KR101326894B1 - 기판처리방법 및 기판처리장치 - Google Patents

기판처리방법 및 기판처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101326894B1
KR101326894B1 KR1020120090661A KR20120090661A KR101326894B1 KR 101326894 B1 KR101326894 B1 KR 101326894B1 KR 1020120090661 A KR1020120090661 A KR 1020120090661A KR 20120090661 A KR20120090661 A KR 20120090661A KR 101326894 B1 KR101326894 B1 KR 101326894B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
oxide film
silicon
unit
processing
Prior art date
Application number
KR1020120090661A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130024774A (ko
Inventor
아키오 하시즈메
유야 아카니시
Original Assignee
다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
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 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 filed Critical 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Publication of KR20130024774A publication Critical patent/KR20130024774A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101326894B1 publication Critical patent/KR101326894B1/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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/24—Alloying of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, with a semiconductor body
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • 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
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • 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
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—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
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02488—Insulating materials
    • 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
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Abstract

기판처리장치(1)에서는, 산화막 제거부(4)에서 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막이 제거된 후, 시릴화 처리부(6)에서 시릴화 재료를 부여하여, 그 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시된다. 이에 의해, 실리콘 산화막의 제거 후, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.

Description

기판처리방법 및 기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 실리콘 기판에서의 실리콘 게르마늄막의 형성의 전(前)공정으로서, 그 실리콘 기판을 처리하는 기판처리방법 및 기판처리장치에 관한 것이다.
최근, 실리콘 기판 위에서의 트랜지스터의 형성에서는, 채널부가 되는 실리콘층 근방에 실리콘 게르마늄(SiGe)막을 형성함으로써, 그 실리콘층에 변형(strain)을 일으키게 하는 것이 행해지고 있고, 채널부의 실리콘층에 변형이 생긴 트랜지스터에서는, 고속의 동작이 가능하게 된다.
또한, 일본특허공개 2006-86411호 공보에서는, 드라이 프로세스에 의해 저(低)유전율 피막에 손상을 받은 기판에 있어서, 그 손상을 회복시킴으로써, 저유전율 피막의 특성을 회복시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 세정 유닛에 있어서 기판 위에 생성된 반응 생성물이 제거되고, 시릴화 유닛에 있어서 기판에 대하여 시릴화 재료(silylation material)를 공급하여 시릴화 처리가 행해진다.
그런데, 실리콘 기판에서의 실리콘 게르마늄막의 형성의 전공정으로서, 실리콘 기판 위의 자연 산화막(즉, 실리콘 산화막)을 제거하는 공정이 행해지지만, 실리콘 산화막의 제거 후, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 사이에도 실리콘 기판 위에 있어서 실리콘 산화막이 성장하기 때문에, 실리콘 산화막을 제거하는 공정의 완료로부터 실리콘 게르마늄막의 형성에 관련되는 공정의 시작까지의 시간(이하, 「Q타임」이라고 함)은 엄밀하게 관리할 필요가 있다. 여기서, 현 상황에서의 Q타임은 예를 들면, 2∼4시간이며, 이러한 짧은 Q타임으로는, 반도체 제품의 생산성의 향상에 지장이 생긴다. 또한, 실리콘 게르마늄막의 형성에 관련되는 공정에서는, 프리베이크를 행하여 실리콘 기판에 부착되는 산소 성분 등을 제거하는 것이 행해지지만, 현 상황에서는, 프리베이크의 온도를 예를 들면, 800℃로 설정할 필요가 있어, 반도체 제품의 전기적인 특성에 영향이 생긴다.
본 발명은 실리콘 기판에서의 실리콘 게르마늄막의 형성의 전공정으로서, 실리콘 기판을 처리하는 기판처리방법에 관한 것이며, 실리콘 산화막의 제거 후, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따른 기판처리방법은 a) 실리콘 기판의 하나의 주면(主面) 위의 실리콘 산화막을 제거하는 공정과, b) 시릴화 재료를 부여하여 주면에 대하여 시릴화 처리를 실시하는 공정을 구비한다. 본 발명에 의하면, 실리콘 산화막의 제거 후, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 형태에서는, a) 공정이 a1) 실리콘 산화막을 제거하는 제거액(removal liquid)을 주면에 부여하는 공정과, a2) 주면에 린스액(rinse liquid)을 부여하는 공정을 구비하고, 제거액 및 린스액 중 적어도 한쪽에서의 산소 농도가 저감되어 있다. 이에 의해, Q타임을 보다 길게 함과 함께, 프리베이크의 온도를 보다 낮게 할 수 있다.
바람직하게는, 실리콘 기판에 있어서 트랜지스터용의 패턴이 형성되어 있다.
본 발명은 실리콘 기판에서의 실리콘 게르마늄막의 형성의 전공정으로서, 실리콘 기판을 처리하는 기판처리장치에도 관하고 있다.
상술한 목적 및 다른 목적, 특징, 형태 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 이하에 행하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 분명해진다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 산화막 제거부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 처리액 공급부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 공급관의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 시릴화 처리부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 처리 공간이 개방된 시릴화 처리부를 나타내는 도면이다.
도 7은 기판 위에 형성된 패턴을 나타내는 도면이다.
도 8은 기판을 처리하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9는 기판 위의 패턴을 나타내는 도면이다.
도 10은 기판 위의 패턴을 나타내는 도면이다.
도 11은 화학 결합 에너지를 나타내는 도면이다.
도 12는 기판 위의 패턴을 나타내는 도면이다.
도 13은 기판 위의 자연 산화막의 두께의 변화를 나타내는 도면이다.
도 14는 실리콘 게르마늄막 중의 산소 농도를 나타내는 도면이다.
도 15는 시릴화 처리부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 제2 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 17은 처리 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 18은 도입관의 하단을 나타내는 도면이다.
도 19는 처리 유닛의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 제3 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 21은 증기 처리부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는 제4의 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 23은 증기 처리부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는 제5의 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1)는 소정의 약액이나 린스액 등에 의해 원형의 실리콘 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 함)(9)을 처리하는 매엽식(枚葉式)의 장치이다. 기판처리장치(1)는 인덱서 블록(2), 처리 블록(3) 및 제어부(10)를 구비하고, 제어부(10)의 제어에 의해 인덱서 블록(2) 및 처리 블록(3)의 각 구성요소가 제어된다.
인덱서 블록(2)은 캐리어(90)를 유지하는 캐리어 유지부(21), 캐리어 유지부(21)와 처리 블록(3) 사이에 배치되는 인덱서 로봇(22), 및 인덱서 로봇(22)을 도 1 중의 종방향으로 이동하는 인덱서 로봇 이동기구(23)를 구비한다. 캐리어 유지부(21)에서는, 복수의 캐리어(90)가 도 1 중의 종방향(즉, 인덱서 로봇(22)의 이동방향)을 따라 배열되며, 각 캐리어(90)에는, 복수의 기판(9)이 수용된다. 인덱서 로봇(22)에서는, 캐리어(90)로부터의 기판(9)의 반출, 및 캐리어(90)에의 기판(9)의 반입이 행해진다.
처리 블록(3)은 2개의 산화막 제거부(4), 2개의 시릴화 처리부(6), 및 센터 로봇(31)을 구비한다. 2개의 산화막 제거부(4) 및 2개의 시릴화 처리부(6)는 센터 로봇(31)을 둘러싸도록 배치되고, 센터 로봇(31)에 의해 처리 블록(3)에서의 기판(9)의 반송이 행해진다. 후술하는 바와 같이, 산화막 제거부(4)에서는, 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막(SiO2)이 제거되고, 시릴화 처리부(6)에서는, 그 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시된다.
도 2는 산화막 제거부(4)의 구성을 나타내는 도면이다. 산화막 제거부(4)는 기판(9)을 수평 상태로 유지하는 스핀척(41), 스핀척(41)의 주위를 둘러싸는 컵부(42), 실리콘 산화막을 제거하는 처리액(이하, 「제거액」이라고 함)을 기판(9)에 부여하는 제거액 노즐(43), 및 린스액을 기판(9)에 부여하는 린스액 노즐(44)을 구비한다. 스핀척(41), 컵부(42), 제거액 노즐(43) 및 린스액 노즐(44)은 챔버 본체(40) 내에 설치된다. 또한, 스핀척(41)은 스핀모터(411)에 의해, 연직 방향으로 평행한 축을 중심으로 하여 회전 가능하다.
제거액 노즐(43)은 스핀척(41)의 위쪽인 공급 위치와, 컵부(42)보다 외측(즉, 연직 방향에서 컵부(42)와 겹치지 않는 위치)인 대기 위치 사이에서, 도시 생략한 이동기구에 의해 이동 가능하다. 린스액 노즐(44)도 마찬가지로, 스핀척(41)의 위쪽인 공급 위치와 컵부(42)보다 외측인 대기 위치 사이에서, 도시 생략한 이동기구에 의해 이동 가능하다. 제거액 노즐(43) 및 린스액 노즐(44)에는, 처리액 공급부(5)가 접속된다.
도 3은 처리액 공급부(5)의 구성을 나타내는 도면이다. 처리액 공급부(5)는 순수 중의 산소를 탈기(脫氣)하고, 그 순수 중에 불활성 가스를 첨가하여 불활성 가스 용존수를 생성하는 불활성 가스 용존수 생성부(51)를 구비한다. 불활성 가스 용존수 생성부(51)는 공급된 순수 중의 산소 농도가 예를 들면, 20ppb(parts per billion) 이하로 될 때까지 산소를 탈기함과 함께, 순도가 높은 질소(N2) 가스(예를 들면, 농도 99.999%∼99.999999999%의 질소 가스)를 순수 중에 첨가하여, 질소 농도가 예를 들면, 7ppm(parts per million)∼24ppm의 불활성 가스 용존수를 생성한다.
