KR101060662B1 - 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101060662B1
KR101060662B1 KR1020080114089A KR20080114089A KR101060662B1 KR 101060662 B1 KR101060662 B1 KR 101060662B1 KR 1020080114089 A KR1020080114089 A KR 1020080114089A KR 20080114089 A KR20080114089 A KR 20080114089A KR 101060662 B1 KR101060662 B1 KR 101060662B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
pretreatment
nozzle
reaction vessel
substrates
Prior art date
Application number
KR1020080114089A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090051700A (ko
Inventor
타카아키 노다
마사미 미야모토
류우지 야마모토
Original Assignee
가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 filed Critical 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Publication of KR20090051700A publication Critical patent/KR20090051700A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101060662B1 publication Critical patent/KR101060662B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24—Deposition of silicon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02658—Pretreatments
    • H01L21/02661—In-situ cleaning

Abstract

본 발명은, 낮은 산소ㆍ탄소 밀도에서 고품질의 계면을 웨이퍼와 박막 사이에 균일하게 형성하는 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
프로세스 튜브와 상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드로 구성되는 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과, 상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 전(前)처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전(前)처리를 수행하는 스텝과, 상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 본(本)처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과, 상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고, 상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 공급한다.
처리 가스, 프로세스 튜브

Description

반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치{MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 장치(반도체 디바이스)의 제조 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
상세하게는, 반도체 집적 회로 장치(이하, IC라고 함)의 제조 방법에 있어서 반도체 소자를 포함하는 집적 회로를 만드는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 박막을 형성하는 공정에 있어서, 웨이퍼와 박막 사이에 고품질의 계면을 형성하는 방법 및 그것을 실현하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
IC의 제조 방법에 있어서, 감압 CVD법(화학 기상 성장법)에 의해 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 것이 있다.
최근, 반응로에 웨이퍼를 도입할 때의 자연 산화막의 증가나 불순물(impurity) 부착에 의한 반도체의 열화 등의 문제를 해결하기 위해서, 다음의 방법이 사용된다.
반응로의 전단(前段)에 예비실을 설치하고, 예비실 내에서 충분히 산소나 수분 등을 제거하고, 예비실 내를 질소 가스로 치환한 후에, 웨이퍼를 반응로 내에 도입한다.
이 감압 CVD법을 실행하는 데에는, 진공 배기가 가능한 밀폐 구조로 구성된 예비실을 반응로의 전단에 가지는, 예비실이 부착된 종형 감압 CVD장치(이하, 예비실 부착 CVD장치라고 함)가 사용된다.
예비실 부착 CVD 장치에 있어서는, 처리 전의 웨이퍼는 웨이퍼 반송구로부터 예비실로 반입되고, 웨이퍼 처리용 치구인 보트에 세트된다. 그 후, 예비실은 기밀(氣密)하게 닫혀지고, 진공 배기 및 질소 퍼지(purge)가 반복됨으로써, 산소나 수분 등이 제거된다. 그 후, 웨이퍼는 보트에 의해 예비실로부터 반응로 내로 반입(boat loading)된다.
그런데, 이 예비실 부착 CVD 장치에 있어서는, 진공 배기할 때의 유기물 등의 오염 물질에 의한 웨이퍼 표면의 오염이 우려된다. 왜냐하면, 웨이퍼 및 보트를 반응로 내에 반입하기 위한 구동축부나 보트 회전 기구부 및 배선부가 예비실 내에 설치되어 있기 때문이다.
따라서, 웨이퍼가 반입된 반응로 내에 있어서 반응 가스를 이용하여 웨이퍼 상의 자연 산화막 또는 불순물을 제거하는 방법으로서, 수소(H2) 아닐(anneal)법이 사용된다. 예를 들면, 특허 문헌 1과 같다.
<특허 문헌 1> 일본 특허 공개 1993－29309호 공보
그러나, 이 수소 아닐법에 있어서는, 일반적으로, 900~1000℃의 고온 처리가 필요하기 때문에, IC에 대한 열 손상 및 서멀 버짓(thermal budget) 증대의 문제를 생각할 수 있다.
여기에서, 저산소ㆍ탄소 밀도로 고품질의 계면을 웨이퍼와 박막 사이에 형성하기 위해서는, 예비실 부착 CVD 장치 내에 웨이퍼를 도입한 후부터 반응로에서의 성막 직전까지의 웨이퍼 표면의 오염을 최소한으로 억제하는 것이 중요하다.
구체적으로는, 다음과 같은 웨이퍼 표면의 청정화 대책을 강구할 필요가 있다.
예비실에서는, 반응로로의 웨이퍼 반입 전의 질소 치환시 및 반응로로부터의 반출시, 구동축부 및 보트 회전 기구부 및 배선부로부터의 유기물에 의한 웨이퍼 표면의 오염을 억제한다.
반응로 내에 있어서는, 비교적 저온인 노구부 및 웨이퍼 자체로부터의 오염을 억제한다.
노내 분위기의 고청정화 및 표면에 흡착한 오염 물질의 환원ㆍ탈리를, 웨이퍼에 대한 박막 형성 직전까지 실행한다.
이상과 같은 웨이퍼 표면의 청정화를, 예비실 부착 CVD 장치를 사용하여, 배치(batch) 처리, 예를 들면, 100~150매 처리의 양산(量産) 프로세스로 실행하고자 한 경우에는, 비교적 저온인 노구부나 웨이퍼로부터의 탈(脫) 가스에 의해, 웨이퍼 표면의 오염이 반응로 내의 웨이퍼 면간(面間) 방향 즉 웨이퍼 배열 방향으로 불균일하게 발생할 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 배치 처리하는 양산 프로세스에 있어서, 웨이퍼 면간 방향에 걸쳐 저산소ㆍ탄소 밀도로 고품질의 계면을 웨이퍼와 박막 사이에 균일하게 형성할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 프로세스 튜브와 그것을 지지하는 매니폴드(manifold)로 구성되는 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처 리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 기판 배열 영역보다 저온이 되는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 하류 단부의 적어도 1개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 기판 배열 영역보다 하방 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판을 반응 용기 내에 반입하는 스텝과,
　상기 반응 용기 내에서 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 상기 전처리가 이루어진 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를 상기 반응 용기 내의 복수의 개소로부터 공급함과 동시에, 상기 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판을 반응 용기 내에 반입하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 상기 전처리가 이루어진 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 복수 종류의 전처리 가스를 상기 반응 용기 내의 복수의 개소로부터 공급함과 동시에, 상기 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 상기 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비를 달리하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판을 처리하는 프로세스 튜브와,
상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드와,
상기 프로세스 튜브 내에서 복수매의 기판을 배열하여 지지하는 지지구와,
상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소로부터 가스를 공급하는 제1 노즐과,
상기 프로세스 튜브 내의 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 가스를 공급하는 제2 노즐과,
상기 프로세스 튜브의 상기 제1 노즐이 설치된 측과는 반대측에 설치되고 상기 프로세스 튜브 내를 배기하는 배기로와,
상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘리고, 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하고, 적어도 상기 제1 노즐로부터 본처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘리고, 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하도록 제어함과 함께, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급할 때, 상기 제1 노즐과 제2 노즐에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리 하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 배치(batch) 처리의 양산 프로세스에 있어서, 기판 상의 자연 산화막 또는 불순물을 기판 면간 방향에 걸쳐 효율적이며 균일하게 제거하고, 저산소ㆍ탄소 밀도로서 고품질의 계면을 기판 면간 방향에 걸쳐 균일하게 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 도면을 토대로 설명한다.
본 실시의 형태에 있어서, 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 기판 처리 장치로서 도 1 및 도 2에 나타낸 예비실 부착 CVD 장치(이하, CVD 장치라고 함)가 사용되어 실행된다.
본 실시의 형태에 있어서는, 박막을 형성하기 전에, 수소 원자를 포함하는 가스, 실리콘 원자를 포함하는 가스 또는 염소 원자를 포함하는 가스를 전처리 가스(계면 세정 가스)로서, 단독 또는 혼합하여, 또는 캐리어 가스와 함께, 2 계통 이상의 다(多)계통 가스 라인으로부터 반응로 내에 도입한다.
먼저, CVD 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, CVD 장치(10)는 광체(筐體, 11)를 구비하고 있고, 광체(11)에는 예비실(12)이 형성되어 있다. 예비실(12)은 대기압 미만의 압력을 유지할 수 있는 기밀(氣密) 성능을 갖는 밀폐실에 구축되어 있고, 반응로의 전단(前段)에 설치된 예비실을 구성하고 있다.
광체(11)의 전면(前面)벽에는 웨이퍼 반입 반출구(13)가 개설되어 있고, 웨이퍼 반입 반출구(13)는 게이트 밸브(14)에 의해 개폐된다.
광체(11)의 천정벽 위치에는 보트(34)가 출입하는 보트 반입 반출구(15)가 개설되어 있고, 보트 반입 반출구(15)는 셔터(16)에 의해 개폐된다.
광체(11)에는 예비실(12) 내의 분위기를 배기하는 배기 라인(17)의 일단이 접속되어 있고, 배기 라인(17)의 타단은 밸브(18)를 개재하여 진공 펌프로서의 머캐니컬 부스터(mechanical booster) 펌프(19) 및 드라이 펌프(20)에 접속되어 있다.
광체(11)에는 예비실(12) 내에 퍼지 가스로서의 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 라인(21)의 일단이 접속되고, 질소 가스 공급 라인(21)의 타단은 매스 플로우 컨트롤러(22)를 개재하여 질소 가스 공급원(23)에 접속되어 있다.
