KR101631031B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 가스 정류부 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 가스 정류부 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 기판 상에 형성되는 막의 특성이나 기판 면내에의 처리 균일성을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 기판을 수용하는 처리실과, 기판 지지부와, 상기 기판에 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와, 상기 기판에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와, 복수 개소로부터 공급된 퍼지 가스를 균압하는 가스 균압부를 갖고, 당해 가스 균압부에서 균압된 퍼지 가스를 상기 기판 지지부의 외주단 측에 공급하고, 적어도 상기 제1 가스 혹은 제2 가스 중 어느 한쪽의 배기 컨덕턴스를 조정하는 컨덕턴스 조정부를 갖는다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 가스 정류부 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, GAS RECTIFYING UNIT AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 가스 정류부에 관한 것이다.
대규모 집적 회로(Large Scale Integrated Circuit:이하 LSI)의 고집적화에 수반하여, 회로 패턴의 미세화가 진행되고 있다.
좁은 면적에 많은 반도체 디바이스를 집적시키기 위해서는, 디바이스의 사이즈를 작게 형성해야 하고, 이를 위해서는, 형성하려고 하는 패턴의 폭과 간격을 작게 해야 한다.
최근의 미세화에 의해, 미세 구조의 매립, 특히 종방향으로 깊거나, 혹은 횡방향으로 좁은 공극 구조(홈)에의 산화물의 매립에 대해, CVD법에 의한 매립 방법이 기술 한계에 달하고 있다. 또한, 트랜지스터의 미세화에 의해, 얇고 균일한 게이트 절연막이나 게이트 전극의 형성이 요구되고 있다. 또한, 반도체 디바이스의 생산성을 높이기 위해 기판 1매당 처리 시간의 단축이 요구되고 있다.
또한, 반도체 디바이스의 생산성을 높이기 위해, 기판의 면내 전체에의 처리 균일성을 향상시키는 것이 요구되고 있다.
최근의 LSI, DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 Flash Memory로 대표되는 반도체 장치의 최소 가공 치수가, 30㎚ 폭보다 작아지고, 또한 막 두께도 얇아져, 품질을 유지한 상태에서, 미세화나 제조 스루풋 향상이나 기판에의 처리 균일성을 향상시키는 것이 곤란하게 되어 있다.
본 발명은 기판 상에 형성되는 막의 특성이나 기판 면내에의 처리 균일성을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능한 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 가스 정류부를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 형태에 따르면, 기판을 수용하는 처리 공간을 포함하는 처리실과, 상기 처리실에 설치되고, 기판 적재대를 포함하는 기판 지지부와, 상기 기판에 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와, 상기 기판에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와, 상기 처리실에 설치되고, 상기 제1 가스 공급부 또는 상기 제2 가스 공급부로부터 가스가 도입되는 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 처리 공간의 사이에 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 공급되는 가스가 빠져나가는 개구를 포함하는 가스 정류부와, 상기 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 구성되는 가스 유로와, 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하는 가스 균압부와, 상기 가스 균압 공간의 각각에 대하여 퍼지 가스의 공급량을 다르게 하여 공급하는 퍼지 가스 공급부와, 상기 가스 균압부가 설치되고, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많도록 조정하는 컨덕턴스 조정부를 포함하는, 기판 처리 장치가 제공된다.
다른 형태에 따르면, 기판을 수용하는 처리 공간을 포함하는 처리실과, 상기 처리실에 설치된 기판 적재대를 포함하는 기판 지지부와, 가스를 상기 처리 공간에 도입하는 가스 도입 구멍을 포함하는 기판 처리 장치에 사용되고, 상기 가스 도입 구멍과 상기 처리 공간의 사이에 설치되는 가스 정류부로서, 상기 처리실에 설치된 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 가스 유로가 형성되도록 구성되며, 퍼지 가스 공급부에 접속되는 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하고, 상기 각각의 가스 균압 공간에는 상기 퍼지 가스 공급부로부터 상이한 유량의 퍼지 가스가 공급되는 가스 균압부와, 상기 가스 균압부를 포함하고, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 상기 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 상기 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많아지도록 조정하는 컨덕턴스 조정부를 포함하는, 가스 정류부가 제공된다.
또 다른 형태에 따르면, 기판을, 처리 공간을 포함하는 처리실에 수용하는 공정과, 상기 기판을, 상기 처리실에 설치된 기판 지지부의 기판 적재대에 적재하는 공정과, 상기 처리실에 형성된 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 처리 공간의 사이에 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 공급되는 가스가 빠져나가는 개구를 포함하는 가스 정류부를 통하여 상기 기판에 제1 가스와 제2 가스 중 어느 하나, 혹은 양쪽을 공급함과 함께, 상기 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 구성된 가스 유로에 있어서, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에, 컨덕턴스 조정부에 설치된 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하는 가스 균압부 중, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많아지도록 조정하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
또 다른 형태에 따르면, 기판을, 처리 공간을 포함하는 처리실에 수용하는 수순과, 상기 기판을, 상기 처리실에 설치된 기판 지지부의 기판 적재대에 적재하는 수순과, 상기 처리실에 형성된 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 처리 공간의 사이에 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 공급되는 가스가 빠져나가는 개구를 포함하는 가스 정류부를 통하여 상기 기판에 제1 가스와 제2 가스 중 어느 하나, 혹은 양쪽을 공급함과 함께, 상기 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 구성된 가스 유로에 있어서, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에, 컨덕턴스 조정부에 설치된 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하는 가스 균압부 중, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많아지도록 조정하는 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장한 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 관한 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 가스 정류부에 따르면, 기판 상에 형성되는 막의 특성이나, 기판 면내에의 처리 균일성을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 일 실시 형태에 관한, 기판 적재대와 가스 정류부의 위치 관계를 나타내는 개략도이다.
도 3은 일 실시 형태에 관한 가스 정류부와 컨덕턴스 조정부의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 가스 정류부와 컨덕턴스 조정부의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 형태에 관한, 컨트롤러의 개략 구성도이다.
도 6은 일 실시 형태에 관한, 기판 처리 공정의 흐름도이다.
도 7은 일 실시 형태에 관한, 기판 처리 공정의 시퀀스도이다.
도 8은 다른 실시 형태에 관한, 기판 처리 공정의 시퀀스도이다.
도 9는 다른 실시 형태에 관한, 기판 처리 공정의 시퀀스도이다.
도 10은 다른 실시 형태에 관한 가스 정류부와 컨덕턴스 조정부의 예를 도시한 도면이다.
도 11은 다른 실시 형태에 관한 가스 정류부와 컨덕턴스 조정부의 예를 도시한 도면이다.
도 12는 다른 실시 형태에 관한 가스 정류부와 컨덕턴스 조정부의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 다른 실시 형태에 관한 가스 정류부의 구성예를 도시한 도면이다.
도 14는 다른 실시 형태에 관한 가스 정류부 지지 기구의 구성예를 도시한 도면이다.
도 15는 다른 실시 형태에 관한 가스 정류부와 컨덕턴스 조정부의 예를 도시한 도면이다.
이하에 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
<제1 실시 형태>
이하, 제1 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 처리 장치(100)에 대해 설명한다. 기판 처리 장치(100)는, 절연막 또는 금속막 등을 형성하는 유닛이며, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 낱장식 기판 처리 장치로서 구성되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는 처리 용기(202)를 구비하고 있다. 처리 용기(202)는, 예를 들어 횡단면이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성되어 있다. 또한, 처리 용기(202)는, 예를 들어 알루미늄(Al)이나 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료 또는, 석영에 의해 구성되어 있다. 처리 용기(202) 내에는, 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 공간(처리실)(201), 반송 공간(203)이 형성되어 있다. 처리 용기(202)는, 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 구획판(204)이 설치된다. 상부 용기(202a)에 둘러싸인 공간으로서, 구획판(204)보다도 상방의 공간을 처리 공간(201)이라 하고, 하부 용기(202b)에 둘러싸인 공간으로서, 구획판보다도 하방의 공간을 반송 공간(203)이라 한다.
하부 용기(202b)의 측면에는, 게이트 밸브(205)에 인접한 기판 반입 출구(206)가 형성되어 있고, 웨이퍼(200)는 기판 반입 출구(206)를 통해 도시하지 않은 반송실과의 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부에는, 리프트 핀(207)이 복수 설치되어 있다. 또한, 하부 용기(202b)는 접지 전위로 되어 있다.