처리액 공급부(5)는 제거액의 원액과 불활성 가스 용존수를 혼합하여 제거액을 조합(調合)하는 조합부(52), 및 조합부(52)에 상기 원액을 공급하는 원액 공급부(53)를 구비한다. 원액 공급부(53)는 제거액의 원액을 저장하는 탱크(532)를 구비하고, 탱크(532)는 공급관(531)을 통하여 조합부(52)에 접속된다. 탱크(532)는 밀폐 용기이며, 탱크(532)의 내부 공간은 그 외부로부터 차단되어 있다. 공급관(531)에는, 탱크(532)측으로부터 조합부(52)를 향하여 순서대로 펌프(533), 필터(534) 및 탈기부(535)가 설치된다. 탈기부(535)는 불활성 가스 용존수 생성부(51)와 같은 구성이지만, 불활성 가스의 첨가는 행해지지 않는다.
탱크(532)에는, 공급관(536)이 접속되어, 공급관(536)을 통하여 도시 생략한 원액 공급원으로부터 제거액의 원액이 공급된다. 공급관(536)에는, 밸브(537)가 설치되어, 탱크(532) 내의 액량이 소정량 이하가 된 경우에 미사용의 제거액의 원액이 공급(보충)된다. 또한, 탱크(532)에는, 밸브(539)가 설치된 공급관(538)이 더 접속되어, 공급관(538)을 통하여 도시 생략한 불활성 가스 공급원으로부터 불활성 가스가 공급된다. 탱크(532)에는, 원칙으로서, 상시, 불활성 가스가 공급된다. 이에 의해, 탱크(532) 내에의 공기의 유입을 방지할 수 있어, 탱크(532) 내에 저장된 제거액의 원액에 산소가 용해되는 것이 억제 또는 방지된다. 따라서, 상기 제거액의 원액 중의 용존 산소량이 증가되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
탱크(532) 내의 제거액의 원액은 불활성 가스에 의한 압력이나 펌프(533)에 의한 흡인력에 의해 탱크(532)로부터 퍼내져, 펌프(533)에 의해 승압된 후, 필터(534)를 통과하여 이물질이 제거된다. 필터(534)를 통과한 제거액의 원액은 탈기부(535)에 의해 탈기되어, 용존 산소량이 저감된 제거액의 원액이 조합부(52)에 공급된다.
조합부(52)는 공급관(511)을 통하여 불활성 가스 용존수 생성부(51)에 접속되며, 또한 앞서 설명한 바와 같이 공급관(531)을 통하여 원액 공급부(53)에 접속된다. 조합부(52)는 제거액의 원액과 불활성 가스 용존수를 그 내부에서 혼합하는 혼합부(521)(매니폴드)를 구비하며, 공급관(511) 및 공급관(531)은 혼합부(521)에 접속된다. 또한, 공급관(511)에는, 밸브(512) 및 유량조정밸브(513)가 설치되며, 공급관(531)에는, 밸브(522) 및 유량조정밸브(523)가 설치된다. 조합부(52)에서는, 혼합부(521)에 대한 제거액의 원액의 공급량과 불활성 가스 용존수의 공급량을 조정함으로써, 소정의 비율로 조합된 제거액이 생성된다. 본 실시형태에서는, 제거액의 원액으로서, 불화수소(불화수소산(HF))가 이용되며, 희불화수소산(DHF)이 제거액으로서 생성된다. 조합부(52)에서는, 버퍼드(buffered)·불화수소산(BHF) 등이 생성되어도 좋다. 조합부(52)는 공급관(431)을 통하여 제거액 노즐(43)(도 2 참조)에 제거액을 공급한다.
도 4는 공급관(431)의 구성을 나타내는 도면이다. 공급관(431)은 2중 구조이며, 제거액이 유통하는 내관(4311), 및 내관(4311)을 둘러싸는 외관(4312)을 갖는다. 내관(4311)은 외관(4312)의 내부에서, 내관(4311)과 외관(4312) 사이에 개재되는 지지부재(도시하지 않음)에 의해 지지되며, 내관(4311)과 외관(4312)은 비접촉 상태로 유지된다. 내관(4311)과 외관(4312) 사이에는, 통 형상의 공간이 형성된다. 내관(4311) 및 외관(4312)은 내약액성 및 내열성이 뛰어난 불소수지(예를 들면, PFA(폴리테트라플루오로에틸렌)) 등으로 형성된다. 또한, PFA는 산소를 투과한다.
외관(4312)에는, 밸브(4313)가 설치된 보조 공급관(4314), 및 밸브(4315)가 설치된 보조 배기관(4316)이 접속된다. 보조 공급관(4314)은 도시 생략한 불활성 가스 공급원에 접속되어, 밸브(4313, 4315)를 개방함으로써, 내관(4311)과 외관(4312) 사이의 공간에 불활성 가스(예를 들면, 질소 가스)가 유입된다. 이에 의해, 그 공간으로부터 공기가 방출되어, 그 공간 내의 분위기가 불활성 가스 분위기로 치환된다. 즉, 내관(4311)이 불활성 가스에 의해 포위된다. 밸브(4313, 4315)를 폐쇄한 후에 있어서도, 내관(4311)이 불활성 가스에 의해 포위된 상태가 유지되어, 내관(4311)의 내부로 진입되는 산소의 양이 저감된다. 따라서, 내관(4311) 내를 흐르는 제거액에 산소가 용해되어, 그 제거액 중의 산소 농도가 상승되는 것이 억제 또는 방지된다. 본 실시형태에서는, 제거액 노즐(43)로부터 토출되는 제거액에서의 산소 농도는 20ppb 이하(예를 들면, 5∼10ppb)이다.
기판처리장치(1)에서는, 도 3의 불활성 가스 용존수 생성부(51)와 도 2의 린스액 노즐(44)를 접속하는 공급관(441)도, 공급관(431)과 같은 구조이며, 공급관(441) 내를 흐르는 불활성 가스 용존수에 산소가 용해되어, 그 불활성 가스 용존수중의 산소 농도가 상승되는 것이 억제 또는 방지된다. 또한, 공급관(431) 및 공급관(441)은 반드시 2중 구조가 아니어도 좋지만, 상술한 바와 같은 2중 구조로 함으로써, 공급관 내를 흐르는 제거액이나 불활성 가스 용존수 중의 산소 농도의 상승을 더 억제 또는 방지할 수 있다.
도 5는 시릴화 처리부(6)의 구성을 나타내는 도면이다. 시릴화 처리부(6)는 기판(9)을 유지하는 기판 유지대(61)를 갖고, 기판 유지대(61)는 지지부재(62)에 의해 지지된다. 기판 유지대(61)는 기판(9)보다 큰 직경의 원판 형상이며, 기판 유지대(61) 위에서 기판(9)이 수평 상태로 유지된다. 기판 유지대(61)의 내부에는, 히터(611)가 설치되어 있어, 기판 유지대(61) 위의 기판(9)이 가열된다.
기판 유지대(61) 및 지지부재(62)에는, 복수의(실제로는, 3 이상의) 관통공(612, 610)이 형성되어 있고, 각 관통공(612, 610)의 하부에는, 도 5의 상하 방향(연직 방향)으로 긴 리프트 핀(613)이 배치된다. 상하 방향에 있어서 복수의 리프트 핀(613)의 선단(先端)은 같은 위치에 배치되어, 승강기구(614)에 의해 일체적으로 승강된다. 구체적으로는, 복수의 리프트 핀(613)은 복수의 관통공(612, 610) 내를 통과하여 선단이 기판 유지대(61)보다 위쪽이 되는 도 6의 위치(이하, 「돌출 위치」라고 함), 및 선단이 복수의 관통공(612, 610)보다 아래쪽이 되는 도 5의 위치(이하, 「퇴피 위치」라고 함) 중 어느 한쪽에 배치된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 리프트 핀(613)이 돌출 위치에 배치된 상태에서 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)이 복수의 리프트 핀(613) 위에 재치되고(이때, 후술하는 차단판(63)은 상승하고 있음), 그 후, 복수의 리프트 핀(613)이 퇴피 위치로 이동함으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이 기판(9)이 기판 유지대(61) 위에 재치된다. 한편, 기판(9)이 기판 유지대(61) 위에 재치된 상태에서, 복수의 리프트 핀(613)이 퇴피 위치로부터 돌출 위치까지 이동함으로써, 기판(9)이 기판 유지대(61)의 위쪽에 배치된다. 이에 의해, 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)을 시릴화 처리부(6)로부터 반출하는 것이 가능하게 된다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 시릴화 처리부(6)는 기판 유지대(61)의 위쪽에 배치되는 차단판(63)을 더 구비한다. 차단판(63)은 수평인 원판부(631), 및 원판부(631)의 외연(外緣)으로부터 아래쪽으로 돌출하는 통형상부(632)를 구비한다. 원판부(631)의 직경은 기판 유지대(61)보다 크고, 통형상부(632)의 환형상(環狀)의 단면(端面)은 지지부재(62)에 대향한다. 또한, 지지부재(62) 위에는, 기판 유지대(61)의 주위를 둘러싸도록, 환형상의 씰(seal)부재(620)가 설치된다. 차단판(63)은 승강기구(64)에 의해 승강되고, 통형상부(632)의 상기 단면이 씰부재(620)에 맞닿는 도 5의 위치, 및 통형상부(632)의 상기 단면이 씰부재(620)로부터 충분히 떨어진 도 6의 위치 중 어느 한쪽에 배치된다. 차단판(63)이 도 5의 위치에 배치된 상태에서는, 차단판(63), 기판 유지대(61) 및 지지부재(62)에 둘러싸인 처리공간(60)이 밀폐되어, 차단판(63)이 도 5의 위치로부터 도 6의 위치로 이동함으로써 처리공간(60)이 개방된다. 이하의 설명에서는, 도 5에 나타내는 차단판(63)의 위치를 「밀폐 위치」라고 부르며, 도 6에 나타내는 차단판(63)의 위치를 「개방 위치」라고 부른다.
