KR101829951B1 - 실리콘 산화막의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실리콘 산화막의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법에서는, 표면에 금속막을 갖는 기판을 반응 용기 내에 설치하고, 상기 기판을 설치한 후, 수소 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 수소 가스의 공급을 개시한다. 수소 가스의 공급 후, 산화 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 산화 가스의 공급을 개시함과 함께, 실리콘 함유 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 실리콘 함유 가스의 공급을 개시한다.

Description

실리콘 산화막의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING SILICON OXIDE FILM}
본 출원은 2013년 9월 13일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 2013-191061호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 일본 특허 출원 2013-191061호의 전체 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은 실리콘 산화막의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(IC, Integrated circuit) 등의 반도체 장치의 절연막으로서 실리콘 산화막이 널리 사용되고 있고, 종래부터 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막을 형성하는 방법이 검토되어 왔다.
예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2007-42884호 공보에는, 종형의 원통 형상의 반응 용기를 사용하여, 상기 반응 용기 내에 복수매의 반도체 웨이퍼를 보유 지지한 웨이퍼 보트를 반입하여, 반응 용기 내를 진공으로 하고, 가열한 후, TEOS 가스, 산소 가스, 수소 가스를 동시에 공급하는 실리콘 산화막의 성막 방법이 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 출원 공개 제2007-42884호 공보에 개시된 실리콘 산화막의 성막 방법에 의해 표면에 금속막을 갖는 기판(웨이퍼) 상에 실리콘 산화막을 성막하는 경우에, 금속막 표면이 산화되어, 금속막의 산화에 의한 체적 팽창으로 금속막의 형상이 변화되어, 전기 저항이 열화된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제를 감안하여, 기판 표면에 형성된 금속막의 산화를 억제하는 것이 가능한 실리콘 산화막의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 일 실시 형태에 관한 실리콘 산화막의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법에서는 표면에 금속막을 갖는 기판을 반응 용기 내에 설치하고,
상기 기판을 설치한 후, 수소 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 수소 가스의 공급을 개시한다.
수소 가스를 상기 반응기 내에 공급한 후, 산화 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 산화 가스의 공급을 개시함과 함께,
실리콘 함유 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 실리콘 함유 가스의 공급을 개시한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 산화막의 제조 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치를 도시하는 단면도.
도 2는 도 1의 성막 장치의 반응 용기 내의 구조를 도시하는 사시도.
도 3은 도 1의 성막 장치의 반응 용기 내의 구조를 도시하는 개략 상면도.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 성막 장치의 가스 노즐 및 노즐 커버의 구성도.
도 5는 도 1의 성막 장치의 일부 단면도.
도 6은 도 1의 성막 장치의 다른 일부 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 산화막의 제조 방법의 처리 플로우.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 산화막의 제조 방법을 설명하는 타임차트.
도 9는 본 발명의 실시예, 비교예에 있어서 텅스텐막을 갖는 기판에 실리콘 산화막을 성막했을 때에 발생한 산화텅스텐층의 두께를 나타내는 그래프.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대해 설명한다. 첨부의 전체 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은 부재 혹은 부품 사이의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서, 구체적인 치수는 이하의 한정적이지 않은 실시 형태에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 하는 것이다.
(성막 장치)
처음에, 본 발명의 본 실시 형태에 의한 실리콘 산화막의 제조 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치에 대해 도면을 사용하여 설명한다.
도 1은 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치의 일례의 단면도이고, 도 2는 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치의 일례의 사시도이다. 또한, 도 3은 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치의 일례의 개략 상면도이다.
도 1로부터 도 3까지를 참조하면, 이 성막 장치는 대략 원형의 평면 형상을 갖는 편평한 반응 용기(챔버)(1)와, 이 반응 용기(1) 내에 설치되어, 반응 용기(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다. 이때, 반응 용기(1)는 진공 용기로 할 수 있다. 반응 용기(1)는 바닥이 있는 원통 형상을 갖는 용기 본체(12)와, 용기 본체(12)의 상면에 대해, 예를 들어 O링 등의 시일 부재(13)(도 1)를 통해 기밀하게 착탈 가능하게 배치되는 천장판(11)을 갖고 있다.
회전 테이블(2)은 중심부에서 원통 형상의 코어부(21)에 고정되고, 이 코어부(21)는 연직 방향으로 연신되는 회전축(22)의 상단부에 고정되어 있다. 회전축(22)은 반응 용기(1)의 저부(14)를 관통하여, 그 하단부가 회전축(22)(도 1)을 연직축 주위로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는 상면이 개방된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지 부분이 반응 용기(1)의 저부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있고, 케이스체(20)의 내부 분위기와 외부 분위기의 기밀 상태가 유지되어 있다.
회전 테이블(2)의 표면에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 회전 방향(주위 방향)을 따라서 복수(도시의 예에서는 5매)의 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 형성되어 있다. 또한, 도 3에는 편의상 1개의 오목부(24)에만 웨이퍼(W)를 도시한다. 이 오목부(24)는 웨이퍼(W)의 직경(예를 들어, 300㎜)보다도 약간, 예를 들어 4㎜ 큰 내경과, 웨이퍼(W)의 두께에 대략 동등한 깊이를 갖고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 오목부(24)에 적재하면, 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면[웨이퍼(W)가 적재되지 않은 영역]이 동일한 높이로 된다.
도 2 및 도 3은 반응 용기(1) 내의 구조를 설명하는 도면이고, 설명의 편의상, 천장판(11)의 도시를 생략하고 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상방에는, 각각 예를 들어 석영을 포함하는 제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322) 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 배치되어 있다. 도시의 예에서는, 반응 용기(1)의 주위 방향으로 간격을 두고, 반송구(15)(후술)로부터 시계 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로 분리 가스 노즐(41), 제1 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42) 및 제2 가스 노즐(321, 322)의 순으로 배열되어 있다. 이 노즐(31, 321, 322, 41 및 42)은 각각의 기단부인 가스 도입 포트(31a, 321a, 322a, 41a 및 42a)(도 3)가 용기 본체(12)의 외주위벽에 고정되어, 반응 용기(1)의 외주위벽으로부터 반응 용기(1) 내로 도입되어 있다. 그리고, 용기 본체(12)의 반경 방향을 따라서 회전 테이블(2)에 대해 노즐이 평행하게 연신되도록 설치되어 있다.
본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법에 있어서는, 제2 가스 노즐(321, 322)로부터, 수소 가스 및 산화 가스를 공급할 수 있다. 산화 가스로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 산소 가스 및/또는 오존 가스를 포함하는 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 가스 노즐(321, 322)을 2개 배치하여, 한쪽의 제2 가스 노즐(321)로부터 수소 가스를, 다른 쪽의 제2 가스 노즐(322)로부터 산소 가스 및/또는 오존 가스를 공급하도록 구성할 수 있다. 이때, 수소 가스와, 산소 가스 및/또는 오존 가스를 공급하는 노즐은 어느 쪽이 회전 테이블의 회전 방향의 상류측에 배치되어 있어도 상관없다. 즉, 한쪽의 제2 가스 노즐(321)로부터 산소 가스 및/또는 오존 가스를 공급하고, 다른 쪽의 제2 가스 노즐(322)로부터 수소 가스를 공급해도 된다. 이와 같이 제2 가스 노즐(321, 322)을 2개 설치하는 경우, 제2 가스 노즐(321)과 제2 가스 노즐(322)은, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 인접하여, 양자가 서로 대략 평행해지도록 배치하는 것이 바람직하지만, 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 가스 노즐(321)과 제2 가스 노즐(322)은 이격하여 배치할 수도 있다.
또한, 여기서는, 제2 가스 노즐을 2개 설치한 예를 나타냈지만, 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 가스 노즐을 1개로 하고, 상기 가스 노즐과, 수소 가스의 공급원 및 산화 가스의 공급원 사이에 혼합기 등을 설치한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 수소 가스 공급 개시 스텝으로부터, 산화 가스 공급 개시 스텝까지는, 제2 가스 노즐로부터는 수소 가스만이 공급되고, 산화 가스 공급 개시 스텝 후에는 수소 가스와, 산화 가스의 혼합 가스를, 제2 가스 노즐로부터 공급할 수 있다.