처리 공간(201) 내에는, 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)가 설치되어 있다. 기판 지지부(210)는, 웨이퍼(200)를 적재하는 적재면(211)과, 적재면(211)을 표면에 갖는 적재대(212), 기판 적재대(212)에 내포된 가열부로서의 히터(213)를 주로 갖는다. 기판 적재대(212)에는, 리프트 핀(207)이 관통하는 관통 구멍(214)이, 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 형성되어 있다.
기판 적재대(212)는 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는, 처리 용기(202)의 저부를 관통하고 있고, 나아가서는 처리 용기(202)의 외부에서 승강 기구(218)에 접속되어 있다. 승강 기구(218)를 작동시켜 샤프트(217) 및 기판 적재대(212)를 승강시킴으로써, 적재면(211) 상에 적재되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로즈(219)에 의해 덮여 있어, 처리 공간(201) 내는 기밀하게 유지되어 있다.
기판 적재대(212)는, 웨이퍼(200)의 반송 시에는, 적재면(211)이 기판 반입 출구(206)의 위치(웨이퍼 반송 위치)로 되도록 기판 지지대까지 하강하고, 웨이퍼(200)의 처리 시에는 도 1에서 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(200)가 처리 공간(201) 내의 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다.
구체적으로는, 기판 적재대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때에는, 리프트 핀(207)의 상단부가 적재면(211)의 상면으로부터 돌출되어, 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 되어 있다. 또한, 기판 적재대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때에는, 리프트 핀(207)은 적재면(211)의 상면으로부터 매몰되어, 적재면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 되어 있다. 또한, 리프트 핀(207)은, 웨이퍼(200)와 직접 접촉하므로, 예를 들어 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
(배기계)
처리 공간(201)[상부 용기(202a)]의 내벽에는, 처리 공간(201)의 분위기를 배기하는 제1 배기부로서의 배기구(221)가 형성되어 있다. 배기구(221)에는 배기관(222)이 접속되어 있고, 배기관(222)에는, 처리 공간(201) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 등의 압력 조정기(223), 진공 펌프(224)가 순서대로 직렬로 접속되어 있다. 주로, 배기구(221), 배기관(222), 압력 조정기(223)에 의해 배기계(배기 라인)(220)가 구성된다. 또한, 진공 펌프(224)를 배기계(배기 라인)(220)의 일부에 추가하도록 해도 된다.
(가스 도입구)
처리 공간(201)의 상부에 설치되는 후술하는 가스 정류부(234)의 상면(천장벽)에는, 처리 공간(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 가스 도입구(241)가 형성되어 있다. 가스 도입구(241)에 접속되는 가스 공급계의 구성에 대해서는 후술한다.
(가스 정류부)
가스 도입구(241)와 처리 공간(201) 사이에는, 가스 정류부(234)가 설치되어 있다. 가스 정류부(234)는, 적어도 처리 가스가 빠져나가는 개구(234d)를 갖는다. 가스 정류부(234)는, 고정구(235)에 의해, 덮개(231)에 장착된다. 가스 도입구(241)는 덮개(231)에 접속되고, 가스 도입구(241)로부터 도입되는 가스는 덮개(231)에 형성된 구멍(231a)과 가스 정류부(234)를 통해 웨이퍼(200)에 공급된다. 또한, 가스 정류부(234)는, 챔버 리드 어셈블리의 측벽으로 되도록 구성해도 된다. 또한, 가스 도입구(241)는, 가스 분산 채널로서도 기능하고, 공급되는 가스가, 기판의 전체 둘레에 분산된다.
여기서, 발명자들은, 웨이퍼(200) 사이즈의 대형화나, 웨이퍼(200)에 형성되는 반도체 디바이스 구조의 미세화·구조의 복잡화 등에 수반하여, 웨이퍼(200)에의 처리 균일성이 저하되는 원인으로서, 도 2에 도시하는 바와 같은, 가스 정류부(234)와 기판 적재대(212)의 평행도가 미소하게 어긋나 있는(동일한 평행면에 없는) 것을 발견하였다. 여기에서 평행도란, 가스 정류부(234)와 기판 적재대(212)의 외주 사이에 둘레 방향으로 구성된 가스 유로(251)의 높이를 나타낸다. 이 평행도의 어긋남에 의해, 웨이퍼(200)의 외주의 둘레 방향에서의 컨덕턴스가 서로 다른 영역이 발생하여, 가스의 공급이나 배기가 균일해지지 않는다. 또한, 기판이 450㎜ 등으로 대형화되면, 이 평행도를 정밀하게 조정하는 것이 보다 곤란해진다. 예를 들어, 도 2의 좌측에 나타내는 가스 정류부(234)와 기판 적재대(212)의 거리 X가, 도 2의 우측에 나타내는 거리 Y보다도 짧은 경우가 있다. 거리 X는, 기판 적재대(212)의 외주의 일부에 대응하는 가스 유로(251a)의 높이이다. 거리 Y는, 가스 유로(251) 중, 가스 유로(251a)와는 다른 부분(타부)에 대응하는 가스 유로(251b)의 높이이다. 예를 들어, 가스 정류부(234)와 기판 적재대(212)의 거리는, 0.5㎜∼5㎜로 조정되고, 예를 들어 2㎜ 정도 설정하였다고 해도, 거리 X가 1.8㎜이며 거리 Y가 2.2㎜로 되는 경우가 있다. 이 경우, 가스 도입구(241)로부터 공급되는 가스는, 거리 X측보다도 거리 Y측에 많이 흐르게 된다. 즉, 거리 X측의 가스의 흐름 용이성(컨덕턴스)이 거리 Y측의 컨덕턴스보다도 작아진다. 이 결과, 거리 X측의 막 두께는 거리 Y측보다도 얇아진다. 또한, 막 두께가 동일하도록 형성된 경우라도, 막질이 거리 X측과 거리 Y측에서 다르도록 형성되는 경우가 있다. 거리 X와 거리 Y의 차는, 0.1㎜ 단위라도, 웨이퍼(200)의 처리 균일성에 영향을 미친다. 이러한 처리 균일성이 악화되는 과제를 해결하는 방법으로서, 발명자들은, 가스 정류부(234)의 외주측의 가스 흐름 용이성(컨덕턴스)을 조정하는 것을 생각하고, 컨덕턴스 조정부를 설치함으로써, 외주측의 컨덕턴스를 조정하는 것을 발견하였다.
(컨덕턴스 조정부)
컨덕턴스 조정부는, 예를 들어 가스 정류부(234)에, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 균압부 구획판(301a, 301b), 가스 균압부로서의 제1 가스 균압 공간(302a), 제2 가스 균압 공간(302b), 제1 가스 도입 구멍(303a), 제2 가스 도입 구멍(303b), 제1 퍼지 노즐(304a), 제2 퍼지 노즐(304b)이 형성됨으로써 구성된다.
균압부 구획판(301a, 301b)으로 구획된 제1 가스 균압 공간(302a)에 제1 가스 도입 구멍(303a)과 복수의 제1 퍼지 노즐(304a)이 설치되고, 제2 가스 균압 공간(302b)에, 제2 가스 도입 구멍(303b)과 복수의 제2 퍼지 노즐(304b)이 설치되도록 구성된다. 제1 가스 도입 구멍(303a)으로부터 제1 가스 균압 공간(302a)에 공급된 퍼지 가스는, 제1 가스 균압 공간(302a)의 영역 전체에 확산되고, 복수의 제1 퍼지 노즐(304a)에 균등한 압력으로 공급된다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 외주에 균일하게 퍼지 가스가 공급된다. 또한, 제2 가스 도입 구멍(303b)으로부터 공급된 퍼지 가스는, 제2 가스 균압 공간(302b)의 영역 전체에 확산되고, 복수의 제2 퍼지 노즐(304b)에 균등한 압력으로 공급된다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 외주에 균일하게 퍼지 가스가 공급된다.
도 3은 도 1 및 도 2의 가스 정류부(234)를 A-A 방향에서 본 상면 단면도이며, 도 4는 도 1 및 도 2의 가스 정류부(234)를 B-B(하방) 방향에서 본 도면이다.
제1 가스 도입 구멍(303a), 제2 가스 도입 구멍(303b)에는, 퍼지 가스가 공급되고, 기판 적재대(212)의 상면 단부에 퍼지 가스를 공급 가능하게 구성된다. 퍼지 가스로서는, 기판이나 후술하는 제1 처리 가스·제2 처리 가스와 반응하기 어려운 가스가 사용된다. 예를 들어, 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨 가스, 네온 가스, 크세논 가스 등이 사용된다.