또한, 도 5에 나타내는 원판부(631)의 중앙에는, 분출 노즐(65)가 설치되며, 분출 노즐(65)에는, 공급관(650)의 일단이 접속된다. 공급관(650)의 타단은 제1 보조관(651) 및 제2 보조관(652)으로 분기되어, 제1 보조관(651)은 증기(vapor) 상태의 시릴화 재료의 공급원에 접속되며, 제2 보조관(652)은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 제1 보조관(651) 및 제2 보조관(652)에는, 밸브(653, 654)가 각각 설치된다. 밸브(654)를 폐쇄하면서 밸브(653)을 개방함으로써, 분출 노즐(65)로부터 시릴화 재료의 증기가 분출되고, 밸브(653)을 폐쇄하면서 밸브(654)를 개방함으로써, 분출 노즐(65)로부터 질소 가스가 분출된다.
시릴화 재료로서는, TMSI(N-trimethylsilylimidazole, N-트리메틸시릴이미다졸), BSTFA(N, Ｏ-bis[trimethylsilyl]trifluoroacetamide, N, Ｏ-비스(트리메틸시릴)트리플루오로아세트아미드), BSA(N, Ｏ-bis[trimethylsilyl]acetamide, N, Ｏ-비스(트리메틸시릴)아세트아미드), MSTFA(N-methyl-N-trimethylsilyl-trifluoro acetamide, N-메틸-N-트리메틸시릴트리플루오로아세트아미드), TMSDMA(N-trimethylsilyldimethylamine, N-트리메틸시릴디메틸아민), TMSDEA(N-trimethylsilyldiethylamine, N-트리메틸시릴디에틸아민), MTMSA(N, Ｏ-bis[trimethylsilyl]trifluoroacetamide, N, Ｏ-비스(트리메틸시릴)트리플루오로아세트아미드), TMCS(with base)(trimethylchlorosilane, 트리메틸크롤로실란), HMDS(Hexamethyldisilazane, 헥사메틸디실라잔) 등을 예시할 수 있고, 본 실시형태에서는, HMDS가 이용된다.
지지부재(62)의 상면에는, 평면에서 보아 기판 유지대(61)를 둘러싸도록, 환형상의 배기구(621)가 형성된다. 배기구(621)는 배기관(622)에 접속되고, 배기관(622)에는, 압력조정밸브(623)가 설치된다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 차단판(63)이 밀폐 위치에 배치된 상태에 있어서, 분출 노즐(65)로부터 가스(시릴화 재료의 증기 또는 질소 가스)가 분출되면, 처리공간(60)의 압력이 상승된다. 그리고, 처리공간(60)의 압력이 소정치까지 도달하면, 압력조정밸브(623)가 개방되어 처리공간(60)의 가스가 배기구(621) 및 배기관(622)을 통하여 배기된다. 처리공간(60)의 압력이 소정치 미만으로 되면, 압력조정밸브(623)가 폐쇄되어, 가스의 배기가 정지된다. 이와 같이 하여, 처리공간(60)에 상기 가스가 충전된다. 그 후, 분출 노즐(65)로부터의 가스의 분출이 정지되어, 처리공간(60)이 상기 가스로 충전된 상태가 유지된다.
여기서, 기판처리장치(1)에서의 처리 대상의 기판(9)에 형성된 패턴에 관하여 설명한다. 도 7은 기판(9) 위에 형성된 패턴을 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판(9) 위에는, 게이트 전극(911), 스페이서(spacer)(912), STI(Shallow Trench Isolation)부(913), 게이트 절연막(914) 등이 형성되어 있고, 제조 도중의 다수의 트랜지스터의 패턴, 즉, 다수의 트랜지스터용의 패턴이 형성되어 있다. 또한, 실리콘에서 형성되는 기판(9)의 표면에는, 실리콘 산화막(자연 산화막)(92)이 존재하고 있다. 실제로는, 기판(9)에 있어서 주면이 노출된 영역의 전체에 실리콘 산화막은 존재하지만, 이하의 설명에서는, 스페이서(912)와 STI부(913) 사이의 영역(소스 및 드레인으로 될 예정의 영역)에만 주목하기 때문에, 해당 영역에만 실리콘 산화막(92)을 도시하고 있다(이하 같음). 실제의 실리콘 산화막은 극히 얇은 막이다.
후술하는 바와 같이, 도 7의 패턴을 갖는 기판(9)에 대하여 실리콘 게르마늄막의 형성이 행해지지만, 이하의 설명에서의 기판처리장치(1)에 의한 기판(9)의 처리는 반도체 장치의 제조 공정의 흐름에 있어서, 실리콘 게르마늄막의 형성의 전공정으로서 행해진다, 즉, 실리콘 게르마늄막의 형성의 직전(시간적으로 직전일 필요는 없음)에 행해지는 것이다.
도 8은 기판처리장치(1)가 기판(9)을 처리하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 1의 기판처리장치(1)에서는, 캐리어(90) 내의 기판(9)이 인덱서 블록(2)의 인덱서 로봇(22)에 의해 취출되어, 처리 블록(3)의 센터 로봇(31)에 주고 받아진다. 그리고, 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)이 도 2의 산화막 제거부(4) 내로 반송되어, 스핀척(41)으로 유지된다(단계 S11). 산화막 제거부(4)의 챔버 본체(40)에는, 도시 생략한 배기부 및 질소 가스 도입부가 설치되어 있어, 챔버 본체(40) 내에 질소 가스를 도입하면서 배기를 행함으로써, 챔버 본체(40) 내의 산소 농도가 예를 들면, 100ppm 이하로 조정된다.
산화막 제거부(4)에서는, 스핀모터(411)에 의해 스핀척(41)이 회전을 개시함과 함께 제거액 노즐(43)이 공급 위치로 배치된다. 그리고, 스핀척(41)이 소정의 회전수에 도달하면, 공급관(431)의 밸브(432)를 개방함으로써 제거액 노즐(43)로부터 기판(9)의 주면상에 제거액이 부여된다(단계 S12). 이때, 필요에 따라 제거액 노즐(43)이 기판(9)의 주면을 따르는 방향으로 요동(搖動)한다(후술하는 린스액 노즐(44)로부터의 린스액의 부여에 대하여도 마찬가지이다). 제거액의 부여가 소정 시간만 계속되면, 제거액 노즐(43)로부터의 제거액의 토출이 정지되어, 제거액 노즐(43)이 대기 위치로 복귀된다.
이어서, 린스액 노즐(44)가 공급 위치에 배치되고, 공급관(441)의 밸브(442)를 개방함으로써 린스액 노즐(44)로부터 기판(9)의 주면상에 린스액(불활성 가스 용존수)이 부여되어, 그 주면에 부착된 제거액 등이 린스액에 의해 제거된다(단계 S13). 린스액의 부여가 소정 시간만 계속되면, 린스액 노즐(44)로부터의 린스액의 토출이 정지되어, 린스액 노즐(44)이 대기 위치로 복귀된다. 또한, 스핀척(41)의 회전수가 상승하여, 기판(9)의 건조가 행해진다. 기판(9)의 건조가 소정 시간만 계속되면, 스핀척(41)의 회전이 정지되어, 센터 로봇(31)에 의해 산화막 제거부(4)로부터 기판(9)이 취출된다. 상기 단계 S12, S13의 처리에 의해, 도 9에 나타내는 바와 같이 기판(9) 위의 실리콘 산화막(92)(도 7 참조)이 제거된다. 또한, 단계 S13에서의 린스액의 부여 후, 기판(9)을 건조하기 전에, 산화막 제거부(4)에 있어서 별도 설치된 노즐로부터 암모니아와 과산화 수소수와의 혼합액(SC1)이 기판(9) 위에 부여되어도 좋다.
이 경우, SC1의 부여 후, 린스액을 재차 부여하고, 이어서, 기판(9)의 건조가 행해진다.
기판처리장치(1)에서의 제거액 및 린스액에서는, 도 3의 처리액 공급부(5)에 의해 산소 농도가 저감되어 있어, 기판(9)의 표면은 Si-F기 및 Si-H기가 많이 존재하는 상태로 된다. 한편, 제거액 및 린스액에 용존되는 약간의 산소나 주위의 분위기 중의 산소에 의해, 기판(9)의 표면에는, Si-OH기도 존재한다.
이어서, 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)이 시릴화 처리부(6) 내로 반송된다(단계 S14). 이때, 도 6에 나타내는 바와 같이 차단판(63)은 개방 위치에 배치되고, 돌출 위치에 배치된 복수의 리프트 핀(613) 위에 기판(9)이 재치된다. 그리고, 센터 로봇(31)이 시릴화 처리부(6) 바깥으로 퇴피한 후, 복수의 리프트 핀(613)이 퇴피 위치로 이동함으로써, 기판(9)이 기판 유지대(61) 위에 재치된다. 또한, 차단판(63)이 밀폐 위치로 이동하여, 도 5에 나타내는 바와 같이 밀폐된 처리공간(60) 내에 기판(9)이 배치된다.
