KR101580939B1 - 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

본 발명의 목적은 샤워 헤드 중의 가스 가이드 상방의 공간에서도 부착물을 억제하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 기판을 처리하는 처리실; 상기 처리실에 가스를 균일하게 공급하는 분산부를 포함하고 상기 처리실의 상방에 설치되는 버퍼실; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 처리 가스 공급부가 접속되고, 상기 버퍼실의 천정부에 설치되는 처리 가스 공급공; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 불활성 가스 공급부가 접속되고, 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공; 상기 처리 가스 공급공측에 있는 기단부와, 상기 처리 가스 공급공보다 상기 불활성 가스 공급공 측에 있는 선단부와, 상기 기단부와 상기 선단부 사이를 잇는 판부를 포함하고, 상기 분산부와 상기 천정부 사이의 간극에 배치되는 가스 가이드; 상기 처리실의 분위기를 배기하고 상기 처리실의 하방에 설치되는 처리실 배기부; 상기 버퍼실에 접속되고 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기부; 및 적어도 상기 처리 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 처리실 배기부를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하고, 상기 가스의 공급을 정지한 후 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치가 제공된다.

Description

기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 플래시 메모리 등의 반도체 장치는 고집적화의 경향에 있다. 이에 따라 패턴 사이즈가 현저하게 미세화되고 있다. 이들의 패턴을 형성할 때, 제조 공정의 일 공정으로서 기판에 산화 처리나 질화 처리 등의 소정의 처리를 수행하는 공정이 실시되는 경우가 있다.
상기 패턴을 형성하는 방법 중 하나로서 회로 사이에 홈[溝]을 형성하고, 이에 시드막이나 라이너막이나 배선을 형성하는 공정이 존재한다. 이 홈은 최근의 미세화에 따라 높은 애스펙트비가 되도록 구성된다.
라이너막 등을 형성하는 데 있어서는 홈의 상부 측면, 중부 측면, 하부 측면, 저부(底部)에서도 막 두께에 편차가 없는 양호한 스텝 커버리지의 막을 형성하는 것이 요구되고 있다. 양호한 스텝 커버리지의 막에 의해, 반도체 디바이스의 특성을 홈 사이에서 균일하게 할 수 있고, 이에 의해 반도체 디바이스의 특성 편차를 억제할 수 있기 때문이다.
이 높은 애스펙트비의 홈을 처리하기 위해서 가스를 가열하여 처리하거나, 가스를 플라즈마 상태로 하여 처리하는 것이 시도되었지만, 양호한 스텝 커버리지를 가지는 막을 형성하는 것은 곤란하였다.
상기 막을 형성하는 방법으로서 적어도 2종류의 처리 가스를 교호(交互)적으로 공급하여 기판 표면에서 반응시키는 교호 공급 방법이 있다.
한편, 반도체 디바이스의 특성을 균일하게 할 필요가 있기 때문에 박막을 형성할 때에 기판 면내(面內)에 대하여 가스를 균일하게 공급할 필요가 있다. 이를 실현하기 위해서 기판의 처리면에 균일하게 가스를 공급하는 것이 가능한 매엽(枚葉) 장치가 개발되고 있다. 이 매엽 장치에서는 가스를 보다 균일하게 공급하기 위해서 예컨대 기판 상에 버퍼 공간을 포함하는 샤워 헤드를 설치한다.
교호 공급 방법에서는 각 가스가 기판 표면 외에서 반응하는 것을 억제하기 위해서 각 가스를 공급하는 동안에 잔류 가스를 퍼지 가스에 의해 퍼지하는 것이 알려져 있지만, 그와 같은 공정을 포함하는 것에 의해 성막 시간이 지체되는 문제가 있다. 그렇기 때문에 처리 시간을 단축하기 위해서 대량의 퍼지 가스를 흘려 잔류 가스를 배출한다.
또한 샤워 헤드의 일 형태로서 각 가스의 혼합을 방지하기 위한 경로나 버퍼 공간을 가스마다 설치하는 것을 고려할 수 있지만, 구조가 복잡하기 때문에 메인터넌스가 번거로워지는 것과 함께 비용이 인상된다는 문제가 있다. 그렇기 때문에 2종류의 가스 및 퍼지 가스의 공급계를 하나의 버퍼 공간에 구비한 샤워 헤드를 사용하는 것이 현실적이다.
2종류의 가스에 공통된 버퍼 공간을 포함하는 샤워 헤드를 사용한 경우, 샤워 헤드 내에서 잔류 가스끼리가 반응하여 샤워 헤드 내벽에 부착물이 퇴적할 것으로 생각된다. 이와 같은 것을 방지하기 위해서 버퍼실 내의 잔류 가스를 효율적으로 제거할 수 있도록 버퍼실에 배기공을 설치하고, 배기공을 통하여 분위기를 배기하는 것이 바람직하다. 이 경우, 처리실에 공급하는 2종류의 가스 및 퍼지 가스가 버퍼 공간을 배기하기 위한 배기공의 방향으로 확산하지 않는 구성, 예컨대 가스의 흐름을 형성하는 가스 가이드를 버퍼실 내에 설치한다. 예컨대 버퍼 공간을 배기하기 위한 배기공과 2종류의 가스 및 퍼지 가스를 공급하는 공급공 사이에 가스 가이드가 설치되고, 가스 가이드가 샤워 헤드의 분산판을 향하여 방사 형상으로 설치되는 것이 바람직하다. 가스 가이드의 내측의 공간으로부터 가스를 효율적으로 배기하기 위해서 가스 가이드의 내측과 버퍼 공간을 배기하기 위한 배기공 사이의 공간, 구체적으로는 가스 가이드의 외주단(外周端)과 배기공 사이의 공간을 연통(連通)시킨다.
발명자가 예의 연구한 결과, 종래의 구조에 다음과 같은 과제가 발견되었다. 즉 처리 가스를 공급할 때, 가스 가이드의 외주단과 배기공 사이에 설치된 공간으로부터 처리 가스가 배기공 방향으로 확산된다는 것이다. 상기 공간으로부터 가스 가이드의 상부로 확산된 가스는 가스 가이드 주변의 가스 잔류부 등에 가스가 잔류하기 때문에 전술한 버퍼 공간 내의 배기 공정에서도 제거하기 어렵다는 사실을 알았다. 부착물은 파티클이 되어 기판의 특성에 악영향을 미치거나 수율의 저하로 이어질 우려가 있다.
그렇기 때문에 본 발명의 목적은 가스 가이드 상방(上方)의 공간에서도 부착물을 억제 가능하도록 하여 양질의 기판 특성을 제공 가능한 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 처리하는 처리실; 상기 처리실에 가스를 균일하게 공급하는 분산부를 포함하고 상기 처리실의 상방(上方)에 설치되는 버퍼실; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 처리 가스 공급부가 접속되고, 상기 버퍼실의 천정부(天井部)에 설치되는 처리 가스 공급공; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 불활성 가스 공급부가 접속되고, 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공; 상기 처리 가스 공급공측에 있는 기단부(基端部)와, 상기 처리 가스 공급공보다 상기 불활성 가스 공급공 측에 있는 선단부(先端部)와, 상기 기단부와 상기 선단부 사이를 잇는 판부(板部)를 포함하고, 상기 분산부와 상기 천정부 사이의 간극(間隙)에 배치되는 가스 가이드; 상기 처리실의 분위기를 배기하고 상기 처리실의 하방(下方)에 설치되는 처리실 배기부; 상기 버퍼실에 접속되고 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기부; 및 적어도 상기 처리 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 처리실 배기부를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하고, 상기 가스의 공급을 정지한 후 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치가 제공된다.