제1 가스 도입 구멍(303a), 제2 가스 도입 구멍(303b)에는, 동일한 유량의 퍼지 가스가 공급되도록 구성해도 되고, 서로 다른 유량의 퍼지 가스를 공급해도 된다. 예를 들어, 기판 적재대(212)의 상면 단부와 가스 정류부(234)의 외주의 거리가, 장소에 따라 다르고, 도 2의 제1 가스 도입 구멍(303a)측의 거리가, 제2 가스 도입 구멍(303b)측의 거리보다 짧은 경우가 있다. 바꾸어 말하면, 가스 유로(251b)의 높이가 가스 유로(251a)의 높이보다 높은 경우가 있다. 이때, 웨이퍼(200)에 공급되는 제1 처리 가스와 제2 처리 가스는, 제1 가스 도입 구멍(303a)측보다도 제2 가스 도입 구멍(303b)측에 많이 흐르게 될 가능성이 있어, 웨이퍼(200)에의 처리 균일성이 저하된다. 이러한 경우에는, 제2 가스 도입 구멍(303b)에의 퍼지 가스의 공급량을 제1 가스 도입 구멍(303a)에의 퍼지 가스의 공급량보다도 많게 함으로써, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스를, 웨이퍼(200)의 면내에 균일하게 공급시키는 것이 가능해진다.
제1 가스 도입 구멍(303a), 제2 가스 도입 구멍(303b)에 공급되는 가스는, 후술하는 컨덕턴스 조정 가스 공급부로부터 공급되도록 구성되어 있다.
또한, 여기에서는, 가스 균압부로서의 가스 균압 공간을 2개 형성하여, 기판 적재대(212)의 외주 단부의 퍼지 가스가 공급되는 영역을 2개로 하는(2분할하는) 예를 나타냈지만, 이것에 한정하는 것이 아니라, 가스 균압부를 3, 4개 형성하여, 3분할, 4분할과 같이, 많은 영역을 구성하도록 해도 된다. 다분할로 구성함으로써, 각 영역에서의 가스 유량 제어를 할 수 있어, 웨이퍼(200)의 외주에서의 컨덕턴스의 조정을 미세하게 행할 수 있어, 웨이퍼(200)에의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 10에 도시하는 바와 같이 균압부 구획판(301a, 301b)을 설치하지 않고 가스 균압부를 단일의 공간으로 구성해도 된다.
또한, 여기에서는, 제1 가스 도입 구멍(303a), 제2 가스 도입 구멍(303b)으로 2개소에 형성하였지만, 3개소, 4개소로 복수 형성해도 된다. 또한, 도 11과 같이 균압부 구획판(301a, 301b)을 설치하지 않고 가스 균압부를 단일의 공간으로 구성한 상태에서, 1개소에 제1 가스 도입 구멍(303a)을 형성하여, 가스 균압부(302a) 전체 둘레에 가스가 공급되도록 구성해도 된다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판 적재대(212)의 외주와 대향하는 가스 정류부 에지면(305)을 기판 적재대(212)와 평행해지도록 구성함으로써, 웨이퍼(200)의 외주측에서의 흐름(컨덕턴스)을 균일하게 할 수 있다.
(공급계)
가스 정류부(234)에 접속된 가스 도입구(241)에는, 공통 가스 공급관(242)이 접속되어 있다. 공통 가스 공급관(242)에는, 제1 가스 공급관(243a), 제2 가스 공급관(244a), 제3 가스 공급관(245a), 클리닝 가스 공급관(248a)이 접속되어 있다.
제1 가스 공급관(243a)을 포함하는 제1 가스 공급계로부터는 제1 원소 함유 가스(제1 처리 가스)가 주로 공급되고, 제2 가스 공급관(244a)을 포함하는 제2 가스 공급계로부터는 주로 제2 원소 함유 가스(제2 처리 가스)가 공급된다. 제3 가스 공급관(245a)을 포함하는 제3 가스 공급계로부터는, 웨이퍼를 처리할 때에는 주로 퍼지 가스가 공급되고, 처리실을 클리닝할 때에는 클리닝 가스가 주로 공급된다.
(제1 가스 공급계)
제1 가스 공급관(243a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제1 가스 공급원(243b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(243c) 및 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치되어 있다.
제1 가스 공급원(243b)으로부터, 제1 원소를 함유하는 가스(제1 처리 가스)가 공급되고, 매스 플로우 컨트롤러(243c), 밸브(243d), 제1 가스 공급관(243a), 공통 가스 공급관(242)을 통해 가스 정류부(234)에 공급된다.
제1 처리 가스는, 원료 가스, 즉, 처리 가스의 하나이다.
여기서, 제1 원소는, 예를 들어 실리콘(Si)이다. 즉, 제1 처리 가스는, 예를 들어 실리콘 함유 가스이다. 실리콘 함유 가스로서는, 예를 들어 디클로로실란[Dichlorosilane(SiH2Cl2):DCS] 가스를 사용할 수 있다. 또한, 제1 처리 가스의 원료는, 상온 상압에서 고체, 액체 및 기체 중 어느 것이어도 된다. 제1 처리 가스의 원료가 상온 상압에서 액체인 경우에는, 제1 가스 공급원(243b)과 매스 플로우 컨트롤러(243c) 사이에, 도시하지 않은 기화기를 설치하면 된다. 여기에서는 원료는 기체로서 설명한다.
제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d)보다도 하류측에는, 제1 불활성 가스 공급관(246a)의 하류단이 접속되어 있다. 제1 불활성 가스 공급관(246a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(246b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(246c) 및 개폐 밸브인 밸브(246d)가 설치되어 있다.
여기서, 불활성 가스는, 예를 들어 질소(N2) 가스이다. 또한, 불활성 가스로서, N2 가스 외에, 예를 들어 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
주로, 제1 가스 공급관(243a), 매스 플로우 컨트롤러(243c), 밸브(243d)에 의해, 제1 원소 함유 가스 공급계(실리콘 함유 가스 공급계라고도 함)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 포함하여 생각해도 된다.
나아가서는, 제1 가스 공급원(243b), 제1 불활성 가스 공급계를, 제1 원소 함유 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다.
(제2 가스 공급계)
제2 가스 공급관(244a)의 상류에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제2 가스 공급원(244b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(244c) 및 개폐 밸브인 밸브(244d)가 설치되어 있다.
제2 가스 공급원(244b)으로부터, 제2 원소를 함유하는 가스(이하, 「제2 처리 가스」)가 공급되고, 매스 플로우 컨트롤러(244c), 밸브(244d), 제2 가스 공급관(244a), 공통 가스 공급관(242)을 통해, 가스 정류부(234)에 공급된다.
제2 처리 가스는, 처리 가스의 하나이다. 또한, 제2 처리 가스는, 반응 가스 또는 개질 가스로서 생각해도 된다.
여기서, 제2 처리 가스는, 제1 원소와 다른 제2 원소를 함유한다. 제2 원소로서는, 예를 들어 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H) 중 1개 이상을 포함하고 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 처리 가스는, 예를 들어 질소 함유 가스인 것으로 한다. 구체적으로는, 질소 함유 가스로서는, 암모니아(NH3) 가스가 사용된다.
주로, 제2 가스 공급관(244a), 매스 플로우 컨트롤러(244c), 밸브(244d)에 의해, 제2 처리 가스 공급계가 구성된다.
또한, 제2 가스 공급관(244a)의 밸브(244d)보다도 하류측에는, 제2 불활성 가스 공급관(247a)의 하류단이 접속되어 있다. 제2 불활성 가스 공급관(247a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(247b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(247c) 및 개폐 밸브인 밸브(247d)가 설치되어 있다.
제2 불활성 가스 공급관(247a)으로부터는, 불활성 가스가, 매스 플로우 컨트롤러(247c), 밸브(247d), 제2 가스 공급관(247a)을 통해, 가스 정류부(234)에 공급된다. 불활성 가스는, 박막 형성 공정(S203∼S207)에서는 캐리어 가스 혹은 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(244a)을 제2 불활성 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다.
나아가서는, 제2 가스 공급원(244b), 제2 불활성 가스 공급계를, 제2 원소 함유 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다.