시릴화 처리부(6)에서는, 밸브(654)를 개방함으로써 분출 노즐(65)로부터의 질소 가스의 분출이 시작됨과 함께, 처리공간(60)의 압력에 따라 압력조정밸브(623)가 개폐된다. 이에 의해, 처리공간(60) 내의 공기가 질소 가스로 치환되어, 처리공간(60)에 질소 가스가 충전된다. 분출 노즐(65)로부터의 질소 가스의 분출이 정지된 후, 밸브(653)를 개방함으로써, 분출 노즐(65)로부터의 시릴화 재료의 증기의 분출이 시작된다. 또한, 처리공간(60)의 압력에 따라 압력조정밸브(623)가 개폐된다. 이에 의해, 처리공간(60) 내의 질소 가스가 시릴화 재료의 증기로 치환되어, 처리공간(60)에 시릴화 재료의 증기가 충전된다. 시릴화 재료의 증기의 분출 시작 후, 소정 시간 경과한 후에, 밸브(653)를 폐쇄함으로써, 분출 노즐(65)로부터의 시릴화 재료의 증기의 분출이 정지된다.
이와 같이 하여, 기판(9)의 주위에 시릴화 재료의 증기가 충전되어, 시릴화 재료의 증기 분위기 중에 기판(9)이 소정 시간만 유지된다. 이에 의해, 기판(9)의 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시되어, 도 10에 나타내는 바와 같이 그 주면이 시릴화된다(단계 S15). 도 10에서는, 기판(9)의 주면 근방에 평행 사선을 부여함으로써 시릴화된 부위(93)를 추상적으로 나타내고 있다. 이때, 도 5의 기판 유지대(61) 위의 기판(9)은 히터(611)에 의해 실온보다 높은 일정한 온도로 가열되기 때문에, 주면의 시릴화가 촉진된다.
시릴화 재료의 증기 분위기 중에 기판(9)이 소정 시간만 유지되면, 분출 노즐(65)로부터의 질소 가스의 분출이 시작된다. 이에 의해, 처리공간(60) 내의 시릴화 재료의 증기나, 시릴화에 의해 발생한 가스가 질소 가스로 치환되어, 처리공간(60)에 질소 가스가 충전된다.
처리공간(60)에 질소 가스가 충전되면, 차단판(63)이 개방 위치에 배치되어, 처리공간(60)이 개방됨과 함께, 복수의 리프트 핀(613)이 돌출 위치로 이동한다. 복수의 리프트 핀(613) 위의 기판(9)은 도 1의 센터 로봇(31)에 의해 시릴화 처리부(6)의 외부로 반출되어, 인덱서 블록(2)의 인덱서 로봇(22)에 주고 받아진다. 그리고, 인덱서 로봇(22)에 의해 캐리어(90) 내로 복귀된다(단계 S16). 실제로는, 상기 단계 S11∼S16의 처리는 복수의 기판(9)에 대하여 부분적으로 병행하여 행해진다.
기판처리장치(1)에서의 처리 후의 기판(9)은 다른 장치로 반송되어 실리콘 게르마늄막의 형성에 관련되는 공정이 행해진다. 실리콘 게르마늄막의 형성에 관련되는 공정에서는, 실제로 실리콘 게르마늄막을 형성하기 전에, 기판(9)이 프리베이크된다. 본 실시형태에서는, 프리베이크에 있어서, 예를 들면, 700℃에서 10∼30분간, 기판(9)이 가열된다.
여기서, 기판(9) 위의 물질의 화학 결합 에너지에 관하여 설명한다. 기판처리장치(1)에서의 시릴화 처리에 있어서, HMDS가 시릴화 재료로서 이용되는 경우에는, 시릴화 처리 후의 기판(9)의 표면은 HMDS에 기인하는 시릴기가 많이 존재하는 상태로 된다. 도 11에 나타내는 바와 같이, HMDS에 기인하는 시릴기에서의 결합 에너지는 SiＯ2에서의 Si-Ｏ의 결합 에너지나 SiF4에서의 Si-F의 결합 에너지보다 작기 때문에, 프리베이크에 있어서 비교적 낮은 온도에서 기판(9)의 주면상의 시릴기를 제거하는 것이 가능하게 된다.
기판(9)의 프리베이크가 완료되면, 도 12에 나타내는 바와 같이 주면상에 실리콘 게르마늄막(94)이 형성된다. 실리콘 게르마늄막(94)의 형성에 의해 채널부의 실리콘층에 변형을 일으키게 할 수 있다. 채널부의 실리콘층에 변형이 생긴 트랜지스터에서는, 고속의 동작이 가능하게 된다. 실리콘 게르마늄막은 예를 들면, 열CVD법에 의해 형성된다.
도 13은 기판(9) 위의 실리콘 산화막의 제거 후에서의 자연 산화막의 두께의 변화(성장)를 나타내는 도면이며, 종축은 산화막의 두께를 나타내며, 횡축은 실리콘 산화막의 제거 후의 경과시간을 나타낸다. 도 13에서는, 처리액 공급부(5)에 의해 산소 농도가 저감된 처리액(제거액 및 린스액)에 의한 실리콘 산화막의 제거 및 시릴화 처리(이하, 「저산소 처리＋시릴화 처리」라고 표기함)가 행해진 기판 위의 산화막의 두께의 변화를 부호 L1를 부여하는 선으로 나타내고, 산소 농도가 저감된 처리액에 의한 실리콘 산화막의 제거만(이하, 「저산소 처리」라고 표기함)이 행해진 기판 위의 산화막의 두께의 변화를 부호 L2를 부여하는 선으로 나타내 며, 산소 농도가 저감되지 않은 처리액에 의한 실리콘 산화막의 제거(이하, 「표준 처리」라고 표기함)만이 행해진 기판 위의 산화막의 두께의 변화를 부호 L3를 부여하는 선으로 나타내고 있다. 또한, 「저산소 처리」 및 「표준 처리」에서는, 시릴화 처리는 행해지지 않는다.
도 13으로부터, 「표준 처리」가 행해진 기판에 비해, 「저산소 처리」가 행해진 기판에서는, 산화막의 두께가 작아지고, 「저산소 처리」에 더하여 시릴화 처리가 행해진(즉, 「저산소 처리＋시릴화 처리」가 행해진) 기판에서는, 산화막의 두께가 더 작아짐을 알 수 있다. 「저산소 처리＋시릴화 처리」가 행해진 기판에서는, 예를 들면, 48시간 방치한 후의 산화막의 두께가 표준 처리의 직후에서의 기판 위의 산화막의 두께보다 작아져 있어, Q타임을 48시간으로 설정하는 것도 가능하다.
도 14는 기판(9) 위에 형성한 실리콘 게르마늄막 중의 산소 농도를 나타내는 도면이다. 도 14로부터, 「표준 처리」가 행해진 기판에 비해, 「저산소 처리」가 행해진 기판에서는, 실리콘 게르마늄막 중의 산소 농도가 낮아지고, 「저산소 처리」에 더하여 시릴화 처리가 행해진 기판에서는, 실리콘 게르마늄막 중의 산소 농도가 더 낮아짐을 알 수 있다. 따라서, 「저산소 처리＋시릴화 처리」에 의해, 적정한 실리콘 게르마늄막이 형성 가능하다라고 말할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 도 1의 기판처리장치(1)에서는, 산화막 제거부(4)에서 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막이 제거된 후, 시릴화 처리부(6)에서 시릴화 재료를 부여하여, 그 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시된다. 이에 의해, 실리콘 산화막의 제거 후, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.
또한, 도 2의 산화막 제거부(4)에서는, 제거액 노즐(43)이 제거액부여부로서 기판(9)의 주면에 제거액을 부여하고, 린스액 노즐(44)가 린스액 부여부로서 그 주면에 린스액을 부여한다. 그리고, 처리액 공급부(5)가 산소 농도 저감부로서 제거액 및 린스액의 산소 농도를 저감함으로써, 실리콘 산화막의 제거 후, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 보다 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 보다 낮게 할 수 있다.
도 15는 시릴화 처리부의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 15의 시릴화 처리부(6a)는 챔버 본체(61a), 챔버 본체(61a)의 측면으로 형성된 반입출구(611a)를 개폐하는 셔터(62a), 및 챔버 본체(61a) 내의 하부에 배치된 재치 플레이트(63a)를 구비한다. 챔버 본체(61a) 내의 상부 공간은 후술하는 바와 같이 기판(9)을 향하여 가스를 공급하는 공급부(64a)이며, 챔버 본체(61a) 내에서 재치 플레이트(63a)가 배치되는 공간과 공급부(64a) 사이는 확산판(641a)으로 구획된다.
공급부(64a) 위쪽에서의 챔버 본체(61a)의 부위에는, 분출 노즐(65a)이 설치되고, 분출 노즐(65a)에는, 공급관(651a)의 일단이 접속된다. 공급관(651a)의 타단은 삼방밸브(652a)를 통하여 제1 보조관(653a) 및 제2 보조관(654a)에 접속된다. 제1 보조관(653a)은 시릴화 재료의 공급원에 접속되며, 제2 보조관(654a)은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 분출 노즐(65a)에의 시릴화 재료의 공급은 밸브(655a)에 의해 제어되며, 질소 가스의 공급은 밸브(656a)에 의해 제어된다.
재치 플레이트(63a)는 도 6의 기판 유지대(61)와 마찬가지로 복수의 리프트 핀(631a)을 갖는다. 또한, 재치 플레이트(63a) 내에는, 히터(632a)가 설치된다. 도 15에 있어서 재치 플레이트(63a)의 좌측(반입출구(611a)측)에는, 제1 배기구(612a)가 설치되며, 우측에는, 제2 배기구(613a)가 설치된다. 제1 배기구(612a) 및 제2 배기구(613a)에는, 도시 생략한 배기 펌프가 접속된다.
