KR101923108B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

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

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유키노리 아부라타니
신 히야마
츠요시 타케다
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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    • H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft

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Abstract

다른 처리를 반복해서 막을 처리하는 방법에서는 반도체 장치의 생산성이 낮다는 문제가 존재한다.
전술한 과제를 해결하기 위해서 기판이 처리되는 처리 용기; 상기 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 기판의 온도를 제어하는 온도 제어부; 및 상기 온도 제어부가 상기 기판을 제1 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 제1층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하고, 상기 온도 제어부가 상기 기판을 상기 제1 온도와 다른 제2 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 상기 제1층과 다른 제2층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하는 장치 제어부를 포함하는 기술을 제공한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치의 제조 공정은 기판 상에 다양한 막을 형성하거나 가공하는 공정과 같은 많은 공정을 포함한다. 각 공정에서는 전용의 반도체 제조 장치가 이용된다.
최근 디바이스 구조의 복잡화에 따라 공정수가 증가하는 경향에 있다. 전술한 바와 같이 공정마다 전용의 반도체 제조 장치를 사용하는 것에 의해 반도체 장치를 제조하는 데에 많은 시간이 소비된다. 그 전용의 반도체 제조 장치로서 예컨대 특허문헌 1에 개시된 매엽(枚葉) 장치가 존재한다.
1. 일본 특개 2013-33946호
최근 막의 형성이나 가공의 일 형태로서 다른 막 처리를 반복하는 방법이 존재한다. 예컨대 다른 재질의 층을 교호(交互)적으로 적층하는 것에 의해 막을 형성하는 방법이다. 이 경우, 각 층을 하나의 반도체 제조 장치로 형성하기 때문에, 소정의 층수(數)의 막을 기판 상에 형성하기 위해서는, 기판이 많은 반도체 제조 장치 사이를 이동하도록 이루어진다. 따라서 반도체 장치를 형성할 때까지 많은 시간을 요한다.
따라서 본 발명의 목적은 다른 처리를 반복해서 막을 처리하는 방법에서도 반도체 장치의 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 기판이 처리되는 처리 용기; 상기 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 기판의 온도를 제어하는 온도 제어부; 및 상기 온도 제어부가 상기 기판을 제1 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 제1층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하고, 상기 온도 제어부가 상기 기판을 상기 제1 온도와 다른 제2 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 상기 제1층과 다른 제2층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하는 장치 제어부;를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명에 따르면 다른 처리를 반복해서 막을 처리하는 방법에서도 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 가스 공급계를 설명하기 위한 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 가스 공급계를 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 가스 공급계를 설명하기 위한 설명도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 가스 공급계를 설명하기 위한 설명도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 컨트롤러를 설명하기 위한 설명도.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리의 성막 시퀀스예.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리의 성막 처리의 플로우예.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리의 성막 처리의 플로우예.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 13은 본 발명의 실시 형태의 변형예에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
<제1 실시 형태>
이하 본 발명의 일 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 대해서 설명한다. 기판 처리 장치(100)는 기판(200) 상에 박막을 형성하는 장치이며, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는 예컨대 매엽식 기판 처리 장치로서 구성된다. 기판 처리 장치(100)는 다른 성분의 층을 교호적으로 적층하는 장치다. 예컨대 ZAZ(ZrOx/AlO/ZrOx) 구조를 형성할 때에 이용된다.
도 1에 도시된 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) 및스텐레스 스틸(SUS)과 같은 금속 재료에 의해 구성된다.
처리 용기(202) 내 중의 상방(上方)의 공간에는 샤워 헤드(250)가 설치된다. 처리 용기(202) 및 샤워 헤드(250)의 하단에 둘러싸여진 공간이며, 웨이퍼(200)(기판)보다 상방의 공간을 처리 공간(201)이라고 부른다.
처리 용기(202)의 측면에는 기판 반입 반출구(203)가 설치된다. 기판 반입 반출구(203)는 게이트 밸브(204)와 인접한다. 또한 게이트 밸브(204)의 기판 반입 반출구(203)가 설치된 측과는 다른 측에 진공 반송실(미도시)이 설치된다. 웨이퍼(200)는 기판 반입 반출구(203)를 개재하여 처리 용기(202) 내와 진공 반송실(미도시)의 사이를 이동한다.
<기판 지지부>
처리 용기(202)의 저부(底部)에는 리프트 핀(205)이 복수 설치된다. 각 리프트 핀(205)의 상단에는 웨이퍼(200)를 지지하는 핑거(206)가 설치된다. 복수의 핑거(206)는 웨이퍼(200)의 외주를 지지하도록 구성된다.
처리 용기(202)의 외측에는 복수의 리프트 핀의 하단을 지지하는 리프트 핀 지지부(207)가 설치된다. 리프트 핀 지지부(207)에는 리프트 핀(205)을 승강시키는 리프트 핀 승강 제어부(208)가 설치된다. 리프트 핀 승강 제어부(208)는 후술하는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속된다.
리프트 핀 승강 제어부(208)는, 리프트 핀 지지부(207)를 지지하는 지지 축(208a), 지지 축(208a)을 승강시키는 승강 기구(208b) 및 승강 기구(208b)를 제어하는 작동부(208c)를 포함한다. 승강 기구(208b)는 승강을 실현하기 위한 기구이며 예컨대 모터 등으로 구성된다. 작동부(208c)는 컨트롤러(310)의 지시에 따라서 승강 기구(208b)를 제어하고 지지 축(208a)을 승강시킨다. 지지 축(208a)을 승강시키는 것에 의해 리프트 핀(205)의 승강을 실현한다. 또한 여기서는 작동부(208b)가 승강 기구(208b)를 제어하는 것을 기재했지만 컨트롤러(310)가 승강 기구(208b)를 제어해도 좋다.
웨이퍼(200)를 승강할 때는 컨트롤러(310)가 리프트 핀 승강 제어부(208)에 승강 동작을 수행하도록 지시하고, 리프트 핀 승강 제어부(208)는 그 지시 내용에 기초해서 리프트 핀 지지부(207)를 승강시킨다. 이와 같이 하여 웨이퍼(200)를 승강시킨다. 또한 리프트 핀 승강 제어부(208)는 후술하는 바와 같이 웨이퍼(200)가 기판 반입출 포지션(PW1), 기판 처리 포지션(PW2)에 위치하도록 제어된다.
본 실시 형태에서는 리프트 핀(205), 핑거(206), 리프트 핀 지지부(207) 및 리프트 핀 승강 제어부(208)를 합쳐서 기판 지지부라고 부른다.
<램프 하우스>
처리 용기(202)의 저부이며 리프트 핀(205)과 중첩되지 않는 개소(箇所)에는 램프 하우스(210)가 설치된다. 램프 하우스(210)는 복수의 램프(211)를 포함한다. 램프(211)는 웨이퍼(200)를 가열하는 것이며, 웨이퍼(200)를 균일하게 가열하도록 웨이퍼(200)의 이면(裏面)과 평행하도록 복수 배치된다. 램프(211)의 각각은 커버(212)가 설치된다. 복수의 램프(211)는 램프 지지부(213)에 의해 지지된다. 램프 지지부(213)는 지주(214)를 개재하여 램프 승강 제어부(215)에 의해 지지된다. 램프 승강 제어부(215)는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속된다.