(제3 가스 공급계)
제3 가스 공급관(245a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제3 가스 공급원(245b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(245c) 및 개폐 밸브인 밸브(245d)가 설치되어 있다.
제3 가스 공급원(245b)으로부터, 퍼지 가스로서의 불활성 가스가 공급되고, 매스 플로우 컨트롤러(245c), 밸브(245d), 제3 가스 공급관(245a), 공통 가스 공급관(242)을 통해 가스 정류부(234)에 공급된다.
여기서, 불활성 가스는, 예를 들어 질소(N2) 가스이다. 또한, 불활성 가스로서, N2 가스 외에, 예를 들어 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
주로, 제3 가스 공급관(245a), 매스 플로우 컨트롤러(245c), 밸브(245d)에 의해, 제3 가스 공급계(퍼지 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
(클리닝 가스 공급계)
클리닝 가스 공급관(243a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 클리닝 가스원(248b), 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(248c), 밸브(248d), 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(250)이 설치되어 있다.
클리닝 가스원(248b)으로부터, 클리닝 가스가 공급되고, MFC(248c), 밸브(248d), RPU(250), 클리닝 가스 공급관(248a), 공통 가스 공급관(242)을 통해 가스 정류부(234)에 공급된다.
클리닝 가스 공급관(248a)의 밸브(248d)보다도 하류측에는, 제4 불활성 가스 공급관(249a)의 하류단이 접속되어 있다. 제4 불활성 가스 공급관(249a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제4 불활성 가스 공급원(249b), MFC(249c), 밸브(249d)가 설치되어 있다.
또한, 주로, 클리닝 가스 공급관(248a), MFC(248c) 및 밸브(248d)에 의해 클리닝 가스 공급계가 구성된다. 또한, 클리닝 가스원(248b), 제4 불활성 가스 공급관(249a), RPU(250)를, 클리닝 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다.
또한, 제4 불활성 가스 공급원(249b)으로부터 공급되는 불활성 가스를, 클리닝 가스의 캐리어 가스 혹은 희석 가스로서 작용하도록 공급해도 된다.
클리닝 가스원(248b)으로부터 공급되는 클리닝 가스는, 클리닝 공정에서는 가스 정류부(234)나 처리실(201)에 부착된 부생성물 등을 제거하는 클리닝 가스로서 작용한다.
여기서, 클리닝 가스는, 예를 들어 3불화질소(NF3) 가스이다. 또한, 클리닝 가스로서, 예를 들어 불화수소(HF) 가스, 3불화염소가스(ClF3) 가스, 불소(F2) 가스 등을 사용해도 되고, 또한 이들을 조합하여 사용해도 된다.
(컨덕턴스 조정 가스 공급부)
도 1에 도시하는 바와 같이, 컨덕턴스 조정부에, 퍼지 가스를 공급하는 컨덕턴스 조정 가스 공급계가 설치된다.
컨덕턴스 조정 가스 공급부는, 적어도, 가스 공급관(400a), 밸브(401a), MFC(402a)로 구성된다. 컨덕턴스 조정 가스 공급계에, 가스원(403a)을 추가해도 된다. 가스원(403a)으로부터 공급된 가스는, MFC(402a)에서 유량 조정된 후, 밸브(401a)를 통과하고, 가스 공급관(400a)을 통해, 제1 가스 도입 구멍(303a)에 공급되도록 구성된다.
또한, MFC(402b), 밸브(401b), 가스 공급관(400b)을 추가해도 된다. 또한, 가스원(403b)을 추가해도 된다.
상술한 예와 같이, 균압부 구획판을 많이 설치하여 가스 균압부를 분할하고, 가스 균압부마다 컨덕턴스 조정 가스 공급부를 설치하여 MFC에서 가스 유량을 제어함으로써, 가스 균압부마다 컨덕턴스를 조정할 수 있다.
(제어부)
도 1에 도시하는 바와 같이 기판 처리 장치(100)는, 기판 처리 장치(100)의 각 부의 동작을 제어하는 컨트롤러(121)를 갖고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는, 내부 버스(121e)를 통해, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)나, 외부 기억 장치(283)가 접속 가능하게 구성되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에 있어서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 프로그램이라 하는 말을 사용한 경우에는, 프로그램 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 게이트 밸브(205), 승강 기구(218), 압력 조정기(223), 진공 펌프(224), 리모트 플라즈마 유닛(250), MFC(243c, 244c, 245c, 246c, 247c, 248c, 249c, 402a, 402b), 밸브(243d, 244d, 245d, 246d, 247d, 248d, 249d, 401a, 401b), 히터(213) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터의 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(121a)는, 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, 게이트 밸브(205)의 개폐 동작, 승강 기구(218)의 승강 동작, 압력 조정기(223)의 압력 조정 동작, 진공 펌프(224)의 온/오프 제어, 리모트 플라즈마 유닛(250)의 가스 여기 동작, MFC(243c, 244c, 245c, 246c, 247c, 248c, 249c, 402a, 402b)의 유량 조정 동작, 밸브(243d, 244d, 245d, 246d, 247d, 248d, 249d, 401a, 401b)의 가스의 온/오프 제어, 히터(213)의 온도 제어 등을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 컨트롤러(121)는, 전용의 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한정하지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(283)를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(283)를 사용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해, 본 실시 형태에 관한 컨트롤러(121)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(283)를 통해 공급하는 경우에 한정하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(283)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(283)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 기록 매체라 하는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(283) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로, 기판 처리 공정의 예에 대해, 반도체 디바이스의 제조 공정의 하나인, DCS 가스 및 NH3(암모니아) 가스를 사용하여 실리콘 질화(SixNy)막을 형성하는 예를 들어 설명한다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 의해 실시되는 기판 처리의 일례를 나타내는 시퀀스도이다. 도시한 예는, 플라즈마를 이용한 처리를 행하여, 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 실리콘 질화(SixNy)막을 형성하는 경우의 시퀀스 동작을 나타내고 있다.
(기판 반입 공정 S201)
성막 처리 시에는, 우선, 웨이퍼(200)를 처리실(201)에 반입시킨다. 구체적으로는, 기판 지지부(210)를 승강 기구(218)에 의해, 하강시키고, 리프트 핀(207)이, 관통 구멍(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측으로 돌출시킨 상태로 한다. 또한, 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 압력 조절한 후, 게이트 밸브(205)를 개방하고, 게이트 밸브(205)로부터 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 적재시킨다. 웨이퍼(200)를 리프트 핀(207) 상에 적재시킨 후, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)를 소정의 위치까지 상승시킴으로써, 웨이퍼(200)가, 리프트 핀(207)으로부터 기판 지지부(210)에 적재되게 된다.
(감압·승온 공정 S202)
계속해서, 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)으로 되도록, 배기관(222)을 통해 처리실(201) 내를 배기한다. 이때, 압력 센서가 측정한 압력값에 기초하여, 압력 조정기(223)로서의 APC 밸브의 밸브 개방도를 피드백 제어한다. 또한, 온도 센서(도시하지 않음)가 검출한 온도값에 기초하여, 처리실(201) 내가 소정의 온도로 되도록, 히터(213)에의 통전량을 피드백 제어한다. 구체적으로는, 서셉터를 미리 가열해 두고, 웨이퍼(200) 또는 서셉터의 온도 변화가 없어지고 나서 일정시간 둔다. 그 동안, 처리실(201) 내에 잔류하고 있는 수분 혹은 부재로부터의 탈가스 등을 진공 배기나 N2 가스의 공급에 의한 퍼지에 의해 제거한다. 이것으로 성막 프로세스 전의 준비가 완료되게 된다.