또한 본 발명의 다른 형태에 의하면, 버퍼실의 천정부에 설치된 처리 가스 공급공을 통하여, 가스 가이드의 내측 영역을 개재하고, 상기 가스 가이드 및 처리실 사이에 설치되고 상기 버퍼실의 저부로서 구성되는 분산판을 개재하여 상기 처리실에 원료 가스를 공급하고, 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공을 통하여 상기 가스 가이드의 외측 영역을 개재하여 불활성 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급 공정; 상기 처리 가스 공급공을 통하여 상기 가스 가이드의 내측 영역 및 상기 분산판을 개재하여 상기 처리실에 반응 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급 공정; 및 상기 제1 처리 가스 공급 공정 및 상기 제2 처리 가스 공급 공정을 반복하는 기판 처리 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 가스 가이드 상방에서도 부착물을 억제 가능하도록 하여 양질의 기판 특성을 제공 가능한 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 공정의 가스 공급 타이밍을 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 공정을 도시하는 플로우 차트.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 가스 정체를 설명하는 도면.
<본 발명의 제1 실시 형태>
(1) 기판 처리 장치의 구성
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대하여 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 우선 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 따른 처리 장치(100)에 대하여 설명한다. 기판 처리 장치(100)는 박막을 형성하는 장치이며, 도 1에 도시되는 바와 같이 매엽식 기판 처리 장치로서 구성된다.
도 1에 도시하는 바와 같이 기판 처리 장치(100)는 처리 용기(202)를 구비한다. 처리 용기(202)는 예컨대 횡단면(橫斷面)이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성된다. 또한 처리 용기(202)의 측벽이나 저벽(底壁)은 예컨대 알루미늄(Al)이나 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성된다. 처리 용기(202) 내에는 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리실(201), 반송 공간(203)이 형성된다. 처리 용기(202)는 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b), 샤워 헤드(230)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 칸막이판(204)이 설치된다. 상부 처리 용기(202a) 및 샤워 헤드(230)에 둘러싸인 공간이며 칸막이판(204)보다 상방의 공간을 처리실 공간이라고 부르고, 하부 용기(202b)에 둘러싸인 공간이며 칸막이판보다 하방의 공간을 반송 공간이라고 부른다. 상부 처리 용기(202a) 및 샤워 헤드(230)로 구성되고 처리 공간을 둘러싸는 구성을 처리실(201)이라고 부른다. 또한 반송 공간을 둘러싸는 구성을 처리실 내 반송실(203)이라고 부른다. 각 구조 사이에는 처리 용기(202) 내를 기밀하게 하기 위한 O링(208)이 설치된다.
하부 용기(202b)의 측면에는 게이트 밸브(205)에 인접한 기판 반입출구(搬入出口)(206)가 설치되고, 웨이퍼(200)는 기판 반입출구(206)를 개재하여 도시되지 않는 반송실과의 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부에는 리프트 핀(207)이 복수 설치된다. 또한 하부 용기(202b)는 접지(接地)된다.
처리실(201) 내에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)(기판 재치부라고도 부른다)가 위치하도록 구성된다. 기판 지지부(210)는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(211)과, 재치면(211)을 표면에 가지는 기판 재치대(212), 기판 재치대(212)에 내포되고 웨이퍼를 가열하는 가열원으로서의 기판 재치대 가열부(213)(제1 가열부라고도 부른다)를 주로 포함한다. 기판 재치대(212)에는 리프트 핀(207)이 관통하는 관통공(214)이 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 설치된다.
기판 재치대(212)는 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는 처리 용기(202)의 저부를 관통하고, 또한 처리 용기(202)의 외부에서 승강 기구(218)에 접속된다. 승강 기구(218)를 작동시켜서 샤프트(217) 및 지지대(212)를 승강시키는 것에 의해, 기판 재치면(211) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능하도록 이루어진다. 또한 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로즈(219)에 의해 피복되고, 처리 용기(202) 내는 기밀하게 보지(保持)된다.
기판 재치대(212)는 웨이퍼(200)의 반송 시에는 기판 재치면(211)이 기판 반입출구(206)의 위치(웨이퍼 반송 위치)가 되도록 기판 지지대까지 하강하고, 웨이퍼(200)의 처리 시에는 도 1에 도시되는 바와 같이 웨이퍼(200)가 처리실(201) 내의 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다.
구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때에는 리프트 핀(207)의 상단부가 기판 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하여, 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때에는 리프트 핀(207)은 기판 재치면(211)의 상면으로부터 매몰하여 기판 재치면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 리프트 핀(207)은 웨이퍼(200)와 직접 접촉하기 때문에 예컨대 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
〔처리 가스 공급공〕
처리실(201)의 상방(가스가 흐르는 방향의 상류측)에는 후술하는 샤워 헤드(230)가 설치되고, 샤워 헤드(230)에는 천정판(231)[덮개(231)라고도 부른다]이 구비된다. 천정판(231)에는 처리실(201) 내에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급공(231a)이 설치된다. 처리 가스 공급공(231a)에 접속되는 처리 가스 공급계의 구성에 대해서는 후술한다. 천정판(231)은 샤워 헤드(230)의 천정벽이나 버퍼실의 천정벽으로서도 이용된다.
〔불활성 가스 공급공〕
또한 천정판(231)에는 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급공(231b)이 설치된다.
〔샤워 헤드〕
천정판(231)과 가스 분산판(234)을 주된 구성으로 하여 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(230)가 구성된다. 가스 분산판(234)은 처리실(201)의 천정부로서 구성되고, 또한 샤워 헤드의 저부로서 구성된다. 즉 처리실(201)의 상류 방향에 샤워 헤드(230)가 설치된다. 처리 가스는 처리 가스 공급공(231a)을 개재하여 샤워 헤드(230)의 버퍼실(232) 내의 버퍼 공간에 공급된다. 또한 불활성 가스는 불활성 가스 공급공(231b)을 개재하여 샤워 헤드(230)의 버퍼실(232) 내의 버퍼 공간에 공급된다.
버퍼실(232)은 덮개(231)의 하단부와 후술하는 분산판(234)의 상단에서 형성된다. 즉 분산판(234)은 버퍼실에서 보았을 때에 가스가 흐르는 방향 하류(여기서는 처리실 방향이며, 버퍼실의 하방)에 설치된다. 또한 천정판(231)은 버퍼실(232)에서 보았을 때에 가스 공급 방향의 상류에 설치된다.
샤워 헤드(230)는 버퍼실(232) 내의 공간과 처리실(201)의 처리 공간 사이에 처리 가스 공급공(231a)을 통하여 도입되는 가스를 분산시키기 위한 분산판(234)을 구비한다. 분산판(234)에는 복수의 관통공(234a)이 설치된다. 분산판(234)은 기판 재치면(211)과 대향하도록 배치된다. 분산판(234)은 관통공(234a)이 설치된 철 형상부[凸狀部]와, 철 형상부의 주위에 설치된 플랜지부를 포함하고, 플랜지부는 절연(絶緣) 블록(233)에 지지된다.
버퍼실(232)에는 공급된 가스의 흐름을 형성하는 가스 가이드(235)가 설치된다. 가스 가이드(235)는 천정(231)에 접속되는 기단부(235a)와 판부(235b)(板部)와 선단부(235c)(先端部)를 포함한다. 기단부(235a)는 예컨대 원주 형상으로 구성되고, 처리 가스 공급공(231a)이 원의 내주측에 위치되고, 불활성 가스 공급공(231b)이 원의 외주측에 위치되도록 천정판(231)에 접속된다. 또한 여기서는 기단부(235a)는 원주 형상이라고 기재하였지만 이에 한정되지 않고, 사각 등의 형상이어도 좋다. 즉 불활성 가스와 처리 가스가 혼합되지 않도록 처리 가스 공급공(231a)과 불활성 가스 공급공(231b)을 판부(235b)에 의해 격리할 수 있는 주(周) 형상의 구성이라면 좋다.