램프 승강 제어부(215)는, 지주(214)를 지지하는 지지 축(215a), 지지 축(215a)을 승강시키는 승강 기구(215b) 및 승강 기구(215b)를 제어하는 작동부(215c)를 포함한다. 승강 기구(215b)는 승강을 실현하기 위한 기구이며 예컨대 모터 등으로 구성된다. 작동부(215c)는 컨트롤러(310)의 지시에 의해 승강 기구(215b)를 제어하고 지지 축(215a)을 승강시킨다. 지지 축(215a)을 승강시키는 것에 의해 램프 지지부(213)의 승강을 실현한다. 또한 여기서는 작동부(215b)가 승강 기구(215b)를 제어하는 것을 기재했지만 컨트롤러(310)가 승강 기구(215b)를 제어해도 좋다.
램프(211)를 승강할 때는 컨트롤러(310)가 램프 승강 제어부(215)에 승강 동작을 수행하도록 지시하고, 램프 승강 제어부(215)는 그 지시 내용에 기초해서 램프 지지부(213)를 승강시킨다. 이와 같이 하여 램프(211)를 승강시킨다. 또한 램프 승강 제어부(215)는 후술하는 바와 같이 램프(211)의 선단이 포지션(PL1, PL2, PL3)에 위치하도록 컨트롤러(310)에 의해 제어된다.
램프(211)는 배선(216)을 개재하여 램프 제어부(217)에 접속된다. 램프 제어부(217)는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속된다. 본 실시 형태에서는 램프 제어부(217)는 컨트롤러(310)의 지시에 기초해서 램프(211)의 온(On)/오프(Off) 등을 제어한다.
램프 하우스(210)에는 램프 하우스(210)의 측벽으로서 구성되는 측벽(219)이 설치된다. 측벽(219)은 예컨대 원기둥(圓柱) 형상으로 구성된다. 램프 하우스(210)의 하방(下方)에는 저벽(220)이 설치된다. 저벽(220)에는 공[孔(221)]이 설치되고 그 공(221)에 지주(214)가 삽입된다. 저벽(220)에는 램프 하우스(210)의 승강을 제어하는 램프 하우스 승강 제어부(222)가 설치된다. 램프 하우스 승강 제어부(222)는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속된다. 또한 램프 하우스 승강 제어부(222)는 후술하는 온도 조정부(223)가 포지션(PT1, PT2, PT3)에 위치하도록 제어된다. 이와 같이 램프 하우스 승강 제어부(222)는 온도 조정부(223)를 승강 가능으로 하는 것으로부터 온도 조정부를 승강시키는 승강부라고도 부른다.
램프 하우스 승강 제어부(222)는 저벽(220)을 지지하는 지지 축(222a)과 지지 축(22a)를 승강시키는 승강 기구(222b)와 승강 기구(222b)를 제어하는 작동부(222c)를 포함한다. 승강 기구(222b)는 승강을 실현하기 위한 기구이며, 예컨대 모터 등으로 구성된다. 작동부(222c)는 컨트롤러(310)의 지시에 의해 승강 기구(222b)를 제어하고, 지지 축(222a)을 승강시킨다. 지지 축(222a)을 승강시키는 것에 의해 램프 하우스(210)의 승강을 실현한다. 또한 여기서는 작동부(222b)가 승강 기구(222b)를 제어하는 것을 기재했지만 컨트롤러(310)가 승강 기구(222b)를 제어해도 좋다.
램프 하우스(210) 중 웨이퍼(200)의 이면과 대향하는 위치에는 온도 조정부(223)가 설치된다. 온도 조정부(223)는 측벽(219)에 고정된다. 온도 조정부(223)의 형상은 측벽(219)의 내경과 동일한 지름을 가지는 원기둥로 구성된다. 온도 조정부(223)는 램프 하우스(210)의 승강과 함께 승강된다. 또한 본 실시 형태에서는 온도 조정부(223)를 측벽(219)에 고정한 구성을 도시했지만 온도 조정부(223)를 승강 가능으로 하면 좋고 예컨대 독립한 승강 기구를 온도 조정부(223)에 설치해도 좋다.
온도 조정부(223) 내에는 웨이퍼(200)의 온도를 조정하는 유로 구조(224)가 설치된다. 유로 구조(224)는 웨이퍼(200)의 이면과 평행이 되도록 배치된다. 유로 구조(224)에 냉매 등의 열 매체가 공급되는 것에 의해 웨이퍼(200)의 온도를 균일하게 조정 가능으로 한다.
또한 온도 조정부(223) 내에는 복수의 램프(211)가 삽입되는 복수의 공(225)이 설치된다. 후술하는 바와 같이 복수의 램프(211)가 상승했을 때에 복수의 램프(211)의 선단이 복수의 공(225)에 삽입된다.
유로 구조(224)에는 열 매체 공급관(226)과 열 매체 배출관(227)이 접속된다. 열 매체 공급관(226)에는 상류로부터 순서대로 열 매체 공급원(228), 유량 제어부(229) 및 밸브(230)가 설치된다. 열 매체 배출관(227)은 예를 들면 공장측의 저류조(貯留槽) 등에 접속된다.
유량 제어부(229) 및 밸브(230)는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속되고 컨트롤러(310)의 지시에 따라서 유량 제어부(229) 및 밸브(230)가 제어되는 것에 의해서, 유로 구조(224) 내에 공급되는 열 매체의 유량 등을 조정한다.
온도 조정부(223) 및 램프(211)를 합쳐서 온도 제어부라고 부른다. 또한 온도 제어부(223)를 승강 가능으로 하는 구조, 온도 조정부(223)에 냉매를 공급/배기하는 구조, 램프를 제어하는 구성, 램프를 승강 가능으로 하는 구조의 어느 하나 또는 그들의 조합을 온도 제어부에 포함시켜도 좋다.
<가스 도입공>
처리실(201)의 상부에 설치되는 후술하는 샤워 헤드(250)의 상면의 처리 용기(202) 천정(天井)벽에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 가스 도입공(241), 가스 도입공(242), 가스 도입공(243) 및 가스 도입공(244)이 설치된다. 가스 도입공(241), 가스 도입공(242), 가스 도입공(243) 및 가스 도입공(244)에 접속되는 가스 공급계의 구성에 대해서는 후술한다.
<샤워 헤드>
가스 도입공(241), 가스 도입공(242), 가스 도입공(243) 및 가스 도입공(244)과 처리실(201) 사이에는 처리실(201)에 연통하는 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(250)가 설치된다. 가스 도입공(241), 가스 도입공(242), 가스 도입공(243) 및 가스 도입공(244)을 통해 도입되는 가스는 샤워 헤드(250)의 버퍼실(252)에 공급된다. 버퍼실(252)은 처리 용기(202)와 분산판(254)에 둘러싸여지도록 형성된다.