챔버 본체(61a)에 있어서 반입출구(611a)와 대향하는 위치에는, 보조 공급부(66a)가 설치된다. 챔버 본체(61a) 내에 있어서 재치 플레이트(63a)가 배치되는 공간과 보조 공급부(66a) 사이는 필터(661a)로 구획된다. 보조 공급부(66a)에는, 공급구(662a)가 설치되고, 공급구(662a)에는, 공급관(663a)의 일단이 접속된다. 공급관(663a)에는, 밸브(664a)가 설치되며, 공급관(663a)의 타단은 질소 가스의 공급원에 접속된다.
시릴화 처리부(6a)에서 시릴화 처리를 행할 때, 도 15 중에서 화살표 A1으로 나타내는 방향으로 셔터(62a)를 이동함으로써, 챔버 본체(61a)의 반입출구(611a)가 개방된다. 이때, 밸브(664a)를 개방하면서 제1 배기구(612a)로부터 배기를 행함으로써, 개방된 반입출구(611a)로부터 챔버 본체(61a) 내로 외기(外氣)가 진입되는 것이 방지된다. 이어서, 도 6의 시릴화 처리부(6)과 마찬가지로, 재치 플레이트(63a)로부터 위쪽으로 돌출한 리프트 핀(631a) 위에 기판(9)이 센터 로봇(31)에 의해 재치된다. 센터 로봇(31)이 챔버 본체(61a)의 내부로부터 퇴피된 후, 셔터(62a)를 이동함으로써, 반입출구(611a)가 폐쇄된다. 그리고, 리프트 핀(631a)이 하강함으로써, 기판(9)이 재치 플레이트(63a) 위에 재치된다.
이어서, 밸브(664a)를 폐쇄함과 함께, 삼방밸브(652a)를 밸브(656a)측으로 전환하여 나서 밸브(656a)가 개방된다. 또한, 제1 배기구(612a) 및 제2 배기구(613a)에서 배기가 행해진다. 이에 의해, 챔버 본체(61a) 내가 질소 가스로 퍼지(purge)됨과 함께, 대기압보다 낮은 압력(예를 들면, 20[kPa(킬로 파스칼)])으로 감압된다. 그 후, 밸브(656a)를 폐쇄함과 함께, 삼방밸브(652a)를 밸브(655a)측으로 전환하고 나서 밸브(655a)가 개방된다. 이에 의해, 분출 노즐(65a)로부터 시릴화 재료가 분출되어, 공급부(64a)로부터 기판(9)을 향하여 시릴화 재료가 공급된다. 이때, 제1 배기구(612a) 및 제2 배기구(613a)로부터의 배기량이 낮아진다. 또한, 바람직하게는, 재치 플레이트(63a)에 내장되어있는 히터(632a)에 의해 기판(9)이 가열된다. 가열 온도는 예를 들면, 100∼120℃정도이다.
상기 상태가 소정 시간만 유지된 후, 복수의 리프트 핀(631a)이 상승되어 기판(9)이 재치 플레이트(63a)의 위쪽에 배치된다. 또한, 밸브(655a)를 폐쇄하여 삼방밸브(652a)를 밸브(656a)측으로 전환하고 나서, 밸브(656a)가 개방됨으로써, 기판(9)에 대하여 질소 가스가 공급된다.
이어서, 제1 배기구(612a) 및 제2 배기구(613a)로부터의 배기량을 많게 하ㅇ여 챔버 본체(61a) 내의 압력을 저하시킨 상태가 일정시간 유지된다. 그 후, 제1 배기구(612a) 및 제2 배기구(613a)로부터의 배기량을 낮게 하여, 챔버 본체(61a) 내의 압력이 대기압까지 복귀된다. 그리고, 챔버 본체(61a)의 반입출구(611a)가 개방되어, 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)이 시릴화 처리부(6a)로부터 취출된다.
이상과 같이, 도 15의 시릴화 처리부(6a)에 있어서도, 도 5의 시릴화 처리부(6)와 마찬가지로, 산화막 제거부(4)에서 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막이 제거된 직후에, 기판(9)에 대하여 시릴화 처리가 실시된다. 이에 의해, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판처리장치(1a)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 16의 기판처리장치(1a)에서는, 도 1의 기판처리장치(1)과 비교하여 처리 블록(3a)의 구성이 다르다. 그 밖의 구성은 도 1과 같고, 같은 부호를 부여하고 있다. 도 16의 처리 블록(3a)에서는, 4개의 처리 유닛(7)이 설치되며, 4개의 처리 유닛(7)은 같은 구성이다.
도 17은 1개의 처리 유닛(7)의 구성을 나타내는 도면이다. 처리 유닛(7)은 기판(9)을 유지하는 스핀척(71), 제거액을 기판(9)의 주면에 부여하는 제거액 부여부인 제거액 노즐(72), 린스액을 기판(9)의 주면에 부여하는 린스액 부여부인 린스액 노즐(73), 및 처리 유닛(7)의 구성요소를 수용하는 챔버 본체(70)를 구비한다.스핀척(71)은 스핀모터(711)에 의해 연직 방향으로 평행한 축을 중심으로 하여 회전한다.
또한, 제거액 노즐(72) 및 린스액 노즐(73)은 도 2의 산화막 제거부(4)에서의 제거액 노즐(43) 및 린스액 노즐(44)와 마찬가지로, 공급관(721, 731)을 통하여 도 3의 처리액 공급부(5)에 접속된다.
처리 유닛(7)은 또한, 챔버 본체(70) 내에 있어서 스핀척(71)의 위쪽에 배치되는 차단판(74), 챔버 본체(70)의 상부로부터 챔버 본체(70) 내에 클린 에어를 공급하는 클린 에어 공급부(700), 및 챔버 본체(70)의 아래쪽으로부터 챔버 본체(70) 내의 분위기를 배기하는 배기부(도시 생략)를 구비한다. 클린 에어 공급부(700) 및 배기부는 상시 구동되어 챔버 본체(70) 내에 있어서 위쪽에서 아래쪽으로 흐르는 기류가 형성된다.
차단판(74)은 수평한 원판부(741), 원판부(741)의 외연에서 아래쪽으로 돌출하는 통형상부(742), 및 원판부(741)에 접속된 히터(743)를 구비한다. 원판부(741)의 상면에 있어서 중앙부에는, 지지축(744)이 접속된다. 원판부(741) 및 지지축(744)에는, 상하 방향으로 관통하는 관통공이 형성되며, 그 관통공은 원판부(741)의 하면 중앙에서 개구되어 있다. 관통공에는, 도입관(75)이 관통공의 내측면과 비접촉 상태로 삽입되며, 도입관(75)의 하단이 원판부(741)에서의 그 관통공의 개구에 위치된다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 도입관(75)의 하단에는, 제1 분출구(751) 및 제2 분출구(752)가 형성된다. 도입관(75)에 있어서 제1 분출구(751)에 연속하는 유로에는, 도 17에 나타내는 제1 공급관(753)의 일단이 접속되며, 제1 공급관(753)의 타단은 시릴화 재료의 공급원에 접속된다. 본 실시형태에서는, 증기의 시릴화 재료가 이용되지만, 액체의 시릴화 재료가 이용되어도 좋다. 또한, 도입관(75)에 있어서 제2 분출구(752)에 연속하는 유로에는, 제2 공급관(754)의 일단이 접속되며, 제2 공급관(754)의 타단은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 제1 공급관(753) 및 제2 공급관(754)에는, 각각 밸브(755, 756)가 설치된다.
또한, 지지축(744)(관통공의 내측면)과 도입관(75) 사이에는, 통 형상의 가스 공급로(745)가 형성되고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 원판부(741)의 하면에는, 가스 공급로(745)의 환형상 분출구(746)가 형성된다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 가스 공급로(745)에는, 가스 공급관(747)의 일단이 접속되며, 가스 공급관(747)의 타단은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 가스 공급관(747)에는, 밸브(748)가 설치된다.
지지축(744)은 승강기구(76)에 접속되어, 승강기구(76)에 의해 차단판(74)이 지지축(744)과 함께 상하 방향으로 승강된다. 구체적으로는, 차단판(74)은, 원판부(741)가 스핀척(71) 위의 기판(9)에 근접하는 위치(도 17 중에서 2점쇄선으로 나타내는 위치이며, 이하, 「근접 위치」라고 함), 및 원판부(741)가 스핀척(71)으로부터 위쪽으로 멀리 떨어진 위치(도 17 중에서 실선으로 나타내는 위치이며, 이하, 「퇴피 위치」라고 함) 중 어느 한쪽에 배치된다. 차단판(74)이 근접 위치에 배치된 상태에서는, 원판부(741)의 하면이 기판(9)의 상면에 근접함과 함께, 원통형의 통형상부(742)가 기판(9) 외연의 주위를 둘러싼다. 또한, 차단판(74)이 근접 위치에 배치될 때, 도시 생략한 이동기구에 의해 제거액 노즐(72) 및 린스액 노즐(73)이 차단판(74)과 간섭하지 않는 위치로 이동한다.
도 16의 기판처리장치(1a)가 기판(9)을 처리할 때, 도 1의 기판처리장치(1)와 마찬가지로, 캐리어(90) 내의 기판(9)이 인덱서 블록(2)의 인덱서 로봇(22)에 의해 취출되어, 처리 블록(3a)의 센터 로봇(31)에 주고 받아진다. 이어서, 도 17의 처리 유닛(7)의 챔버 본체(70)에 설치된 셔터(701)가 개폐기구(702)에 의해 개방된다. 그리고, 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)이 처리 유닛(7) 내로 반송되어, 스핀척(71)으로 유지된다(도 8：단계 S11). 이때, 차단판(74)은 퇴피 위치에 배치된다.