판부(235b)는 기단부(235a)로부터 연속된 구성이며, 분산판(234) 방향(처리실 방향)을 향함에 따라 지름이 커지는 원추 형상이다. 선단부(235c)는 기단부(235a)와 다른 측의 판부(235b)의 단부(端部)다. 즉 판부(235b)의 처리실(201)측의 단부다. 선단부(235c)에서도 기단부(235a)와 마찬가지로 원주 구조로 구성된다. 선단부(235c)의 지름은 관통공(234a) 군(群)의 최외주(最外周)보다 더 외주에 형성된다. 또한 불활성 가스 공급공(231b)은 수평 방향에서 기단부(235a)와 선단부(235c) 사이에 배치된다.
본 실시 형태에서는 판부(235b)의 내측[분산판(234)측]의 영역을 버퍼 공간(232)의 내측 영역(232a), 외측[천정(231)측]의 영역을 버퍼 공간(232)의 외측 영역(232b)이라고 부른다.
판부(235b)는 기단부(235a)와 연속하기 때문에 처리 가스 공급공(235a)을 통하여 공급되는 처리 가스와 불활성 가스 공급공(235b)을 통하여 공급되는 불활성 가스를 분리한다. 처리 가스 공급공(235a)을 통하여 내측 영역(232a)에 공급되는 처리 가스와, 불활성 가스 공급공(235b)을 통하여 외측 영역(232b)에 공급되는 불활성 가스는 판부(235b)의 내측과 외측에서 서로 영향을 미치지 않는다.
선단부(235c)와 버퍼실(232)의 측벽 사이에는 공간(232c)이 존재한다. 후술하는 제1 처리 가스 공급 공정(S202)이나 제2 처리 가스 공급 공정(S208) 등의 처리 가스 공급 공정에서는 처리 가스가 내측 영역(232a) 내에서 분산판(234) 방향으로 확산하고, 불활성 가스가 판부(235b)의 외측 영역(232b) 측의 면을 따라 분산판(234) 방향에 흐른다.
〔제1 배기계〕
버퍼실(232)의 상방에는 샤워 헤드용 배기공(231c)을 개재하여 배기관(236)이 접속된다. 배기관(236)에는 배기의 ON/OFF를 절체(切替)하는 밸브(237), 배기 버퍼실(232) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 등의 압력 조정기(238), 진공 펌프(239)가 순서대로 직렬로 접속된다. 또한 배기관(236), 밸브(237), 압력 조정기(238)를 총칭하여 제1 배기계, 또는 버퍼실 배기부라고 부른다.
〔처리 가스 공급계〕
제1 가스 공급관(243a)을 포함하는 제1 처리 가스 공급계(243)로부터는 제1 원소 함유 가스가 주로 공급되고, 제2 가스 공급관(244a)을 포함하는 제2 처리 가스 공급계(244)로부터는 주로 제2 원소 함유 가스가 공급된다. 제1 처리 가스 공급계(243)와 제2 처리 가스 공급계(244)로 처리 가스 공급계가 구성된다.
또한 처리 가스 공급계를 처리 가스 공급부라고 불러도 좋다.
〔제1 처리 가스 공급계〕
제1 가스 공급관(243a)에는 상류 방향부터 순서대로 제1 가스 공급원(243b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(243c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치된다.
제1 가스 공급관(243a)을 통하여 제1 원소를 함유하는 가스(이하, 「제1 원소 함유 가스」)가 매스 플로우 컨트롤러(243c), 밸브(243d), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230)에 공급된다.
제1 원소 함유 가스는 원료 가스, 즉 처리 가스 중 하나다. 여기서 제1 원소는 예컨대 티타늄(Ti)이다. 즉 제1 원소 함유 가스는 예컨대 티타늄 함유 가스다. 티타늄 함유 가스로서는 예컨대 TiCl4가스를 이용할 수 있다. 또한 제1 원소 함유 가스는 상온 상압에서 고체, 액체 및 기체 중 어느 것이어도 좋다. 제1 원소 함유 가스가 상온 상압에서 액체인 경우에는 제1 가스 공급원(232b)과 매스 플로우 컨트롤러(243c) 사이에 도시되지 않는 기화기를 설치하면 좋다. 여기서는 기체로서 설명한다.
또한 실리콘 함유 가스를 이용해도 좋다. 실리콘 함유 가스로서는 예컨대 유기 실리콘 재료인 헥사메틸디실라잔(C6H19NSi2, 약칭: HMDS)이나 트리실릴아민[(SiH3)3N, 약칭: TSA], 비스터셔리부틸아미노실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 가스 등을 이용할 수 있다. 이들의 가스는 프리커서로서 기능한다.
제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d)보다 하류측에는 제1 불활성 가스 공급관(246a)의 하류단이 접속된다. 제1 불활성 가스 공급관(246a)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(246b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(246c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(246d)가 설치된다.
여기서 불활성 가스는 예컨대 질소(N2) 가스다. 또한 불활성 가스로서 N2가스 외에 예컨대 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
제1 불활성 가스 공급관(246a)을 통하여 불활성 가스가 매스 플로우 컨트롤러(246c), 밸브(246d), 제1 가스 공급관(243a)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다. 불활성 가스는 후술하는 박막 형성 공정(S104))에서 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다.
주로 제1 가스 공급관(243a), 매스 플로우 컨트롤러(243c), 밸브(243d)에 의해 제1 가스 공급계(243)(티타늄 함유 가스 공급계라고도 부른다)가 구성된다.
또한 주로 제1 불활성 가스 공급관(246a), 매스 플로우 컨트롤러(246c) 및 밸브(246d)에 의해 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 불활성 가스 공급원(246b), 제1 가스 공급관(243a)을 제1 불활성 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
또한 제1 가스 공급원(243b), 제1 불활성 가스 공급계를 제1 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
또한 제1 처리 가스 공급계를 제1 처리 가스 공급부, 또는 원료 가스 공급부라고 불러도 좋다.
〔제2 처리 가스 공급계〕
제2 가스 공급관(244a)에는 상류 방향부터 순서대로 제2 가스 공급원(244b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(244c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(244d), 리모트 플라즈마 유닛(244e)이 설치된다.
제2 가스 공급관(244a)을 통하여 제2 원소를 함유하는 가스(이하, 「제2 원소 함유 가스」)가 매스 플로우 컨트롤러(244c), 밸브(244d), 리모트 플라즈마 유닛(244e), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다. 제2 원소 함유 가스는 리모트 플라즈마 유닛(244e)에 의해 플라즈마 상태가 되고 웨이퍼(200) 상에 조사(照射)된다.
제2 원소 함유 가스는 처리 가스 중 하나다. 또한 제2 원소 함유 가스는 제1 원소 함유 가스와 반응하는 반응 가스 또는 제1 원소 함유 가스 함유막을 개질하는 개질 가스로서 생각해도 좋다.
여기서 제2 원소 함유 가스는 제1 원소와는 다른 제2 원소를 함유한다. 제2 원소로서는 예컨대 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나다. 본 실시 형태에서는 제2 원소 함유 가스는 예컨대 질소 함유 가스로 한다. 구체적으로는 질소 함유 가스로서 암모니아(NH3) 가스가 이용된다.
주로 제2 가스 공급관(244a), 매스 플로우 컨트롤러(244c), 밸브(244d)에 의해 제2 처리 가스 공급계(244)(질소 함유 가스 공급계라고도 부른다)가 구성된다.
또한 제2 가스 공급관(244a)의 밸브(244d)보다 하류측에는 제2 불활성 가스 공급관(247a)의 하류단이 접속된다. 제2 불활성 가스 공급관(247a)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(247b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(247c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(247d)가 설치된다.