샤워 헤드(250)는 버퍼실(252)과 처리 공간(201)의 사이에 가스를 분산시키기 위한 분산판(254)을 구비한다. 분산판(254)에는 복수의 관통공이 설치된다. 분산판(254)은 웨이퍼(200)의 상방에서 웨이퍼(200)와 대향하도록 배치된다. 분산판(254)을 개재하여 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 균일하게 공급 가능하게 한다.
<공급계>
도 2 내지 도 5를 참조하여 가스 도입공(241), 가스 도입공(242), 가스 도입공(243) 및 가스 도입공(244)에 접속되는 가스 공급계에 대해서 설명한다.
<제1 원료 가스 공급계>
가스 도입공(241)에는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 원료 가스 공급계(260)가 접속된다. 가스 공급계(260)는 가스 공급관(261)을 포함하고, 가스 공급관(261)은 가스 도입공(241)에 연통하도록 처리 용기(202)의 천정에 접속된다. 가스 공급관(261)은 상류로부터 제1 원료 가스 가스원(262), 제1 원료 가스의 유량을 조정하는 매스 플로우 컨트롤러(263)(MFC) 및 밸브(264)가 설치된다. 밸브(264)의 하류에는 불활성 가스 공급관(265)이 합류된다. 불활성 가스 공급관(265)에는 상류로부터 불활성 가스원(266), MFC(267) 및 밸브(268)가 설치된다.
제1 원료 가스는 제1 원소를 포함하는 가스이며 예컨대 지르코늄(Zr) 함유 가스다. 가스의 구체예는 테트라키스에틸메틸아미노 지르코늄(Zr[N(C2H5)(CH3)]4, 약칭:TEMAZ)이다. 불활성 가스는 제1 원료 가스와 반응하지 않는 가스이며 예컨대 질소(N2) 가스다. 불활성 가스는 제1 원료 가스의 캐리어 가스로서 이용된다.
가스 공급관(261), MFC(263) 및 밸브(264)를 합쳐서 제1 원료 가스 공급부라고 부른다. 또한 제1 원료 가스 공급부에 불활성 가스 공급관(265), MFC(267), 밸브(268), 제1 가스원(262) 및 불활성 가스원(266)의 어느 하나 또는 그 조합을 포함시켜도 좋다.
<반응 가스 공급계>
가스 도입공(242)에는 도 3에 도시된 바와 같이 반응 가스 공급계(270)가 접속된다. 반응 가스 공급계(270)는 가스 공급관(271)을 포함하고 가스 공급관(271)은 가스 도입공(242)에 연통하도록 처리 용기(202)의 천정에 접속된다. 가스 공급관(271)은 상류로부터 반응 가스 가스원(272), 반응 가스의 유량을 조정하는 매스 플로우 컨트롤러(273)(MFC) 및 밸브(274)가 설치된다. 밸브(274)의 하류에는 불활성 가스 공급관(275)이 합류된다. 불활성 가스 공급관(275)에는 상류로부터 불활성 가스원(276), MFC(277) 및 밸브(278)가 설치된다.
반응 가스는 제1 원료 가스 및 후술하는 제2 원료 가스와 반응하는 반응 가스다. 예컨대 산소 함유 가스다. 구체예로서는 오존 가스(오존 가스)다. 불활성 가스는 반응 가스와 반응하지 않는 가스이며 예컨대 질소(N2) 가스다.
또한 반응 가스를 플라즈마 상태로 하여 공급하는 경우, 가스 공급관(271) 중 예컨대 밸브(274)의 하류에 플라즈마 생성부(279)를 설치해도 좋다. 플라즈마 생성부(279)는 예컨대 코일로 구성되는 ICP(Inductively Coupled Plasma) 전극으로 구성된다. 플라즈마 생성부(279)는 가스 공급관(271)을 통과하는 반응 가스를 플라즈마 상태로 한다.
가스 공급관(271), MFC(273) 및 밸브(274)를 합쳐서 반응 가스 공급부라고 부른다. 또한 반응 가스 공급부에 불활성 가스 공급관(275), MFC(277), 밸브(278), 반응 가스원(272), 불활성 가스원(276) 및 플라즈마 생성부(279)의 어느 하나 또는 그 조합을 포함시켜도 좋다.
<제2 원료 가스 공급계>
가스 도입공(243)에는 도 4에 도시된 바와 같이 제2 원료 가스 공급계(280)가 접속된다. 제2 원료 가스 공급계(280)는 가스 공급관(281)을 포함하고 가스 공급관(281)은 가스 도입공(243)에 접속된다. 가스 공급관(281)은 상류로부터 제2 원료 가스 가스원(282), 제2 원료 가스의 유량을 조정하는 매스 플로우 컨트롤러(283)(MFC) 및 밸브(284)가 설치된다. 밸브(284)의 하류에는 불활성 가스 공급관(285)이 합류된다. 불활성 가스 공급관(285)에는 상류로부터 불활성 가스원(286), MFC(287) 및 밸브(288)가 설치된다.
제2 원료 가스는 제2 원소를 포함하는 가스이며 예컨대 알루미늄 함유 가스다. 가스의 구체예로서는 예컨대 염화 알루미늄(AlCl3)이다. 불활성 가스는 제2 원료 가스와 반응하지 않는 가스이며 예컨대 질소(N2) 가스다.
가스 공급관(281), MFC(283) 및 밸브(284)를 합쳐서 제2 원료 가스 공급부라고 부른다. 또한 제2 원료 가스 공급부에 불활성 가스 공급관(285), MFC(287), 밸브(288), 제3 가스원(282) 및 불활성 가스원(286)의 어느 하나, 또는 그 조합을 포함시켜도 좋다.
<퍼지 가스 공급계>
가스 도입공(244)에는 도 5에 도시된 바와 같이 퍼지 가스 공급계(290)가 접속된다. 퍼지 가스 공급계(290)는 가스 공급관(291)을 포함하고 가스 공급관(291)은 가스 도입공(244)에 접속된다. 가스 공급관(291)은 상류로부터 퍼지 가스 가스원(292), 퍼지 가스의 유량을 조정하는 매스 플로우 컨트롤러(293)(MFC) 및 밸브(294)가 설치된다.
퍼지 가스는 후술하는 기판 처리 공정에서 처리 공간(201) 내의 분위기를 배기하는 퍼지 가스로서 이용된다. 퍼지 가스는 불활성 가스이며 예컨대 질소(N2) 가스다.
가스 공급관(291), MFC(293) 및 밸브(294)를 합쳐서 퍼지 가스 공급부라고 부른다. 또한 퍼지 가스 공급부에 제4 가스원(292)을 포함시켜도 좋다.
각 가스 공급부의 MFC 또는 밸브는 후술하는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속되고 컨트롤러(310)의 지시에 의해 제어된다.
