리체를 복수매 처리할 수 있는 크기로 종형으로 성형되어 있고, 상기 보유 지지 수단은 상기 피처리체를 복수단으로 보유 지지하여 상기 처리 용기 내로 삽탈 가능하게 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 배기계는, 상기 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 원료 가스를 배기하는 원료 가스용 배기 통로와, 상기 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 반응성 가스를 배기하는 반응성 가스용 배기 통로를 갖고, 상기 양 배기 통로에 개재 설치된 2개의 밸브 기구의 전체의 밸브 개방도가, 등가적으로 1개의 밸브 개방도로서 제어되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원료 가스는, 디클로로실란(DCS), 헥사클로로디실란(HCD), 모노실란[SiH4], 디실란[Si2H6], 헥사메틸디실라잔(HMDS), 테트라클로로실란(TCS), 디실릴아민(DSA), 트리실릴아민(TSA), 비스타샬부틸아미노실란(BTBAS)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란계 가스이고, 상기 반응성 가스는, 암모니아[NH3], 질소[N2], 일산화이질소[N2O], 일산화질소[NO]로 이루어지는 군으로부터 선택되는 질화 가스, 또는 O2, O3으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 산화성 가스인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 용기 내로 도펀트 가스가 공급되어, 상기 박막 중에는 도펀트가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도펀트는 붕소, 탄소 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  10. 피처리체에 대해 소정의 박막을 형성하는 성막 장치에 있어서,
    통체 형상의 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에서 상기 피처리체를 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
    상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과,
    상기 처리 용기 내로 성막용 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내로 상기 원료 가스와 반응하는 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 공급 수단과,
    완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 진공 배기계와,
    상기 원료 가스와 상기 반응성 가스를 상기 처리 용기 내로 교대로 공급하는 동시에, 상기 원료 가스의 공급시의 상기 밸브 기구의 밸브 개방도를, 상기 원료 가스의 비공급시의 밸브 개방도보다도, 완전 폐쇄 상태를 제외하고 작게 설정하는 동시에 그 밸브 개방도는, 완전 개방 상태의 5 내지 20％의 범위 내가 되도록 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  11. 피처리체에 대해 소정의 박막을 형성하는 성막 장치에 있어서,
    통체 형상의 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에서 상기 피처리체를 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
    상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과,
    상기 처리 용기 내로 성막용 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내로 상기 원료 가스와 반응하는 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 공급 수단과,
    완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 진공 배기계와.
    상기 원료 가스와 상기 반응성 가스를 상기 처리 용기 내로 교대로 공급하는 동시에, 상기 원료 가스의 공급시의 상기 밸브 기구의 밸브 개방도를, 상기 원료 가스의 비공급시의 밸브 개방도보다도, 완전 폐쇄 상태를 제외하고 작게 설정하는 동시에 그 밸브 개방도는, 완전 개방 상태의 80 내지 95％의 범위 내가 되도록 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 반응성 가스를 활성화하는 활성화 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 처리 용기는 상기 피처리체를 복수매 처리할 수 있는 크기로 종형으로 성형되어 있고, 상기 보유 지지 수단은 상기 피처리체를 복수단으로 보유 지지하여 상기 처리 용기 내로 삽탈 가능하게 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 진공 배기계는 상기 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 원료 가스를 배기하는 원료 가스용 배기 통로와, 상기 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 반응성 가스를 배기하는 반응성 가스용 배기 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  15. 성막 장치를 제어하는 프로그램을 기억하는 기억 매체에 있어서,
    성막 장치는 피처리체에 대해 소정의 박막을 형성하며,
    통체 형상의 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에서 상기 피처리체를 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
    상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과,
    상기 처리 용기 내로 성막용 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내로 상기 원료 가스와 반응하는 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 공급 수단과,
    완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 피처리 용기 내의 분위기를 배기하는 진공 배기계를 가지며,
    성막 장치를 이용하여 박막을 형성할 때에, 상기 원료 가스와 상기 반응성 가스를 상기 처리 용기 내로 교대로 공급하는 동시에, 상기 원료 가스의 공급시의 상기 밸브 기구의 밸브 개방도를, 상기 원료 가스의 비공급시의 밸브 개방도보다도, 완전 폐쇄 상태를 제외하고 작게 설정하는 동시에 그 밸브 개방도는 완전 개방 상태의 5 내지 20％의 범위 내가 되도록 상기 성막 장치를 제어하는 프로그램을 기억하는 기억 매체.
  16. 성막 장치를 제어하는 프로그램을 기억하는 기억 매체에 있어서,
    성막 장치는 피처리체에 대해 소정의 박막을 형성하며,
    통체 형상의 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에서 상기 피처리체를 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
    상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과,
    상기 처리 용기 내로 성막용 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내로 상기 원료 가스와 반응하는 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 공급 수단과,
    완전 개방 및 완전 폐쇄를 포함하여 밸브 개방도를 임의로 설정할 수 있는 밸브 기구가 도중에 개재 설치되어 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 진공 배기계를 가지며,
    성막 장치를 이용하여 박막을 형성할 때, 상기 원료 가스와 상기 반응성 가스를 상기 처리 용기 내로 교대로 공급하는 동시에, 상기 원료 가스의 공급시의 상기 밸브 기구의 밸브 개방도를, 상기 원료 가스의 비공급시의 밸브 개방도보다도, 완전 폐쇄 상태를 제외하고 작게 설정하는 동시에 그 밸브 개방도는, 완전 개방 상태의 80 내지 95％의 범위 내가 되도록 상기 성막 장치를 제어하는 프로그램을 기억하는 기억 매체.
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