제2 불활성 가스 공급관(247a)을 통하여 불활성 가스가 매스 플로우 컨트롤러(247c), 밸브(247d), 제2 가스 공급관(244a), 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다. 불활성 가스는 후술하는 성막 공정(S104)(박막 형성 공정이라고도 부른다)에서는 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다.
주로 제2 불활성 가스 공급관(247a), 매스 플로우 컨트롤러(247c) 및 밸브(247d)에 의해 제2 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 불활성 가스 공급원(247b), 제2 가스 공급관(243a), 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 제2 불활성 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
또한 제2 가스 공급원(244b), 리모트 플라즈마 유닛(244e), 제2 불활성 가스 공급계를 제2 처리 가스 공급계(244)에 포함시켜서 생각해도 좋다.
또한 제2 처리 가스 공급계를 제2 처리 가스 공급부, 또는 반응 가스 공급부라고 불러도 좋다.
〔불활성 가스 공급계〕
제3 가스 공급관(245a)을 포함하는 제3 가스 공급계(245)로부터는 웨이퍼를 처리할 때에는 주로 불활성 가스가 공급된다.
제3 가스 공급관(245a)에는 상류 방향부터 순서대로 제3 가스 공급원(245b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(245c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(245d)가 설치된다.
제3 가스 공급관(245a)을 통하여 퍼지 가스로서의 불활성 가스가 매스 플로우 컨트롤러(245c), 밸브(245d)를 개재하여 샤워 헤드(230)에 공급된다.
여기서 불활성 가스는 예컨대 질소(N2) 가스다. 또한 불활성 가스로서 N2가스 외에 예컨대 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
주로 제3 가스 공급관(245a), 매스 플로우 컨트롤러(245c), 밸브(245d)에 의해 불활성 가스 공급계(245)가 구성된다.
또한 제3 가스 공급원(245b), 클리닝 가스 공급계를 제3 가스 공급계(245)에 포함시켜서 생각해도 좋다.
제3 가스 공급관(245a)을 통하여 기판 처리 공정에서는 불활성 가스가 매스 플로우 컨트롤러(245c), 밸브(245d)를 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
불활성 가스 공급원(245b)으로부터 공급되는 불활성 가스는 후술하는 박막 형성 공정(S104))에서 처리실(201)이나 샤워 헤드(230) 내에 잔류한 가스를 퍼지하는 퍼지 가스로서 작용한다. 또한 본 명세서에서는 불활성 가스 공급계(245)를 제3 가스 공급계라고도 부른다.
〔제2 배기계〕
처리실(201)[상부 용기(202a)]의 내벽에는 처리실(201)의 분위기를 배기하는 배기구(221)가 설치된다. 배기구(221)에는 배기관(222)이 접속되고, 배기관(222)에는 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 등의 압력 조정기(223), 배기 펌프(224)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 배기구(221), 배기관(222), 압력 조정기(223), 배기 펌프(224)에 의해 제2 배기계(220)(배기 라인)가 구성된다. 제2 배기계는 처리실 배기부라고도 부른다.
〔컨트롤러〕
기판 처리 장치(100)는 기판 처리 장치(100)의 각(各) 부(部)의 동작을 제어하는 컨트롤러(260)를 포함한다. 컨트롤러(260)는 연산부(261) 및 기억부(262)를 적어도 포함한다. 컨트롤러(260)는 상기 컨트롤러나 사용자의 지시에 따라 기억부로부터 기판 처리 장치의 프로그램이나 제어 레시피를 호출하고, 그 내용에 따라 각 구성을 제어한다.
(2) 기판 처리 공정
<성막 공정>
다음으로 기판 처리 장치로서의 기판 처리 장치(100)를 사용하여 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 공정에 대하여 도 2, 도 3, 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 2, 도 3, 도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 성막 공정의 플로우 차트다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(260)에 의해 제어된다.
도 2, 도 3, 도 4를 이용하여 기판 처리 공정의 개략에 대하여 설명한다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트다.
여기서는 제1 원소 함유 가스로서 TiCl4가스를 이용하고, 제2 원소 함유 가스로서 암모니아(NH3) 가스를 이용하여, 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 질화티타늄막을 형성하는 예에 대하여 설명한다. 또한 예컨대 웨이퍼(200) 상에는 미리 소정의 막이 형성되어도 좋다. 또한 웨이퍼(200) 또는 소정의 막에는 미리 소정의 패턴이 형성되어도 좋다.
〔기판 반입·재치 공정(S102)〕
처리 장치(100)에서는 기판 재치대(212)를 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 하강시키는 것에 의해 기판 재치대(212)의 관통공(214)에 리프트 핀(207)을 관통시킨다. 그 결과, 리프트 핀(207)이 기판 재치대(212) 표면보다 소정의 높이만큼만 돌출한 상태가 된다. 계속해서 게이트 밸브(205)를 열고, 도시되지 않는 웨이퍼 이재기(移載機)를 이용하여 처리실 내에 웨이퍼(200)(처리 기판)를 반입하고, 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 이재한다. 이에 의해 웨이퍼(200)는 기판 재치대(212)의 표면으로부터 돌출한 리프트 핀(207) 상에 수평 자세로 지지된다.
처리 용기(202) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면, 웨이퍼 이재기를 처리 용기(202) 외로 퇴피시키고, 게이트 밸브(205)를 닫고 처리 용기(202) 내를 밀폐한다. 그 후, 기판 재치대(212)를 상승시키는 것에 의해 기판 재치대(212)에 설치된 기판 재치면(211) 상에 웨이퍼(200)를 재치한다.
또한 웨이퍼(200)를 처리 용기(202) 내에 반입할 때에는 배기계에 의해 처리 용기(202) 내를 배기하면서 불활성 가스 공급계로부터 처리 용기(202) 내에 불활성 가스로서의 N2가스를 공급하는 것이 바람직하다. 즉 배기 펌프(224)를 작동시켜 APC밸브(223)를 여는 것에 의해 처리 용기(202) 내를 배기한 상태에서 적어도 제3 가스 공급계의 밸브(245d)를 여는 것에 의해 처리 용기(202) 내에 N2가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 처리 용기(202) 내로의 파티클의 침입이나, 웨이퍼(200) 상으로의 파티클의 부착을 억제하는 것이 가능해진다. 또한 배기 펌프(224)는 적어도 기판 반입·재치 공정(S102)) 내지 후술하는 기판 반출 공정(S106))이 종료될 때까지의 사이는 항상 작동시킨 상태로 한다.
웨이퍼(200)를 기판 재치대(212) 상에 재치할 때에는 기판 재치대(212)의 내부에 매립된 히터(213) 및/또는 샤워 헤드에 전력을 공급하여 웨이퍼(200)의 표면이 소정의 온도가 되도록 제어된다. 웨이퍼(200)의 온도는 예컨대 실온 이상 500℃ 이하이며, 바람직하게는 실온 이상 400℃ 이하다. 이 때 히터(213)의 온도는 도시되지 않는 온도 센서에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(213)로의 통전 상태를 제어하는 것에 의해 조정된다.
〔성막 공정(S104)〕
다음으로 박막 형성 공정(S104)을 수행한다. 박막 형성 공정(S104)의 기본적인 흐름에 대하여 설명하고, 본 실시 형태의 특징 부분에 대해서는 상세를 후술한다.
박막 형성 공정(S104)에서는 샤워 헤드(230)의 버퍼실(232)을 개재하여 처리실(201) 내에 TiCl4가스를 공급한다. TiCl4가스를 공급하고 소정 시간이 경과한 후, TiCl4가스의 공급을 정지하고, 퍼지 가스에 의해 버퍼실(232), 처리실(201)로부터 TiCl4가스를 배출한다.