(제1 처리 가스 공급 공정 S203)
계속해서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 처리 가스 공급계로부터 처리실(201) 내에 제1 처리 가스(원료 가스)로서의 DCS 가스를 공급한다. 또한, 배기계에 의한 처리실(201) 내의 배기를 계속하고 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력(제1 압력)으로 되도록 제어한다. 구체적으로는, 제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d), 제1 불활성 가스 공급관(246a)의 밸브(246d)를 개방하고, 제1 가스 공급관(243a)에 DCS 가스, 제1 불활성 가스 공급관(246a)에 N2 가스를 흘린다. DCS 가스는, 제1 가스 공급관(243a)으로부터 흐르고, MFC(243c)에 의해 유량 조정된다. N2 가스는, 제1 불활성 가스 공급관(246a)으로부터 흐르고, MFC(246c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 DCS 가스는, 유량 조정된 N2 가스와 제1 가스 공급관(243a) 내에서 혼합되어, 가스 정류부(234)로부터, 가열된 감압 상태의 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(222)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대해 DCS 가스가 공급되게 된다[원료 가스(DCS) 공급 공정]. DCS 가스는, 소정의 압력(제1 압력:예를 들어 100㎩ 이상 10000㎩ 이하)으로 처리실(201) 내에 공급한다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(200)에 DCS를 공급한다. DCS가 공급됨으로써, 웨이퍼(200) 상에, 실리콘 함유층이 형성된다. 실리콘 함유층이라 함은, 실리콘(Si) 또는, 실리콘과 염소(Cl)를 포함하는 층을 말한다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 가스 도입 구멍(303a), 제2 가스 도입 구멍(303b)에 퍼지 가스의 공급을 개시한다. 본 실시 형태의 도 7에서는, 원료 가스의 공급 개시와 동시에 퍼지 가스의 공급을 개시하고 있지만, 원료 가스의 공급 전에 공급되도록 구성해도 된다. 또한, 원료 가스의 공급 후에 지연시켜 공급하도록 구성해도 된다. 퍼지 가스의 공급은, 제1 처리 가스의 공급 공정 S203이나 후술하는 퍼지 공정 S206까지 계속시킨다. 퍼지 가스의 유량은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 처리 가스 공급 공정 S203과 제2 처리 가스 공급 공정 S205의 유량을, 퍼지 공정 S204·S206의 유량보다도 많아지도록 제어한다. 이와 같이 구성함으로써, 기판(200) 단부에서의 컨덕턴스를 조정하면서, 퍼지 공정 S204에서의 제1 처리 가스의 제거의 저해를 억제하고, 퍼지 공정 S206에서의 제2 처리 가스의 제거의 저해를 억제할 수 있다. 또한, 퍼지 가스를 상시적으로 공급함으로써, 제1 퍼지 노즐(304a)이나 제2 퍼지 노즐(304b)로부터 가스가 역류하여, 퍼지 노즐이나 가스 균압부 내에서의 부생성물의 발생을 억제시킬 수 있다.
(퍼지 공정 S204)
웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층이 형성된 후, 제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d)를 폐쇄하고, DCS 가스의 공급을 정지한다. 이때, 배기관(222)의 APC 밸브(223)는 개방된 상태로 하고, 진공 펌프(224)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 실리콘 함유층 형성에 기여한 후의 DCS 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 또한, 밸브(246d)는 개방된 상태로 하여, 불활성 가스로서의 N2 가스의 처리실(201) 내에의 공급을 유지해도 된다. 밸브(246d)로부터 계속해서 공급되는 N2 가스는, 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해, 제1 가스 공급관(243a), 공통 가스 공급관(242), 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 실리콘 함유층 형성에 기여한 후의 DCS 가스를 배제하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 이때, 처리실(201) 내나, 가스 정류부(234) 내에 잔류하는 가스를 완전히 배제[처리실(201) 내를 완전히 퍼지]하지 않아도 된다. 처리실(201) 내에 잔류하는 가스가 미량이면, 그 후에 행해지는 공정에 있어서 악영향이 발생하는 일은 없다. 이때 처리실(201) 내에 공급하는 N2 가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예를 들어 처리실(201)의 용적과 동일한 정도의 양을 공급함으로써, 다음 공정에 있어서 악영향이 발생하지 않는 정도의 퍼지를 행할 수 있다. 이와 같이, 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않음으로써, 퍼지 시간을 단축하여, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, N2 가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
이때의 히터(213)의 온도는, 웨이퍼(200)에의 원료 가스 공급 시와 마찬가지로 300∼650℃, 바람직하게는 300∼600℃, 보다 바람직하게는 300∼550℃의 범위 내의 일정한 온도로 되도록 설정한다. 각 불활성 가스 공급계로부터 공급하는 퍼지 가스로서의 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 100∼20000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 퍼지 가스로서는, N2 가스 외에, Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 사용해도 된다.
(제2 처리 가스 공급 공정 S205)
처리실(201) 내의 DCS 잔류 가스를 제거한 후, 퍼지 가스의 공급을 정지하고, 반응 가스로서의 NH3 가스를 공급한다. 구체적으로는, 제2 가스 공급관(244a)의 밸브(244d)를 개방하고, 제2 가스 공급관(244a) 내에 NH3 가스를 흘린다. 제2 가스 공급관(244a) 내를 흐르는 NH3 가스는, MFC(244c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 NH3 가스는 공통 가스 공급관(242)·가스 정류부(234)를 통해, 웨이퍼(200)에 공급된다. 웨이퍼(200) 상에 공급된 NH3 가스는, 웨이퍼(200) 상에 형성된 실리콘 함유층과 반응하여, 실리콘을 질화시킴과 함께, 수소, 염소, 염화수소 등의 불순물이 배출된다.
(퍼지 공정 S206)
제2 처리 가스 공급 공정 후, 반응 가스의 공급을 멈추고, 퍼지 공정 S204와 마찬가지의 처리를 행한다. 퍼지 공정을 행함으로써, 제2 가스 공급관(244a), 공통 가스 공급관(242), 처리실(201) 내 등에 잔류하는 미반응 혹은 실리콘의 질화에 기여한 후의 NH3 가스를 배제시킬 수 있다. 잔류 가스를 제거함으로써, 잔류 가스에 의한 예기치 않은 막 형성을 억제할 수 있다.
(반복 공정 S207)
이상의 제1 처리 가스 공급 공정 S203, 퍼지 공정 S204, 제2 처리 가스 공급 공정 S205, 퍼지 공정 S206 각각을 1공정씩 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 소정의 두께의 실리콘 질화(SixNy)층이 퇴적된다. 이들 공정을 반복함으로써, 웨이퍼(200) 상의 실리콘 질화막의 막 두께를 제어할 수 있다. 소정 막 두께로 될 때까지, 소정 횟수 반복하도록 제어된다.
(기판 반출 공정 S208)
반복 공정 S207에서 소정 횟수 실시된 후, 기판 반출 공정 S208이 행해지고, 웨이퍼(200)가 처리실(201)로부터 반출된다. 구체적으로는, 반출 가능 온도까지 강온시키고, 처리실(201) 내를 불활성 가스로 퍼지하고, 반송 가능한 압력으로 압력 조절된다. 압력 조절 후, 기판 지지부(210)가 승강 기구(218)에 의해 강하되고, 리프트 핀(207)이, 관통 구멍(214)으로부터 돌출되고, 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207) 상에 적재된다. 웨이퍼(200)가, 리프트 핀(207) 상에 적재된 후, 게이트 밸브(205)가 개방되고, 웨이퍼(200)가 처리실(201)로부터 반출된다.
(3) 본 실시 형태에 관한 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 기판의 외주에서의 둘레 방향의 가스 흐름(컨덕턴스)을 조정할 수 있다.
(b) 둘레 방향에서의 컨덕턴스를 조정함으로써, 처리 균일성을 향상시킬 수 있다.
(c) 균압부 구획판을 늘림으로써, 둘레 방향의 컨덕턴스를 더욱 미세하게 조정할 수 있다.
(d) 제1 처리 가스 공급 공정으로부터 제2 처리 가스 공급 공정 후의 퍼지 공정까지, 컨덕턴스 조정 가스를 공급함으로써, 컨덕턴스 조정부에서의 가스의 역류를 억제하고, 컨덕턴스 조정부에서의 부생성물의 발생을 억제할 수 있다.
(e) 또한, 기판의 외주측에 퍼지 가스를 공급함으로써, 기판 상을 통과하여 배기되는 처리 가스를, 기판의 외주측에 공급된 퍼지 가스로 희석할 수 있어, 배기부에서의 부생성물의 발생을 억제할 수 있다.