또한, 후술하는 제2 처리 영역 P2의 면적이 넓은 경우, 제2 처리 영역 P2 내에 충분한 양의 수소 가스 및 산화 가스를 공급하기 위해, 제2 가스 노즐을 복수 조 설치해도 된다. 예를 들어, 제2 처리 영역 P2 중, 회전 테이블(2)의 회전 방향의 최상류부에 설치한 제2 가스 노즐(321, 322) 외에, 회전 테이블의 회전 방향의 하류측의 임의의 장소에 제2 가스 노즐(321, 322)을 더 설치할 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 도 3 중 X로 나타낸 부분, 즉 제2 처리 영역 P2 중, 원주 방향의 중앙부에 제2 가스 노즐(321, 322)을 1조 더 배치할 수도 있다. 이 경우, 1조 더 배치하는 제2 가스 노즐도 다른 가스 노즐과 마찬가지로, 가스 도입 포트를 용기 본체(12)의 외주위벽에 고정하여, 반응 용기(1)의 외주위벽으로부터 반응 용기 내로 도입할 수 있다.
제1 가스 노즐(31)에는 실리콘 함유 가스가 저류되는 실리콘 함유 가스 공급원이 개폐 밸브나 유량 조정기(모두 도시하지 않음)를 통해 접속되어 있다. 또한, 제2 가스 노즐(321, 322)에는 각각 산화 가스, 수소 가스가 저류되는 산화 가스 공급원, 수소 가스 공급원이 개폐 밸브나 유량 조정기(모두 도시하지 않음)를 통해 접속되어 있다.
여기서, 제1 가스 노즐(31)로부터 공급하는 실리콘 함유 가스는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 3DMAS{트리스디메틸아미노실란 Si[N(CH3)2]3H}, 4DMAS{테트라키스디메틸아미노실란 Si[N(CH3)2]4} 등의 아미노실란계나, TCS(테트라클로로실란 SiCl4), DCS(디클로로실란 SiH2Cl2), SiH4(모노실란), HCD(헥사클로로디실란 Si2Cl6) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 제2 가스 노즐(321, 322)로부터 공급되는 수소 가스, 산화 가스 중, 산화 가스로서는, 상술한 바와 같이, 산소 가스 및/또는 오존 가스를 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 치밀한 실리콘 산화막이 얻어지므로, 산화 가스는, 오존 가스를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 분리 가스 노즐(41, 42)에는 Ar이나 He 등의 희가스나 N2 가스(질소 가스) 등의 불활성 가스의 공급원이 개폐 밸브나 유량 조정기(모두 도시하지 않음)를 통해 접속되어 있다. 불활성 가스로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기와 같이 희가스나, N2 가스 등을 사용할 수 있지만, 예를 들어 N2 가스를 바람직하게 사용할 수 있다.
제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322)에는 회전 테이블(2)을 향해 하방으로 개방되는 복수의 가스 토출 구멍(33)(도 5 참조)이, 제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322)의 길이 방향을 따라서 배열되어 있다. 가스 토출 구멍의 배치에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 10㎜의 간격으로 배열할 수 있다. 제1 가스 노즐(31)의 하방 영역은 실리콘 함유 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역 P1로 된다. 제2 가스 노즐(321, 322)의 하방 영역은 제1 처리 영역 P1에 있어서 웨이퍼(W)에 흡착된 실리콘 함유 가스를 산화시키는 제2 처리 영역 P2로 된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 가스 노즐(31)에는 노즐 커버(34)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하면서, 노즐 커버(34)에 대해 설명한다. 노즐 커버(34)는 제1 가스 노즐(31)의 길이 방향을 따라서 연장되어, ㄷ자형의 단면 형상을 갖는 기초부(35)를 갖고 있다. 기초부(35)는 제1 가스 노즐(31)을 덮도록 배치되어 있다. 기초부(35)의 상기 길이 방향으로 연장되는 2개의 개구단부의 한쪽에는 정류판(36A)이 설치되고, 다른 쪽에는 정류판(36B)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 정류판(36A, 36B)은 회전 테이블(2)의 상면과 평행하게 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 회전 방향에 대해 제1 가스 노즐(31)의 상류측에 정류판(36A)이 배치되고, 하류측에 정류판(36B)이 배치되어 있다.
도 4b에 명료하게 도시된 바와 같이, 정류판(36A, 36B)은 제1 가스 노즐(31)의 중심축에 대해 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 또한, 정류판(36A, 36B)의 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따른 길이는 회전 테이블(2)의 외주부를 향할수록 길게 되어 있고, 이로 인해, 노즐 커버(34)는 대략 부채 형상의 평면 형상을 갖고 있다. 여기서, 도 4b에 점선으로 나타내는 부채의 개방 각도 θ는, 후술하는 볼록 형상부(4)(분리 영역 D)의 사이즈도 고려하여 결정되지만, 예를 들어 5° 이상 90° 미만이면 바람직하고, 구체적으로는 예를 들어 8° 이상 10° 미만이면 더욱 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 가스 노즐(31)에만 노즐 커버(34)가 설치된 예를 나타냈지만, 제2 가스 노즐(321, 322)에 대해서도 동일한 노즐 커버를 설치해도 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반응 용기(1) 내에는 2개의 볼록 형상부(4)가 설치되어 있다. 볼록 형상부(4)는 정상부가 원호 형상으로 절단된 대략 부채형의 평면 형상을 갖고, 본 실시 형태에 있어서는, 내측 원호가 돌출부(5)(후술)에 연결되고, 외측 원호가, 반응 용기(1)의 용기 본체(12)의 내주면을 따르도록 배치되어 있다. 도 5는 제1 가스 노즐(31)로부터 제2 가스 노즐(321, 322)까지 회전 테이블(2)의 동심원을 따른 반응 용기(1)의 단면을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)는 천장판(11)의 이면에 설치되어 있다. 이로 인해, 반응 용기(1) 내에는, 볼록 형상부(4)의 하면인 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)과, 이 천장면(44)의 주위 방향 양측에 위치하는, 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 존재하고 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)에는 주위 방향 중앙에 있어서 홈부(43)가 형성되어 있고, 홈부(43)는 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라서 연장되어 있다. 홈부(43)에는 분리 가스 노즐(42)이 수용되어 있다. 또 하나의 볼록 형상부(4)에도 마찬가지로 홈부(43)가 형성되고, 여기에 분리 가스 노즐(41)이 수용되어 있다. 또한, 도면 중에 나타내는 참조 부호 42h는 분리 가스 노즐(42)에 형성되는 가스 토출 구멍이다. 가스 토출 구멍(42h)은 분리 가스 노즐(42)의 길이 방향을 따라서 소정의 간격(예를 들어, 10㎜)을 두고 복수개 형성되어 있다. 또한, 가스 토출 구멍(42h)의 개구 직경은, 예를 들어 0.3㎜로부터 1.0㎜로 할 수 있다. 도시를 생략하지만, 분리 가스 노즐(41)에도 마찬가지로 가스 토출 구멍을 형성할 수 있다.
높은 천장면(45)의 하방의 공간에는 제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322)이 각각 설치되어 있다. 제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322)은 천장면(45)으로부터 이격되어 웨이퍼(W)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 가스 노즐(31)이 설치되는 높은 천장면(45)의 하방의 공간을 참조 부호 481로 나타내고, 제2 가스 노즐(321, 322)이 설치되는 높은 천장면(45)의 하방의 공간을 참조 부호 482로 나타낸다.