광체(11)의 예비실(12) 내에는 보트(34)를 승강시키기 위한 보트 엘리베이터(24)가 설치된다. 보트 엘리베이터(24)는 보트(34)를 승강시킴으로써, 보트(34)를 후술하는 처리실(46) 내에 반입 또는 처리실(46) 내로부터 반출한다.
보트 엘리베이터(24)는 수직으로 각각 부설된 가이드 레일(25) 및 이송 나사축(26)과 이송 나사축(26)을 정역회전(正逆回轉)시키는 모터(27)를 구비한다. 가이드 레일(25)에는 승강체(28)가 수직 방향으로 승강 자유롭게 감합(嵌合)되고, 승강체(28)는 이송 나사축(26)에 수직 방향으로 진퇴 자유롭게 나합(螺合)된다.
승강체(28)에는 암(arm, 29)이 수평으로 돌설(突設)되고, 암(29)의 선단부 상면에는 광체(11)의 천정벽에 설치된 보트 반입 반출구(15)를 기밀하게 폐색가능한 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(seal cap, 30)이 수평으로 설치된다. 씰 캡(30)은 광체(11)의 천정벽 하면에 수직 방향 하측으로부터 당접(當接)되도록 되어 있다. 씰 캡(30)은 예를 들면 스테인리스와 같은 금속이 사용되고 원반 형상으로 형성되어 있다. 씰 캡(30)의 상면에는 광체(11)의 천정벽 하면과 당접하는 씰(seal) 부재로서의 O링(31)이 부설(敷設)된다.
씰 캡(30)의 하측에는, 보트를 회전시키는 회전 기구(32)가 설치되고, 회전 기구(32)의 회전축(33)은 씰 캡(30)을 관통하여 보트(34)에 접속된다. 회전 기구(32)는 보트(34)를 회전시킴으로써 웨이퍼(1)를 회전시킨다.
기판 보지구(保持具)로서의 보트(34)는, 예를 들면 석영 또는 탄화규소와 같은 내열성 재료가 사용되어 형성되고, 복수매의 기판으로서의 웨이퍼(1)를 수평 자세이면서 중심을 맞춘 상태에서 정렬시켜 다단으로 보지한다.
보트(34)의 하부에는 단열판(35)이, 수평 자세에서 다단으로 복수매 배치된다. 단열판(35)은 예를 들면 석영 또는 탄화규소와 같은 내열성 재료가 사용되고 원판 형상으로 형성되어 있다. 단열판(35)은 보트(34)를 처리실(46) 내에 수용한 상태에서 히터(42)로부터의 열이 예비실(12)측으로 전달되기 어렵게 한다.
회전 기구(32) 및 보트 엘리베이터(24)의 모터(27)에는 구동 제어부(36)가 전기 배선(37)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 구동 제어부(36)는 회전 기구(32) 및 보트 엘리베이터(24)의 모터(27)에 원하는 동작을 시킬 수 있도록 원하는 타이밍으로 이들을 제어한다.
보트 반입 반출구(15)에 대응하는 광체(11) 위에는, 반응로(40)가 설치된다.
반응로(40)는 가열 기구로서의 히터(42)를 포함한다. 히터(42)는 원통 형상으로 형성되고, 보지판으로서의 히터 베이스(41)에 지지됨으로써 수직으로 설치된다. 히터(42)는 U 존(upper zone, 42a), CU 존(center upper zone, 42b), C 존(center zone, 42c), CL 존(cneter lower zone, 42d), L 존(lower zone, 42e)의 5개의 존으로 나뉘어진다.
히터(42)의 내측에는, 반응관으로서의 프로세스 튜브(43)가 히터(42)와 동심원 형상으로 배설(配設)된다. 프로세스 튜브(43)는 외부 반응관으로서의 아우터 튜 브(44)와 그 내측에 설치된 내부 반응관으로서의 이너 튜브(45)로 구성된다.
아우터 튜브(44)는, 예를 들면 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC)과 같은 내열성 재료가 사용되어 형성된다. 아우터 튜브(44)는, 내경이 이너 튜브(45)의 외경보다 크고 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 이너 튜브(45)와 동심원 형상으로 설치된다.
이너 튜브(45)는, 예를 들면 석영 또는 탄화 실리콘과 같은 내열성 재료가 사용되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 이너 튜브(45)의 통 중공부는 처리실(46)을 형성하고, 처리실(46)은 복수매의 웨이퍼(1)를 보트(34)에 의해 수평 자세에서 수직 방향으로 다단으로 정렬한 상태로 수용한다.
아우터 튜브(44)와 이너 튜브(45)의 극간에 의해 통(筒) 형상 공간(47)이 형성된다.
아우터 튜브(44)의 하측에는 씰부재로서의 O링(48)을 개재하여 매니폴드(49)가, 아우터 튜브(44)와 동심원 형상으로 배설된다. 매니폴드(49)는, 예를 들면 스테인리스가 사용되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다.
매니폴드(49)는 아우터 튜브(44)와 이너 튜브(45)에 계합(係合)하고, 이들을 지지하고 있다. 매니폴드(49)가 히터 베이스(41)나 광체(11)의 천정벽에 지지됨으로써, 프로세스 튜브(43)는 수직으로 설치된 상태가 되어 있다.
프로세스 튜브(43)와 매니폴드(49)에 의해 반응 용기가 형성된다.
프로세스 튜브(43) 내에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(50)가 설치된다. 히터(42)와 온도 센서(50)에는 온도 제어부(51)가 전기 배선(52)에 의해 전기적으로 접속된다. 온도 제어부(51)는 온도 센서(50)에 의해 검출된 온도 정보를 바탕으로 히터(42)에 대한 통전 상태를 조정함으로써, 처리실(46) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 원하는 타이밍으로 제어한다.
매니폴드(49)에는 처리실(46) 내의 분위기를 배기하는 배기관(53)이 설치된다. 배기관(53)은 아우터 튜브(44)와 이너 튜브(45)의 극간(隙間)에 의해 형성되는 통 형상 공간(47)의 하단부에 배치되고, 통 형상 공간(47)에 연통(連通)하고 있다.
배기관(53)의 매니폴드(49)와의 접속측과 반대측인 하류측에는, 압력 검출기로서의 압력 센서(54) 및 압력 조정 장치(55)를 개재하여 머캐니컬 부스터 펌프(MBP, 19), 드라이 펌프(DP, 20) 등의 배기 장치가 접속된다. 압력 센서(54), 압력 조정 장치(55), 머캐니컬 부스터 펌프(19) 및 드라이 펌프(20)는, 처리실(46) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 배기한다.
압력 센서(54) 및 압력 조정 장치(55)에는 압력 제어부(56)가 전기 배선(57)에 의해 전기적으로 접속된다. 압력 제어부(56)는 압력 센서(54)에 의해 검출된 압력을 토대로, 압력 조정 장치(55)를 처리실(46) 내의 압력이 원하는 압력이 되도록 원하는 타이밍으로 제어한다.
매니폴드(49)에는 가스 도입부로서의 노즐이 복수개, 처리실(46) 내에 연통하도록 각각 접속된다.
복수개의 노즐은, 서로 길이가 다른 엘보(elbow)관 형상(L형)의 4개의 롱 노즐(long nozzle)과 직관 형상(I형)의 1개의 쇼트 노즐(short nozzle)로 구성된다.
제1 롱 노즐(N1), 제2 롱 노즐(N2), 제3 롱 노즐(N3) 및 제4 롱 노즐(N4)은, 보트(34)와 이너 튜브(45) 사이에 설치되고, 웨이퍼군(群) 배열(配列) 영역인 히터(42)와 대향하는 영역까지 돌출된다.
제1 롱 노즐(N1), 제2 롱 노즐(N2), 제3 롱 노즐(N3) 및 제4 롱 노즐(N4)의 가스 분출구는, 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 다른 높이에 각각 위치하고, 모두 웨이퍼군 배열 방향(수직 방향)의 상방을 향하여 개구하고 있다.
제5 노즐인 쇼트 노즐(N5)의 가스 분출구는, 웨이퍼군 배열 영역보다 상류측의 영역인 매니폴드(49)와 대향하는 영역, 즉, 웨이퍼군 배열 영역보다 하방 영역으로서 웨이퍼군 배열 영역보다 저온이 되는 영역에 위치하고, 웨이퍼군 배열 방향과 직각 방향(수평 방향)을 향하여 개구하고 있다.
도 2에서는 편의상, 제1 노즐인 제1 롱 노즐(N1)만 도시하고, 다른 노즐의 도시는 생략한다.
이들 노즐(N1~N5)에는 가스 공급 라인(L1~L5)이 각각 접속된다. 각 가스 공급 라인(L1~L5)의 각 노즐(N1~N5)과의 접속측과 반대측인 상류측에는, 복수의 밸브 및 복수의 가스 유량 제어기(mass flow controller)를 포함하는 가스 공급ㆍ유량 제어기(M)를 개재하여 복수의 가스 공급원을 포함하는 가스 공급 유닛(G)이 접속된다.
가스 공급ㆍ 유량 제어기(M)에는 가스 공급ㆍ유량 제어부(58)가 전기 배선(59)에 의해 전기적으로 접속된다. 가스 공급ㆍ유량 제어부(58)는 가스 공급ㆍ유량 제어기(M)를, 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 흐르는 각 가스의 가스 유량이 원 하는 양이 되도록 원하는 타이밍으로 제어한다.
한편, 도 10(a) 및 도 10(b)는 가스 공급계의 구체적인 예를 나타내고 있다. 도 10(a)는 후술하는 제1 전처리 시퀀스(sequence)를 수행하는 경우에 사용되는 예(이하, 제1 공급계의 예라고 함)를 나타내고 있다.