본 실시 형태에서는 제1 가스 공급부(260), 반응 가스 공급부(270), 제2 원료 가스 공급부(280) 및 퍼지 가스 공급부(290) 중 어느 하나의 조합 또는 모두를 가스 공급부라고 부른다.
<배기계>
처리 용기(202)의 내벽의 측면에는 분위기를 배기하는 배기구(245)가 설치된다. 처리 용기(202)의 외벽 측면에는 배기구(245)와 연통하도록 배기관(246)이 접속된다. 배기관(246)에는 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(AutoPressure Controller)와 같은 압력 조정기(247) 및 진공 펌프(248)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 배기구(245), 배기관(246) 및 압력 조정기(247)를 합쳐서 배기부라고 부른다. 또한 배기부에 진공 펌프(248)를 포함시켜도 좋다.
<컨트롤러>
기판 처리 장치(100)는 기판 처리 장치(100)의 각(各) 부(部)의 동작을 제어하는 컨트롤러(310)를 포함한다. 컨트롤러(310)는 장치 제어부라고도 부른다.
컨트롤러(310)의 개략적인 구성을 도 6에 도시한다. 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(310)는 CPU(310a)(Central Processing Unit), RAM(310b)(Random Access Memory), 기억 장치(310c), I/O 포트(310d) 및 송수신부(310e)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(310b), 기억 장치(310c) 및 I/O 포트(310d)는 내부 버스(310f)를 개재하여 CPU(310a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 기판 처리 장치(100) 내의 데이터의 송수신은 송수신부(310e)의 지시에 의해 수행된다.
컨트롤러(310)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(311)나 외부 기억 장치(312)가 접속 가능하도록 구성된다. 또한 상위 장치(320)에 네트워크를 개재하여 접속되는 수신부(313)가 설치된다. 수신부(310)는 상위 장치(320)로부터 다른 장치의 정보를 수신하는 것이 가능하다.
기억 장치(310c)는 예컨대 플래시 메모리 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 구성에 의해서 구현된다. 기억 장치(310c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(310)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 말한다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 프로그램 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(310b)는 CPU(310a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지(保持)되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(310d)는 게이트 밸브(204), 리프트 핀 승강 제어부(208), 램프 승강 제어부(215), 램프 하우스 승강 제어부(222), 압력 조정기(247) 및 진공 펌프(248)와 같은 기판 처리 장치(100)의 각 구성에 접속된다.
CPU(310a)는 기억 장치(310c)로부터의 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(311)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(310c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(310a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따라서 게이트 밸브(204)의 개폐 동작, 리프트 핀 승강 제어부(208), 램프 승강 제어부(215), 램프 하우스 승강 제어부(222)의 승강 동작, 압력 조정기(247)의 압력 조정 동작 및 진공 펌프(248)의 동작 등을 제어 가능하도록 구성된다.
또한 컨트롤러(310)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한하지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(312)[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光)디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 이와 같은 외부 기억 장치(312)를 이용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(310)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(312)를 개재하여 공급할 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용해서 외부 기억 장치(312)를 개재하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 좋다. 또한 기억 장치(310c)나 외부 기억 장치(312)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 한다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(310c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(312) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 기판 처리 장치로서 전술한 기판 처리 장치(100)를 사용해서 웨이퍼(200) 상에 적층 구조를 포함하는 막을 형성하는 공정에 대해서 도 7 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 도 7은 본 실시 형태에 따른 성막 시퀀스를 예시적으로 도시하며, 도 8은 본 실시 형태에 따른 제1층을 형성하는 제1층 형성 공정의 플로우를 예시적으로 도시하며, 도 9는 제2층을 형성하는 제2층 형성 공정을 예시적으로 도시하며, 도 10 내지 도 12는 도 7의 플로우의 일부를 실시했을 때의 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도다. 도 10 내지 도 12는 연속된 도면이며 (a), (b)… (e)의 순서이다. 도 10 내지 도 12에서 설명의 편의상 도 1 중의 일부 구성의 기재를 생략한다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(310)에 의해 제어된다.
여기서는 제1 원소 함유 가스로서 TEMAZ가스를 이용하고 반응 가스로서 오존 가스를 이용하고 제2 원소 함유 가스로서 AlCl3가스를 이용하여, 소위 ZAZ(ZrOx/AlO/ZrOx)적층 구조의 막을 형성하는 예에 대해서 설명한다.
<기판 반입 공정(S1002)>
처리 장치(100)에서는 핑거(206)를 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 하강시킨다. 이 상태를 도 10의 (a)에 도시한다. 계속해서 게이트 밸브(204)를 열고, 웨이퍼 이재기(미도시)를 이용하여 처리실 내에 웨이퍼(200)(처리 기판)를 반입하고, 핑거(206) 상에 웨이퍼(200)를 이재한다. 이에 의해 웨이퍼(200)는 핑거(206) 상에 수평 자세로 지지된다.
처리 용기(202) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면 웨이퍼 이재기를 처리 용기(202)의 외에 퇴피시키고, 게이트 밸브(204)를 닫아 처리 용기(202) 내를 밀폐한다. 이때 웨이퍼(200)는 웨이퍼 반송 포지션(PW1)에 위치하고 온도 조정부(223)의 상단은 포지션(PT1)에 위치하고, 램프(211)는 포지션(PL1)에 위치한다.
밸브(230)의 개폐나 램프(211)의 온·오프는 웨이퍼(200)의 처리에 따라서 제어된다. 예컨대 스루풋 등의 문제 때문에 조급하게 웨이퍼(200)를 가열하는 경우에는 게이트 밸브(204)가 닫은 후 램프(211)를 온으로 하여 웨이퍼(200)의 가열을 시작해도 좋다. 또한 이때 온도 조정이 필요하면 밸브(230)를 열림으로 하여 냉매를 유로 구조(224)에 흘려도 좋다.
<기판 처리 포지션 이동 공정(S1004)>
도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 핑거(206)를 상승시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 기판 처리 포지션(PW2)으로 이동한다. 이때 웨이퍼(200)의 이면과 유로 구조(224)와의 거리가 미리 정해진 거리가 되도록 램프 하우스(210)를 상승시켜서 유로 구조(224)를 상승시킨다. 이때 온도 조정부(223)의 상단은 포지션(PT2)이 되도록 위치된다. 또한 웨이퍼(200)의 이면과 램프(211)와의 거리가 미리 정해진 거리가 되도록 램프 지지부(213)를 상승시켜서 램프(211)를 상승시킨다.
<제1층 형성 공정(S1006)>
제1층 형성 공정(S1006)에서는 제1층인 ZrO막을 형성한다. 여기서는 처리 공간(201)에 TEMAZ와 오존 가스를 교호적으로 공급한다. 이때 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(200)는 기판 처리 포지션(PW2)에 위치하고 온도 조정부(223)의 상단은 포지션(PT2)이 되도록 그리고 램프(211)의 선단은 포지션(PL2)이 되도록 위치한다.