낮은 천장면(44)은 협애한 공간인 분리 공간 H를 회전 테이블(2)에 대해 형성하고 있다. 분리 가스 노즐(42)로부터 불활성 가스, 예를 들어 N2 가스가 공급되면, 이 N2 가스는 분리 공간 H를 통해 공간(481) 및 공간(482)을 향해 흐른다. 이때, 분리 공간 H의 용적은 공간(481 및 482)의 용적보다도 작기 때문에, N2 가스에 의해 분리 공간 H의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 할 수 있다. 즉, 공간(481 및 482) 사이에 있어서, 분리 공간 H는 압력 장벽을 제공한다. 또한, 분리 공간 H로부터 공간(481 및 482)으로 흘러나오는 N2 가스는 제1 처리 영역 P1로부터의 실리콘 함유 가스와, 제2 처리 영역 P2로부터의 수소 가스 및 산화 가스에 대한 카운터 플로우로서 작용한다. 따라서, 제1 처리 영역 P1로부터의 실리콘 함유 가스와, 제2 처리 영역 P2로부터의 수소 가스 및 산화 가스가 분리 공간 H에 의해 분리된다. 따라서, 반응 용기(1) 내에 있어서 실리콘 함유 가스와, 수소 가스 및 산화 가스가 혼합하여 반응하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이 h1은 성막 시의 반응 용기(1) 내의 압력, 회전 테이블(2)의 회전 속도, 공급하는 분리 가스(N2 가스)의 공급량 등을 고려하여, 분리 공간 H의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 하는 데 적합한 높이로 설정하는 것이 바람직하다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 천장판(11)의 하면에는 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)의 외주를 둘러싸도록 돌출부(5)가 설치되어 있다. 이 돌출부(5)는, 본 실시 형태에 있어서는, 볼록 형상부(4)에 있어서의 회전 중심측의 부위와 연속되어 있고, 돌출부(5)의 하면은 천장면(44)과 동일한 높이로 형성되어 있다.
앞서 참조한 도 1은 도 3의 I-Ｉ'선을 따른 단면도이고, 천장면(45)이 설치되어 있는 영역을 도시하고 있는 한편, 도 6은 천장면(44)이 설치되어 있는 영역을 도시하는 일부 단면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 대략 부채형의 볼록 형상부(4)의 주연부[반응 용기(1)의 외측 테두리측의 부위]에는 회전 테이블(2)의 외측 단부면에 대향하도록 L자형으로 굴곡되는 굴곡부(46)를 형성할 수 있다. 이 굴곡부(46)는 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 내주면 사이의 공간을 통해, 공간(481) 및 공간(482)(도 5) 사이에서 가스가 유통되는 것을 억제할 수 있다. 부채형의 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 설치되어, 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 제거될 수 있도록 되어 있으므로, 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12) 사이에는 약간 간극이 있다. 굴곡부(46)의 내주면과 회전 테이블(2)의 외측 단부면의 간극 및 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)의 간극은, 예를 들어 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이와 동일한 치수로 설정할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 회전 테이블(2)과 용기 본체의 내주면 사이에 있어서, 공간(481)과 연통하는 제1 배기구(610)와, 공간(482)과 연통하는 제2 배기구(620)가 형성되어 있다. 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)는, 도 1에 도시한 바와 같이 각각 배기관(630)을 통해 진공 배기 수단인, 예를 들어 진공 펌프(640)에 접속되어 있다. 또한 도 1 중, 참조 부호 650은 압력 조정기이다.
회전 테이블(2)과 반응 용기(1)의 저부(14) 사이의 공간에는, 도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이 가열 수단인 히터 유닛(7)을 설치할 수 있고, 회전 테이블(2)을 통해 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)를, 프로세스 레시피로 결정된 온도로 가열할 수 있다. 회전 테이블(2)의 주연 부근의 하방측에는 회전 테이블(2)의 하방의 공간으로 가스가 침입하는 것을 억제하기 위해, 링 형상의 커버 부재(71)가 설치되어 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 이 커버 부재(71)는 회전 테이블(2)의 외측 테두리부 및 외측 테두리부보다도 외주측을 하방측으로부터 면하도록 설치된 내측 부재(71a)와, 이 내측 부재(71a)와 반응 용기(1)의 내벽면 사이에 설치된 외측 부재(71b)를 구비한 구성으로 할 수 있다. 외측 부재(71b)는 볼록 형상부(4)의 외측 테두리부에 형성된 굴곡부(46)의 하방에서, 굴곡부(46)와 근접하여 설치되고, 내측 부재(71a)는 회전 테이블(2)의 외측 테두리부 하방(및 외측 테두리부보다도 약간 외측의 부분의 하방)에 있어서, 히터 유닛(7)을 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간보다도 회전 중심 근처의 부위에 있어서의 저부(14)는 회전 테이블(2)의 하면의 중심부 부근에 있어서의 코어부(21)에 접근하도록 상방측으로 돌출되어 돌출부(12a)를 이루고 있다. 이 돌출부(12a)와 코어부(21) 사이는 좁은 공간으로 되어 있다. 또한, 저부(14)를 관통하는 회전축(22)의 관통 구멍의 내주면과 회전축(22)의 간극이 좁게 되어 있고, 이들 좁은 공간은 케이스체(20)에 연통되어 있다. 그리고 케이스체(20)에는 퍼지 가스인 N2 가스를 좁은 공간 내에 공급하여 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 설치되어 있다. 또한, 반응 용기(1)의 저부(14)에는 히터 유닛(7)의 하방에 있어서 주위 방향으로 소정의 각도 간격으로, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 설치되어 있다[도 6에는 하나의 퍼지 가스 공급관(73)을 도시함]. 또한, 히터 유닛(7)과 회전 테이블(2) 사이에는 히터 유닛(7)이 설치된 영역으로의 가스의 침입을 억제하기 위해, 외측 부재(71b)의 내주벽[내측 부재(71a)의 상면]으로부터 돌출부(12a)의 상단부와의 사이를 주위 방향으로 걸쳐서 덮는 덮개 부재(7a)가 설치되어 있다. 덮개 부재(7a)는, 예를 들어 석영으로 제작할 수 있다.
퍼지 가스 공급관(72)으로부터 N2 가스를 공급하면, 이 N2 가스는 회전축(22)의 관통 구멍의 내주면과 회전축(22)의 간극과, 돌출부(12a)와 코어부(21) 사이의 간극을 통해, 회전 테이블(2)과 덮개 부재(7a) 사이의 공간을 흘러, 제1 배기구(610) 또는 제2 배기구(620)(도 3)로부터 배기된다. 또한, 퍼지 가스 공급관(73)으로부터 N2 가스를 공급하면, 이 N2 가스는 히터 유닛(7)이 수용되는 공간으로부터, 덮개 부재(7a)와 내측 부재(71a) 사이의 간극(도시하지 않음)을 통해 유출되고, 제1 배기구(610) 또는 제2 배기구(620)(도 3)로부터 배기된다. 이들 N2 가스의 흐름에 의해, 반응 용기(1)의 중앙 하방의 공간과, 회전 테이블(2)의 하방의 공간을 통해, 공간(481) 및 공간(482) 내의 가스가 혼합되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 반응 용기(1)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있고, 천장판(11)과 코어부(21) 사이의 공간(52)에 분리 가스인 N2 가스를 공급하도록 구성할 수 있다. 이 공간(52)에 공급된 분리 가스는 돌출부(5)와 회전 테이블(2)의 좁은 공간(50)(도 6)을 통해 회전 테이블(2)의 웨이퍼 적재 영역측의 표면을 따라서 주연을 향해 토출된다. 공간(50)은 분리 가스에 의해 공간(481) 및 공간(482)보다도 높은 압력으로 유지될 수 있다. 따라서, 공간(50)에 의해, 제1 처리 영역 P1에 공급되는 실리콘 함유 가스와, 제2 처리 영역 P2에 공급되는 수소 가스 및 산화 가스가, 중심 영역 C를 통해 혼합되는 것이 억제된다. 즉, 공간(50)(또는 중심 영역 C)은 분리 공간 H(또는 분리 영역 D)와 마찬가지로 기능할 수 있다.
또한, 반응 용기(1)의 측벽에는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 외부의 반송 아암(10)과 회전 테이블(2) 사이에서 기판인 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(15)를 형성할 수 있다. 이 반송구(15)는 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐할 수 있다. 이 경우, 회전 테이블(2)에 있어서의 웨이퍼 적재 영역인 오목부(24)는 이 반송구(15)에 면하는 위치에서 반송 아암(10) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하게 된다. 이로 인해, 회전 테이블(2)의 하방측에 있어서 전달 위치에 대응하는 부위에, 오목부(24)를 관통하여 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)를 설치할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 성막 장치에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터를 포함하는 제어부(100)를 설치할 수 있다. 제어부(100)의 메모리 내에는 제어부(100)의 제어 하에, 후술하는 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램을 저장할 수 있다. 이 프로그램은 후술하는 성막 방법을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있고, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 매체(102)에 기억되어 있고, 소정의 판독 장치에 의해 기억부(101)로 판독되어, 제어부(100) 내에 인스톨할 수 있다.