제1 공급계의 예에 있어서, 제1 가스 공급원(G1)은 수소(H2) 가스를 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 공급한다. 제2 가스 공급원(G2)은 모노실란(mono-silane, SiH4) 가스를 가스 공급 라인(L5)에 공급한다. 제3 가스 공급원(G3)은 질소(N2) 가스를 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 공급한다.
제1 가스 공급원(G1)으로부터 수소 가스를 공급하는 각 가스 공급 라인(L1~L5)에는, 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U1~U5), 매스 플로우 컨트롤러(C1~C5) 및 하류측 밸브(D1~D5)가 각각 설치된다.
제2 가스 공급원(G2)으로부터, 가스 공급 라인(L5)에 모노실란 가스를 공급하는 접속 라인에는, 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U6), 매스 플로우 컨트롤러(C6) 및 하류측 밸브(D6)가 설치된다.
제3 가스 공급원(G3)으로부터, 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 질소 가스를 공급하는 접속 라인에는, 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U7), 매스 플로우 컨트롤러(C7) 및 하류측 밸브(D7)가 설치된다. 한편, 가스 공급 유닛(G)은, 제1 가스 공급원(G1), 제2 가스 공급원(G2), 제3 가스 공급원(G3)을 포함하고, 가스 공급ㆍ유량 제어기(M)는, 상류측 밸브(U1~U7), 매스 플로우 컨트롤러(C1~C7), 하류측 밸브(D1~D7)를 포함한다.
즉, 제1 공급계의 예는, 전처리 가스로서 수소 가스를 사용하는 경우에, 가스 공급ㆍ유량 제어기(M)의 각 밸브나 각 매스 플로우 컨트롤러를 제어함으로써, 수소 가스의 유량 및 농도를 각 가스 공급 라인(L1~L5)마다 즉 각 노즐(N1~N5)마다 각각 변경할 수 있다.
도 10(b)는 후술하는 제2 전처리 시퀀스를 수행하는 경우에 사용되는 예(이하, 제2 공급계의 예라고 함)를 나타내고 있다.
제2 공급계의 예에 있어서, 제1 가스 공급원(G1)은 수소 가스를 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 공급한다. 제2 가스 공급원(G2)은 모노실란 가스를 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 공급한다. 제4 가스 공급원(G4)은 염소(Cl2) 가스를 각 가스 공급 라인(L1~N5)에 공급한다. 제3 가스 공급원(G3)은 질소 가스를 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 공급한다.
제1 가스 공급원(G1)으로부터 수소 가스를 공급하는 각 가스 공급 라인(L1~L5)에는, 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U1~U5), 매스 플로우 컨트롤러(C1~C5) 및 하류측 밸브(D1~D5)가 각각 설치된다.
제2 가스 공급원(G2)으로부터, 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 모노실란 가스를 공급하는 각 접속 라인에는 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U11~U15), 매스 플로우 컨트롤러(C11~C15) 및 하류측 밸브(D11~D15)가 각각 설치된다.
제4 가스 공급원(G4)으로부터, 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 염소 가스를 공 급하는 각 접속 라인에는 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U16~U20), 매스 플로우 컨트롤러(C16~C20) 및 하류측 밸브(D16~D20)가 각각 설치된다.
제3 가스 공급원(G3)으로부터, 각 가스 공급 라인(L1~L5)에 질소 가스를 공급하는 각 접속 라인에는 상류측으로부터 순차적으로 상류측 밸브(U21~U25), 매스 플로우 컨트롤러(C21~C25) 및 하류측 밸브(D21~D25)가 각각 설치된다. 한편, 가스 공급 유닛(G)은, 제1 가스 공급원(G1), 제2 가스 공급원(G2), 제3 가스 공급원(G3), 제4 가스 공급원(G4)을 포함하고, 가스 공급ㆍ유량 제어기(M)는, 상류측 밸브(U1~U5, U11~U25), 매스 플로우 컨트롤러(C1~C5, C11~C25), 하류측 밸브(D1~D5, D11~D25)를 포함한다.
즉, 제2 공급계의 예는, 가스 공급ㆍ유량 제어기(M)의 각 밸브나 각 매스 플로우 컨트롤러를 제어함으로써, 수소 가스, 모노실란 가스, 염소 가스의 유량 및 농도를 각 가스 공급 라인(L1~L5)마다 즉 각 노즐(N1~N5)마다 각각 변경할 수 있다.
구동 제어부(36), 온도 제어부(51), 압력 제어부(56) 및 가스 유량 제어부(58)는 조작부 및 입출력부를 구성하고, 이들은 CVD 장치(10) 전체를 제어하는 주제어부(60)에 전기적으로 접속된다.
이들 구동 제어부(36), 온도 제어부(51), 압력 제어부(56), 가스 유량 제어부(58) 및 주제어부(60)는, 컨트롤러(61)를 구성하고 있다.
다음에, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 장치 제조 공정의 일 공정으로서, 이상의 구성에 따른 CVD 장치(10)를 사용하여, 웨이퍼 상에 다결정(多結晶) 실리콘막 또는 단결정(單結晶) 실리콘막(이하, 실리콘막이라고 함)을 형성하는 방법을 도 3 및 도 4를 토대로 설명한다.
도 3 및 도 4는 웨이퍼 상에 실리콘막을 형성하는 방법을 나타내는 시퀀스 플로우 차트로서, 노내 온도 변화, 각 스텝명, 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스, 실란(SiH4) 가스, 염소(Cl2) 가스 등의 각 공급 타이밍, 노내 압력 변화를 각각 나타내고 있다.
도 3 및 도 4에 있어서, 횡축은 시간 경과를 나타내고, 종축은 노내 온도, 각 스텝, 각 가스의 공급 상태, 노내 압력을 나타내고 있다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 실리콘막 형성 방법을 나타내고, 도 4는 제2 실시 형태에 따른 실리콘막 형성 방법을 나타내고 있다.
한편, 이하의 설명에 있어서, CVD 장치(10)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(61)에 의해 제어된다.
실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막을 희불산(희불화수소산)으로 제거함과 동시에, 표면을 수소 종단화(終端化)시킨 후에, 예비실(12) 내의 보트(34)에는 1 배치(batch) 분의 매수, 예를 들면 100~150매의 웨이퍼(1)가 장전된다(wafer charge step).
이어서, 예비실(12) 내의 불활성 가스에 의한 퍼지, 예를 들면 질소 퍼지가 실시되고(pre-purge step), 예비실(12) 내에 있어서 진공 배기 및 질소 퍼지가 반복 실시된다(cycle purge step). 이것에 의해, 예비실(12) 내의 분위기 중의 산소 및 수분이 충분하게 제거된다.
그 후, 보트 엘리베이터(24)는 웨이퍼군 장전이 완료된 보트(34)를 상승시키고 보트 반입 반출구(15)를 통하여 처리실(46) 내로 반입한다(boat load step).
복수매의 웨이퍼(1)를 지지한 보트(34)의 처리실(46) 내로의 반입이 완료되면, 씰 캡(30)은 보트 반입 반출구(15)를 구성하는 광체(11)의 천정벽 하면에 O링(31)을 개재하여 당접하고 보트 반입 반출구(15)를 폐색함으로써 처리실(46) 내를 씰(seal)한다.
이 때, 보트 로드 스텝시의 웨이퍼 표면 산화를 방지하기 위하여, 반응로(40)[처리실(46)] 내(이하, 노내라고 함)의 온도가 웨이퍼 처리 온도보다 낮은 웨이퍼 반입 온도, 예를 들면 100~400℃ 정도의 온도가 되도록, 온도 제어부(51)는 히터(42)를 제어한다.
도 3 및 도 4의 경우에는, 웨이퍼 반입 온도는 200℃로 조정된다.
한편, 웨이퍼 차지 스텝으로부터 보트 로드 스텝까지, 노내 압력은 대기압(ATM)으로 된다.
다음에, 노내 온도를 웨이퍼 반입 온도로 유지한 상태에서, 노내가 머캐니컬 부스터 펌프(19) 및 드라이 펌프(20)에 의해 진공 배기된다(진공 배기 스텝).
이 때, 압력 제어부(56)가 압력 조정 장치(55)를 제어함으로써 노내 압력은, 대기압보다 낮고, 웨이퍼 처리시 압력보다 낮은 압력, 예를 들면 1~10000Pa 정도의 압력으로 조정된다.
도 3 및 도 4의 경우에는, 노내 압력은 1Pa로 조정된다.
이 때, 구동 제어부(36)는 보트(34)를 회전 기구(32)에 의해 소정의 회전 속도로 회전시킨다.
여기까지는, 도 3 및 도 4에 나타낸 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 따른 실리콘막 형성 방법의 시퀀스에 공통되는 초기 스텝이다.
다음에, 도 3에 나타낸 제1 실시 형태에 있어서 수소 가스 사용 오염 제거 시퀀스(이하, 제1 전처리 시퀀스라고 함)에 관하여 설명한다.
노내 압력이 소정의 압력(여기에서는 45Pa)으로 조정된 후에, 노내에 수소 가스가 공급되면서, 노내가 배기됨으로써, 노내가 수소 가스에 의해 퍼지된다(수소 퍼지 스텝).
그 후에, 노내에 대한 수소 가스의 공급 및 배기가 유지된 상태에서, 노내 온도는 웨이퍼 반입 온도로부터 제1 전처리 온도, 예를 들면 750~850℃ 정도의 온도까지 상승된다(승온 스텝).
이 승온(昇溫) 스텝 전, 즉 수소 퍼지 스텝으로부터, 노내에 수소 가스의 공급이 개시된다.
노내에 대한 수소 가스의 공급 및 배기는, 노내 온도를 제1 전처리 온도(750~850℃)로부터 후술하는 성막 온도(620℃)까지 강하시키는 강온(降溫) 스텝 및 노내 온도를 성막 온도로 안정시키는 온도 안정 스텝이 완료할 때까지 계속적으로 이루어진다.