이때 밸브(230)를 열림으로 하여 냉매를 유로 구조(224)에 공급하는 것과 함께, 유로 구조를 통과하여 냉매를 배출하며 유로 구조 내에 냉매를 순환시킨다. 또한 램프(211)는 일정한 간격으로 열을 조사(照射)한다. 이와 같은 일정 간격의 조사를 계속해서 웨이퍼(200)를 그 이면으로부터 가열한다. 또한 본 공정에서의 웨이퍼(200)의 온도를 제1 온도로 한다.
또한 본 공정에서는 후술하는 제2층 형성 공정(S1010)보다 온도를 낮게 하도록 제어하는 것에 의해 포지션(PT2)을 포지션(PL2)보다 높은 위치가 되도록 제어된다. 이와 같이 하면 유로 구조(224)가 램프(211)보다 웨이퍼(200)에 가까운 위치가 되고 웨이퍼(200)의 온도에 대해서 유로 구조(224)의 영향이 강해지므로 웨이퍼(200)의 온도가 낮아지도록 제어하기 쉬워진다.
보다 바람직하게는 램프(211)의 선단이 온도 조정부(223)의 하단보다 하방으로 배치되도록 포지션(PT2) 및 포지션(PL2)을 설정해도 좋다. 이와 같이 하면 웨이퍼(200)를 향해서 조사되는 램프(211)의 열이 온도 조정부(223)에 의해 차단되어 웨이퍼(200)로의 열 영향이 저감되므로 온도 조정부(223)의 영향을 보다 지배적으로 할 수 있다.
본 공정에서는 유로 구조(224)에 의한 냉각과 램프(211)에 의한 가열에 의해 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 유지한다. 예컨대 300℃ 내지 400℃ 사이이며 350℃로 가열한다.
ZrO층을 형성하는 구체적인 방법에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다.
<제1 원료 가스 공급 공정(S2002)>
유로 구조(224)에 의한 냉각과 램프(211)에 의한 가열에 의해 웨이퍼(200)가 원하는 온도에 도달하면, 밸브(264)를 여는 것과 함께 TEMAZ가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(243c)를 조정한다. 또한 TEMAZ가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5000sccm 이하다. 이때 밸브(268)를 열어 공급관(265)으로부터 N2가스를 공급한다.
처리 공간(201)에 공급된 TEMAZ가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 웨이퍼(200)의 표면에는 TEMAZ가스가 웨이퍼(200) 상에 접촉하는 것에 의해 「제1 원소 함유층(또는 단순히 제1층)」으로서의 지르코늄 함유층이 형성된다.
지르코늄 함유층은 예컨대 처리 용기(202) 내의 압력, TEMAZ가스의 유량, 웨이퍼(200)의 온도, 처리 공간(201)의 통과에 걸리는 시간 등에 따라서 소정의 두께 및 소정의 분포로 형성된다.
TEMAZ가스의 공급을 시작해서 소정 시간 경과 후 밸브(264)를 닫아 TEMAZ가스의 공급을 정지한다.
<퍼지 공정(S2004)>
그 다음에 공급관(291)으로부터 N2가스를 공급하고 샤워 헤드(250) 및 처리 공간(201)의 퍼지를 수행한다. 이에 의해 제1 원료 가스 공급 공정(S2002)에서 웨이퍼(200)에 결합하지 못한 TEMAZ가스는 진공 펌프(248)에 의해 배기관(246)을 개재하여 처리 공간(201)으로부터 제거된다.
<반응 가스 공급 공정(S2006)>
퍼지 공정(S2004) 후 밸브(274)를 열어 샤워 헤드(250)를 개재하여 처리 공간(201) 내에 반응 가스로서의 오존가스의 공급을 시작한다.
이때 오존 가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(244c)를 조정한다. 또한 오존 가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5000sccm 이하다. 또한 오존 가스와 함께 공급관(275)으로부터 캐리어 가스로서 N2가스를 흘려도 좋다.
오존 가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 이미 형성되는 지르코늄 함유층이 오존 가스에 의해 개질되는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에는 지르코늄 원소 및 산소 원소를 함유하는 지르코늄 함유층이 형성된다.
개질된 층은 예컨대 처리 용기(203) 내의 압력, 산소 함유 가스의 유량, 기판 재치대(212)의 온도 등에 따라 소정의 두께, 소정의 분포, 지르코늄 함유층에 대한 소정의 산소 성분 등의 침입 깊이로 형성된다.
소정의 시간 경과 후 밸브(274)를 닫아 산소 함유 가스의 공급을 정지한다.
<퍼지 공정(S2008)>
그 다음에 공정(S2004)과 같은 퍼지 공정을 실행한다. 각 부의 동작은 공정(S2004)과 마찬가지이므로 설명은 생략한다.
<판정(S2010)>
컨트롤러(280)는 상기 1사이클을 소정 횟수(n cycle) 실시했는지를 판정한다.
소정 횟수 실시하지 않았을 때[공정(S2010)에서 No인 경우] 제1 원료 가스 공급 공정(S2002), 퍼지 공정(S2004), 반응 가스 공급 공정(S2006), 퍼지 공정(S2008)의 사이클을 반복한다. 소정 횟수 실시했을 때[공정(S2010)에서 Yes인 경우] 도 8에 도시하는 처리를 종료한다. 원하는 막 두께의 ZrO를 형성하면 절체(切替, switching) 공정(S1008)으로 이행한다.
<절체 공정(S1008)>
절체 공정(S1008)에서는 제1층 형성 공정(S1006)으로부터 제2층 형성 공정(S1010)으로 이행할 때 처리 조건을 절체하는 공정이다. 이하에 구체적 내용을 설명한다.
제1층 형성 공정(S1006)이 종료되면 계속해서 퍼지 가스를 공급한다. 이때 제2층 형성 공정(S1010)에서의 웨이퍼 온도가 되도록 램프(211)를 제어한다. 예컨대 웨이퍼 온도를 제1층 형성 공정(S1006)보다 높게 할 경우, 램프(211)의 조사 간격을 제1층 형성 공정(S1006)보다 짧게 하거나 램프(211)로부터 출력되는 열량을 제1층 형성 공정(S1006)보다 크게 하거나 포지션(PL3)에 위치시켜 웨이퍼(200)와 램프(211)가 가까워지도록 하는 것과 같은 제어를 수행한다. 이때 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이 램프 하우스(210)를 하강시켜서 온도 조정부(223)의 상단을 포지션(PT3)에 위치시켜 유로 구조(224)와 웨이퍼(200) 거리를 멀리한다. 이때 램프(211)의 선단과 온도 조정부(233)가 접촉하는 것이 우려되지만 본 실시 형태에서의 온도 조정부(233)는 램프(211)가 통과 가능한 공(225)을 포함하므로 접촉할 일 없이 램프 하우스(210)를 하강시킬 수 있다.
이와 같이 하면 냉각 효율이 낮아지는 것과 함께, 웨이퍼(200)의 가열 효율을 높게 할 수 있다. 또한 밸브(230)를 닫힘으로 하여 냉매의 공급을 정지해도 좋다. 이와 같이 하면 보다 냉각 효율을 낮게 할 수 있다.