(실리콘 산화막의 제조 방법)
다음에, 도 7을 사용하여 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 산화막의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법은 이하의 각 스텝을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 도 7에 도시한 처리 플로우에 따라서, 각 스텝을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 이하에 설명하는 실리콘 산화막의 제조 방법은 특정한 성막 장치에서의 실시로 한정되는 것이 아니라, 각종 성막 장치에 적용할 수 있다. 예를 들어 도 1 내지 도 6에 도시한 회전 테이블을 사용한 성막 장치뿐만 아니라, 반응 용기 내에 웨이퍼를 정지한 상태로 적재하여, 반응 용기 내로의 공급 가스를 전환하여 성막을 행하는 성막 장치에도 적용할 수 있다. 이하, 그와 같은 성막 장치를 사용하는 경우도 포함하여 본 실시 형태에 관한 실리콘 산화막의 제조 방법 설명을 행한다.
우선, 표면에 금속막을 갖는 기판을 반응 용기 내에 설치하는 기판 설치 스텝(S71)을 실시한다. 기판 설치 스텝 후, 수소 가스 공급 수단에 의해, 반응 용기 내에 수소 가스의 공급을 개시하는 수소 가스 공급 개시 스텝(S72)을 실시한다.
수소 가스 공급 개시 스텝(S72) 후에, 산화 가스 공급 개시 스텝 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝을 실시한다. 즉, 산화 가스 공급 수단에 의해, 반응 용기 내에 산화 가스의 공급을 개시하는 산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 및 실리콘 함유 가스 공급 수단에 의해, 반응 용기 내에 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하는 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 실시한다. 또한, 도 7에서는 산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 후에, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 실시하는 예를 나타내고 있지만, 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 먼저 실시하고, 그 후에, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)을 실시할 수도 있다. 또한, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)과, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 동시에 실시할 수도 있다.
그리고, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74) 후, 실리콘 산화막 성막 스텝(S75)을 실시하여, 실리콘 산화막을 성막한 후 실리콘 산화막의 제조 공정을 종료할 수 있다.
종래의 실리콘 산화막의 제조 방법에 있어서, 기판인 웨이퍼 표면에 형성된 금속막이 산화되는 원인을 본 발명자들이 검토한 바, 실리콘 산화막을 제조할 때에 사용하는 가스를 공급하는 순서에 따라서 금속막의 산화 정도가 다른 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.
구체적으로는 상술한 바와 같이, 기판 설치 스텝(S71)의 직후에 우선 수소 가스 공급 개시 스텝(S72)을 실시한다. 그 후, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 실시함으로써 금속막의 산화를 억제할 수 있는 것을 발견하였다. 이는, 상술한 바와 같이, 산화 가스의 공급을 개시하기 전에 수소 가스를 공급함으로써, 수소 가스가 금속막과 산화 가스의 접촉을 억제하여, 금속막의 산화 정도를 저감시킬 수 있기 때문이라고 추인된다.
상기 일련의 공정에 있어서, 수소 가스 공급 수단, 산화 가스 공급 수단, 실리콘 함유 가스 공급 수단은 각 가스의 공급을 개시한 후에는, 연속해서, 즉 계속적으로 각 가스의 공급을 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 수소 가스 공급 수단은 수소 가스 공급 개시 스텝 후, 연속적으로 수소를 반응 용기 내에 공급하는 것이 바람직하다. 산화 가스 공급 수단은 산화 가스 공급 개시 스텝 후, 연속적으로 산소를 반응 용기 내에 공급하는 것이 바람직하다. 실리콘 함유 가스 공급 수단은 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝 후, 연속적으로 실리콘 함유 가스를 반응 용기 내에 공급하는 것이 바람직하다.
즉, 도 8에 도시한 타임 플로우와 같이 각 가스의 공급 수단은 반응 용기에 각 가스를 공급할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 우선, 반응 용기 내에 웨이퍼를 설치 후, 시간 t1일 때에 수소 가스 공급 개시 스텝을 실시하여, 수소 가스의 공급을 개시하고, 그 후 연속적으로 공급한다. 계속해서, 시간 t2에 산화 가스의 공급을 개시하고, 그 후 연속적으로 공급한다. 또한, 시간 t3에 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하고, 그 후 연속적으로 공급한다. 또한, 상술한 바와 같이, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)보다도 먼저 실시하고, 그 후에, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)을 실시할 수도 있다. 이로 인해, 시간 t2에 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하고, 시간 t3에 산화 가스의 공급을 개시해도 된다. 또한, 실리콘 함유 가스의 공급과, 산화 가스의 공급을 동시에 개시할 수도 있다.
실리콘 산화막의 성막 후, 각 가스는 임의의 타이밍에서 공급을 정지할 수 있고, 예를 들어 모든 가스를 동시에 정지할 수 있고, 또한 각 가스의 공급을 개별로 순차 정지할 수도 있다.
여기서, 수소 가스 공급 개시 스텝을 실시한 후, 산화 가스 공급 개시 스텝을 실시할 때까지의 시간 T1은 특별히 한정되는 것은 아니고, 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 산화 가스 공급 개시 스텝은 수소 가스 공급 개시 스텝 후 3초 이상 경과한 후 실시하는 것이 바람직하다. 즉, T1은 3초 이상인 것이 바람직하다. 특히, T1은 30초 이상인 것이 보다 바람직하고, 100초 이상인 것이 특히 바람직하다. 이는, 수소 가스의 공급을 개시한 후, 산화 가스의 공급을 개시할 때까지의 시간을 일정 시간 이상으로 함으로써, 웨이퍼 표면에 형성된 금속막의 산화를 특히 억제할 수 있기 때문이다. 또한, T1은 수소 가스 공급 개시 스텝을 실시한 후, 산화 가스 공급 개시 스텝을 실시할 때까지의 시간을 나타내고 있고, 도 8에서는 시간 t2에 산화 가스의 공급을 개시하므로, 시간 t1로부터 시간 t2까지의 사이가 T1로 된다. 단, 상술한 바와 같이, 시간 t3에 산화 가스의 공급을 개시하는 경우에는, 시간 t1로부터 시간 t3까지의 사이가 T1로 된다.
T1의 상한값은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 산화 가스의 공급을 개시할 때까지의 시간이 지나치게 길어지면 성막 공정을 개시할 때까지 긴 시간을 필요로 하게 되어 생산성이 낮아질 우려가 있다. 이로 인해, T1은, 예를 들어 3분 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 산화 가스 공급 개시 시, 실리콘 함유 가스 공급 개시 시 사이의 시간, 즉, 도 8에 있어서의 시간 t2와 시간 t3 사이의 시간 T2는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 산화 가스 공급 개시 스텝과, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝은 동시에 실시할 수도 있다. 즉, T2는 0으로 할 수도 있다. 특히, T2는 1초 이상으로 하는 것이 바람직하다. T2의 상한값은 특별히 한정되는 것은 아니지만, T2가 지나치게 길면 생산성을 저하시킬 우려가 있으므로, 1분 이하인 것이 바람직하고, 30초 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 실리콘 함유 가스의 공급 개시 후, 산화 가스의 공급을 개시하는 경우에도, 실리콘 함유 가스의 공급 개시 시와, 산화 가스 공급 개시 시 사이의 시간 T2를 임의로 선택할 수 있고, 예를 들어 상술한 T2의 범위로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법에 있어서는, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74) 후, 실리콘 산화막을 성막하는 실리콘 산화막 성막 스텝(S75)이 실시되게 된다.
이들 각 스텝을 실시하는 성막 장치는 상술한 바와 같이 특별히 한정되는 것은 아니고, 각종 성막 장치를 사용할 수 있다.