수소 가스는 도 1에 나타낸 모든 노즐(N1~N5)로부터 노내에 공급된다. 즉, 가스 분출구가 매니폴드(49)에 대응하는 영역에 위치하는 쇼트 노즐(N5) 및 가스 분출구가 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 위치하는 롱 노즐(N1~N4)로부터 공급된다. 노내에 공급된 수소 가스는, 노내를 상승하고 통 형상 공간(47)을 흘러내려 배기관(53)으로부터 배기된다.
수소 가스의 공급 및 배기가 소정 시간 유지됨으로써, 웨이퍼에 대한 자연 산화막 및 오염 물질의 제거 처리가 소정 시간 계속된다. 자연 산화막 및 오염 물질의 제거 처리에 있어서 반응 메커니즘 즉, 산소(O), 탄소(C), 자연 산화막(SiO2)의 수소에 의한 제거 메커니즘을 이하에 설명한다.
노내로 수소 가스가 공급됨으로써, 다음과 같은 반응이 진행한다고 생각할 수 있다.
한편, 아래 식에 있어서 *를 붙인 것은 활성종인 것을 나타낸다.
H2 →2H*
2H* ＋O→H2O↑
2H2 ＋C→CH4 ↑
SiO2＋2H* →SiO↑＋H2O↑
750~850℃라는 온도 영역에 있어서는, H2는 화학적으로 활성인 H* 등의 형태로 분리된다고 생각할 수 있다(반응식 1).
이것들은, 노내 분위기 속에 잔류한 산소나 탄소 및 자연 산화막과 반응하여, H2O나 CH4 나 SiO 등의 형태로 기화되고, 노 외부로 배기됨으로써 제거된다고 생각할 수 있다(반응식 2, 3, 4).
다음에, 도 4에 나타낸 제2 실시 형태에 있어서 수소 가스, 실란 가스 및 염소 가스를 사용하는 오염 제거 시퀀스(이하, 제2 전처리 시퀀스라고 함)에 관해서 설명한다.
노내 압력이 소정의 압력(여기에서는 45Pa)으로 조정된 후에, 노내에 수소 가스가 공급되면서, 노내가 배기됨으로써, 노내가 수소 가스에 의해 퍼지된다(수소 퍼지 스텝).
그 후에, 노내에 대한 수소 가스의 공급 및 배기가 유지된 상태에서, 노내 온도가 웨이퍼 반입 온도로부터, 제2 전처리 온도, 예를 들면 620℃ 정도의 온도까지 승온된다(승온 스텝).
한편, 제2 실시 형태에서는, 제2 전처리 온도와 후술하는 성막 온도를 동일한 온도로 한다.
이 승온 스텝으로부터, 노내에 대한 실란 가스와 염소 가스의 공급이 개시된 다.
즉, 이 때, 노내에 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스가 공급되면서, 노내가 배기된다(수소＋실란＋염소 퍼지 스텝).
이 때의 노내 압력은, 예를 들면 50Pa로 조정된다.
한편, 실란 가스와 염소 가스는, 승온 스텝 종료 후에도 소정 시간 계속 공급한다.
수소 가스 공급을 유지한 상태에서, 실란 가스 및 염소 가스의 공급을 정지하면, 다시, 수소 퍼지 스텝이 실시된다. 즉, 수소 가스의 공급 및 배기는, 승온 스텝 전(前)인 수소 퍼지 스텝으로부터 승온 스텝 후의 수소 퍼지 스텝이 완료될 때까지 계속하여 실시된다.
실란 가스 및 염소 가스 공급 정지 후에 수소 퍼지 스텝을 실행함으로써, 웨이퍼 표면에 잔류한 염소를 제거할 수 있다.
수소 가스와 실란 가스와 염소 가스는, 도 1에 나타낸 모든 노즐(N1~N5)로부터 노내에 공급된다. 즉, 가스 분출구가 매니폴드(49)에 대응하는 영역에 위치하는 쇼트 노즐(N5) 및 가스 분출구가 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 위치하는 롱 노즐(N1~N4)로부터, 수소 퍼지 스텝에 있어서는 수소 가스가 각각 공급되고, 수소＋실란＋염소 퍼지 스텝에 있어서는 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 혼합 가스가 각각 공급된다. 노내에 공급된 수소 가스, 실란 가스, 염소 가스는 노내를 상승하고, 통 형상 공간(47)을 흘러내려 배기관(53)으로부터 배기된다.
수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 공급 및 배기가 소정 시간 유지됨으로 써, 웨이퍼에 대한 자연 산화막 및 오염 물질 제거 처리가 소정 시간 계속된다. 자연 산화막 및 오염 물질의 제거 처리에 있어서 반응 메커니즘을 이하에 논술한다.
먼저, 실란에 의한 수분(H2O), 산소(O) 제거의 메커니즘에 대하여 설명한다.
　노내에 실란 가스가 공급됨으로써, 다음의 반응이 진행된다고 생각할 수 있다.
SiH4→SiH2 ＋H2
SiH4→SiH3 ＋H*
SiH2 ＋H2O↑→SiO↑＋2H2
2SiH2 ＋O2 →2SiO↑＋2H2
2H* ＋O→H2O↑
SiH4＋SiO2→2SiO↑＋2H2
200~620℃ 범위 내의 비교적 저온인 영역에서는, 실란(SiH4)은 완전하게는 분해되지 않고, SiH2와 H2, 또는 SiH3와 H 등의 형태로 분리된다고 생각할 수 있다(반응식 5, 6).
그들은 노내 분위기 중에 잔류한 수분이나 산소와 반응하여, 각각 SiO나 H2O 등의 형태로 기화되고, 노 외부로 배기됨으로써 제거되는 것이라고 생각할 수 있다(반응식 7, 8, 9).
그러나, 비교적 저온이기 때문에, 반응식 10과 같이, 웨이퍼 표면에 형성된 SiO2를 제거하는 데까지는 이르지 못한다.
다음에 염소에 의한 산소(O), 탄소(C)의 제거 메커니즘에 대하여 설명한다.
노내에 염소 가스가 공급되면, 다음과 같은 반응이 진행한다고 생각할 수 있다.
2Cl2＋Si→SiCl4 ↑
Cl2에 의한 O나 C와의 직접적인 반응은 없다고 생각할 수 있는데, Si가 Cl2에 의해 에칭(etching)되고 있다고 생각할 수 있다(반응식 11).
그 때에, Si 상에 흡착한 O나 C가, Si와 함께 리프트 업(lift-up)되어 제거되는 것이라고 생각할 수 있다.
제1 전처리 시퀀스와 제2 전처리 시퀀스는, 각각 단독으로 웨이퍼에 대한 자연 산화막 및 오염 물질 제거에 유효한데, 양자(兩者)를 조합하는 것도 가능하다.
양자를 조합함으로써, 더욱 높은 자연 산화막 또는 불순물의 제거 효과를 얻을 수 있다.
제1 전처리 시퀀스 또는 제2 전처리 시퀀스 종료 후, 성막 스텝이 실행된다.
여기부터는, 도 3과 도 4에 나타낸 실리콘막 형성 방법 시퀀스에 공통되는 스텝이다.
온도 제어부(51)에 의해 히터(42)가 제어되고, 노내 온도가 성막 온도(620℃)에서 안정화되면(온도 안정 스텝), 노내로 수소 가스 공급이 정지되고, 실란 가스가 노내에 공급된다. 이 때, 노내 압력은 예를 들면 20Pa로 조정된다. 실란 가스는 쇼트 노즐(N5)로부터 노내에 공급된다. 한편, 실란 가스는, 모든 노즐(N1~N5)로부터 노내에 공급하도록 해도 무방하다. 노내에 공급된 실란 가스는 노내를 상승하고, 통 형상 공간(47)을 흘러내려 배기관(53)으로부터 배기된다.
공급된 실란 가스는 히터(42)에 의해 가열된 감압 분위기 내에서 분해하기 때문에, 실리콘막이 웨이퍼 표면 상에 열 CVD 반응에 의해 형성된다(성막 스텝).
제1 전처리 시퀀스 또는 제2 전처리 시퀀스에 의해 웨이퍼 표면을 청정화하면, 성막의 하지(下地)가 다결정 실리콘(poly－Si)인 경우에는 다결정 실리콘막이 형성되고, 성막의 하지가 단결정 실리콘인 경우에는 단결정 실리콘막이 형성된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 620℃라는 저온에서 단결정 실리콘막을 형성할 수 있다.
실란 가스의 공급을 정지함으로써, 웨이퍼에 대한 성막 스텝이 종료된다.
웨이퍼에 대한 성막 스텝 종료 후에, 노내 압력이 소정 압력, 예를 들면 1~10000Pa 정도의 압력으로 조정된다. 여기에서는, 노내 압력은 15Pa로 조정된다.
실란 가스 공급 정지와 동시에, 노내가 질소 가스에 의해 퍼지됨으로써, 노내는 질소 가스에 의해 치환된다.
그 후, 노내에 질소 가스 공급이 유지되면서, 노내 압력이 상승되어 대기압으로 복귀된다(대기압 복귀 스텝).
대기압 복귀 스텝 후에, 처리 후의 웨이퍼 즉 단결정 실리콘막 또는 다결정 실리콘막이 형성된 웨이퍼를 보지한 보트(34)는, 보트 엘리베이터(24)에 의해 강하되어 처리실(46) 내로부터 반출된다(boat unload step).
보트(34)에 보지된 모든 웨이퍼(1)가 냉각될 때까지, 보트(34)는 예비실(12)에서 대기한다(웨이퍼 냉각 스텝).