<다른 실시 형태>
이상, 제1 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 도 8에 도시하는 가스 공급 시퀀스예가 있다. 도 8에 가스 정류부(234)의 외주에 형성된 2개의 퍼지 영역에, 각각 서로 다른 유량으로 퍼지 가스를 공급하는 예를 도시한다. 도 2에 도시하는 바와 같은 환경에서는, 제1 퍼지 노즐(304a)측의 컨덕턴스는, 제2 퍼지 노즐(304b)측의 컨덕턴스보다도 크게 형성된다. 이에 의해, 제1 퍼지 노즐(304a)측에 흐르는 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 유량이, 제2 퍼지 노즐(304b)측에 흐르는 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 유량보다 많아져, 제1 퍼지 노즐(304a)측에 형성되는 막 특성과 제2 퍼지 노즐(304b)측에 형성되는 막 특성이 다르도록 형성된다. 예를 들어 제1 퍼지 노즐(304a)측의 막 두께가 두꺼워지거나, 내전압 특성이 높다. 이러한 경우, 예를 들어 제1 퍼지 노즐(304a)에 공급하는 퍼지 가스량을 제2 퍼지 노즐(304b)에 공급하는 퍼지 가스량보다도 많게 함으로써, 제1 퍼지 노즐(304a)측을 흐르는 제1 처리 가스, 제2 처리 가스, 퍼지 가스의 컨덕턴스를, 제2 퍼지 노즐(304b)측을 흐르는 제1 처리 가스, 제2 처리 가스, 퍼지 가스의 컨덕턴스에 근접시킬 수 있다. 제1 퍼지 노즐(304a)측의 컨덕턴스를 제2 퍼지 노즐(304b)측의 컨덕턴스에 근접시킴으로써, 웨이퍼(200)에 공급되는 가스량을, 둘레 방향에서 균일화시킬 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막 특성을 균일화시킬 수 있다. 또한, 여기에서는, 제1 퍼지 노즐(304a)에 공급하는 퍼지 가스의 유량을 제2 퍼지 노즐(304b)에 공급하는 퍼지 가스의 유량보다도 많게 하는 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, 제2 퍼지 노즐(304b)의 쪽이 많아지도록 구성해도 된다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 퍼지 공정에서, 가스 정류부(234)의 외주에 형성된 퍼지 영역에 퍼지 가스를 흘리지 않도록 구성해도 된다.
또한, 상술에서는, S203과 S205에서 컨덕턴스 조정부에의 퍼지 가스 공급량을 동일한 양으로 구성하였지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, S205에서의 유량과 S203에서의 유량을, 서로 다르게 하도록 구성해도 된다. 예를 들어, S205에서의 유량을 S203에서의 유량보다도 많게 한다. 상술한 제1 가스의 활성도와 제2 가스의 활성도를 비교한 경우에, 제2 가스의 쪽이, 활성도가 높은 경우가 있어, 기판(200)에의 처리 균일성에 영향을 미친다. 기판(200)의 외주의 둘레 방향의 컨덕턴스를 조정함으로써, 처리 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술에서는, 가스 정류부(234)가 어느 한쪽으로 기울어져 있는 예를 나타냈지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 가스 정류부(234)와 기판 적재대(212)가 평행하여도, 제1 가스와 제2 가스 중의 한쪽의 배기가 치우치는 경우가 있다. 이 배기의 치우침은, 처리실(201)의 구조나 배기구(206)의 위치 등에 따라 변화한다. 이때, 예를 들어 제1 처리 가스가, 제2 퍼지 노즐(304b)측보다도 제1 퍼지 노즐(304a)측에 많이 흐르고, 제2 처리 가스가 제1 퍼지 노즐(304a)보다도 제2 퍼지 노즐(304b)측에 많이 흐르는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 제1 처리 가스를 공급할 때에 제1 퍼지 노즐(304a)에 공급하는 퍼지 가스를 많게 하고, 제2 처리 가스를 공급할 때에 제2 퍼지 노즐(304b)에 공급하는 퍼지 가스를 많게 함으로써, 웨이퍼(200)에의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 처리 가스가 제2 퍼지 노즐(304a)측에 많이 흐르고, 제2 처리 가스가 제1 퍼지 노즐(304b)측에 많이 흐르는 경우에는, 제1 처리 가스를 공급할 때에 제2 퍼지 노즐(304b)에 퍼지 가스를 많이 공급하고, 제2 처리 가스를 공급할 때에 제1 퍼지 노즐(304a)에 퍼지 가스를 많이 공급함으로써, 처리를 균일화시킬 수 있다.
또한, 상술에서는, 가스 정류부(234)의 외주 전부에 걸쳐 제1 퍼지 노즐(304a)과 제2 퍼지 노즐(304b)을 설치하도록 구성하였지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 처리실의 배기구(221)가 형성되는 방향에만 노즐을 배치해도 된다.
또한, 상술에서는, 컨덕턴스 조정부의 제1 퍼지 노즐(304a)과 제2 퍼지 노즐(304b)을 원형으로 구성하였지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 타원 형상으로 구성해도 되고, 원호 형상으로 구성해도 된다. 또한, 직선 형상으로 구성해도 되고, 도 12에 도시하는 바와 같이, 슬릿 형상으로 구성해도 된다. 또한, 웨이퍼(200)의 형상에 맞춘 형상으로 구성해도 된다. 예를 들어, 웨이퍼의 절결 부분(노치나 오리엔테이션 플랫)의 형상과 맞도록 구성한다. 이와 같이 기판 형상과 맞도록 구성함으로써, 처리 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상술에서는, 컨덕턴스 조정부를 가스 정류부(234)에 설치한 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, 기판 적재대(212)나 구획판(204)에 컨덕턴스 조정부를 설치하도록 구성해도 된다.
또한 예의 연구한 결과, 발명자들은, 상술한 수단과는 다른 방법으로, 상술한 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다.
도 13을 사용하여 상세를 설명한다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼(200)에의 처리 균일성은, 가스 정류부(234)와 기판 적재대(212)의 평행도의 영향을 받는다. 특히, 가스 정류부(234)의 평행도의 정밀도를 유지하는 것이 곤란해진다. 가스 정류부(234)의 평행도는, 가스 정류부(234)의 상면(234a)과 하면[234b(305)]의 평행에 의해 형성된다. 상면(234a)은, 적어도 웨이퍼(200)의 면적보다도 크게 형성되므로, 상면(234a)을 가공할 때, 상면(234a) 전체를, 기울기나 요철 없이 형성하는 것이 곤란해진다. 따라서, 가스 정류부(234)의 상면에, 하면(234b)의 면적과 동등한 면적을 갖는 가스 정류부 지지부(234c)를 설치하고 덮개(231)에 접속함으로써, 가스 정류부 지지부(234c)와 하면(234b)의 평행도의 정밀도를 유지하는 것이 용이해진다.
또한 예의 연구한 결과, 발명자들은, 도 14에 도시하는 가스 고정구(235)를 설치함으로써, 가스 정류부(234)의 평행도의 정밀도를 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다.
가스 정류부를 고정하는 고정구(235)는, 고정 모재(235a), 고정부(235b), 높이 조정부(235c)를 갖는다. 고정 모재(235a)는, 고정부(235b)에 의해 덮개(231)에 고정되고, 가스 정류부(234)는, 고정 모재(235a) 상에 적재됨으로써 지지된다. 높이 조정부(235c)를 상하시킴으로써, 가스 정류부(234)의 기울기를 조정할 수 있어, 기판 적재대(212)와의 평행도를 조정할 수 있으므로, 웨이퍼(200)의 단부에서의 둘레 방향의 컨덕턴스를 조정할 수 있다.
또한 예의 연구한 결과, 발명자들은 도 15에 도시하는, 가스 정류부(234)의 외주에 제2 컨덕턴스 조정부로서의 컨덕턴스 조정 기구(500)를 설치함으로써, 웨이퍼(200)의 단부의 컨덕턴스를 조정 가능하게 되어, 처리 균일성을 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다. 컨덕턴스 조정 기구(500)는, 가스 정류부의 외주에 매립되도록 설치된다. 컨덕턴스 조정 기구(500)의 가스 정류부(234)의 하면[234b(305)]으로부터 튀어나오는 길이를 조정함으로써, 웨이퍼(200)의 외주의 둘레 방향의 컨덕턴스를 조정할 수 있다. 또한, 여기에서는, 컨덕턴스 조정 기구(500)는, 복수의 돌기에 의해 구성하였지만 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 형성하는 간격을 짧게 해도 된다. 또한, 배기구(221)가 형성되는 측에만 형성되어도 된다. 또한, 돌기 형상이 아니라, 웨이퍼(200)를 둘러싸도록 링 형상으로 구성해도 된다.
이상, 본 발명의 다른 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
상술에서는, 반도체 장치의 제조 공정에 대해 기재하였지만, 실시 형태에 관한 발명은, 반도체 장치의 제조 공정 이외에도 적용 가능하다. 예를 들어, 액정 디바이스의 제조 공정이나, 세라믹 기판에의 플라즈마 처리 등이 있다.