예를 들어, 반응 용기 내에 회전 가능하게 수용된 회전 테이블과, 실리콘 함유 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와, 수소 가스 및 산화 가스를 공급하는 제2 가스 공급부를 구비한 성막 장치를 바람직하게 사용할 수 있다.
이러한 성막 장치에 있어서, 회전 테이블은 복수의 기판(웨이퍼)이 적재되는 적재부를 상면에 가질 수 있다. 제1 가스 공급부는 실리콘 함유 가스 공급 수단을 구비하고, 회전 테이블의 상면의 상방에 있어서 구획되는 제1 처리 영역에 배치되어, 회전 테이블의 상면을 향해 실리콘 함유 가스를 공급할 수 있다. 또한, 제2 가스 공급부는 수소 가스 공급 수단 및 산화 가스 공급 수단을 구비하고, 회전 테이블의 주위 방향을 따라서 제1 처리 영역으로부터 이격되는 제2 처리 영역에 배치되어, 회전 테이블의 상면을 향해 수소 가스 및 산화 가스를 공급할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 이미 서술한 성막 장치를 적절하게 사용할 수 있다.
그리고, 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법은 성막 준비 공정과, 흡착 공정과, 반응 공정을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
여기서 성막 준비 공정은 상술한 기판 설치 스텝과, 수소 가스 공급 개시 스텝과, 산화 가스 공급 개시 스텝과, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝을 가질 수 있다. 성막 준비 공정에서는 우선, 기판 설치 스텝 후에 수소 가스 공급 개시 스텝을 실시하는 것이 바람직하다. 그리고, 수소 가스 공급 개시 스텝 후에, 산화 가스 공급 개시 스텝 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝을 실시할 수 있다. 산화 가스 공급 개시 스텝 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝은 어떤 스텝을 먼저 실시하든 상관없고, 또한 산화 가스 공급 개시 스텝 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝은 동시에 실시할 수도 있다.
흡착 공정이라 함은, 회전 테이블을 회전시키면서, 제1 처리 영역에 있어서, 회전 테이블 상에 적재된 웨이퍼에 실리콘 함유 가스를 흡착시키는 공정으로 할 수 있다. 또한, 반응 공정으로서는, 회전 테이블을 회전시키면서, 제2 처리 영역에 있어서, 웨이퍼의 표면에 흡착한 실리콘 함유 가스와, 제2 처리 영역에 공급된 수소 가스 및 산화 가스를 반응시키는 공정으로 할 수 있다.
상술한 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법에 대해, 상술한 성막 장치를 사용하여 실시하는 경우를 예로 들어 설명한다.
우선, 성막 준비 공정에 대해 구체적으로 설명한다.
처음에 기판 설치 스텝(S71)을 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어 도시하지 않은 게이트 밸브를 개방하여, 반송 아암(10)에 의해 반송구(15)(도 3)를 통해 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24) 내로 전달한다. 이 전달은 오목부(24)가 반송구(15)에 면하는 위치에 정지했을 때에 오목부(24)의 저면의 관통 구멍을 통해 반응 용기(1)의 저부측으로부터 도시하지 않은 승강 핀이 승강함으로써 행해진다. 이와 같은 웨이퍼(W)의 전달을, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시켜 행하고, 회전 테이블(2)에 5개의 오목부(24) 내에 각각 웨이퍼(W)를 적재한다. 또한, 이때 사용하는 웨이퍼(W)로서는, 그 표면에 금속막이 형성된 웨이퍼(W)를 사용할 수 있다. 또한, 금속막은 웨이퍼(W)의 표면 전체면에 형성되어 있을 필요는 없고, 그 일부에 형성되어 있으면 된다. 또한, 금속막의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 텅스텐을 바람직하게 사용할 수 있다.
계속해서 게이트 밸브를 폐쇄하여, 진공 펌프(640)에 의해 반응 용기(1)를 최저 도달 진공도까지 배기한다. 그 후, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 분리 가스인 N2 가스를 소정의 유량으로 토출하고, 분리 가스 공급관(51) 및 퍼지 가스 공급관(72, 73)(도 1)으로부터도 N2 가스를 소정의 유량으로 토출한다. 이에 수반하여, 압력 조정기(650)에 의해 반응 용기(1) 내를 미리 설정한 처리 압력으로 조정한다. 즉, 이 경우, 기판 설치 스텝(S71)과 수소 가스 공급 개시 스텝(S72) 사이에 분리 가스 공급 개시 스텝(도시하지 않음)을 실시할 수 있다.
계속해서, 회전 테이블(2)을 시계 방향으로 회전시킨다. 회전 테이블(2)을 회전시킬 때, 회전 테이블(2)의 회전 속도는 특별히 한정되지 않지만, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 5rpm 이상 240rpm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이는, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 240rpm 이하로 함으로써, 제2 처리 영역 P2에 공급된 수소 가스 및 산화 가스와, 웨이퍼(W) 상에 흡착된 실리콘 함유 가스를 충분히 반응시켜, 치밀하고 막질이 우수한 실리콘 산화막을 제조할 수 있기 때문이다. 또한, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 5rpm 이상으로 함으로써, 생산성을 유지하면서 실리콘 산화막을 제조할 수 있다. 생산성의 향상과, 실리콘 산화막의 막질의 향상의 관점에서, 회전 테이블(2)의 회전 속도는 20rpm 이상 120rpm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법에 있어서는, 제2 처리 영역 P2에 공급된 수소 가스와, 산화 가스가 반응하여, OHㆍ(히드록시 라디칼)이나 Oㆍ(산소 라디칼)을 생성하는 것이 바람직하다. 특히, OHㆍ(히드록시 라디칼)은 산화력이 강하므로, 간단히 산화 가스를 공급하여, 웨이퍼 표면에 흡착한 물질을 산화 처리하는 경우와 비교하여, 실리콘 함유 가스의 산화 반응을 특히 진행시킬 수 있다.
따라서, 제2 처리 영역에 공급된 수소 가스와, 산화 가스가 반응하여, 히드록시 라디칼 등을 생성하는 반응을 보다 촉진시킬 수 있도록, 회전 테이블(2)을 회전시킬 때, 히터 유닛(7)에 의해 웨이퍼(W)를 가열하는 것이 바람직하다. 이때의 온도로서는 특별히 한정되지 않지만, 제2 처리 영역에 공급된 수소 가스와, 산화 가스가 웨이퍼(W)의 표면에 이를 때까지, 충분한 OHㆍ(히드록시 라디칼)이나, Oㆍ(산소 라디칼)을 생성하는 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 기판인 웨이퍼(W)를 400℃ 이상 900℃ 이하의 범위의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 또한, 산화 가스가 오존 가스를 포함하는 경우에는, 오존 가스의 분해를 억제하기 위해, 400℃ 이상 700℃ 이하의 범위의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 특히, 히드록시 라디칼이나 산소 라디칼의 생성 반응을 촉진시키고, 또한 제2 처리 영역에 공급한 가스의 분해를 억제하는 관점에서, 웨이퍼(W)를 450℃ 이상 680℃ 이하로 가열하는 것이 보다 바람직하다. 히터 유닛(7)에 의한 웨이퍼(W)의 가열은 적어도 실리콘 산화막 성막 스텝(S75) 동안 실시되는 것이 바람직하고, 특히 기판 설치 스텝(S71)으로부터 실리콘 산화막 성막 스텝(S75)을 종료하여, 기판을 반출할 때까지 실시되는 것이 보다 바람직하다.
상기와 같이 회전 테이블(2)의 회전을 개시한 후, 반응 용기(1)에 대해, 제2 가스 노즐(321)로부터 수소 가스의 공급을 개시하여, 수소 가스 공급 개시 스텝(S72)을 실시한다. 수소 가스는 그대로 연속해서 공급할 수 있다. 수소 가스 공급 개시 스텝(S72) 후에는 수소 가스만이 공급된 제2 처리 영역 P2를, 회전 테이블(2) 상에 배치된 웨이퍼가 통과하게 된다.