TiCl4가스를 배출한 후, 버퍼실(232)을 개재하여 처리실(201) 내에 플라즈마 상태의 암모니아 가스를 공급한다. 암모니아 가스는 웨이퍼(200) 상에 형성된 티타늄 함유막과 반응하여 질화티타늄막을 형성한다. 소정 시간이 경과한 후, 암모니아 가스의 공급을 정지하고, 퍼지 가스에 의해 샤워 헤드(230), 처리실(201)로부터 암모니아 가스를 배출한다.
성막 공정(S104)에서는 상기 흐름을 반복하는 것에 의해 원하는 막 두께의 질화티타늄막을 형성한다.
〔기판 반출 공정(S106)〕
다음으로 기판 재치대(212)를 하강시켜 기판 재치대(212)의 표면으로부터 돌출시킨 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 지지시킨다. 그 후, 게이트 밸브(205)를 열고, 웨이퍼 이재기를 이용하여 웨이퍼(200)를 처리 용기(202) 외로 반출한다. 그 후, 기판 처리 공정을 종료하는 경우에는 제3 가스 공급계로부터 처리 용기(202) 내에 불활성 가스를 공급하는 것을 정지한다.
〔처리 횟수 판정 공정(S108)〕
기판을 반출한 후, 박막 형성 공정이 소정의 횟수에 도달하였는지에 대한 여부를 판정한다. 소정의 횟수에 도달하였다고 판단되면, 클리닝 공정으로 이행한다. 소정의 횟수에 도달하지 않았다고 판단되면, 다음으로 대기 중인 웨이퍼(200)의 처리를 시작하기 위해서 기판 반입·재치 공정(S102)으로 이행한다.
계속해서 성막 공정(S104)의 상세에 대하여 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다.
〔제1 처리 가스 공급 공정(S202)〕
각각 원하는 온도에 도달하면, 밸브(243d)를 열고, 처리 가스 공급공(231a), 버퍼실(232)의 내측 영역(232a), 복수의 관통공(234a)을 개재하여 처리실(201) 내에 제1 처리 가스로서의 TiCl4의 공급을 시작한다. 이 때 밸브(246d)를 열고, 캐리어 가스로서의 불활성 가스의 공급도 시작한다.
제2 처리 가스 공급계에서는 밸브(244d)를 OFF로 하고, 밸브(247d)를 ON으로 한다. 이와 같이 하여 제1 처리 가스가 제2 처리 가스 공급계(244)에 공급되는 것을 방지한다. 방지하는 것에 의해 제2 처리 가스 공급계(244) 내에서의 가스 부착을 방지한다.
제3 가스 공급계에서는 밸브(245d)를 열고, 불활성 가스 공급공(231b)을 개재하여 버퍼실(232)의 외측 영역(232b)에 불활성 가스를 공급한다. 공급된 불활성 가스는 가스 가이드(235)의 판부(235b)를 따라 선단부(235c)와 측벽 사이의 공간(232c)에 공급된다. 공급된 불활성 가스는 제1 처리 가스가 외측 영역(232b)에 회입(回入)되는 것을 억제하는 가스 커튼으로서 활용된다. 회입을 억제하는 것에 의해 외측 영역(235b)에 인접하는 판부(235b)나 버퍼실 벽으로의 가스 부착을 방지한다.
또한 보다 바람직하게는 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량을 외측 영역(232b)으로의 가스의 회입을 억제하는 양이며, 또한 처리 가스 공급계로부터 공급되는 가스의 공급량보다 적게 하는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 제1 처리 가스 공급계로부터 공급되는 제1 가스와 불활성 가스, 또한 제2 처리 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스의 총공급량보다 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량을 더 적게 하는 것이 바람직하다.
적게 하는 것에 의해 선단부(235c) 근방에서의 제1 가스의 희석을 억제하는 것이 가능해진다. 그 결과, 기판의 중앙 부분과 외주 부분에서 균일하게 원료 가스인 제1 처리 가스를 공급하여 기판 면내를 균일하게 처리할 수 있다.
예컨대 제1 가스가 희석될 정도의 양이었을 경우, 기판의 중앙 부분과 외주 부분에서 원료 가스의 공급량에 차이가 발생할 우려가 있다. 이 경우, 기판의 중앙 부분과 외주 부분의 폭로량에 차이가 발생하고, 그 결과 기판 면내에서 막질에 차이가 발생하기 때문에 디바이스의 수율 저하로 이어진다.
버퍼실(232) 내의 내측 영역(232a)에서는 가스 가이드(235)에 의해 TiCl4가스가 균일하게 분산된다. 균일하게 분산된 가스는 복수의 관통공(234a)을 개재하여 처리실(201) 내의 웨이퍼(200) 상에 균일하게 공급된다.
이 때 제1 처리 가스인 TiCl4가스나 그 캐리어 가스, 또한 제2 처리 가스 공급계의 캐리어 가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 제1 처리 가스 공급계 및 제2 처리 가스 공급계의 매스 플로우 컨트롤러를 조정한다. 또한 제3 처리 가스인 불활성 가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(245c)를 조정한다. 또한 TiCl4의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5,000sccm 이하다. 또한 배기 펌프(224)를 작동시켜 APC밸브(223)의 개도(開度)를 적절히 조정하는 것에 의해 처리 용기(202) 내의 압력을 소정의 압력으로 한다.
공급된 TiCl4가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 웨이퍼(200) 표면 상에는 TiCl4가스가 웨이퍼(200) 상에 접촉하는 것에 의해 「제1 원소 함유층」으로서의 티타늄 함유층이 형성된다.
티타늄 함유층은 예컨대 처리 용기(202) 내의 압력, TiCl4가스의 유량, 기판 재치대(212)의 온도, 제1 처리 영역(201a)에서의 처리 시간 등에 따라 소정의 두께 및 소정의 분포로 형성된다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(243d)를 닫고 TiCl4가스의 공급을 정지한다. 밸브(245d)는 ON을 유지하고 불활성 가스의 공급을 계속해서 수행한다.
〔제1 샤워 헤드 배기 공정(S204)〕
밸브(243d)를 닫고 TiCl4가스의 공급을 정지한 후, 밸브(237)를 ON으로 하여 샤워 헤드(230) 내의 분위기를 배기한다. 구체적으로는 버퍼실(232) 내의 분위기를 배기한다. 이 때 진공 펌프(239)는 미리 작동시킨다.
이 때 버퍼실(232)에서의 제1 배기계로부터의 배기 컨덕턴스가 처리실을 개재한 배기 펌프(224)의 컨덕턴스보다 높아지도록 밸브(237)의 개폐 밸브 및 진공 펌프(239)를 제어한다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 버퍼실(232)의 중앙으로부터 샤워 헤드 배기공(231c)을 향한 가스의 흐름이 형성된다. 이와 같이 하여 버퍼실(232)의 벽에 부착한 가스나, 버퍼 공간 내에 부유(浮遊)한 가스가 처리실(201)에 진입하지 않고 제1 배기계로부터 배기된다.
또한 버퍼실(232)의 분위기를 조기(早期)에 배기하기 위해서 제3 가스 공급계로부터 불활성 가스를 공급한다.
이 때 보다 바람직하게는 매스 플로우 컨트롤러(245c)를 제어하여 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스 공급량을 제1 처리 가스 공급 공정보다 많게 한다. 공급량을 많게 하는 것에 의해 버퍼실(232)의 분위기를 보다 신속하게 배기할 수 있다. 또한 내측 영역(232a)에도 불활성 가스를 많이 공급할 수 있어, 내측 영역(232a)의 잔류 가스를 보다 확실하게 제거하는 것이 가능해진다.