또한, 상술에서는, 제1 가스(원료 가스)와 제2 가스(반응 가스)를 교대로 공급하여 성막하는 방법에 대해 기재하였지만, 다른 방법에도 적용 가능하다. 예를 들어, 원료 가스와 반응 가스의 공급 타이밍이 겹치도록 공급해도 된다.
또한, 원료 가스와 반응 가스를 공급하여 CVD 성막으로 되도록 해도 된다.
또한, 상술에서는, 성막 처리에 대해 기재하였지만, 다른 처리에도 적용 가능하다. 예를 들어, 원료 가스와 반응 가스 중 어느 하나 혹은 양쪽을 사용하여, 기판 표면이나 기판에 형성된 막을 플라즈마 산화 처리나, 플라즈마 질화 처리하는 기판 처리에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 원료 가스와 반응 가스 중 어느 하나 혹은 양쪽을 사용한 열처리나, 플라즈마 어닐 처리 등의 기판 처리에도 적용할 수 있다. 플라즈마 처리의 경우, 플라즈마의 치우침이나, 활성화된 가스의 치우침을 균일화시킬 수 있다.
또한, 상술에서는, 처리 균일성을 향상시키는 것에 대해 기재하였지만 이것에 한정하는 것은 아니다. 최근에는, 웨이퍼(200)의 면내로서, 예를 들어 내주측과 외주측에서 막질이나 막 두께를 다르게 하여 성막시키는 것이 요구되고 있다. 웨이퍼(200) 외주에서의 컨덕턴스를 조정함으로써, 웨이퍼의 내주측과 외주측의 가스 컨덕턴스를 다르게 할 수 있다. 이 결과, 웨이퍼(200)의 내주측과 외주측에서 서로 다른 막질이나 서로 다른 막 두께의 막을 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 공정의 1사이클∼n사이클 동안에, 홀수 사이클과 짝수 사이클에서, 컨덕턴스 조정부에 공급하는 퍼지 가스의 유량을 다르게 함으로써, 웨이퍼(200)의 내주측과 외주측에서 서로 다른 막질의 막을 형성시킬 수 있다. 또는, 소정의 사이클의 도중에, 퍼지 가스 유량을 증가 혹은 감소시킴으로써, 형성할 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하에, 본 발명의 바람직한 형태에 대해 부기한다.
<부기 1>
일 형태에 따르면,
기판을 수용하는 처리실과,
상기 기판이 적재되는 기판 지지부와,
상기 기판에 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와,
상기 기판에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와,
복수 개소로부터 공급된 퍼지 가스를 균압하는 가스 균압부가 설치되고 당해 가스 균압부에서 균압된 퍼지 가스를 상기 기판 지지부의 외주단 측에 공급하고, 적어도 상기 제1 가스 혹은 제2 가스 중 어느 한쪽의 배기 컨덕턴스를 조정하는 컨덕턴스 조정부
를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기 2>
부기 1에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 가스 균압부는 2개 이상의 가스 균압 공간을 갖는다.
<부기 3>
부기 1 또는 부기 2에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 기판 지지부의 상방에 설치되고, 상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 정류하는 가스 정류부를 갖는다.
<부기 4>
부기 1 내지 부기 3 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 컨덕턴스 조정부는, 상기 가스 정류부의 외주단에 설치된다.
<부기 5>
부기 1 내지 부기 4 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 2개 이상의 가스 균압 공간 각각에 대해 퍼지 가스의 공급량을 다르게 하여 공급하는 퍼지 가스 공급부를 갖는다.
<부기 6>
부기 1 내지 부기 5 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부의 하면과, 상기 기판 지지부의 상면은, 서로 다른 평행면에 형성된다.
<부기 7>
부기 1 내지 부기 6 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 상기 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 제2 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된 제어부가 설치된다.
<부기 8>
부기 7에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제1 유량은, 상기 제2 유량보다도 많도록 구성된다.
<부기 9>
부기 1 내지 부기 6 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 공정에서는, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에, 제5 유량과 제6 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된 제어부가 설치된다.
<부기 10>
부기 9에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제3 유량은 상기 제4 유량보다도 많고, 상기 제4 유량은, 상기 제5 유량과 상기 제6 유량보다도 많도록 구성된다.
<부기 11>
부기 1 내지 부기 10 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부는, 상기 가스 정류부의 상면에 설치된 가스 정류부 지지부에 의해 상기 처리실의 덮개에 장착된다.
<부기 12>
부기 1 내지 부기 10 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부는, 상기 가스 정류부의 측방에 설치된 가스 정류부 고정구에 의해, 하면과 상기 기판 지지부 상면의 거리를 조정 가능하게 구성된다.
<부기 13>
부기 1 내지 부기 12 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부의 하면에는, 제2 컨덕턴스 조정 기구가 설치된다.
<부기 14>
다른 형태에 따르면,
기판을 처리실에 수용하는 공정과,
상기 기판을 상기 기판 지지부에 적재하는 공정과,
상기 기판에 제1 가스를 공급하는 공정과,
상기 기판에 제2 가스를 공급하는 공정과,
복수 개소로부터 공급된 퍼지 가스를 균압하는 가스 균압부를 갖고, 당해 가스 균압부에서 균압된 퍼지 가스를 상기 기판 지지부의 외주단 측에 공급하고, 적어도 상기 제1 가스 혹은 상기 제2 가스 중 어느 한쪽의 배기 컨덕턴스를 조정하는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기 15>
부기 14에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 가스 균압부는, 2개 이상의 가스 균압 공간을 갖고, 상기 가스 균압 공간 각각에 공급되는 퍼지 가스 유량을 다르게 하는 공정을 갖는다.
<부기 16>
부기 14 또는 부기 15에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부 및 상기 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와, 상기 기판 지지부 사이에 가스 정류부를 갖고,
상기 가스 균압부를 갖는 컨덕턴스 조정부는, 상기 가스 정류부의 외주 단부에 설치된다.
<부기 17>
부기 14 내지 부기 16 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 퍼지 가스를 공급하는 공정에서는,
상기 가스 균압부는, 적어도 제1 가스 균압 공간과 제2 가스 균압 공간을 갖고, 상기 제1 가스 균압 공간과 상기 제2 가스 균압 공간에 공급되는 퍼지 가스 유량을 다르게 하도록 한다.
<부기 18>
부기 14 내지 부기 17 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 기판 지지부의 외주단에서의 둘레 방향의 컨덕턴스가 서로 다른 영역이 2개 이상 형성되고, 상기 컨덕턴스가 서로 다른 2개의 영역이 각각, 상기 분할된 가스 균압부에 대응한다.
<부기 19>
부기 14 내지 부기 18 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 제1 가스를 공급하는 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하는 공정과,
상기 제2 가스를 공급하는 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 상기 제1 유량으로 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정과,
상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에 상기 제2 유량으로 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정을 갖는다.
<부기 20>
부기 19에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 제1 유량은, 상기 제2 유량보다도 많도록 구성된다.
<부기 21>
부기 14 내지 부기 18 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 제1 가스를 공급하는 공정에서는, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정을 갖고,
상기 제2 가스를 공급하는 공정에서는, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 상기 퍼지 가스를 공급하는 공정을 갖고,
상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 공정에서, 상기 컨덕턴스 조정부에, 제5 유량과 제6 유량으로 퍼지 가스를 공급하는 공정을 갖는다.
<부기 22>
부기 21에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 제3 유량은 상기 제4 유량보다도 많고, 상기 제4 유량은, 상기 제5 유량과 상기 제6 유량보다도 많게 구성된다.