계속해서, 제2 가스 노즐(322)로부터 산화 가스의 공급을 개시하여, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)을 실시한다. 산화 가스는 그대로 연속해서 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 이미 서술한 바와 같이, 수소 가스를 제2 가스 노즐(322)로부터 공급하고, 산화 가스를 제2 가스 노즐(321)로부터 공급할 수도 있다. 산화 가스로서는, 상술한 바와 같이, 산소 가스 및/또는 오존 가스를 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 오존 가스를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 후에는 수소 가스 및 산화 가스가 공급된 제2 처리 영역 P2를 회전 테이블(2) 상에 배치된 웨이퍼가 통과하게 된다.
다음에, 제1 가스 노즐(31)로부터 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하여, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 실시한다. 실리콘 함유 가스도 그대로 연속해서 공급할 수 있다. 실리콘 함유 가스로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이미 서술한 바와 같이, 예를 들어 3DMAS{트리스디메틸아미노실란 Si[N(CH3)2]3H}, 4DMAS{테트라키스디메틸아미노실란 Si[N(CH3)2]4} 등의 아미노실란계나, TCS(테트라클로로실란 SiCl4), DCS(디클로로실란 SiH2Cl2), SiH4(모노실란), HCD(헥사클로로디실란 Si2Cl6) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 이미 서술한 바와 같이, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)의 순서는 한정되는 것은 아니고, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74) 후에, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)을 실시할 수도 있다. 또한, 산화 가스 공급 개시 스텝(S73)과, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74)을 동시에 실시할 수도 있다.
산화 가스 공급 개시 스텝(S73) 및 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝(S74) 후에는, 제1 처리 영역 P1에는 실리콘 함유 가스가 공급되고, 제2 처리 영역 P2에는 수소 가스 및 산화 가스가 공급된 상태로 되어 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 제1 처리 영역 P1과 제2 처리 영역 P2를 교대로 통과하여, 제1 처리 영역 P1에서 흡착 공정을, 제2 처리 영역 P2에서 반응 공정을 각각 실시한다.
또한, 제2 가스 공급부는 2개의 제2 가스 노즐을 구비하여, 한쪽의 제2 가스 노즐(수소 가스 공급용 제2 가스 노즐)로부터는 수소 가스를, 다른 쪽의 제2 가스 노즐(산화 가스 공급용 제2 가스 노즐)로부터는 산화 가스를, 각각 공급할 수 있다. 또한, 제2 가스 노즐을 1개의 가스 노즐로 하고, 상기 가스 노즐과, 수소 가스의 공급원 및 산화 가스의 공급원 사이에 혼합기 등을 설치한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 수소 가스 공급 개시 스텝으로부터, 산화 가스 공급 개시 스텝까지는, 제2 가스 노즐로부터는 수소 가스만이 공급되고, 산화 가스 공급 개시 스텝 후에는 수소 가스와, 산화 가스의 혼합 가스를, 제2 가스 노즐로부터 공급할 수 있다.
또한, 제2 가스 공급부를 제2 처리 영역 P2에 복수 설치할 수도 있다. 즉, 이미 서술한 바와 같이 제2 가스 노즐을 복수조 설치할 수 있다. 이 경우의 제2 가스 공급부의 설치 위치는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 예를 들어, 제2 처리 영역 중, 회전 테이블의 회전 방향의 상류측의 위치와, 도 3의 X로 나타낸 위치, 즉, 제2 처리 영역 P2의 원주 방향 중앙부에 설치할 수 있다.
제1 가스 노즐(31)로부터 공급하는 실리콘 함유 가스의 공급 조건은 특별히 한정되는 것은 아니고, 회전 테이블(2)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)가 제1 처리 영역 P1을 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 실리콘 함유 가스를 흡착할 수 있도록 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 함유 가스의 공급 속도는 0.1L/min 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.3L/min 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제1 처리 영역 내의 실리콘 함유 가스의 압력을 200㎩ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 500㎩ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
제2 가스 노즐(321, 322)로부터 공급하는 수소 가스, 산화 가스의 공급 조건에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니고, 웨이퍼(W)의 표면에 흡착한 실리콘 함유 가스를 충분히 산화할 수 있도록 임의로 선택할 수 있다.
예를 들어, 제2 처리 영역 P2에 공급된 수소 가스 및 산화 가스로부터 충분히 히드록시 라디칼 등을 생성하기 위해, 수소 가스 공급 수단은 상기 수소 가스 공급 개시 스텝 후, 상기 반응 용기에 수소 가스를 0.5L/min 이상의 공급 속도로 공급하는 것이 바람직하다. 특히, 수소 가스를 0.75L/min 이상의 공급 속도로 공급하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 수소 가스와, 산화 가스의 공급량의 비율도 특별히 한정되는 것은 아니고, 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 제2 가스 노즐(321, 322)로부터 공급하는 가스 전체의 단위 시간당의 공급량을 1로 한 경우에, 수소 가스의 공급량의 비율이 0.1 이상 0.6 이하로 되도록 수소 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 즉, 산화 가스로서, 산소 가스 및/또는 오존 가스를 사용하는 경우, [H2]/([H2]＋[O2]＋[O3])이 0.1 이상 0.6 이하로 되도록 수소 가스를 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 식에 있어서의 [H2]라 함은, 단위 시간당에 제2 가스 노즐로부터 공급하는 가스 중의 수소 가스 공급량을 나타낸다. [O2], [O3]은 마찬가지로, 각각 단위 시간당에 제2 가스 노즐로부터 공급하는 가스 중의 산소 가스, 오존 가스의 공급량을 나타내고 있다.
상기 비율로 되도록 수소 가스를 공급함으로써, 충분한 히드록시 라디칼 등을 생성하여, 웨이퍼 표면에 흡착한 실리콘 함유 가스의 산화 반응을 특히 진행할 수 있다. 이로 인해, 성막한 실리콘 산화막의 막 수축률을 억제할 수 있다. 또한, 성막한 실리콘 산화막의 막 수축률을 특히 억제하기 위해, 수소 가스의 공급량의 비율이 0.2 이상 0.4 이하로 되도록 수소 가스를 공급하는 것이 보다 바람직하다.
제2 처리 영역 P2에 있어서의 수소 가스와 산화 가스의 압력은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 회전 테이블 상에 적재된 웨이퍼가 제2 처리 영역 P2를 통과할 때, 웨이퍼(W) 표면에 흡착한 실리콘 함유 가스를 충분히 산화할 수 있도록 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 0.5㎪ 이상 1.3㎪ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.67㎪ 이상 1.0㎪ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 이미 서술한 바와 같이 본 실시 형태의 성막 장치에 있어서는, 반응 용기(1) 내에 있어서, 제1 처리 영역 P1과, 제2 처리 영역 P2 사이에, 회전 테이블(2)의 상면에 대해 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부, 즉 분리 가스 노즐(41, 42)이 배치되어 있다. 그리고, 분리 가스 공급부로부터의 분리 가스를 제1 처리 영역과 제2 처리 영역으로 유도하는 협애한 공간(분리 공간 H)을 회전 테이블(2)의 상면에 대해 형성하는 천장면(44)을 포함하는 분리 영역 D가 배치되어 있다. 또한, 천장면(44)은 회전 테이블(2)의 외연을 향하는 방향을 따라서, 회전 테이블(2)의 주위 방향을 따르는 폭이 커지도록 형성할 수 있다. 이로 인해, 회전 테이블(2)을 회전시키면서, 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급하여 제1 처리 영역 P1과 제2 처리 영역 P2를 분리 공간 H(도 5)에 의해 분리하고, 반응 용기(1) 내에서 제1 처리 영역 내의 가스와 제2 처리 영역 내의 가스가 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 흡착 공정과, 반응 공정에 대해 설명한다.
상술한 실리콘 산화막 성막 스텝(S75)은 흡착 공정과, 반응 공정을 포함하는 스텝으로 할 수 있다. 여기서, 흡착 공정과, 반응 공정은 회전 테이블(2) 상에 웨이퍼(W)를 적재하여 회전시켜, 실리콘 함유 가스와 수소 가스 및 산화 가스를 연속적으로 공급함으로써 교대로 실시할 수 있다. 우선, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 웨이퍼(W)가 제1 처리 영역 P1을 통과하면, 웨이퍼(W)의 표면에 실리콘 함유 가스를 흡착하는 흡착 공정이 실시된다. 계속해서, 웨이퍼(W)가 제2 처리 영역 P를 통과할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 흡착한 실리콘 함유 가스와, 제2 처리 영역 P2에 공급된 수소 가스 및 산화 가스가 반응하는 반응 공정이 실시된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 실리콘 산화막을 성막할 수 있다. 흡착 공정과 반응 공정은 회전 테이블(2)이 회전함으로써 교대로 반복해서 실시된다.