바꿔 말하면, 제1 가스 공급 공정에서는 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스가 내측 영역(232a)에 도달하여 처리 가스의 흐름을 저해하지 않도록 불활성 가스의 가스 유량을 제어한다. 또한 제1 샤워 헤드 배기 공정에서는 밸브(243d)를 닫은 직후에 잔류하는 제1 가스의 흐름이 존재하였다고 해도 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스가 내측 영역(232a)에 도달하여 내측 영역(232a)의 잔류 가스를 제거하도록 가스 유량을 제어한다. 이와 같은 목적에 의해 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스는 제1 샤워 헤드 배기 공정에서의 유량이 제1 가스 공급 공정에서의 유량보다 많아지도록 제어된다.
〔제1 처리실 배기 공정(S206)〕
소정 시간이 경과한 후, 계속해서 제2 배기계의 배기 펌프(224)를 작동시키면서 처리 공간에서 제2 배기계로부터의 배기 컨덕턴스가 샤워 헤드(230)를 개재한 제1 배기계로부터의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 APC밸브(223)의 개도 및 밸브(237)의 개도를 조정한다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 처리실(201)을 경유한 제2 배기계를 향한 가스 흐름이 형성된다. 따라서 버퍼실(232)에 공급된 불활성 가스를 확실하게 기판 상에 공급하는 것이 가능해지고, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 높아진다.
처리실 배기 공정에서 공급된 불활성 가스는 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 웨이퍼(200)에 결합하지 못한 티타늄 성분을 웨이퍼(200) 상으로부터 제거한다. 또한 밸브(237)를 열고, 압력 조정기(237), 진공 펌프(239)를 제어하여 샤워 헤드(230) 내에 잔류한 TiCl4가스를 제거한다. 소정 시간이 경과한 후, 밸브(245d)를 조여 불활성 가스의 공급량을 적게 하는 것과 함께, 밸브(237)를 닫고 샤워 헤드(230)와 진공 펌프(239) 사이를 차단한다.
보다 바람직하게는 소정 시간이 경과한 후, 제2 배기계의 배기 펌프(224)를 계속해서 작동시키면서 밸브(237)를 닫는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 처리실(201)을 경유한 제2 배기계를 향한 흐름이 제1 배기계의 영향을 받지 않기 때문에 보다 확실하게 불활성 가스를 기판 상에 공급하는 것이 가능해지고, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 더 높아진다.
또한 샤워 헤드 배기 공정(S204) 후에 계속해서 처리실 배기 공정(S206)을 수행하는 것에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉 샤워 헤드 배기 공정(S204)에서 버퍼실(232) 내의 잔류물을 제거하기 때문에 처리실 배기 공정(S206)에서 가스의 흐름이 웨이퍼(200) 상을 경유하였다고 해도 잔류 가스가 기판 상에 부착하는 것을 방지할 수 있다.
〔제2 처리 가스 공급 공정(S208)〕
제1 처리 가스 공급계에서는 밸브(243d)를 OFF로 한 상태에서 밸브(247d)의 ON을 유지하고 계속해서 불활성 가스를 공급한다.
제2 처리 가스 공급계에서는 리모트 플라즈마 유닛(244e)의 기동 상태를 유지하면서 밸브(244d)의 ON을 유지한다. 암모니아 가스는 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 통과하여 플라즈마화된다. 래디컬이 주체인 플라즈마는 버퍼실(232), 관통공(234a)을 개재하여 기판 상에 균일하게 공급된다.
이 때 암모니아 가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(244c)를 조정한다. 또한 암모니아 가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5,000sccm 이하다. 또한 암모니아 가스와 함께 제2 불활성 가스 공급계로부터 캐리어 가스로서 N2가스를 흘려도 좋다. 또한 APC밸브(223)의 개도를 적절히 조정하는 것에 의해 처리 용기(202) 내의 압력을 소정의 압력으로 한다.
래디컬이 주체인 암모니아 가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 이미 형성된 티타늄 함유층이 암모니아 래디컬에 의해 개질되어 웨이퍼(200) 상에 예컨대 티타늄 원소 및 질소 원소를 함유하는 층이 형성된다.
개질층은 예컨대 처리 용기(202) 내의 압력, 암모니아 가스의 유량, 기판 재치대(212)의 온도, 플라즈마 생성부(206)의 전력 공급 상태 등에 따라 소정의 두께, 소정의 분포, 티타늄 함유층에 대한 소정의 질소 성분 등의 침입 깊이로 형성된다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(244d)를 닫고, 암모니아 가스의 공급을 정지한다.
보다 바람직하게는 제2 처리 가스 공급 공정에서는 제3 가스 공급계로 밸브(245d)의 ON을 유지하고, 불활성 가스 공급공(231b)을 개재하여 버퍼실(232)에 공급하는 것이 바람직하다. 공급된 불활성 가스는 제2 처리 가스가 외측 영역(235b)에 회입되는 것을 억제하는 가스 커튼으로서 활용된다. 제2 처리 가스 공급 공정에서는 버퍼실(232)의 잔류 제1 가스와 암모니아 가스의 반응을 억제할 수 있다. 따라서 보다 높은 확률로 버퍼실 내의 부착물의 발생을 억제할 수 있다. 또한 잔류 제1 가스란 제1 가스 공급 공정에서 가스 커튼을 넘어 외측 영역(232b)에 회입한 제1 가스나, 제1 샤워 헤드 배기 공정에서 배기하지 못한 제1 가스를 말한다.
또한 보다 바람직하게는 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량을 외측 영역(232b)으로의 가스의 회입을 억제하는 양이며, 처리 가스 공급계로부터 공급되는 가스의 공급량보다 적게 하는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 제2 처리 가스 공급계로부터 공급되는 제2 가스와 불활성 가스, 또한 제1 처리 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스의 총공급량보다 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량을 더 적게 하는 것이 바람직하다.
적게 하는 것에 의해 선단부(235c) 근방에서의 제2 가스의 희석을 억제하는 것이 가능해진다. 그 결과, 기판의 중앙 부분과 외주 부분에서 균일하게 반응 가스인 제2 처리 가스를 공급하여 기판 면내를 균일하게 처리할 수 있다.
예컨대 암모니아 가스가 희석될 정도의 양이었을 경우, 기판의 중앙 부분과 외주 부분에서 암모니아 가스의 공급량에 차이가 발생할 우려가 있다. 이 경우, 기판의 중앙 부분과 외주 부분의 폭로량에 차이가 발생하고, 그 결과 막질에 차이가 발생하기 때문에 수율의 저하로 이어진다.
〔제2 샤워 헤드 배기 공정(S210)〕
밸브(244d)를 닫고 암모니아 가스의 공급을 정지한 후, 밸브(237)를 ON으로 하여 샤워 헤드(230) 내의 분위기를 배기한다. 구체적으로는 버퍼실(232) 내의 분위기를 배기한다. 이 때 진공 펌프(239)는 미리 작동시킨다.
버퍼실(232)에서의 제1 배기계로부터의 배기 컨덕턴스가 처리실을 개재한 배기 펌프(224)의 컨덕턴스보다 높아지도록 밸브(237)의 개폐 밸브 및 진공 펌프(239)를 제어한다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 버퍼실(232)의 중앙으로부터 샤워 헤드 배기공(231c)을 향한 가스의 흐름이 형성된다. 이와 같이 하여 버퍼실(232)의 벽에 부착한 가스나, 버퍼 공간 내에 부유한 가스가 처리실(201)에 진입하지 않고 제1 배기계로부터 배기된다.
이 때 보다 바람직하게는 매스 플로우 컨트롤러(245c)를 제어하여 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스 공급량을 제2 처리 가스 공급 공정보다 많게 한다. 공급량을 많게 하는 것에 의해 버퍼실(232)의 분위기를 보다 신속하게 배기할 수 있다. 또한 내측 영역(232a)에도 불활성 가스를 많이 공급할 수 있어, 내측 영역(232a)의 잔류 가스를 보다 확실하게 제거하는 것이 가능해진다.