센터 로봇(31)이 처리 유닛(7)의 외부로 이동한 후, 셔터(701)가 폐쇄됨과 함께, 스핀모터(711)에 의한 스핀척(71)의 회전이 시작된다. 또한, 제거액 노즐(72)이 소정의 공급 위치로 배치되어, 공급관(721)에 설치된 밸브(722)를 개방함으로써, 제거액 노즐(72)로부터 기판(9) 주면상의 중앙에 제거액이 부여된다(단계 S12). 기판(9)의 회전에 의해, 제거액은 주면을 따라 외측으로 퍼져, 기판(9)의 주면 전체에 제거액이 부여된다(후술하는 린스액의 부여, 및 시릴화 재료의 부여에 있어서도 같다). 제거액의 부여가 소정 시간만 계속되면, 밸브(722)를 폐쇄함으로써, 제거액 노즐(72)로부터의 제거액의 토출이 정지되고, 그 후, 제거액 노즐(72)이 소정의 대기 위치로 복귀된다.
이어서, 린스액 노즐(73)이 소정의 공급 위치로 배치되어, 공급관(731)에 설치된 밸브(732)를 개방함으로써, 린스액 노즐(73)로부터 기판(9)의 주면상에 린스액(불활성 가스 용존수)이 부여되고, 주면에 부착된 제거액이 린스액에 의해 제거된다(단계 S13). 린스액의 부여가 소정 시간만 계속되면, 밸브(732)를 폐쇄함으로써, 린스액 노즐(73)로부터의 린스액의 토출이 정지되고, 그 후, 린스액 노즐(73)이 대기 위치로 복귀된다. 또한, 스핀척(71)의 회전수가 상승되어, 기판(9)의 건조가 행해진다. 기판(9)의 건조가 소정 시간만 계속되면, 스핀척(71)의 회전이 소정의 회전수까지 저하되어 기판(9)의 건조가 완료된다. 이어서, 차단판(74)이 퇴피 위치로부터 근접 위치로 이동한다. 또한, 기판처리장치(1a)에서는, 도 8의 단계 S14의 처리는 생략된다.
처리 유닛(7)에서는, 제2 공급관(754)의 밸브(756) 및 가스 공급관(747)의 밸브(748)를 개방함으로써, 제2 분출구(752) 및 환형상 분출구(746)(도 18 참조)로부터 질소 가스가 분출된다. 이에 의해, 차단판(74) 및 스핀척(71)에 의해 둘러싸이는 공간의 분위기가 질소 가스로 치환된다. 또한, 통형상부(742)와 스핀척(71)의 외연 사이로부터 외측으로 유출되는 가스는 챔버 본체(70)에 설치된 배기구(703)를 통하여 챔버 본체(70) 내로부터 배기된다.
이어서, 밸브(756, 748)를 폐쇄한 후, 밸브(755)를 개방함으로써, 제1 분출구(751)(도 18 참조)로부터 시릴화 재료가 분출된다. 시릴화 재료의 분출은 소정 시간만 계속된다. 이와 같이 하여, 기판(9)의 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시되어, 그 주면이 시릴화된다(단계 S15). 이때, 원판부(741)에 접속된 히터(743)에 의해, 기판(9)이 간접적으로 가열되어도 좋다.
밸브(755)가 폐쇄되어 시릴화 재료의 분출이 완료되면, 밸브(756, 748)가 개방되어, 제2 분출구(752) 및 환형상 분출구(746)로부터 질소 가스가 분출된다. 질소 가스의 분출은 소정 시간만 계속되고, 이에 의해, 차단판(74) 및 스핀척(71)에 의해 둘러싸이는 공간의 분위기가 질소 가스로 치환된다.
밸브(756, 748)가 폐쇄되어 질소 가스의 분출이 완료되면, 기판(9)의 회전이 정지됨과 함께, 차단판(74)이 퇴피 위치로 이동된다. 또한, 질소 가스의 퍼지 후, 필요에 따라 기판(9)의 고속 회전에 의한 기판(9)의 건조가 행해져도 좋다. 그 후, 셔터(701)가 개방되어, 도 16의 센터 로봇(31)에 의해 기판(9)이 처리 유닛(7)으로부터 취출되어, 인덱서 블록(2)의 인덱서 로봇(22)에 주고 받아진다. 그리고, 인덱서 로봇(22)에 의해 캐리어(90) 내로 복귀된다(단계 S16). 또한, 단계 S13에서의 린스액의 부여 후, 기판(9)을 건조하기 전에, 별도 설치된 노즐로부터 암모니아와 과산화수소수의 혼합액(SC1)이 기판(9) 위에 부여되어도 좋다. 이 경우, SC1의 부여 후, 린스액을 다시 부여하고, 이어서, 기판(9)의 건조가 행해진다.
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1a)의 처리 유닛(7)에서는, 제거액 노즐(72), 린스액 노즐(73) 및 처리액 공급부(5)를 포함한 구성에 의해 실리콘 산화막을 제거하는 산화막 제거부가 실현되고, 차단판(74) 및 도입관(75)을 포함하는 구성에 의해 시릴화 처리를 행하는 시릴화 처리부가 실현되며, 산화막 제거부 및 시릴화 처리부에 있어서, 기판(9)을 유지하는 유지부인 스핀척(71)이 공유된다. 따라서, 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막이 제거된 후, 기판(9)을 이동하는 일 없이 상기 주면에 대하여 시릴화 재료가 부여되어, 시릴화 처리가 실시된다. 이에 의해, 실리콘 산화막의 제거 후, 시릴화 처리까지의 시간을 짧게 할 수 있고, 실리콘 산화막의 제거 후, 시릴화 처리까지에서의 자연 산화막의 성장을 억제할 수 있다. 그 결과, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.
도 17의 처리 유닛(7)에서는, 차단판(74)의 통형상부(742)가 원통형인 경우에 관하여 설명하였지만, 예를 들면, 도 19에 나타내는 바와 같이, 통형상부(742)는 원판부(741)로부터 아래쪽으로 멀어짐에 따라 직경이 증대하는 형상이어도 좋다. 또한, 도 19의 통형상부(742)에서는, 원판부(741)로부터 아래쪽으로 멀어짐에 따라 두께가 감소되지만, 원판부(741)로부터 멀어짐에 따라 두께가 증대되는 통형상부(742)가 채용되어도 좋다.
도 20은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판처리장치(1b)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 20의 기판처리장치(1b)에서는, 도 1의 기판처리장치(1)과 비교하여 처리 블록(3b)의 구성이 다르다. 그 밖의 구성은 도 1과 같고, 같은 부호를 부여하고 있다. 도 20의 처리 블록(3b)에서는, 2개의 증기 처리부(8), 1개의 린스부(4a), 및 1개의 시릴화 처리부(6)가 설치된다. 린스부(4a)는 도 2의 산화막 제거부(4)에 있어서 제거액 노즐(43)을 생략한 것이며, 린스액 노즐(44)로부터의 린스액에 의한 처리만이 행해진다. 또한, 시릴화 처리부(6)는 도 5의 시릴화 처리부(6)와 같다.
도 21은 증기 처리부(8)의 구성을 나타내는 도면이다. 증기 처리부(8)는 내부에 히터를 갖는 핫 플레이트(81)를 구비하고, 기판(9)은 핫 플레이트(81)의 상면에 흡인 흡착에 의해 유지된다. 핫 플레이트(81)는 모터(811)에 의해 연직 방향으로 평행한 축을 중심으로 하여 회전한다. 핫 플레이트(81)의 위쪽에는, 증기 분출부(82)가 설치된다. 증기 분출부(82)에서는, 후술하는 불화수소산의 증기가 확산판(820)을 통하여 핫 플레이트(81) 위의 기판(9)을 향하여 분출된다.
증기 분출부(82)에는, 공급관(821)의 일단이 접속되며, 공급관(821)의 타단은 불화수소산(다른 제거액이어도 좋음)을 저장하는 불화수소산 탱크(83)에 접속된다. 공급관(821)에는, 밸브(822)가 설치된다. 불화수소산 탱크(83) 내에는, 도시 생략한 불화수소산 공급원으로부터 적당히 불화수소산이 공급되어, 불화수소산 탱크(83 ) 내에 상시 소정량의 불화수소산이 저장된다. 불화수소산 탱크(83)에는, 도시 생략한 질소 가스 공급원에 접속하는 공급관(831)이 설치되어, 질소 가스 공급원으로부터 공급관(831)을 통하여 불화수소산 탱크(83) 내에 질소 가스가 공급된다. 그리고, 공급관(821)의 밸브(822)를 개방함으로써, 불화수소산의 증기가 질소 가스와 함께 공급관(821)을 통하여 증기 분출부(82)에 공급된다.
도 21 중에서 파선으로 둘러싸는 구성을 포함하는 가스 공급부(84)는 도시 생략한 온도 콘트롤러 및 가열부에 의해 소정 온도로 조절되어, 증기 분출부(82)로부터 기판(9)의 주면을 향하여 공급되는 불화수소산의 증기가 소정 온도로 유지된다. 도 21의 증기 처리부(8)에서는, 기판(9)의 온도가 12℃∼120℃, 바람직하게는, 30℃∼100℃로 온도 조절된다. 실제로는, 증기 분출부(82), 핫 플레이트(81) 및 모터(811)는 도시 생략한 챔버 본체 내에 수용된다.