또한, 반응 공정에 있어서, 웨이퍼(W)에 흡착된 실리콘 함유 가스와, 수소 가스 및 산화 가스가 반응하기 전에, 제2 처리 영역 P2에 공급된 수소 가스와, 산화 가스가 반응하여 OHㆍ(히드록시 라디칼)이나 Oㆍ(산소 라디칼)을 생성하는 것이 바람직하다. 이는, 이미 서술한 바와 같이 OHㆍ(히드록시 라디칼)은 산화력이 강하므로, 간단히 산소 가스나 오존 가스를 공급하여, 웨이퍼 표면에 흡착한 물질을 산화 처리하는 경우와 비교하여, 실리콘 함유 가스의 산화 반응을 특히 진행할 수 있기 때문이다. 이로 인해, 웨이퍼(W) 표면에 흡착한 실리콘 함유 가스의 산화를 보다 확실하게 진행시킬 수 있어, 균질한 막질을 갖고, 가열 처리 등을 행한 경우라도 막 수축률이 작은 실리콘 산화막을 형성할 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시한 회전 테이블을 사용한 성막 장치를 사용한 경우, 흡착 공정, 반응 공정에 있어서 실리콘 함유 가스, 수소 가스, 산화 가스는 회전하는 회전 테이블(2)의 상면을 향해 공급되고, 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 상면에 배치되어 있다. 이로 인해, 제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322)로부터 공급되는 가스의 공급 방향과, 웨이퍼의 표면(실리콘 산화막의 형성면)이 대략 수직이 된다. 그리고, 각 가스 노즐로부터의 가스의 공급 방향과, 웨이퍼(W)의 표면이 대략 수직인 상태를 유지하면서, 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 제1 가스 노즐(31), 제2 가스 노즐(321, 322)의 하면을 통과하게 된다. 이로 인해, 웨이퍼(W)의 표면에 대해, 각 가스 노즐로부터의 가스를 균일하게 공급할 수 있어, 웨이퍼 표면에 균일한 막 두께의 실리콘 산화막을 형성하는 것이 가능해진다.
이상과 같이 실리콘 함유 가스, 수소 가스, 산화 가스를 연속적으로 공급하면서 웨이퍼(W)를 적재한 회전 테이블(2)을 회전시켜, 흡착 공정과, 반응 공정을 교대로 소정 시간 반복해서 실시함으로써, 웨이퍼(W) 표면에 소정의 막 두께의 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 그리고, 소정의 시간 경과 후, 반응 용기(1)로의 가스의 공급을 정지하여, 회전 테이블(2)의 회전을 정지하고, 반응 용기(1) 내에 웨이퍼(W)를 반입했을 때의 수순과 역의 수순에 의해, 반응 용기(1) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출한다. 이에 의해 실리콘 산화막의 성막 조작이 종료된다.
이상에 설명한 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 산화막의 제조 방법에 따르면, 반응 용기 내에 웨이퍼를 설치한 후, 소정의 순서로 가스의 공급을 개시함으로써, 웨이퍼 표면에 형성된 금속막의 산화를 억제하는 것이 가능해진다.
[실시예]
이하에, 본 발명의 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해, 전혀 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 실시예에서는 도 1 내지 도 6에 도시한 성막 장치를 사용하여, 제1 가스 노즐(31)로부터는, 실리콘 함유 가스로서 트리스디메틸아미노실란{Si[N(CH3)2]3H(이하, 「3DMAS」라고도 기재함)}을 공급하였다. 또한, 한쪽의 제2 가스 노즐(321)로부터는 수소 가스를, 다른 쪽의 제2 가스 노즐(322)로부터 산화 가스로서 산소 가스를 각각 공급하여 웨이퍼(W) 상에 실리콘 산화막을 제조하였다. 또한, 웨이퍼(W)로서는, 한쪽 면에 막 두께 10㎚의 텅스텐막을 형성한 직경 300㎜의 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. 또한, 텅스텐막은 스퍼터법에 의해 형성하였다.
주된 성막 조건은 이하와 같다.
ㆍ 웨이퍼(W)의 온도:600℃
ㆍ 3DMAS의 공급 속도:0.3L/min
ㆍ 수소 가스의 공급 속도:0.75L/min
ㆍ 산소 가스의 공급 속도:3L/min
ㆍ 분리 가스의 공급량[분리 가스 노즐(41, 42)의 각각으로부터의 공급량]:8slm
ㆍ 회전 테이블(2)의 회전 속도:120rpm
그리고, 상기 웨이퍼(W)를 도 1 내지 도 6에 도시한 성막 장치에 설치하여, 반응 용기(1) 내를 진공화한 후, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 분리 가스인 N2 가스의 공급을 개시하였다. 또한, 이때, 분리 가스 공급관(51) 및 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터도 분리 가스를 공급하고 있다. 그리고, 회전 테이블(2)의 회전을 개시한 후, 이하의 (a) 내지 (d)의 스텝을 그 순서에 따라 실시하여 실리콘 산화막의 성막을 행하였다.
또한, 웨이퍼(W)의 가열은 웨이퍼(W)를 성막 장치에 설치한 후, 실리콘 산화막을 성막 후, 웨이퍼(W)를 반출할 때까지 행하였다.
(a) 제2 가스 노즐(321)로부터 수소 가스의 공급을 개시하여, 수소 가스 공급 개시 스텝을 행하였다. 수소 가스 공급 개시 스텝 후, 수소 가스는 연속해서 공급하였다.
(b) 수소 가스 공급 개시 스텝 후, 30초 경과한 시점에서 제2 가스 노즐(322)로부터 산소 가스의 공급을 개시하여, 산화 가스 공급 개시 스텝을 행하였다. 즉, 도 8에 있어서의 T1을 30초로 하였다. 산화 가스 공급 개시 스텝 후, 산소 가스는 연속해서 공급하였다.
(c) 산화 가스 공급 개시 스텝 후, 3초 경과한 시점에서 제1 가스 노즐(31)로부터 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하여, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝을 행하였다. 즉, 도 8에 있어서의 T2를 3초로 하였다. 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝 후, 실리콘 함유 가스는 연속해서 공급하였다.
(d) 실리콘 함유 가스, 수소 가스, 산소 가스의 공급을 연속적으로 행하면서, 회전 테이블(2)을 회전시켜, 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막이 5㎚ 성막될 때까지 실리콘 산화막 성막 스텝을 실시하였다.
실리콘 산화막 성막 스텝 종료 후, 가스의 공급을 정지하여, 회전 테이블(2)의 회전을 멈추고, 웨이퍼(W)를 취출하여, 웨이퍼(W) 표면에 형성된 텅스텐막의 상태에 대해 평가를 행하였다.
웨이퍼(W) 표면에 형성된 텅스텐막의 상태의 평가는 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)(PHI사제 제품명:Quantera SXM)를 사용하여 행하였다. 구체적으로는, 텅스텐막과, 텅스텐막 상에 형성한 실리콘 산화막을 XPS에 의해 분석하여, 텅스텐막과 실리콘 산화막의 계면에 형성되는 산화텅스텐막의 막 두께를 측정하였다.
본 실시예에서는, 텅스텐막 표면에 형성된 산화물막의 두께는 도 9에 도시한 바와 같이 1.75㎚였다.
[실시예 2]
실시예 1의 (b) 공정에 있어서, 수소 가스 공급 개시 스텝 후, 178초 경과한 시점에서 제2 가스 노즐(322)로부터 산소 가스의 공급을 개시하고, 산화 가스 공급 개시 스텝을 행한 점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 실리콘 산화막의 성막을 행하였다. 즉, 도 8에 있어서의 T1을 178초로 한 점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 행하였다.