또한 웨이퍼(200)의 온도를 제1층 형성 공정(S1006)의 온도보다 낮게 할 경우, 램프(211)의 조사 간격을 제1층 형성 공정(S1006)보다 길게 하거나 램프(2011)의 출력을 제1층 형성 공정(S1006)보다 작게 하는 등의 제어를 수행한다. 이 경우는 냉각 효율을 향상시키기 위해서 유로 구조(224)를 하강시키지 않는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는 램프(211)의 선단을 온도 조정부(223)의 상단보다 상방으로 배치되도록 포지션(PT3), 포지션(PL3)을 설정해도 좋다. 이와 같이 하면 웨이퍼(200)를 향해서 조사되는 램프(211)의 열이 온도 조정부(223)에 의해 차단되지 않으므로 웨이퍼(200)로의 열 영향이 강해져 램프(211)의 영향을 보다 지배적으로 할 수 있다.
<제2층 형성 공정(S1010)>
계속해서 제2층 형성 공정(S1010)을 설명한다. 본 공정에서는 제1층 형성 공정(S1006)보다 웨이퍼(200)의 온도가 높을 경우를 예에 설명한다. 절체 공정(S1008)에서 절체한 상태를 유지한 상태에서 다음 처리를 수행한다.
제2층 형성 공정(S1010)에서는 제2층인 AlO막을 형성한다. 여기서는 처리 공간(201)에 AlCl3과 오존 가스를 교호적으로 공급한다. 이때 도 12의 (e)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(200)를 기판 처리 포지션(PW2)에 위치되고, 온도 조정부(223)의 선단은 포지션(PT3)이 되도록 위치되고, 램프(211)의 선단은 포지션(PL3)이 되도록 위치된다.
이때 밸브(230)를 열림으로 하여 냉매를 유로 구조(224)에 공급하는 것과 함께, 유로 구조를 통과하여 냉매를 배출하며 유로 구조 내에 냉매를 순환시킨다. 또한 램프(211)는 일정한 간격으로 조사한다. 이와 같은 일정 간격의 조사를 계속하는 것에 의해 웨이퍼(200)를 이면으로부터 가열한다. 또한 본 공정에서의 온도를 제2 온도로 한다. 또한 조사 간격은 웨이퍼(200)의 가열 온도에 의해 달라지는 것이다. 따라서 제1층 형성 공정(S1006)과 조사 간격을 다르게 시켜도 좋다.
유로 구조(224)에 의한 냉각과 램프(211)에 의한 가열로 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 유지한다. 예컨대 400℃ 내지 500℃ 사이이며 450℃로 가열한다.
AlO층을 형성하는 구체적인 방법에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다.
<제2 원료 가스 공급 공정(S2002)>
웨이퍼(200)를 가열해서 원하는 온도로 달하면 밸브(284)를 여는 것과 함께, 제2 원료 가스로서의 AlCl3가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(283)를 조정한다. 또한 AlCl3가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5000sccm 이하다. 이때 밸브(288)를 열어 공급관(285)으로부터 N2가스를 공급한다.
처리 공간(201)에 공급된 AlCl3가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 웨이퍼(200)의 표면에는 AlCl3가스가 웨이퍼(200) 상에 접촉하는 것에 의해 「제2 원소 함유층」으로서의 알루미늄 함유층이 형성된다.
알루미늄 함유층은 예컨대 처리 용기(202) 내의 압력, AlCl3가스의 유량, 웨이퍼(200)의 온도, 처리 공간(201)의 통과에 걸리는 시간 등에 따라 소정의 두께 및 소정의 분포로 형성된다.
AlCl3가스의 공급을 시작해서 소정 시간 경과 후 밸브(284)를 닫아 AlCl3가스의 공급을 정지한다.
<퍼지 공정(S4004)>
그 다음에 공급관(291)으로부터 N2가스를 공급하고 샤워 헤드(250) 및 처리 공간(201)의 퍼지를 수행한다. 이에 의해 제2 원료 가스 공급 공정(S4002)에서 웨이퍼(200)에 결합하지 못한 AlCl3가스는 진공 펌프(248)에 의해 배기관(246)을 개재하여 처리 공간(201)으로부터 제거된다.
<반응 가스 공급 공정(S4006)>
퍼지 공정(S4004) 후 밸브(274)를 열어 샤워 헤드(250)를 개재하여 처리 공간(201) 내에 오존 가스의 공급을 시작한다.
이때 오존 가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(244c)를 조정한다. 또한 오존 가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5000sccm 이하다. 또한 오존 가스와 함께 공급관(275)으로부터 캐리어 가스로서 N2가스를 흘려도 좋다.
오존 가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 이미 형성되는 알루미늄 함유층이 오존 가스에 의해 개질되는 것에 의해 제1층인 알루미늄 함유층 상에는 예컨대 알루미늄 원소 및 산소 원소를 함유하는 알루미늄 함유층이 형성된다.
개질층은 예컨대 처리 용기(203) 내의 압력, 산소 함유 가스의 유량, 기판 재치대(212)의 온도 등에 따라 소정의 두께, 소정의 분포 및 알루미늄 함유층에 대한 소정의 산소 성분 등의 침입 깊이로 형성된다.
소정의 시간 경과 후 밸브(274)를 닫아 산소 함유 가스의 공급을 정지한다.
<퍼지 공정(S4008)>
그 다음에 공정(S4004)과 동일한 퍼지 공정을 실행한다. 각 부의 동작은 공정(S4004)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
<판정(S4010)>
컨트롤러(280)는 상기 1사이클을 소정 횟수(n cycle) 실시했는지를 판정한다.
소정 횟수 실시하지 않았을 때[공정(S4010)에서 No인 경우] 제2 원료 가스 공급 공정(S4002), 퍼지 공정(S4004), 반응 가스 공급 공정(S4006), 퍼지 공정(S4008)의 사이클을 반복한다. 소정 횟수 실시했을 때[공정(S4010)에서 Yes인 경우) 도 9에 도시하는 처리를 종료한다. 원하는 막 두께의 AlO를 형성하면 판정(S1012)으로 이행한다.
<판정(S1012)>
제2층 형성 공정(S1010) 후 판정(S1012)을 수행한다. 여기서는 제1층과 제2층을 적층한 층수가 소정 층수에 달했는지를 판정한다. 예컨대 제1층 형성 공정(S1006) 또는 제2층 형성 공정(S1010)을 실행한 횟수를 카운트하는 것에 의해 층수를 카운트한다.
원하는 층수에 달한 경우는 기판 이재 포지션 이동 공정(S1016)으로 이행한다. 원하는 층수에 달하지 않은 경우는 절체 공정(S1014)으로 이행한다.
<절체 공정(S1014)>
판정(S1012)에서 원하는 층수를 형성하지 않다고 판단되면 절체 공정(S1014)으로 이행한다. 여기서는 절체 공정(S1008)과 마찬가지로 처리 조건을 절체한다. 본 실시 형태의 경우 도 12의 (e)의 상태로부터 도 11의 (c)의 상태으로 이행한다. 그 후 제1층 형성 공정(S1006)으로 이행한다.