바꿔 말하면, 제2 가스 공급 공정에서는 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스가 내측 영역(232a)에 도달하여 처리 가스의 흐름을 저해하지 않도록 불활성 가스의 가스 유량을 제어한다. 또한 제2 샤워 헤드 배기 공정에서는 밸브(244d)를 닫은 직후에 잔류하는 처리 가스의 가스 흐름이 존재하였다고 해도 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스가 내측 영역(232a)에 도달하여 내측 영역(232a)의 잔류 가스를 압출(押出)하도록 가스 유량을 제어한다. 이와 같은 목적에 의해 제3 가스 공급계로부터 공급되는 불활성 가스는 제2 샤워 헤드 배기 공정에서의 유량이 제2 가스 공급 공정에서의 유량보다 많아지도록 제어된다.
〔제2 처리실 배기 공정(S212)〕
소정 시간이 경과한 후, 제2 배기계의 배기 펌프(224)를 작동시키면서 처리 공간에서 제2 배기계로부터의 배기 컨덕턴스가 샤워 헤드(230)를 개재한 제1 배기계로부터의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 APC밸브(223)의 개도 및 밸브(237)의 개도를 조정한다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 처리실(201)을 경유한 제2 배기계를 향한 가스의 흐름이 형성된다. 따라서 버퍼실(232)에 공급된 불활성 가스를 확실하게 기판 상에 공급하는 것이 가능해지고, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 높아진다.
처리실 배기 공정에서 공급된 불활성 가스는 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 웨이퍼(200)에 결합되지 못한 티타늄 성분을 웨이퍼(200) 상으로부터 제거한다. 또한 밸브(237)를 열고, 압력 조정기(237), 진공 펌프(239)를 제어하여 샤워 헤드(230) 내에 잔류한 암모니아 가스를 제거한다. 소정 시간이 경과한 후, 밸브(243d)를 닫고 불활성 가스의 공급을 정지하는 것과 함께, 밸브(237)를 닫고 샤워 헤드(230)와 진공 펌프(239) 사이를 차단한다.
보다 바람직하게는 소정 시간이 경과한 후, 제2 배기계의 배기 펌프(224)를 계속해서 작동시키면서 밸브(237)를 닫는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 버퍼실(232) 내의 잔류 가스나, 공급된 불활성 가스는 처리실(201)을 경유한 제2 배기계를 향한 흐름이 제1 배기계의 영향을 받지 않기 때문에 보다 확실하게 불활성 가스를 기판 상에 공급하는 것이 가능해지고, 기판 상에서 제1 가스와 완전히 반응하지 못한 잔류 가스의 제거 효율이 더 높아진다.
또한 샤워 헤드 배기 공정(S204) 후에 계속해서 처리실 배기 공정(S206)을 수행하는 것에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉 샤워 헤드 배기 공정(S204)에서 버퍼실(232) 내의 잔류물을 제거하기 때문에 처리실 배기 공정(S206)에서 가스의 흐름이 웨이퍼(200) 상을 경유하였다고 해도 잔류 가스가 기판 상에 부착하는 것을 방지할 수 있다.
〔판정 공정(S214)〕
그 동안 컨트롤러(260)는 상기 1사이클을 소정 횟수 실시하였는지에 대한 여부를 판정한다.
소정 횟수 실시하지 않았을 때(S214에서 No인 경우), 제1 처리 가스 공급 공정(S202), 제1 샤워 헤드 배기 공정(S204), 제1 처리실 배기 공정(S206), 제2 처리 가스 공급 공정(S208), 제2 샤워 헤드 배기 공정(S210), 제2 처리실 배기 공정(S212)의 사이클을 반복한다. 소정 횟수 실시하였을 때(S214에서 Yes인 경우), 성막 공정(S104)을 종료한다.
계속해서 도 5 및 도 6을 이용하여 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 마찬가지의 부호는 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성이기 때문에 설명을 생략한다. 또한 본 실시 형태의 기판 처리 방법은 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 이하, 차이점을 중심으로 본 실시 형태를 설명한다.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 장치 구성을 설명하는 도면이다. 제1 실시 형태와의 차이점은 불활성 가스 공급공(231d)이 수평 방향에서 선단부(235c)보다 외측에 설치되고, 또한 버퍼실(232)의 측벽을 구성하는 측벽 구조와 천정(231)의 접촉 부분보다 내측에 설치되는 점이다.
도 6은 전술의 측벽 구조와 천정(231)의 접촉 부분을 설명하는 도면이다. 분산판(234)의 측벽 구조와 천정(231)은 O링(251)을 개재하여 접촉한다. O링(251)은 실링(Sealing)용으로서 이용된다. 이와 같은 구성의 경우, 분산판(234)의 측벽 구조와 천정(231) 사이에 극간(隙間)이 설치된다. 또한 각부(232d)(角部)가 형성된다. 이와 같은 극간이나 각부가 가스 잔류부가 되고, 샤워 헤드 배기 공정을 실시해도 처리 가스가 잔류할 가능성이 있다. 그렇기 때문에 본 실시 형태에서는 가스 잔류부 근방에 불활성 가스 공급공을 설치한다. 이와 같이 하는 것에 의해 처리 가스 공급 공정에서 제1 실시 형태와 마찬가지로 가스 가이드(235)의 외측 영역(232b)으로의 회입을 방지한다. 또한 가스 커튼을 넘어 외측 영역(232b)으로 회입해한 가스가 가스 잔류부에 침입되는 것을 방지하는 것과 함께, 샤워 헤드 배기 공정에서 배기할 수 없었던 가스를 가스 잔류부로부터 배제하는 것이 가능해진다.
또한 전술한 실시 형태에서는 제1 원소 함유 가스로서 티타늄 함유 가스를 이용하여 제2 원소 함유 가스로서 질소 함유 가스를 이용하여 웨이퍼(200) 상에 질화티타늄막을 형성하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제1 원소 함유 가스로서 예컨대 실리콘(Si), 하프늄(Hf) 함유 가스, 지르코늄(Zr) 함유 가스, 티타늄(Ti) 함유 가스를 이용하여, 산화하프늄막(HfO막), 산화지르코늄막(ZrO막), 산화티타늄막(TiO막) 등의 High-k막 등을 웨이퍼(200) 상에 형성해도 좋다.
또한 전술한 실시 형태에서는 제1 배기계에 접속되는 샤워 헤드 배기공(231b)을 샤워 헤드의 덮개(231)에 설치하였지만 이에 한정되지 않고, 예컨대 버퍼실의 측면에 설치해도 좋다.
이하에 본 발명의 형태를 기재한다.
〔부기1〕
기판을 처리하는 처리실; 상기 처리실에 가스를 균일하게 공급하는 분산판을 포함하고 상기 처리실의 상방에 설치되는 버퍼실; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 처리 가스 공급부가 접속되고, 상기 버퍼실의 천정부(天井部)에 설치되는 처리 가스 공급공; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 불활성 가스 공급부가 접속되고, 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공; 상기 처리 가스 공급공이 그 내주측에 위치하고 상기 불활성 가스 공급공이 그 외주측에 위치하도록 상기 천정부의 하류측의 면에 접속되는 주(周) 형상의 기단부를 포함하고, 상기 분산판의 상방에 배치되는 가스 가이드; 상기 처리실의 분위기를 배기하고 상기 처리실의 하방에 설치되는 처리실 배기부; 및 적어도 상기 처리 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 처리실 배기부를 제어하는 제어부;를 포함하는 기판 처리 장치.