대기시킨 보트(34)에 보지된 모든 웨이퍼(1)가 소정 온도로까지 냉각하면, 웨이퍼(1)는 웨이퍼 이재 장치(도시하지 않음)에 의해 보트(34)로부터 취출(取出)되고, 웨이퍼 캐리어(도시하지 않음)로 회수된다(wafer discharge step).
한편, 다음 번 시퀀스를 위하여, 웨이퍼 냉각 스텝과 병행하여, 노내 온도가 성막 온도로부터 소정의 웨이퍼 반입 온도, 예를 들면 300~600℃ 정도의 온도(여기에서는, 200℃)까지 강온된다(노내 강온 스텝).
이상, 실리콘막 형성 방법을 검토한 결과, 본 발명자는 다음의 현상을 발견했다.
본 실시 형태에 있어서의 CVD 장치(10)와 같이, 프로세스 튜브(43)와, 프로세스 튜브(43)의 하방에 설치된 매니폴드(49)로 반응 용기가 형성되고, 매니폴 드(49)측으로부터 프로세스 튜브(43) 상부를 향하여 가스가 흐르는 기판 처리 장치의 경우에는, 웨이퍼군 배열 영역보다 하방으로서 웨이퍼군 배열 영역보다 저온이 되는 매니폴드(49)의 부분 및 웨이퍼군 배열 영역 상부(웨이퍼군 배열 영역 하류 단부 부근)에 있어서는, 산소나 탄소 등의 오염 정도가 다른 부분보다 크게 된다.
본 발명자는 이 현상이 발생하는 이유를, 다음과 같이 고찰했다.
성막 스텝에 있어서, 웨이퍼군 배열 영역보다 하방의 비교적 온도가 낮은 매니폴드(49) 부근에 쇼트 노즐(N5)로부터 도입된 가스는, 처리실(46) 내를 상승하여 웨이퍼(1)에 대하여 성막 처리를 수행한 후에, 아우터 튜브(44)와 이너 튜브(45) 사이에 형성된 통 형상 공간(47)을 지나 배기관(53)으로부터 배기된다.
노내를 웨이퍼군 배열 영역 상부와, 웨이퍼군 배열 영역 상부 이외의 부분과, 매니폴드(49) 근방의 3개의 영역(area)으로 나누어 생각하면, 웨이퍼에 대한 산소나 탄소 등의 계면 불순물 밀도는, 웨이퍼군 배열 영역 상부 및 매니폴드(49) 근방에서 비교적 커진다.
매니폴드(49) 근방에 있어서 계면 불순물 밀도가 비교적 커지는 이유로서는, 매니폴드(49)에 부착하고 있던 수분이나 유기물의 탈리(脫離)에 의한 오염을 생각할 수 있다.
계면 불순물의 원인이 되는 수분이나 유기물은, 분위기 온도가 낮을수록 표면에 흡착하기 쉬워지기 때문에, 노내에 있어서 비교적 온도가 낮은 매니폴드(49) 부근에는, 다른 영역보다 많은 수분이나 유기물이 흡착하고, 그들이 성막 시퀀스 내에서의 승온시에 탈리하여, 매니폴드(49) 근방의 웨이퍼(1)에 흡착한다고 생각할 수 있다.
웨이퍼군 배열 영역 상부에 있어서 계면 불순물 밀도가 비교적 커지는 이유로서는, 웨이퍼(1)나 보트(34)에 부착하고 있던 수분이나 유기물의 탈리에 의한 오염을 생각할 수 있다.
탈리한 수분이나 유기물은, 반응로(40)의 구조상, 웨이퍼군 배열 영역을 밑에서 위를 향하여 흐르기 때문에, 웨이퍼군 배열 영역에 고르게 웨이퍼(1)를 배치했다고 가정하면, 웨이퍼군 배열 영역 하류측인 웨이퍼군 배열 영역 상부 쪽이, 더 많은 웨이퍼(1) 및 보트(34)의 표면보다 더 많은 부분으로부터의 탈리 수분ㆍ유기물의 영향을 받는다고 생각할 수 있다.
또한, 반응로(40)의 구조상, 배기측으로부터의 불순물의 역확산(逆擴散)의 영향도, 통 형상 공간(47) 근방에 위치하는 웨이퍼군 배열 영역 상부에서는 더욱 강하게 받고 있다고 생각할 수 있다.
본 발명자는, 이와 같이 오염의 정도가 다른 부분보다 커지는,
(1) 웨이퍼군 배열 영역보다 하방(웨이퍼군 배열 영역보다 상류측)의 영역, 즉 웨이퍼군 배열 영역보다 저온이 되는 매니폴드에 대응하는 영역 및
(2) 웨이퍼군 배열 영역 상부(웨이퍼군 배열 영역 하류 단부)에 대응하는 영역
으로부터 전처리 가스를 적극적으로 공급함으로써, 이 현상을 개선할 수 있다는 것을 발견했다.
다음에, 웨이퍼에 대한 자연 산화막ㆍ오염 물질 제거 효과(이하, 오염 제거 효과라고 함)의 공급 가스 계통수(數)에 의한 차이를 규명하기 위하여 수행한 실험에 대하여 설명한다.
도 5는 실험에 사용한 평가 장치를 나타내고 있다.
한편, 도 1과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.
도 5(a)에 나타낸 제1 평가 장치에 있어서는, 쇼트 노즐(N5)의 1계통만으로 수소 가스를 노내에 도입하고, 웨이퍼(1)에 대한 제1 전처리 시퀀스를 실시한 후에, 쇼트 노즐(N5)로부터 실란 가스를 노내에 도입하여 성막 스텝을 실시했다.
오염 제거 효과의 지표인 계면 산소ㆍ탄소 밀도를, 보트(34)의 중앙 영역(89번째)과 상부 영역(167번째)에 설치한 모니터 웨이퍼에 대하여 측정했다.
도 5(b)에 나타낸 제2 평가 장치에 있어서는, 쇼트 노즐(N5)과 1개의 롱 노즐(N1)의 2계통에 의해 수소 가스를 노내에 도입하고, 웨이퍼(1)에 대한 제1 전처리 시퀀스를 실시한 후에, 쇼트 노즐(N5)로부터 실란 가스를 노내에 도입하여 성막 스텝을 실시했다. 즉, 제1 전처리 시퀀스에서는 매니폴드(49) 부근으로부터 쇼트 노즐(N5)에 의해 수소를 공급할 뿐 아니라, 보트(34)나 웨이퍼(1)로부터의 탈 가스에 의한 오염의 영향이 비교적 높은 보트 상부 영역(167번째)의 계면 특성을 개선하기 위해, 그 약간 하방(150번째)에서도 롱 노즐(N1)에 의해 수소 가스를 추가 도입했다. 제1 평가 장치에 의한 실험과 마찬가지로, 보트(34)의 중앙 영역(89번째)과 상방 영역(167번째)에 모니터 웨이퍼를 설치하여 계면 산소ㆍ탄소 밀도를 측정했다.
도 6은 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6에 있어서, 횡축은 평가 장치 즉 공급가스 계통수의 차를 나타내고, 종축은 계면 산소ㆍ탄소 밀도(atoms/cm2)를 나타내고 있다.
본 실험에서는, 제1 전처리 시퀀스의 수소 가스 퍼지 온도는 800℃, 수소 가스 퍼지 시간은 30분, 각 노즐로부터 공급하는 수소 가스의 공급 유량은 각각 5slm로 했다.
성막 스텝에서는, 실란 가스의 공급 유량을 0.5slm로 하고, 하지막인 약 100nm 두께의 다결정 실리콘막 상에 다결정 실리콘막을 약 200nm 형성했다.
계면 특성은 SIMS(Secondary Ionization Mass Spectrometer)로 측정했다.
도 6에 의하면, 수소 가스 계통 수가 1계통인 제1 평가 장치에서는, 보트나 웨이퍼로부터의 탈 가스에 의한 오염의 영향이, 보트 상부 영역에 있어서 비교적 높다는 것을 알 수 있다.
보트 중앙 영역(89번째)에 설치한 모니터 웨이퍼에서의 계면 특성을 비교하면, 제1 평가 장치와 제2 평가 장치에 있어서, 차이는 거의 볼 수 없다.
이로부터, 수소 가스 계통 수를 1계통으로부터 2계통으로 했을 때의 수소 가스 유량의 증가, 수소 가스 퍼지 중의 압력 증가의 영향, 평가 배치(batch) 사이의 오차가 거의 없음을 알 수 있다.
한편, 상부 영역(167번째)에 설치한 모니터 웨이퍼에서의 계면 특성을, 제1 평가 장치와 제2 평가 장치로 비교하면, 수소 가스 계통 수를 1계통에서 2계통으로 증가시키고, 상부 영역(167번째)에 대하여, 상부 영역(167번째)의 약간 앞쪽(상류측)으로부터 수소 가스를 추가 공급함으로써, 산소 밀도에서 약 61%, 탄소 밀도에서 약 44% 저감할 수 있고, 오염 밀도가 큰 폭으로 저감되어 있음을 알 수 있다.
이로부터, 수소 가스 등의 전처리 가스를 다(多)계통으로 추가 공급함으로써, 웨이퍼 면간 방향으로 불균일하게 들어오는 웨이퍼 표면의 오염 물질을 균일하게 제거하고, 고품질의 계면을 양산(量産) 처리의 웨이퍼군 배열 영역(100~150매)에서 균일하게 형성할 수 있다.
도 5(b)의 경우에 있어서는, 롱 노즐(N1), 쇼트 노즐(N5)에 공급하는 계면 세정 가스로서의 전처리 가스의 가스 종류, 공급 유량, 농도를 동일하게 했다.