웨이퍼(W) 표면에 형성된 텅스텐막의 상태의 평가도 실시예 1과 마찬가지로 하여 행한 바, 텅스텐막 표면에 형성된 산화물막의 두께는 도 9에 도시한 바와 같이 0.48㎚였다.
[비교예 1]
(a) 내지 (d) 스텝 대신에, 이하의 (a')∼(d')의 수순으로 실시한 점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 실리콘 산화막의 성막을 행하였다. 또한, (a') 스텝보다 앞의 조작 수순에 대해서는, 실시예 1의 (a) 스텝 앞의 조작 수순과 마찬가지이므로, 여기서는 기재를 생략한다.
(a') 제2 가스 노즐(322)로부터 산소 가스의 공급을 개시하여, 산화 가스 공급 개시 스텝을 행하였다. 산화 가스 공급 개시 스텝 후, 산소 가스는 연속해서 공급하였다.
(b') 산화 가스 공급 개시 스텝 후 3초 경과한 시점에서, 제2 가스 노즐(321)로부터 수소 가스의 공급을 개시하여, 수소 가스 공급 개시 스텝을 행하였다. 수소 가스 공급 개시 스텝 후, 수소 가스는 연속해서 공급하였다.
(c') 수소 가스 공급 개시 스텝으로부터 3초 경과한 시점에서, 제1 가스 노즐(31)로부터 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하여, 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝을 행하였다. 실리콘 함유 가스 공급 개시 스텝 후, 실리콘 함유 가스는 연속해서 공급하였다.
(d') 실리콘 함유 가스, 수소 가스, 산소 가스의 공급을 연속적으로 행하면서, 회전 테이블(2)을 회전시켜, 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막이 5㎚ 성막될 때까지 실리콘 산화막 성막 스텝을 실시하였다.
실리콘 산화막 성막 스텝 종료 후, 실시예 1과 마찬가지로 하여 웨이퍼(W)를 취출하여, 웨이퍼(W) 표면에 형성된 텅스텐막의 상태에 대해 평가를 행한 바, 텅스텐막 표면에 형성된 산화물막의 두께는 도 9에 도시한 바와 같이 4.6㎚였다.
[참조예 1]
참조예 1로서, 실시예 1과 마찬가지로 스퍼터법에 의해 웨이퍼(W) 표면에 텅스텐막을 형성한 시료에 대해, XPS를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 텅스텐막 표면에 형성된 산화막의 두께를 측정한 바, 산화텅스텐층의 두께는 2.1㎚였다.
이상의 실시예 1, 2, 비교예 1, 참조예 1의 결과를 도 9에 통합하여 나타낸다.
실시예 1, 2에 대해서는, 참조예 1보다도 산화텅스텐막의 막 두께가 얇게 되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 수소 가스만을 반응 용기 내에 처음에 공급함으로써, 텅스텐막의 산화를 억제하고, 또한 텅스텐막에 포함되어 있던 산화텅스텐을 환원했기 때문이라고 생각된다. 특히, 수소 가스 단독으로 공급하고 있는 시간이 긴 실시예 2에 있어서는, 산화텅스텐층의 막 두께가 실시예 1의 경우보다도 더욱 얇게 되어 있는 것이 확인되었다.
이에 대해, 비교예 1에서는, 산화텅스텐막의 두께가 참조예 1이나 실시예 1, 2보다도 극히 두껍게 되어 있는 것이 확인되었다. 이는, 산화 가스인 산소 가스를 처음에 공급함으로써, 텅스텐막의 산화가 진행되어, 산화텅스텐층이 두꺼워졌기 때문이라고 생각된다.
이상의 결과로부터, 본 실시 형태의 실리콘 산화막의 제조 방법에 따르면, 실리콘 산화막을 성막할 때에 사용하는 가스를 소정의 순서로 공급함으로써, 웨이퍼 표면에 형성한 금속막의 산화를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 실시 형태에 관한 실리콘 산화막의 제조 방법에 따르면, 기판 표면에 형성된 금속막의 산화를 억제하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태 및 실시예에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태 및 실시예로 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 추가할 수 있다.

Claims (8)

  1. 표면에 금속막을 갖는 기판을 반응 용기 내에 설치하고,
    상기 기판을 설치하는 스텝 후, 수소 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 수소 가스의 공급을 개시하고,
    산화 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 산화 가스의 공급을 개시하고,
    실리콘 함유 가스 공급 수단에 의해, 상기 반응 용기 내에 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하고,
    상기 수소 가스의 공급을 개시하는 스텝 후에, 상기 산화 가스의 공급을 개시하는 스텝 및 상기 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하는 스텝을 실시하며,
    상기 수소 가스와 상기 산화 가스의 공급량의 합계를 1로 한 경우에, 상기 수소 가스의 공급량의 비율이 0.1 이상 0.6 이하인, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수소 가스 공급 수단은 상기 수소 가스의 공급을 개시하는 스텝 후, 연속적으로 수소를 상기 반응 용기 내에 공급하고,
    상기 산화 가스 공급 수단은 상기 산화 가스의 공급을 개시하는 스텝 후, 연속적으로 산소를 상기 반응 용기 내에 공급하고,
    상기 실리콘 함유 가스 공급 수단은 상기 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하는 스텝 후, 연속적으로 실리콘 함유 가스를 상기 반응 용기 내에 공급하는, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 산화 가스의 공급을 개시하는 스텝은 상기 수소 가스의 공급을 개시하는 스텝 후 3초 이상 경과한 후 실시하는, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 반응 용기 내에 회전 가능하게 수용되어, 기판이 적재되는 기판 적재부를 상면에 갖는 회전 테이블과,
    상기 반응 용기는 상기 회전 테이블의 주위 방향에 있어서 상기 회전 테이블의 상기 상면의 상방에서 구획되는 제1 처리 영역과, 상기 회전 테이블의 주위 방향을 따라서 상기 제1 처리 영역으로부터 이격되어, 상기 회전 테이블의 상기 상면의 상방에서 구획되는 제2 처리 영역을 갖고,
    상기 실리콘 함유 가스 공급 수단은 상기 회전 테이블의 상면에 상기 실리콘 함유 가스를 상기 제1 처리 영역 내에서 공급하기 위해 상기 제1 처리 영역 내에 배치되고,
    상기 수소 가스 공급 수단 및 상기 산화 가스 공급 수단은 상기 회전 테이블의 상면에 상기 수소 가스 및 상기 산화 가스를 상기 제2 처리 영역 내에서 공급하기 위해 상기 제2 처리 영역 내에 배치되고,
    상기 기판을 설치하는 스텝과, 상기 수소 가스의 공급을 개시하는 스텝과, 상기 산화 가스의 공급을 개시하는 스텝과, 상기 실리콘 함유 가스의 공급을 개시하는 스텝을 실행하여 성막의 준비를 하고,
    상기 회전 테이블을 회전시키면서, 상기 제1 처리 영역에 있어서, 상기 회전 테이블 상에 적재된 기판의 표면에 상기 실리콘 함유 가스를 흡착시키고,
    상기 회전 테이블을 회전시키면서, 상기 제2 처리 영역에 있어서, 상기 기판의 표면에 흡착한 상기 실리콘 함유 가스와, 상기 제2 처리 영역에 공급된 상기 수소 가스 및 상기 산화 가스를 반응시키는, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전 테이블을 회전시킬 때, 상기 회전 테이블의 회전 속도가 5rpm 이상 240rpm 이하인, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판을 400℃ 이상 900℃ 이하로 가열하는, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 수소 가스 공급 수단은 상기 수소 가스의 공급을 개시하는 스텝 후, 상기 반응 용기에 수소 가스를 0.5L/min 이상의 공급 속도로 공급하는, 실리콘 산화막의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 회전 테이블은 주위 방향을 따라서 배치된 복수의 기판 적재부를 갖고,
    상기 실리콘 함유 가스를 상기 기판에 흡착하는 스텝 및 상기 수소 가스 및 상기 산화 가스를 상기 기판에 흡착한 상기 실리콘 함유 가스와 반응시키는 스텝은 상기 복수의 기판 적재부에 적재된 복수의 기판에 대해 순서대로 행해지는, 실리콘 산화막의 제조 방법.
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