도 20의 기판처리장치(1b)가 기판(9)을 처리할 때, 기판(9)이 증기 처리부(8)의 챔버 본체 내로 반송되어 도 21의 핫 플레이트(81) 위에 재치된다(도 8：단계 S11). 이어서, 챔버 본체에 설치된 노즐로부터 질소 가스가 공급됨과 함께 챔버 본체 내가 감압되어, 챔버 본체 내의 분위기가 질소 가스로 치환된다.
챔버 본체 내가 질소 가스로 충전되면, 기판(9)이 소정의 회전수(예를 들면, 10∼300rpm이며, 여기에서는, 150rpm)로 회전된다. 또한, 밸브(822)를 개방함으로써, 증기 분출부(82)로부터 소정의 유량(예를 들면, 매분 5∼100리터이며, 여기에서는, 매분 30리터)으로 불화수소산의 증기가 기판(9)을 향하여 분출된다. 불화수소산의 증기의 분출은 소정 시간만 계속되어, 기판(9) 위의 실리콘 산화막이 제거된다(단계 S12). 그 후, 밸브(822)가 폐쇄되어, 증기 분출부(82)로부터의 불화수소산의 증기의 분출이 정지된다. 그리고, 챔버 본체 내에 질소 가스가 공급되어 챔버 본체 내의 분위기가 질소 가스로 치환된다.
이어서, 기판(9)이 증기 처리부(8)로부터 취출되어, 린스부(4a)로 반송된다. 그리고, 제1 실시형태와 마찬가지로, 린스액 노즐(44)(도 2 참조)로부터 기판(9) 위에 린스액이 부여되어, 린스 처리가 행해진다(단계 S13). 린스 처리가 완료되면, 기판(9)이 시릴화 처리부(6) 내로 반송되어(단계 S14), 기판(9)의 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시된다(단계 S15). 시릴화 처리가 완료되면, 기판(9)이 시릴화 처리부(6)로부터 취출되어, 캐리어(90) 내로 복귀된다(단계 S16).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1b)에서는, 산화막 제거부인 증기 처리부(8)에서 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막이 불화수소산의 증기에 의해 제거된 후, 시릴화 처리부(6)에서, 그 주면에 대하여 시릴화 재료가 부여되어, 시릴화 처리가 실시된다. 이에 의해, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.
도 22는 본 발명의 제4의 실시형태에 따른 기판처리장치(1c)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 22의 기판처리장치(1c)에서는, 도 1의 기판처리장치(1)과 비교하여 처리 블록(3c)의 구성이 다르다. 그 밖의 구성은 도 1과 같고, 같은 부호를 부여하고 있다. 도 22의 처리 블록(3c)에서는, 2개의 증기 처리부(8a), 및 2개의 린스부(4a)가 설치된다.
도 23은 증기 처리부(8a)의 구성을 나타내는 도면이다. 증기 처리부(8a)는 도 21의 증기 처리부(8)과 비교하여 가스 공급부(84a)의 구성이 다르다. 그 밖의 구성은 도 21과 같고, 같은 부호를 부여하고 있다.
가스 공급부(84a)에서는, 공급관(821)에서의 증기 분출부(82)와 밸브(822) 사이에 다른 공급관(851)의 일단이 접속되고, 공급관(851)의 타단은 액체의 시릴화 재료를 저장하는 시릴화 재료 탱크(85)에 접속된다. 공급관(851)에는, 밸브(852)가 설치된다. 시릴화 재료 탱크(85) 내에는, 도시 생략한 시릴화 재료의 공급원으로부터 적당히 시릴화 재료가 공급되어, 시릴화 재료 탱크(85) 내에 상시 소정량의 시릴화 재료가 저장된다. 시릴화 재료 탱크(85)에는, 도시 생략한 질소 가스 공급원에 접속하는 공급관(832)이 설치되어, 질소 가스 공급원으로부터 공급관(832)을 통하여 시릴화 재료 탱크(85) 내에 질소 가스가 공급된다. 그리고, 공급관(851)의 밸브(852)를 개방함으로써, 시릴화 재료의 증기가 질소 가스와 함께 공급관(851) 및 공급관(821)의 일부를 통하여 증기 분출부(82)에 공급된다.
도 22의 기판처리장치(1c)가 기판(9)을 처리할 때에는, 기판(9)이 증기 처리부(8a)의 챔버 본체 내로 반송되어, 도 23의 핫 플레이트(81) 위에 재치된다(도 8：단계 S11). 또한, 기판(9)을 증기 처리부(8a) 내에 반송하기 전에, 필요에 따라 린스부(4a)에서 기판(9)에 대하여 프리린스(pre-rinse)를 해도 좋다. 이어서, 챔버 본체에 설치된 노즐로부터 질소 가스가 공급됨과 함께 챔버 본체 내가 감압되어, 챔버 본체 내의 분위기가 질소 가스로 치환된다.
챔버 본체 내가 질소 가스로 충전되면, 상기 제3 실시형태와 마찬가지로, 기판(9)이 소정의 회전수로 회전됨과 함께, 증기 분출부(82)로부터 불화수소산의 증기가 기판(9)을 향하여 분출된다. 증기 처리부(8a)에서는, 불화수소산의 증기의 분출이 소정 시간만 계속되어, 기판(9) 위의 실리콘 산화막이 제거된다(단계 S12).불화수소산의 증기의 분출이 정지되면, 챔버 본체 내에 질소 가스가 공급되어, 챔버 본체 내의 분위기가 질소 가스로 치환된다.
이어서, 밸브(852)를 개방함으로써, 증기 분출부(82)로부터 소정의 유량(예를 들면, 매분 5∼100리터이며, 여기에서는, 매분 30리터)으로 시릴화 재료의 증기(질소 가스를 포함함)가 기판(9)을 향하여 분출된다. 이에 의해, 기판(9)의 주면에 대하여 시릴화 처리가 실시된다(단계 S15). 시릴화 재료의 증기의 분출이 소정 시간만 계속되면, 밸브(852)가 폐쇄되어, 시릴화 재료의 증기의 분출이 정지된다. 그리고, 챔버 본체 내에 질소 가스가 공급되어, 챔버 본체 내의 분위기가 질소 가스로 치환된다. 그 후, 기판(9)이 증기 처리부(8a)로부터 취출되어, 캐리어(90) 내로 복귀된다(단계 S16). 또한, 기판처리장치(1c)에서는, 도 8의 단계 S13, S14의 처리가 생략된다. 또한, 상기 단계 S12와 단계 S15 사이에서, 챔버 본체 내의 분위기를 질소 가스로 치환하는 처리가 생략되어도 좋다.
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1c)의 증기 처리부(8a)에서는, 불화수소산 탱크(83)를 포함하는 구성에 의해 실리콘 산화막을 제거하는 산화막 제거부가 실현되고, 시릴화 재료 탱크(85)를 포함하는 구성에 의해 시릴화 처리를 실시하는 시릴화 처리부가 실현되며, 산화막 제거부 및 시릴화 처리부에 있어서, 기판(9)을 유지하는 유지부인 핫 플레이트(81)가 공유된다. 따라서, 증기 처리부(8a)에서 기판(9)의 하나의 주면상의 실리콘 산화막이 제거된 후, 기판(9)을 이동하는 일 없이 상기 주면에 대하여 시릴화 재료의 증기가 부여되어, 시릴화 처리가 실시된다. 이에 의해, 실리콘 산화막의 제거 후, 시릴화 처리까지의 시간을 짧게 할 수 있어 실리콘 산화막의 제거 후, 시릴화 처리까지에서의 자연 산화막의 성장을 억제할 수 있다. 그 결과, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 낮게 할 수 있다.
또한, 증기 처리부(8a)에서는, 기판(9)을 향하여 증기를 분출하는 증기 분출부(82)가 산화막 제거부 및 시릴화 처리부에서 공유됨으로써, 기판처리장치(1c)에서의 부품 수를 삭감할 수 있다.
도 24는 본 발명의 제5의 실시형태에 따른 기판처리장치(1d)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 24의 기판처리장치(1d)에서는, 도 1의 기판처리장치(1)과 비교하여 처리 블록(3d)의 구성이 다르다. 그 밖의 구성은 도 1과 같고, 같은 부호를 부여하고 있다. 도 24의 처리 블록(3d)에서는, 4개의 증기 처리부(8b)가 설치된다. 증기 처리부(8b)는 도 23의 증기 처리부(8a)에 있어서, 린스 처리용의 린스액 노즐을 설치한 것이며, 린스 처리가 가능하다. 이에 의해, 도 24의 기판처리장치(1d)에서는, 불화수소산의 증기에 의한 실리콘 산화막의 제거, 린스액에 의한 린스 처리, 및 시릴화 재료의 증기에 의한 시릴화 처리를, 기판(9)을 이동하는 일 없이 연속하여 행할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변형이 가능하다.
상기 제 1 및 제2 실시형태에서는, 처리액 공급부(5)에 의해 제거액 및 린스액의 양쪽의 산소 농도가 저감되지만, 제거액 및 린스액의 한쪽만에서의 산소 농도가 저감되어도 좋다. 처리액 공급부(5)에서는, 제거액 및 린스액 중 적어도 한쪽에서의 산소 농도가 저감됨으로써, 실리콘 산화막 제거 후에서의 시릴화 처리와 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 보다 길게 함과 함께, 실리콘 게르마늄막의 형성에서의 프리베이크의 온도를 보다 낮게 할 수 있다.
상기 제1 및 제3 실시형태에서는, 센터 로봇(31)이 실리콘 산화막의 제거가 완료된 기판(9)을 산화막 제거부로부터 시릴화 처리부(6)로 반송함으로써, 기판(9) 표면의 오염 등이 방지되지만, 산화막 제거부로부터 시릴화 처리부(6)로 기판(9)을 이동하는 기판이동기구는 센터 로봇( 31) 이외의 기구로 실현되어도 좋다.