즉, 롱 노즐(N1), 쇼트 노즐(N5)에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류는, 모두 수소 가스로 했다. 또한, 롱 노즐(N1), 쇼트 노즐(N5)에 공급하는 수소 가스 유량은, 모두 5slm로 했다. 또한, 롱 노즐(N1), 쇼트 노즐(N5)에 공급하는 수소 가스의 농도는, 모두 100%로 했다.
그러나, 예를 들면 처리실 내에 있어서 오염의 정도가 면간 방향으로 불균일한 경우, 각 노즐에 공급하는 계면 세정 가스로서의 전처리 가스의 가스 종류나 공급 유량 및 농도는, 다음과 같이, 처리실 내의 오염량에 맞춰서 다르게 해도 된다.
(1) 예를 들면, 처리실 내의 상부에서의 오염의 정도가 다른 부분에 비하여 큰 경우, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내의 상부에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도를, 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도보다 크게 되도록 해도 된다.
또한, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내의 상부에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류를 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류와 다르게 하도록 해도 된다.
예를 들면, 도 5(b) 장치인 경우, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 수소 가스의 공급 유량, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 내 하부에 공급하는 수소 가스의 공급 유량을, 각각 7slm, 5slm로 해도 되며, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 수소 가스의 농도, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 내 하부에 공급하는 수소 가스의 농도를, 각각 100%, 80%로 해도 된다.
또한, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스, 실란 가스 및 염소 가스의 혼합 가스로 하고, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 내 하부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스로 해도 된다.
(2) 또한 예를 들면, 처리실 내의 상부 및 하부에서의 오염의 정도가 다른 부분에 비하여 큰 경우에는, 처리실 내의 상부 및 하부에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도를, 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도보다 크게 하도록 해도 된다.
또한, 처리실 내의 상부 및 하부에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류를, 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류와 다르게 하도록 해도 된다.
예를 들면, 전술한 도 1, 도 2의 CVD 장치(10)에 있어서, 가장 긴 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 수소 가스의 공급 유량, 두 번째로 긴 롱 노즐(N2)로부터 처리실 내 중앙 상부에 공급하는 수소 가스의 공급 유량, 세 번째로 긴(두 번째로 짧은) 롱 노즐(N3)로부터 처리실 내 중앙 하부에 공급하는 수소 가스의 공급 유량, 가장 짧은 롱 노즐(N4)로부터 처리실 저부(底部)에 공급하는 수소 가스의 공급 유량, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 수소 가스의 공급 유량을, 각각 8slm, 6slm, 5slm, 6slm, 7slm로 해도 된다.
또한, 가장 긴 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 수소 가스의 농도, 두 번째로 긴 롱 노즐(N2)로부터 처리실 내 중앙 상부에 공급하는 수소 가스의 농도, 세 번째로 긴(두 번째로 짧은) 롱 노즐(N3)로부터 처리실 내 중앙 하부에 공급하는 수소 가스의 농도, 가장 짧은 롱 노즐(N4)로부터 처리실 저부에 공급하는 수소 가스의 농도, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 수소 가스의 농도를, 각각 100%, 80%, 80%, 90%, 100%로 해도 된다.
또한, 가장 긴 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 혼합 가스로 하고, 두 번째로 긴 롱 노즐(N2)로부터 처리실 내 중앙 상부에 공급하는 전처리 가스, 세 번째로 긴(두 번째로 짧은) 롱 노즐(N3)로부터 처리실 내 중앙 하부에 공급하는 전처리 가스, 가장 짧은 롱 노즐(N4)로부터 처리실 저부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스로 하고, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 혼합 가스로 해도 된다.
즉, 전처리를 수행하는 공정에서는, 전처리 가스를 처리실 내의 복수 개소로 부터 공급함과 동시에, 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도, 또는 종류를 다르게 하도록 해도 된다.
이와 같이, 처리실 내의 각 포지션(position)에서의 오염의 정도에 맞추어, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 각 포지션에서 달리함으로써, 웨이퍼 상의 자연 산화막 또는 불순물을, 웨이퍼 면간 방향에 걸쳐 효율적이면서 균일하게 제거할 수 있고, 저산소ㆍ탄소 밀도에서 고품질의 계면을 100~150매 일괄 처리하는 양산 프로세스에서 균일하게 형성할 수 있다.
(3) 또한 예를 들면, 처리실 내의 상부 및 하부에서의 오염의 정도가 다른 부분에 비하여 큰 경우로서, 처리실 내의 상부 및 하부로부터 공급하는 전처리 가스를 복수 종류의 전처리 가스를 혼합한 혼합 가스로 하고, 처리실 내의 다른 부분으로부터 공급하는 전처리 가스를 그 혼합 가스와 동일한 혼합 가스로 하는 경우에는, 처리실 내의 상부 및 하부로부터 공급하는 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비를, 다른 부분으로부터 공급하는 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비와 다르게 하도록 해도 된다.
예를 들면, 전술한 CVD 장치(10)에 있어서, 각 노즐로부터 전처리 가스로서 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 혼합 가스를 공급하는 경우에는, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 공급 유량비, 롱 노즐(N2, N3, N4)로부터 처리실 내 중앙 상부, 중앙 하부, 저부에 공급하는 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 공급 유량비, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 공급 유량비를, 각 각, 5：3：2, 8：1：1, 6：3：1로 해도 된다.
즉, 전처리를 수행하는 공정에서는, 복수 종류의 전처리 가스를 처리실 내의 복수 개소로부터 공급함과 동시에, 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비를 다르게 해도 된다.
이와 같이, 처리실 내의 각 포지션에서의 오염 정도에 맞추어, 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비를 각 포지션에서 달리함으로써, 웨이퍼 상의 자연 산화막 또는 불순물을 웨이퍼 면간 방향에 걸쳐 효율적이면서 균일하게 제거할 수 있기 때문에, 저산소ㆍ탄소 밀도에서 고품질의 계면을 100~150매 일괄 처리하는 양산 프로세스에서 균일하게 형성할 수 있다.
전처리 가스를 공급하는 처리실 내의 복수 개소로서는, 웨이퍼군 배열 영역보다 상류측 영역에 있어서 적어도 1개소와, 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소로 하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 전처리 가스를 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소 및 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 상부의 적어도 1개소로부터 공급하는 것이 좋다.
즉, 전처리 가스는 웨이퍼군 배열 영역보다 저온이 되는 영역에 있어서 적어도 1개소 및 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 하류 단부의 적어도 1개소로부터 공급하는 것이 보다 바람직하고,
웨이퍼군 배열 영역보다 하방 영역에 있어서 적어도 1개소 및 웨이퍼군 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 상부의 적어도 1개소로부터 공급하는 것이 보다 바 람직하다.
또한, 전처리 가스를 공급하는 전처리 가스 노즐과, 본처리 가스로서의 성막 가스를 공급하는 본처리 가스 노즐은, 동일한 노즐인 것이 바람직하다.
다음에, 처리실 내 하부에서의 오염의 정도가 큰 경우로서, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 내 하부에 전처리 가스로서 공급하는 염소 가스와 수소 가스의 유량비를 변화시킨 경우의 계면 오염(계면 산소 밀도)의 차이를 규명하기 위해 수행한 실험에 대하여 설명한다.
실험은 도 5(a)의 제1 평가 장치를 사용하여 수행했다.
즉, 도 5(a)의 제1 평가 장치를 사용하고, 전처리 가스로서 염소 가스와 수소 가스의 혼합 가스를 노내에 도입하여 웨이퍼에 대한 전처리를 실행한 후에, 웨이퍼에 대하여 D－polySi막을, 100nm 형성했다.
전처리시에, 염소 가스와 수소 가스의 유량비를, 염소/수소=0.02, 염소/수소=0.1의 두 가지로 변화시켰다.
계면 오염 물질(계면 산소 밀도)의 측정은, 보트의 하부 영역(11번째)에 모니터 웨이퍼를 설치하여 수행했다.
계면 산소 밀도의 염소 가스와 수소 가스의 유량비에 의한 차이를 도 7에 나타낸다.
도 7에 있어서, 횡축은 염소 가스와 수소 가스의 유량비(염소/수소)를 나타내고, 종축은 계면 산소 밀도(atoms/cm2)를 나타내고 있다.
계면 특성은, SIMS으로 측정했다.
도 7에 의하면, 다음과 같은 사실을 알 수 있다.
전처리시에, 염소 가스와 수소 가스의 유량비를, 염소/수소=0.1로 한 쪽이, 염소/수소=0.02로 한 경우보다, 계면 산소 밀도가 낮게 되어 있다.
즉, 염소 가스의 수소 가스에 대한 비율(염소/수소)을 증가시킨 쪽이, 저산소에서 고품질의 계면을 얻는다. 이는, 염소 가스의 비율이 높아짐으로써, 웨이퍼의 에칭이 촉진되고, 오염 제거 효과가 높아졌기 때문이라고 생각할 수 있다.
제2 전처리 시퀀스의 설명에 대하여 논술한 바와 같이, 염소 가스를 사용하는 경우, 반응식 11에 나타내는 바와 같은 Cl2와 Si의 반응을 이용하여, 실리콘 웨이퍼를 에칭함으로써, 계면 불순물을 제거할 수 있다.
이 경우에, 전처리 후의 웨이퍼 면간 방향에서의 막두께 분포를 균일하게 하기 위해서는, 실리콘 에칭량을 웨이퍼 면간 방향에서 균일하게 할 필요가 있다.
예를 들면, 전술한 CVD 장치(10)에 있어서, 처리실 내 상부에서의 실리콘 에칭의 정도가 다른 부분에 비하여 큰 경우는, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내의 상부에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도를 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도보다 작게 하거나, 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내의 상부에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류를 다른 부분에 공급하는 가스 종류와 다르게 하도록 해도 된다.