<부기 23>
또 다른 형태에 따르면,
기판을 처리실에 수용시키는 수순과,
상기 기판을 상기 기판 지지부에 적재시키는 수순과,
상기 기판에 제1 가스를 공급시키는 수순과,
상기 기판에 제2 가스를 공급시키는 수순과,
복수 개소로부터 공급된 퍼지 가스를 균압하는 가스 균압부를 갖고, 당해 가스 균압부에서 균압된 퍼지 가스를 상기 기판 지지부의 외주단 측에 공급하고, 적어도 상기 제1 가스 혹은 상기 제2 가스 중 어느 한쪽의 배기 컨덕턴스를 조정시키는 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
<부기 24>
또 다른 형태에 따르면,
기판을 처리실에 수용시키는 수순과,
상기 기판을 상기 기판 지지부에 적재시키는 수순과,
상기 기판에 제1 가스를 공급시키는 수순과,
상기 기판에 제2 가스를 공급시키는 수순과,
복수 개소로부터 공급된 퍼지 가스를 균압하는 가스 균압부를 갖고, 당해 가스 균압부에서 균압된 퍼지 가스를 상기 기판 지지부의 외주단 측에 공급하고, 적어도 상기 제1 가스 혹은 상기 제2 가스 중 어느 한쪽의 배기 컨덕턴스를 조정시키는 수순과, 균압부를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
<부기 25>
또 다른 형태에 따르면,
기판을 지지하는 기판 지지부가 설치된 처리실을 갖는 기판 처리 장치에 설치되고,
상기 기판에 공급되는 제1 가스와 제2 가스가 통과하는 개구와,
복수 개소로부터 공급된 퍼지 가스를 균압하는 가스 균압부가 설치되고 당해 가스 균압부에서 균압된 퍼지 가스를 상기 기판 지지부의 외주단 측에 공급하는 균압부 컨덕턴스 조정부
를 갖는 가스 정류부가 제공된다.
<부기 26>
부기 25에 기재된 가스 정류부로서, 바람직하게는,
상기 가스 균압부는 2개 이상의 가스 균압 공간을 갖는다.
<부기 27>
부기 25 또는 부기 26에 기재된 가스 정류부이며, 바람직하게는,
상기 컨덕턴스 조정부는, 상기 가스 정류부의 외주단에 설치된다.
<부기 28>
부기 25 내지 부기 27 중 어느 하나에 기재된 가스 정류부로서, 바람직하게는,
상기 가스 균압부는, 적어도 제1 가스 균압 공간과 제2 가스 균압 공간을 갖고, 상기 제1 가스 균압 공간과 상기 제2 가스 균압 공간에 서로 다른 유량의 퍼지 가스가 공급된다.
<부기 29>
부기 25 내지 부기 28 중 어느 하나에 기재된 가스 정류부로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부의 상면에 설치된 가스 정류부 지지부에 의해 상기 처리실의 덮개에 장착된다.
<부기 30>
부기 25 내지 부기 28 중 어느 하나에 기재된 가스 정류부로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부의 측방에 설치된 가스 정류부 고정구에 의해, 하면과 상기 기판 지지부 상면의 거리를 조정 가능하게 구성된다.
<부기 31>
부기 25 내지 부기 28 중 어느 하나에 기재된 가스 정류부로서, 바람직하게는,
상기 가스 정류부의 하면에는, 제2 컨덕턴스 조정 기구가 설치된다.
200 : 웨이퍼(기판)
201 : 처리실
202 : 처리 용기
212 : 기판 적재대
213 : 히터
221 : 배기구(제1 배기부)
234 : 가스 정류부
231 : 덮개
250 : 리모트 플라즈마 유닛(여기부)

Claims (22)

  1. 기판을 수용하는 처리 공간을 포함하는 처리실과,
    상기 처리실에 설치되고, 기판 적재대를 포함하는 기판 지지부와,
    상기 기판에 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와,
    상기 기판에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와,
    상기 처리실에 설치되고, 상기 제1 가스 공급부 또는 상기 제2 가스 공급부로부터 가스가 도입되는 가스 도입구와,
    상기 가스 도입구와 상기 처리 공간의 사이에 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 공급되는 가스가 빠져나가는 개구를 포함하는 가스 정류부와,
    상기 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 구성되는 가스 유로와,
    적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하는 가스 균압부와,
    상기 가스 균압 공간의 각각에 대하여 퍼지 가스의 공급량을 다르게 하여 공급하는 퍼지 가스 공급부와,
    상기 가스 균압부가 설치되고,
    상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에,
    한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많도록 조정하는 컨덕턴스 조정부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨덕턴스 조정부는, 상기 가스 정류부의 외주단에 설치되는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 상기 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되지 않은 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제2 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된 제어부가 더 설치되는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 유량이 상기 제2 유량보다도 많아지게 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에, 제5 유량과 제6 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제3 유량은 상기 제4 유량보다도 많고, 상기 제4 유량은, 상기 제5 유량과 상기 제6 유량보다도 많아지게 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 하면에는, 컨덕턴스 조정 기구가 설치되는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 상기 제1 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되지 않은 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제2 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 구성된 제어부가 더 설치되는, 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 유량이, 상기 제2 유량 보다도 많아지게 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에, 제5 유량과 제6 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제3 유량은 상기 제4 유량보다도 많고, 상기 제4 유량은, 상기 제5 유량과 상기 제6 유량보다도 많아지게 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 하면에는, 컨덕턴스 조정 기구가 설치되는, 기판 처리 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 제2 가스를 상기 기판에 공급하는 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에 제3 유량과 제4 유량으로 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 기판에 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 공급되어 있지 않은 경우에, 상기 컨덕턴스 조정부에, 제5 유량과 제6 유량으로 퍼지 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 컨덕턴스 조정부를 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제3 유량은 상기 제4 유량보다도 많고, 상기 제4 유량은, 상기 제5 유량과 상기 제6 유량보다도 많아지게 제어하도록 더 구성되는, 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 하면에는, 컨덕턴스 조정 기구가 설치되는, 기판 처리 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 하면에는, 컨덕턴스 조정 기구가 설치되는, 기판 처리 장치.
  17. 기판을 수용하는 처리 공간을 포함하는 처리실과, 상기 처리실에 설치된 기판 적재대를 포함하는 기판 지지부와, 가스를 상기 처리 공간에 도입하는 가스 도입 구멍을 포함하는 기판 처리 장치에 사용되고, 상기 가스 도입 구멍과 상기 처리 공간의 사이에 설치되는 가스 정류부로서,
    상기 처리실에 설치된 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 가스 유로가 형성되도록 구성되며,
    퍼지 가스 공급부에 접속되는 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하고, 상기 각각의 가스 균압 공간에는 상기 퍼지 가스 공급부로부터 상이한 유량의 퍼지 가스가 공급되는 가스 균압부와,
    상기 가스 균압부를 포함하고, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 상기 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 상기 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많아지도록 조정하는 컨덕턴스 조정부를 포함하는, 가스 정류부.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 상면에 설치된 가스 정류부 지지부에 의해 상기 처리실의 덮개에 장착되는, 가스 정류부.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 측방에 설치된 가스 정류부 고정구에 의해, 상기 가스 정류부의 하면과 상기 기판 지지부 상면의 거리를 조정 가능하게 구성되는, 가스 정류부.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가스 정류부의 하면에는, 컨덕턴스 조정 기구가 설치되는, 가스 정류부.
  21. 기판을, 처리 공간을 포함하는 처리실에 수용하는 공정과,
    상기 기판을, 상기 처리실에 설치된 기판 지지부의 기판 적재대에 적재하는 공정과,
    상기 처리실에 형성된 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 처리 공간의 사이에 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 공급되는 가스가 빠져나가는 개구를 포함하는 가스 정류부를 통하여 상기 기판에 제1 가스와 제2 가스 중 어느 하나, 혹은 양쪽을 공급함과 함께,
    상기 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 구성된 가스 유로에 있어서, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에,
    컨덕턴스 조정부에 설치된 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하는 가스 균압부 중, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많아지도록 조정하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  22. 기판을, 처리 공간을 포함하는 처리실에 수용하는 수순과,
    상기 기판을, 상기 처리실에 설치된 기판 지지부의 기판 적재대에 적재하는 수순과,
    상기 처리실에 형성된 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 처리 공간의 사이에 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 공급되는 가스가 빠져나가는 개구를 포함하는 가스 정류부를 통하여 상기 기판에 제1 가스와 제2 가스 중 어느 하나, 혹은 양쪽을 공급함과 함께,
    상기 개구에 연통되고, 상기 가스 정류부와 상기 기판 적재대의 외주와의 사이에 둘레 방향으로 구성된 가스 유로에 있어서, 상기 기판 적재대의 외주단의 일부에 대응하는 가스 유로의 높이가, 상기 외주단의 타부에 대응하는 가스 유로의 높이보다도 높은 경우에,
    컨덕턴스 조정부에 설치된 적어도 2개 이상의 가스 균압 공간을 포함하는 가스 균압부 중, 한쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 일부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량이, 다른쪽의 상기 가스 균압 공간을 통하여 상기 외주단의 타부에 공급하는 퍼지 가스의 공급량보다도 많아지도록 조정하는 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장한 기록 매체.
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