<기판 이재 포지션 이동 공정(S1016)>
판정(S1012)에서 원하는 층수를 형성했다고 판단되면 기판 이재 포지션 이동 공정(S1016)으로 이행한다. 여기서는 기판 처리 포지션 이동 공정(S1004)과 반대의 순번으로 각 구성을 제어하여, 도 10의 (a)와 동일한 위치에 핑거(206) 등을 이동한다.
<기판 반출 공정(S1018)>
웨이퍼(200)가 도 10의 (a)와 동일한 위치에 위치하면 기판 반입 공정(S1002)과 반대의 순번으로 각 구성을 제어하고, 웨이퍼(200)를 장치(100)의 외부에 반출한다.
이상의 실시 형태에서는 ZAZ적층 구조를 형성하는 예를 설명했지만 그에 한정하는 것이 아니고, 제1층 및 제2층을 형성할 때에 웨이퍼의 온도를 변경하는 처리도 대상이며 다른 가스 또는 재료를 사용한 공정도 포함하는 것은 말할 필요도 없다.
또한 여기서는 제1층 및 제2층을 예로 하여 2개의 층을 형성하는 형태를 설명했지만 거기에 한정하는 것이 아니고, 예컨대 3층 이상을 형성하는 예도 포함한다.
또한 본 실시 형태에서는 ZAZ구조를 예로 하여 TEMAZ가스, 오존 가스 및 AlCl3가스를 사용하는 형태를 설명했지만 거기에 한정하는 것이 아니다. 층을 형성하는 공정에서 웨이퍼의 온도를 변경하는 처리가 수행되면 다른 지르코늄 함유 가스, 산소 함유 가스 및 알루미늄 함유 가스를 이용해도 좋다.
단, 본 실시 형태에서 설명한 AlCl3은 다른 알루미늄 함유 가스(예컨대 트리메틸알루미늄((CH3)3Al, 약칭:TMA)에 비해 고온 영역인 400℃ 내지 500℃의 사이의 처리로 양호한 단차(段差) 피복성을 실현 가능하게 한다. 따라서 양호한 단차 피복성을 요구하는 프로세스인 경우, AlCl3을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 실시 형태에서는 램프 하우스(211)가 처리 공간(201)과 연통하는 경우를 설명했지만 거기에 한정하는 것이 아니다. 예컨대 램프 하우스 내로 가스가 침입하는 것을 고려한 경우, 램프 하우스에 창을 설치해도 좋다. 이하 이 변형예에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다.
도 13에서는 램프 하우스(301)로서 측벽(219)의 상단에 창(302)이 설치되는 점에서 도 1의 장치와 차이가 있다.
창(302)은 내진공제(耐眞空製)이며, 램프(211)로부터 조사되는 열을 차단하지 않는 재질이며, 예컨대 석영으로 구성된다. 창(302)은 원기둥 형상의 측벽(302)의 상단을 차단하도록 설치되고 램프 하우스(301) 내에 가스가 회입(回入)되지 않도록 구성된다.
이와 같이 구성하는 것에 의해 제1층 형성 공정(S1006) 또는 제2층 형성 공정(S1010)에서 웨이퍼(200)보다 하방으로 가스가 회입하더라도 램프 커버(212)나 온도 조정부(223)에 가스가 부착되지 않는다. 따라서 램프(211)의 가열 효율이나 온도 조정부(223)의 냉각 효율을 저감시키지 않는다는 현저한 효과를 포함한다.
<제2 실시 형태>
제1 실시 형태에서는 ZAZ구조를 예로 하여 설명했지만 거기에 한정하는 것이 아니다. 예컨대 3D-NAND구조에서의 실리콘 질화(SiN)막과 실리콘 산화(SiO)막의 적층 구조에도 응용 가능하다.
제2 실시 형태로서 실리콘 질화(SiN)막과 실리콘 산화(SiO)막의 적층 구조를 형성하는 예에 대해서 설명한다.
<기판 처리 장치>
본 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 동일한 기판 처리 장치(100)를 이용하기 때문에 장치의 설명은 생략한다. 또한 기판 처리 장치(100)에서는 제1 원료 가스로서 실리콘 함유 가스를 이용하고 제1 반응 가스로서 질소 함유 가스를 이용하고 제2 반응 가스로서 산소 함유 가스를 이용한다. 또한 본 실시 형태에서는 제1 반응 가스를 가스 공급계(260)로부터 공급하고, 제1 반응 가스를 가스 공급계(270)로부터 공급하고, 제2 반응 가스를 가스 공급계(280)로부터 공급한다.
본 실시 형태에서는 제1 원료 가스를 공급하는 가스 공급부를 제1 원료 가스 공급부라고 부르고, 제1 반응 가스를 공급하는 가스 공급부를 제1 반응 가스 공급부라고 부르고, 제2 반응 가스를 공급하는 가스 공급부를 제2 반응 가스 공급부라고 부른다.
<기판 처리 공정>
계속해서 기판 처리 공정을 설명한다. 본 실시 형태에 따른 성막 시퀀스는 제1 실시 형태와 동일하나, 제1층 형성 공정(S1006) 및 제2층 형성 공정(S1010)의 상세한 구성이 다르다. 이하 제1 실시 형태와의 차이점을 중심으로 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는 제1 원소를 실리콘으로서 설명한다.
<제1층 형성 공정(S1006)>
제1층 형성 공정(S1006)에서는 제1층인 실리콘 질화(SiN)막을 형성한다. 여기서는 처리 공간(201)에 실리콘 함유 가스와 질소 함유 가스를 공급한다. 실리콘 함유 가스는 예컨대 디실란(Si2H6)이며 질소 함유 가스는 예컨대 암모니아(NH3) 가스다. 이때 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(200)를 기판 처리 포지션(PW2)이, 온도 조정부(223)의 상단을 포지션(PT3)이, 램프(211)를 포지션(PL1)이 되도록 위치 제어된다. 암모니아를 공급할 때는 플라즈마 생성부(279)를 상승[立上]시키고 암모니아 가스를 플라즈마 상태로 한다.
이때 밸브(230)를 열림으로 하여 냉매를 유로 구조(224)에 공급하는 것과 함께, 유로 구조를 통과하여 냉매를 배출하며 유로 구조 내에 냉매를 순환시킨다. 또한 램프(211)는 일정한 간격으로 조사한다. 이와 같은 일정 간격의 조사를 계속해서 웨이퍼(200)를 이면으로부터 가열한다. 또한 본 공정에서의 웨이퍼(200)의 온도를 제1 온도로 한다.
유로 구조(224)에 의한 냉각과 램프(211)에 의한 가열에 의해 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 유지한다. 예컨대 350℃ 내지 500℃ 사이이며, 400℃로 가열한다. 이 온도는 후술하는 제2층 형성 공정의 온도보다 낮은 온도이며, 결합도가 약한 온도대(溫度帶)이기 때문에 제2층인 SiO막보다 허술한 상태의 막이 된다.