다음에, 처리실 내의 하부에서의 오염의 정도가 큰 경우로서, 쇼트 노즐(N5) 로부터 처리실 하부에 공급하는 염소 가스와 수소 가스의 유량비 및 실란 가스와 염소 가스의 유량비를 변화시킨 경우의 실리콘 에칭량의 차이를 규명하기 위해 수행한 실험에 대하여 설명한다.
실험은 도 5(a)의 제1 평가 장치를 사용하여 수행했다.
즉, 도 5(a)의 제1 평가 장치를 사용하고, 전처리 가스로서 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스와의 혼합 가스를 노내에 도입하여, 웨이퍼에 대한 전처리를 실시했다.
전처리시에, 염소 가스와 수소 가스의 유량비를, 염소/수소=0.02, 염소/수소=0.1의 두 가지로, 또한, 실란 가스와 염소 가스의 유량비를, 실란/염소=0, 실란/염소=2.5의 두 가지로 변화시켰다.
실리콘 에칭량의 측정은, 보트의 상방 영역(167번째), 중앙 영역(89번째), 하부 영역(11번째)의 각각에 모니터 웨이퍼를 설치하여 수행했다.
실리콘 에칭량의 염소 가스와 수소 가스의 유량비 및 실란 가스와 염소 가스의 유량비에 의한 모니터 웨이퍼 위치마다의 차이를 도 8에 나타낸다.
도 8에 있어서, 횡축은 모니터 웨이퍼 위치를 나타내고, 종축은 실리콘 에칭량(Å)을 나타내고 있다.
도 8에 의하면, 다음과 같은 사실을 알 수 있다.
전처리시에, 염소 가스와 수소 가스의 유량비를, 염소/수소=0.02로 한 쪽이, 염소/수소=0.1로 했을 경우보다, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭량 분포가 균일하게 된다.
즉, 염소 가스의 수소 가스에 대한 비율을 저하시킨 쪽이, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭량 분포를 균일하게 할 수 있다.
또한, 전처리시에, 실란 가스와 염소 가스의 유량비를, 실란/염소=0으로 한 쪽이, 실란/염소=2.5로 했을 경우보다, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭량 분포가 균일하게 되어 실리콘 에칭량을 전체적으로 크게 할 수 있다.
즉, 실란 가스의 염소 가스에 대한 비율을 저하시킨 쪽이, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭량 분포를 양호하게 유지하면서, 실리콘 에칭량을 모든 영역에서 증가시킬 수 있다.
이러한 사실로부터, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭량 분포를 균일하게 하기 위해, 염소 가스의 수소 가스에 대한 비율을 저하시킨 경우에는, 실리콘 에칭량이 모든 영역에서 저하하여 계면 불순물의 제거 효과가 떨어질 우려가 있다.
그러한 경우에 실란 가스의 염소 가스에 대한 비율을 저하시킴으로써, 실리콘 에칭량을 모든 영역에서 증가시킬 수 있기 때문에, 실리콘 에칭량을 양호하게 유지하면서 오염 제거 효과를 모든 영역에서 높일 수 있다.
처리실 내의 상부 및 하부에서의 실리콘 에칭의 정도가, 다른 부분에 비하여 크게 되는 경우는, 처리실 내의 상부 및 하부에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도를, 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 공급 유량 또는 농도보다 작게 하는 등 적절한 공급 유량 또는 농도로 하거나, 처리실 내의 상부 및 하부에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류를, 다른 부분에 공급하는 전처리 가스의 가스 종류와 다르게 하는 등, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭의 정도를 균일하게 하도 록 해도 된다.
예를 들면, 전술한 CVD 장치(10)에 있어서, 다음과 같이 설정해도 된다.
(1) 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 염소 가스의 공급 유량, 롱 노즐(N2)로부터 처리실 내 중앙 상부에 공급하는 염소 가스의 공급 유량, 롱 노즐(N3)로부터 처리실 내 중앙 하부에 공급하는 염소 가스 공급 유량, 롱 노즐(N4)로부터 처리실 저부에 공급하는 염소 가스의 공급 유량, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 염소 가스의 공급 유량을, 각각 50sccm, 40sccm, 30sccm, 40sccm, 60sccm로 한다.
(2) 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 염소 가스의 농도, 롱 노즐(N2)로부터 처리실 내 중앙 상부에 공급하는 염소 가스의 농도, 롱 노즐(N3)로부터 처리실 내 중앙 하부에 공급하는 염소 가스의 농도, 롱 노즐(N4)로부터 처리실 저부에 공급하는 염소 가스의 농도, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 염소 가스의 농도를, 각각 20%, 10%, 5%, 10%, 30%로 한다.
(3) 롱 노즐(N1)로부터 처리실 내 상부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스와 염소 가스의 혼합 가스로 하고, 롱 노즐(N2)로부터 처리실 내 중앙 상부에 공급하는 전처리 가스, 롱 노즐(N3)로부터 처리실 내 중앙 하부에 공급하는 전처리 가스, 롱 노즐(N4)로부터 처리실 저부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스와 실란 가스와 염소 가스의 혼합 가스로 하며, 쇼트 노즐(N5)로부터 처리실 하부에 공급하는 전처리 가스를 수소 가스와 염소 가스의 혼합 가스로 한다.
이와 같이, 실리콘 에칭량의 정도에 맞추어, 노즐마다 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리함으로써, 웨이퍼 면간 방향에서의 실리콘 에칭의 정도를 균일하게 할 수 있기 때문에, 전처리 후의 웨이퍼 면간 방향에서의 막두께 분포를 균일하게 할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시의 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경이 가능한 것은 말할 나위도 없다.
예를 들면, 롱 노즐로서는 상기 실시 형태와 같이 가스 분출구가 노즐 선단에 있어서 가스를 상방을 향하여 분출하도록 개구한 노즐을 사용하는데 한정하지 않고, 도 9에 나타내는 바와 같이 복수의 가스 분출구가 노즐 관벽에 있어서 가스를 수평 방향을 향하여 분출하도록 개구한 노즐을 사용해도 된다.
이 경우, 각 롱 노즐(N1~N4)에 설치하는 가스 분출공(H1~H4)은, 도 9에 나타내는 바와 같이 수직 방향에 있어서 겹치지 않는 개소에 설치하는 것이 좋다. 도 9에서는 각 롱 노즐의 선단 부분에 각각 5개의 가스 분출구를 등간격(等間隔)으로 설치하고, 또한, 각 롱 노즐(N1~N4)의 각 가스 분출공(H1~H4)끼리도 등간격으로 설치하며, 롱 노즐 전체에서 가스 분출구를 등간격으로 설치한 예를 나타내고 있다. 각 롱 노즐(N1~N4)의 가스 분출공(H1~H4)을 이와 같이 배치함으로써 전처리 가스를 노내 전체에 균일하게 공급할 수 있다.
한편, 가스 분출공(H1~H4)의 크기(직경), 공수(孔數), 피치(pitch)는 장소에 따라 다르게 해도 된다.
상기의 실시 형태에 있어서는, 웨이퍼 상에 다결정 실리콘막 또는 단결정 실리콘막을 형성하는 경우에 대하여 설명했는데, 본 발명은 이에 국한되지 않고, 어 모퍼스(amorphous)막, 또는, 도핑(doping)된 단결정막, 다결정막, 어모퍼스막, 또는 질화막, 또는 산화막, 또는 금속막 형성시에도 적용할 수 있다.
상기 실시의 형태에 있어서는, CVD 장치에 대하여 설명했는데, 본 발명은 이에 국한되지 않고, 기판 처리 장치 전반에 적용할 수 있다.
특히, 본 발명은 기판과 박막과의 사이에 고품질의 계면을 형성할 필요가 있는 경우에 적용하여 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
이하에, 바람직한 형태를 부기한다.
(1) 프로세스 튜브와 그것을 지지하는 매니폴드로 구성되는 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 상부의 적어도 1개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
(2) 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시 키는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 기판 배열 영역보다 저온이 되는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 하류 단부의 적어도 1개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
(3) 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 기판 배열 영역보다 하방 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 상부 의 적어도 1개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
(4) 기판을 반응 용기 내에 반입하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 상기 전처리가 이루어진 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를 상기 처리실 내의 복수 개소로부터 공급함과 동시에, 상기 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리하는 반도체 장치의 제조 방법.
(5) 기판을 반응 용기 내에 반입하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
상기 반응 용기 내에서 상기 전처리가 이루어진 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
상기 본처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝을 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 복수 종류의 전처리 가스를 상기 처리실 내의 복수 개소로부터 공급함과 동시에, 상기 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 상기 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비를 달리하는 반도체 장치의 제조 방법.
(6) 기판을 처리하는 프로세스 튜브와,
상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드와,
상기 프로세스 튜브 내에서 복수매의 기판을 배열하여 지지하는 지지구와,
상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소로부터 가스를 공급하는 제1 노즐과,
상기 프로세스 튜브 내의 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 상부의 적어도 1개소로부터 가스를 공급하는 제2 노즐과,
상기 프로세스 튜브의 상기 제1 노즐이 설치된 측과는 반대측에 설치되고 상기 프로세스 튜브 내를 배기하는 배기로와,
상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하고, 적어도 상기 제1 노즐로부터 본처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치.
(7) 상기 컨트롤러는, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급할 때, 상기 제1 노즐과 제2 노즐에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리 하도록 제어하는 상기(6)의 기판 처리 장치.