〔부기2〕
기판을 처리하는 처리실; 상기 처리실에 가스를 균일하게 공급하는 분산판을 포함하고 상기 처리실의 상방에 설치되는 버퍼실; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 처리 가스 공급부가 접속되고, 상기 버퍼실의 천정부에 설치되는 처리 가스 공급공; 가스 공급 방향에 대하여 상류측에 불활성 가스 공급부가 접속되고, 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공; 상기 처리 가스 공급공이 그 내주측에 위치하고 상기 불활성 가스 공급공이 그 외주측에 위치하도록 상기 천정부의 하류측의 면에 접속되는 주(周) 형상의 기단부, 상기 기단부로부터 상기 처리실 방향으로 그 지름이 커지도록 구성되는 원추 형상의 판부 및 상기 판부의 상기 기단부와는 다른 단부인 선단부를 포함하고, 상기 분산판의 상류에 설치되는 가스 가이드; 상기 처리실의 분위기를 배기하고 상기 처리실의 하방에 설치되는 처리실 배기부; 및 적어도 상기 처리 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 처리실 배기부를 제어하는 제어부;를 포함하는 기판 처리 장치.
〔부기3〕
상기 불활성 가스 공급공은 수평 방향에서 상기 선단부와 상기 기단부 사이에 설치되는 부기2에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기4〕
상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 가스의 유량을 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 부기2 또는 부기3에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기5〕
상기 기판 처리 장치는 상기 버퍼실에 접속되고 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 가스의 공급을 정지한 후, 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 부기4에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기6〕
상기 가스는 원료 가스 및 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 원료 가스를 포함하는 상기 가스의 유량을 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 제1 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 부기2 또는 부기3에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기7〕
상기 기판 처리 장치는 상기 버퍼실에 접속되고 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 원료 가스의 공급을 정지한 후, 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 제1 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 부기6에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기8〕
상기 가스는 원료 가스 및 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 반응 가스를 포함하는 상기 가스의 유량을 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 제2 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급계 및 상기 불활성 가스 공급계를 제어하는 부기2 또는 부기3에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기9〕
상기 기판 처리 장치는 상기 버퍼실에 접속되고 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 반응 가스의 공급을 정지한 후, 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 반응 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 부기8에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기11〕
상기 불활성 가스 공급공은 수평 방향에서 상기 선단부보다 외측에 설치되고, 상기 측벽을 구성하는 측벽 구조와 상기 천정을 구성하는 천정 구조의 접촉 부분보다 내측에 설치되는 부기2에 기재된 기판 처리 장치.
〔부기12〕
버퍼실의 천정부에 설치된 처리 가스 공급공을 통하여 가스 가이드의 내측 영역과, 상기 가스 가이드 및 처리실 사이에 설치되고 상기 버퍼실의 저부로서 구성되는 분산판을 개재하여 상기 처리실에 원료 가스를 공급하고 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공을 통하여 상기 가스 가이드의 외측 영역을 개재하여 불활성 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급 공정; 상기 처리 가스 공급공을 통하여 상기 가스 가이드의 내측 영역 및 상기 분산판을 개재하여 상기 처리실에 반응 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급 공정; 및 상기 제1 처리 가스 공급 공정 및 상기 제2 처리 가스 공급 공정을 반복하는 기판 처리 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
〔부기13〕
기판을 처리하는 처리실;
상기 처리실에 공급되는 가스의 흐름 방향에서 상기 처리실보다도 상류측에 설치된 버퍼실;
상기 버퍼실에 설치된 제1 영역;
상기 버퍼실에 설치되고 상기 제1 영역에 연통하는 제2 영역;
상기 제1 영역에 접속된 가스 공급부;
상기 제2 영역에 접속된 불활성 가스 공급부; 및
상기 제2 영역에 접속된 가스 배출부;
를 포함하는 기판 처리 장치.
100: 처리 장치 200: 웨이퍼
210: 기판 재치부 220: 제1 배기계
230: 샤워 헤드 243: 제1 처리 가스 공급계
244: 제2 처리 가스 공급계 245: 제3 가스 공급계
260: 컨트롤러

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 처리실에 가스를 균일하게 공급하는 분산부를 포함하고 상기 처리실의 상방(上方)에 설치되는 버퍼실;
    가스 공급 방향에 대하여 상류측에 처리 가스 공급부가 접속되고, 상기 버퍼실의 천정부(天井部)에 설치되는 처리 가스 공급공;
    가스 공급 방향에 대하여 상류측에 불활성 가스 공급부가 접속되고, 상기 천정부에 설치되는 불활성 가스 공급공;
    상기 처리 가스 공급공측에 있는 기단부(基端部)와, 상기 처리 가스 공급공보다 상기 불활성 가스 공급공 측에 있는 선단부(先端部)와, 상기 기단부와 상기 선단부 사이를 잇는 판부(板部)를 포함하고, 상기 분산부와 상기 천정부 사이의 간극(間隙)에 배치되는 가스 가이드;
    상기 처리실의 분위기를 배기하고 상기 처리실의 하방(下方)에 설치되는 처리실 배기부;
    상기 버퍼실에 접속되고 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기부; 및
    적어도 상기 처리 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 처리실 배기부를 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하고, 상기 가스의 공급을 정지한 후 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 불활성 가스 공급공은 수평 방향에서 상기 선단부(先端部)와 상기 기단부 사이에 설치되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 가스는 원료 가스 및 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 원료 가스를 포함하는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 제1 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치
  8. 제2항에 있어서, 상기 가스는 원료 가스 및 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 원료 가스를 포함하는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 제1 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 원료 가스의 공급을 정지한 후, 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 제1 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 가스는 원료 가스 및 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 반응 가스를 포함하는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 제2 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 가스는 원료 가스 및 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어부는 상기 처리 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 반응 가스를 포함하는 상기 가스의 유량이 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 유량보다 많게 하는 제2 처리 가스 공급 공정을 실행하도록 상기 처리 가스 공급부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 반응 가스의 공급을 정지한 후, 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 제2 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 반응 가스의 공급을 정지한 후, 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 상기 불활성 가스의 공급량을 상기 제2 처리 가스 공급 공정보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 버퍼실 배기 공정을 실행하도록 상기 버퍼실 배기부 및 상기 불활성 가스 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 불활성 가스 공급공은 수평 방향에서 상기 선단부보다 외측에 설치되고 측벽을 구성하는 측벽 구조와 상기 천정부를 구성하는 천정 구조의 접촉 부분보다 내측에 설치되는 기판 처리 장치.
  15. 처리실에 기판을 반입하는 공정; 및
    상기 처리실에 가스를 균일하게 공급하는 분산부를 포함하고 상기 처리실의 상방에 설치되는 버퍼실을 개재하여 상기 처리실에 상기 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 성막 공정;
    을 포함하고,
    상기 성막 공정에서는, 상기 버퍼실의 천정부에 형성된 처리 가스 공급공과 불활성 가스 공급공 각각을 통하여 상기 버퍼실 내에 상기 가스를 공급하고,
    상기 버퍼실 내에 공급된 상기 가스는,
    상기 처리 가스 공급공측에 있는 기단부와 상기 처리 가스 공급공보다 상기 불활성 가스 공급공 측에 있는 선단부와 상기 기단부와 상기 선단부 사이를 잇는 판부를 포함하고 상기 분산부와 상기 천정부 사이의 간극에 배치되는 가스 가이드를 개재하고, 상기 버퍼실의 저부로서 구성되는 상기 분산부를 개재하여 상기 처리실에 공급되는 것이고,
    상기 가스의 공급을 정지한 후 상기 불활성 가스 공급공을 통하여 공급되는 불활성 가스의 공급량을 상기 성막 공정에서 공급되는 것보다 많게 하면서 상기 버퍼실의 분위기를 배기하는 반도체 제조 장치의 제조 방법.
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