기판처리장치(1, 1a∼1d)에 있어서, 처리 블록(3, 3a∼3d)에서의 구성요소(산화막 제거부(4), 시릴화 처리부(6, 6a), 처리 유닛(7), 증기 처리부(8, 8a, 8b)의 배치는 적당히 변경되어 좋고, 예를 들면, 복수의 구성요소가 연직 방향에서 적층되어도 좋다.
실리콘 산화막의 제거 후, 시릴화 처리를 실시함으로써, 실리콘 게르마늄막의 형성까지의 Q타임을 길게 함과 함께 프리베이크의 온도를 낮게 하는 상기 방법은 복수의 기판을 일괄하여 처리하는, 소위 배치(batch) 타입의 기판처리장치에서 채용되어도 좋다. 또한, 기판처리장치(1, 1a∼1d)에서의 처리 대상의 기판(9)은 트랜지스터용의 패턴 이외의 패턴이 형성되는 것이어도 좋다.
상기 실시형태 및 각 변형예에서의 구성은 서로 모순되지 않는 한 적당히 조합시켜도 좋다.
발명을 상세히 묘사하여 설명하였지만, 앞서 기술한 설명은 예시적이고 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 다수의 변형이나 형태가 가능하다고 말할 수 있다.
1, 1a∼1d : 기판처리장치
4 : 산화막 제거부
5 : 처리액 공급부
6, 6a :시릴화 처리부
7 : 처리 유닛
8, 8a, 8b : 증기 처리부
9 : 기판
31 : 센터 로봇
43, 72 : 제거액 노즐
44, 73 : 린스액 노즐
71 스핀 지퍼
81 : 핫 플레이트
S12, S13, S15 : 단계

Claims (10)

  1. 실리콘 기판에서의 실리콘 게르마늄막의 형성의 전(前)공정으로서, 상기 실리콘 기판을 처리하는 기판처리방법으로서,
    a) 실리콘 기판의 하나의 주면(主面)상의 실리콘 산화막을 제거하는 공정과,
    b) 시릴화 재료를 부여하여 상기 주면에 대하여 시릴화 처리를 실시하는 공정
    을 구비하는 기판처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a) 공정이,
    a1) 상기 실리콘 산화막을 제거하는 제거액을 상기 주면에 부여하는 공정과,
    a2) 상기 주면에 린스액을 부여하는 공정
    을 구비하고,
    상기 제거액 및 상기 린스액 중 적어도 한쪽에서의 산소 농도가 저감되어 있는 기판처리방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 실리콘 기판에서 트랜지스터용의 패턴이 형성되어 있는 기판처리방법.
  4. 실리콘 기판에서의 실리콘 게르마늄막의 형성의 전(前)공정으로서, 상기 실리콘 기판을 처리하는 기판처리장치로서,
    실리콘 기판의 하나의 주면(主面)상의 실리콘 산화막을 제거하는 산화막 제거부와,
    시릴화 재료를 부여하여 상기 주면에 대하여 시릴화 처리를 실시하는 시릴화 처리부
    를 구비하는 기판처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 산화막 제거부가,
    상기 실리콘 산화막을 제거하는 제거액을 상기 주면에 부여하는 제거액부여부와,
    상기 주면에 린스액을 부여하는 린스액 부여부와,
    상기 제거액 및 상기 린스액 중 적어도 한쪽에서의 산소 농도를 저감하는 산소 농도 저감부
    를 구비하는 기판처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 산화막 제거부로부터 상기 시릴화 처리부로 실리콘 기판을 이동하는 기판이동기구를 더 구비하는 기판처리장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 산화막 제거부로부터 상기 시릴화 처리부로 실리콘 기판을 이동하는 기판이동기구를 더 구비하는 기판처리장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 산화막 제거부 및 상기 시릴화 처리부가 상기 실리콘 기판을 유지하는 유지부를 공유하는 기판처리장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 산화막 제거부 및 상기 시릴화 처리부가 상기 실리콘 기판을 유지하는 유지부를 공유하는 기판처리장치.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 기판에서 트랜지스터용의 패턴이 형성되어 있는 기판처리장치.
KR1020120090661A 2011-08-30 2012-08-20 기판처리방법 및 기판처리장치 KR101326894B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-187415 2011-08-30
JP2011187415A JP5917861B2 (ja) 2011-08-30 2011-08-30 基板処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130024774A KR20130024774A (ko) 2013-03-08
KR101326894B1 true KR101326894B1 (ko) 2013-11-11

Family

ID=47744322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120090661A KR101326894B1 (ko) 2011-08-30 2012-08-20 기판처리방법 및 기판처리장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9293352B2 (ko)
JP (1) JP5917861B2 (ko)
KR (1) KR101326894B1 (ko)
CN (1) CN102969224B (ko)
TW (1) TWI500086B (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014189861A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 膜形成方法
JP6211458B2 (ja) * 2014-04-30 2017-10-11 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置及び基板液処理方法
TWI638034B (zh) * 2015-11-14 2018-10-11 東京威力科創股份有限公司 使用稀釋的氫氧化四甲基銨處理微電子基板的方法
JP6649146B2 (ja) * 2016-03-25 2020-02-19 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法
JP6754257B2 (ja) 2016-09-26 2020-09-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
JP6943012B2 (ja) * 2017-05-10 2021-09-29 東京エレクトロン株式会社 液処理方法、液処理装置、及び記憶媒体
JP6917807B2 (ja) * 2017-07-03 2021-08-11 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法
US11437229B2 (en) 2018-01-09 2022-09-06 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method
JP7182880B2 (ja) * 2018-01-09 2022-12-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7182879B2 (ja) * 2018-01-09 2022-12-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
WO2022172907A1 (ja) * 2021-02-10 2022-08-18 株式会社トクヤマ 基板の処理方法、および該処理方法を含むシリコンデバイスの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086411A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
KR20070036670A (ko) * 2005-09-29 2007-04-03 동경 엘렉트론 주식회사 기판 처리 방법, 제어 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한기억 매체
JP2010045254A (ja) 2008-08-15 2010-02-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2970499B2 (ja) 1995-10-30 1999-11-02 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JP2002151526A (ja) 2000-09-04 2002-05-24 Seiko Epson Corp 電界効果トランジスタの製造方法および電子装置
US6837944B2 (en) * 2001-07-25 2005-01-04 Akrion Llc Cleaning and drying method and apparatus
JP3660897B2 (ja) 2001-09-03 2005-06-15 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
US6743651B2 (en) * 2002-04-23 2004-06-01 International Business Machines Corporation Method of forming a SiGe-on-insulator substrate using separation by implantation of oxygen
CN1184669C (zh) 2002-12-10 2005-01-12 西安电子科技大学 硅锗/硅的化学气相沉积生长方法
WO2004095559A1 (ja) 2003-04-22 2004-11-04 Tokyo Electron Limited シリコン酸化膜の除去方法及び処理装置
US6882025B2 (en) 2003-04-25 2005-04-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Strained-channel transistor and methods of manufacture
JP4310495B2 (ja) * 2004-03-16 2009-08-12 独立行政法人理化学研究所 基板の製造方法
US7396743B2 (en) 2004-06-10 2008-07-08 Singh Kaushal K Low temperature epitaxial growth of silicon-containing films using UV radiation
US7494545B2 (en) 2006-02-03 2009-02-24 Applied Materials, Inc. Epitaxial deposition process and apparatus
JP4762098B2 (ja) 2006-09-28 2011-08-31 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置および基板処理方法
CN101281912B (zh) * 2007-04-03 2013-01-23 株式会社半导体能源研究所 Soi衬底及其制造方法以及半导体装置
EP1993128A3 (en) * 2007-05-17 2010-03-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing soi substrate
JP2011071169A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086411A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
KR20070036670A (ko) * 2005-09-29 2007-04-03 동경 엘렉트론 주식회사 기판 처리 방법, 제어 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한기억 매체
JP2010045254A (ja) 2008-08-15 2010-02-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9293352B2 (en) 2016-03-22
CN102969224B (zh) 2015-09-23
TW201318064A (zh) 2013-05-01
JP5917861B2 (ja) 2016-05-18
US20130052828A1 (en) 2013-02-28
KR20130024774A (ko) 2013-03-08
TWI500086B (zh) 2015-09-11
JP2013051264A (ja) 2013-03-14
CN102969224A (zh) 2013-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101326894B1 (ko) 기판처리방법 및 기판처리장치
CN107403742B (zh) 基板处理装置及基板处理方法
KR102068443B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR101405700B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2011071169A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
KR101774427B1 (ko) 에칭 방법 및 에칭 장치
JP5662081B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
KR102544412B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP5248652B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2009267167A (ja) 基板処理装置
KR20080011903A (ko) 반도체 기판의 이송 장치, 기판 처리 장치 및 이를 이용한기판의 냉각 방법
US11631581B2 (en) Insulating film forming method, insulating film forming device, and substrate processing system
KR20210137178A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP6901944B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
WO2022196384A1 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
KR101523351B1 (ko) 액처리 방법, 액처리 장치 및 기억 매체
JP6216404B2 (ja) 基板処理方法
JP5674851B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
CN110491789A (zh) 基片处理方法、基片处理装置和基片处理系统
CN111052321A (zh) 绝缘膜的成膜方法、基板处理装置和基板处理系统
JP6236105B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6118309B2 (ja) 基板処理方法
JP2022162115A (ja) 基板処理装置、及び基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161020

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171018

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181023

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191017

Year of fee payment: 7