(8) 기판을 처리하는 프로세스 튜브와,
상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드와,
상기 프로세스 튜브 내에서 복수매의 기판을 배열하여 지지하는 지지구와,
상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소로부터 가스를 공급하는 제1 노즐과,
상기 프로세스 튜브 내의 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 가스를 공급하는 제2 노즐과,
상기 프로세스 튜브의 상기 제1 노즐이 설치된 측과는 반대측에 설치되어 상기 프로세스 튜브 내를 배기하는 배기로와,
상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하고, 적어도 상기 제1 노즐로부터 본처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치.
(9) 상기 컨트롤러는, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급할 때, 상기 제1 노즐 및 제2 노즐의 가스 공급 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 다르게 하도록 제어하는 상기(8)의 기판 처리 장치.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태인 CVD 장치를 나타내는 모식적인 측면 단면도.
도 2는 그 주요부를 나타내는 측면 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 장치 제조 방법의 실리콘막 형성 공정을 나타내는 시퀀스 플로우 차트.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 장치 제조 방법의 실리콘막 형성 공정을 나타내는 시퀀스 플로우 차트.
도 5는 오염 제거 효과를 평가하기 위한 모식도로서, (a)는 제1 평가 장치에 의한 경우를 나타내고, (b)는 제2 평가 장치에 의한 경우를 나타내는 도면.
도 6은 오염 제거 효과인 공급가스 계통 수에 의한 차이를 나타내는 그래프.
도 7은 염소 가스와 수소 가스의 유량비를 변화시킨 경우의 계면 산소 밀도의 차이를 나타내는 그래프.
도 8은 염소 가스와 수소 가스의 유량비 및 실란 가스와 염소 가스의 유량비에 의한 실리콘 에칭량의 차이를 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태인 CVD 장치를 나타내는 모식적인 측면 단면도.
도 10(a)는 제1 공급계의 예를 나타내는 배관도.
도 10(b)는 제2 공급계의 예를 나타내는 배관도.
<도면 주요 부호의 설명>
1 : 웨이퍼(기판)
10 : CVD 장치(예비실이 부착된 CVD 장치, 기판 처리 장치)
11 : 광체 12 : 예비실
13 : 웨이퍼 반입 반출구 14 : 게이트 밸브
15 : 보트 반입 반출구 16 : 셔터
17 : 배기 라인 18 : 밸브
19 : 머캐니컬 부스터 펌프 20 : 드라이 펌프
21 : 질소 가스 공급라인 22 : 매스 플로우 컨트롤러
23 : 질소 가스 공급원 24 : 보트 엘리베이터
25 : 가이드 레일 26 : 이송 나사축
27 : 모터 28 : 승강체
29 : 암 30 : 씰 캡
31 : O링 32 : 회전 기구
33 : 회전축 34 : 보트
35 : 단열판 36 : 구동 제어부
37 : 전기 배선 40 : 반응로
41 : 히터 베이스 42 : 히터
43 : 프로세스 튜브 44 : 아우터 튜브
45 : 이너 튜브 46 : 처리실
47 : 원통 형상의 공간 48 : O링
49 : 매니폴드 50 : 온도 센서
51 : 온도 제어부 52 : 전기 배선
53 : 배기관 54 : 압력 센서
55 : 압력 조정 장치 56 : 압력 제어부
57 : 전기 배선 58 : 가스 유량 제어부
59 : 전기 배선 60 : 주제어부
61 : 컨트롤러 N1 : 제1 롱 노즐
N2 : 제2 롱 노즐 N3 : 제3 롱 노즐
N4 : 제4 롱 노즐 N5 : 쇼트 노즐
L1~L5 : 가스 공급라인 M1~M5 : 가스 유량 제어기
G1~G5 : 가스 공급원 H1~H4 : 가스 분출공

Claims (9)

  1. 프로세스 튜브와 상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드로 구성되는 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
    상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 전(前)처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전(前)처리를 수행하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내의 상기 매니폴드측으로부터 상기 프로세스 튜브 측을 향하여 본(本)처리 가스를 흘려 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
    상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝
    을 포함하고,
    상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처 리를 수행하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 수행된 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
    상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝
    을 포함하고,
    상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 기판 배열 영역보다 저온이 되는 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 하류 단부의 적어도 1개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 반응 용기 내에 복수매의 기판을 반입하여 상기 반응 용기 내에 배열시키는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에 전처리 가스를 흘려 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에 본처리 가스를 흘려 상기 전처리가 수행된 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
    상기 본처리 후의 상기 복수매의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝
    을 포함하고,
    상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를, 기판 배열 영역보다 하방 영역에 있어서 적어도 1개소와, 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 기판을 반응 용기 내에 반입하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에서 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에서 상기 전처리가 수행된 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
    상기 본처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝
    을 포함하고,
    상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 전처리 가스를 상기 반응 용기 내의 복수 개소로부터 공급함과 동시에, 상기 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 기판을 반응 용기 내에 반입하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에서 기판에 대하여 전처리를 수행하는 스텝과,
    상기 반응 용기 내에서 상기 전처리가 수행된 기판에 대하여 본처리를 수행하는 스텝과,
    상기 본처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 스텝
    을 포함하고,
    상기 전처리를 수행하는 스텝에서는, 복수 종류의 전처리 가스를 상기 반응 용기 내의 복수 개소로부터 공급함과 동시에, 상기 복수 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 상기 복수 종류의 전처리 가스의 공급 유량비 또는 농도비를 달리하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 기판을 처리하는 프로세스 튜브와,
    상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드와,
    상기 프로세스 튜브 내에서 복수매의 기판을 배열하여 지지하는 지지구와,
    상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소로부터 가스를 공급하는 제1 노즐과,
    상기 프로세스 튜브 내의 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 가스를 공급하는 제2 노즐과,
    상기 프로세스 튜브의 상기 제1 노즐이 설치된 측과는 반대측에 설치되고 상기 프로세스 튜브 내를 배기하는 배기로와,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하고, 적어도 상기 제1 노즐로부터 본처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 전처리가 수행된 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하도록 제어함과 함께, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급할 때, 상기 제1 노즐과 제2 노즐에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 달리 하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 기판을 처리하는 프로세스 튜브와,
    상기 프로세스 튜브를 지지하는 매니폴드와,
    상기 프로세스 튜브 내에서 복수매의 기판을 배열하여 지지하는 지지구와,
    상기 매니폴드에 대응하는 영역에 있어서 적어도 1개소로부터 가스를 공급하는 제1 노즐과,
    상기 프로세스 튜브 내의 기판 배열 영역에 대응하는 영역에 있어서 적어도 상부를 포함하는 복수 개소로부터 가스를 공급하는 제2 노즐과,
    상기 프로세스 튜브의 상기 제1 노즐이 설치된 측과는 반대측에 설치되어 상기 프로세스 튜브 내를 배기하는 배기로와,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 복수매의 기판에 대하여 전처리를 수행하고, 적어도 상기 제1 노즐로부터 본처리 가스를 공급하고, 상기 배기로를 향하여 흘려, 상기 전처리가 이루어진 상기 복수매의 기판에 대하여 본처리를 수행하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐로부터 전처리 가스를 공급할 때, 상기 제1 노즐 및 제2 노즐의 가스 공급 개소 중 적어도 1개소와 다른 개소에서, 전처리 가스의 공급 유량, 농도 또는 종류를 다르게 하도록 제어하는 기판 처리 장치.
KR1020080114089A 2007-11-19 2008-11-17 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 KR101060662B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007299104A JP5227003B2 (ja) 2007-11-19 2007-11-19 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
JPJP-P-2007-299104 2007-11-19

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100125213A Division KR101066137B1 (ko) 2007-11-19 2010-12-09 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090051700A KR20090051700A (ko) 2009-05-22
KR101060662B1 true KR101060662B1 (ko) 2011-08-30

Family

ID=40815872

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080114089A KR101060662B1 (ko) 2007-11-19 2008-11-17 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
KR1020100125213A KR101066137B1 (ko) 2007-11-19 2010-12-09 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100125213A KR101066137B1 (ko) 2007-11-19 2010-12-09 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5227003B2 (ko)
KR (2) KR101060662B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101398949B1 (ko) * 2013-01-15 2014-05-30 주식회사 유진테크 기판처리장치
JP6128969B2 (ja) * 2013-06-03 2017-05-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03224222A (ja) * 1988-10-31 1991-10-03 Tokyo Electron Ltd 成膜方法
JP2909481B2 (ja) * 1989-07-25 1999-06-23 東京エレクトロン株式会社 縦型処理装置における被処理体の処理方法
JPH0529309A (ja) * 1991-07-19 1993-02-05 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法および装置
JP2005039153A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法
WO2005093799A1 (ja) * 2004-03-29 2005-10-06 Hitachi Kokusai Electric Inc. 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
KR100870246B1 (ko) * 2004-11-08 2008-11-25 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 장치의 제조방법 및 기판처리장치
JP2007234935A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP4515474B2 (ja) * 2007-02-21 2010-07-28 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009124070A (ja) 2009-06-04
KR20090051700A (ko) 2009-05-22
KR20100136956A (ko) 2010-12-29
JP5227003B2 (ja) 2013-07-03
KR101066137B1 (ko) 2011-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8716147B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
JP5303510B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
KR101233031B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법과 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP5541223B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置
KR100918005B1 (ko) 반도체 장치의 제조방법 및 기판처리장치
WO2012029661A1 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
US7926445B2 (en) Oxidizing method and oxidizing unit for object to be processed
US20100151682A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
KR100996689B1 (ko) 반도체장치의 제조방법, 막생성방법 및 기판처리장치
KR20090033788A (ko) 반도체 장치의 제조 방법과 기판 처리 장치
KR101066137B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
KR101070668B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
JP2012204691A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP4324632B2 (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP2006351582A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP4112591B2 (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP2007234935A (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP2007305798A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2007234937A (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140808

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180801

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190730

Year of fee payment: 9