본 실시 형태에서는 원하는 막 두께 등에 따라서 2종류의 가스를 동시에 처리실에 공급해서 반응시키거나 또는 교호적으로 공급하는 것을 적절히 선택한다.
SiN막이 원하는 막 두께에 달하면 처리를 종료하고 절체 공정(S1008)으로 이행한다.
<절체 공정(S1008)>
제1층 형성 공정(S1006)이 종료되면 절체 공정(S1008)을 실행한다. 절체 공정(S1008)은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
<제2층 형성 공정(S1010)>
절체 공정(S1008)에서 절체된 상태를 유지한 상태에서 다음의 처리를 수행한다. 제2층 형성 공정(S1010)에서는 제2층인 실리콘 산화(SiO)막을 형성한다. 여기서는 처리 공간(201)에 실리콘 함유 가스와 산소 함유 가스를 공급한다. 실리콘 함유 가스는 예컨대 제1 실시 형태와 같이 디실란(Si2H6)이며 산소 함유 가스는 예컨대 오존 가스다. 이때 도 10의 (e)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(200)는 기판 처리 포지션(PW2)이 되도록, 온도 조정부(223)의 상단은 포지션(PT3)이 되도록, 램프(211)의 선단은 포지션(PL3)이 되도록 각각의 위치가 제어된다. 이와 같이 하는 것에 의해 이때 포지션(PT3)은 포지션(PT2)보다 하방이며, 포지션(PL3)은 포지션(PL2)보다 상방으로 이루어진다. 이와 같이 하는 것에 의해 제1층 형성 공정(S1006)보다 가열 효율을 높게 할 수 있으며 따라서 웨이퍼(200)는 제1층 형성 공정(S1010)보다 높은 온도로 할 수 있다.
이때 밸브(230)를 열림으로 하여 냉매를 유로 구조(224)에 공급하는 것과 함께, 유로 구조를 통과하여 냉매를 배출하며 유로 구조 내에 냉매를 순환시킨다. 또한 램프(211)는 일정한 간격으로 열을 조사한다. 이와 같이 일정 간격의 조사를 계속하는 것에 의해 웨이퍼(200)를 그 이면으로부터 가열한다. 이와 같이 가열하는 것에 의해 웨이퍼(200)를 제1 온도보다 높은 제2 온도로 한다.
유로 구조(224)에 의한 냉각과 램프(211)에 의한 가열로 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 유지한다. 예컨대 400℃ 내지 700℃ 사이이며 500℃로 가열한다. 이와 같이 웨이퍼(200)는 제1층 형성 공정(S1010)보다 높은 온도로 할 수 있다. 따라서 제1층인 SiN층보다 치밀하고 단단한 막을 형성할 수 있다.
본 실시 형태에서는 원하는 막 두께 등에 따라서 2종류의 가스를 동시에 처리실에 공급해서 반응시키거나 교호적으로 공급해서 적절히 선택한다.
SiN이 원하는 막 두께에 달하면 처리를 종료하고 판정(S1012)으로 이행한다.
판정 공정(S1012)로부터 기판 반출 공정(S1018)에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이와 같이 하여 막 두께가 허술한 상태의 SiN막과 막 두께가 치밀한 상태의 SiO막의 적층막을 형성하는 것이 가능해진다. 3D-NAND구조에서는 뒤의 공정에서 SiN막을 에칭하도록 이루어지지만 이와 같이 허술한 SiN막과 치밀한 SiO막을 동시에 존재시킬 수 있으므로 양호한 에칭 선택성을 포함하는 막을 형성하는 것이 가능해진다.
<제3 실시 형태>
계속해서 제3 실시 형태를 설명한다. 제3 실시 형태는 장치의 구성이 다르다. 이하 차이점을 중심으로 도 14를 참조하여 본 실시 형태의 기판 처리 장치(400)를 설명한다. 또한 도 1과 같은 번호가 부여된 구성은 도 1과 같은 구성이므로 설명을 생략한다.
<기판 처리 장치>
기판 처리 장치(400)를 구성하는 처리 용기(202)의 저부에는 리프트 핀(401)이 복수 설치된다.
처리 공간(201) 내에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(410)가 설치된다. 기판 지지부(410)는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(411)을 표면에 가지는 재치대(412), 기판 재치대(412)의 내측에 설치된 유로 구조(224) 및 진공 단열 구조(413)를 주로 포함한다. 진공 단열 구조(413)는 웨이퍼(200)와 유로 구조(224)의 사이에 설치되는 것과 함께, 안이 공동(空洞)으로 구성된다. 기판 재치대(412)에는 리프트 핀(401)이 관통하는 관통공(414)이 리프트 핀(401)과 대응하는 위치에 각각 설치된다.
기판 재치대(412)는 샤프트(415)에 의해 지지된다. 샤프트(415)는 처리 용기(202)의 저벽에 설치된 공(416)을 관통하고 또한 지지판(417)을 개재하여 처리 용기(202)의 외부에서 승강 기구(418)에 접속된다. 승강 기구(418)를 작동시켜서 샤프트(415) 및 기판 재치대(412)를 승강시키는 것에 의해 기판 재치면(411) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능해진다. 또한 샤프트(415) 하단부의 주위는 벨로우즈(419)(bellows)에 의해 피복된다. 처리 용기(202) 내는 기밀하게 보지된다.
기판 재치대(412)는 웨이퍼(200)의 반송 시에는 기판 재치면(411)이 기판 반입 반출구(203)에 대향하는 위치[웨이퍼 반송 위치, 웨이퍼 반송 포지션, 도 10의 (a)의 포지션(PW1)에 상당하는 포지션]까지 하강한다. 웨이퍼(200)의 처리 시에는 웨이퍼(200)가 처리 공간(201) 내의 처리 위치[웨이퍼 처리 위치, 웨이퍼 처리 포지션, 도 11의 (c)의 포지션(PW2)에 상당하는 포지션]가 될 때까지 상승한다.
구체적으로, 기판 재치대(412)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때에는 리프트 핀(401)의 상단부가 기판 재치면(411)의 상면으로부터 돌출해서 리프트 핀(401)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(412)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때에는 리프트 핀(401)은 기판 재치면(411)의 상면으로부터 매몰해서 기판 재치면(411)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다.
처리 공간(201)의 상부(상류측)에는 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(450)가 설치된다. 샤워 헤드(450)의 측벽에는 가스 도입공(241), 가스 도입공(242), 가스 도입공(243) 및 가스 도입공(244)이 설치된다. 각 가스 도입공에는 제1 실시 형태와 마찬가지로 도 2 내지 도 5에 도시된 각 가스 공급계가 접속된다.
샤워 헤드(450)는 분산판(254)을 구비한다. 이 분산판(254)의 상류측이 버퍼 공간(252)이며 하류측이 처리 공간(201)이다. 분산판(254)에는 복수의 관통공(234a)이 설치된다. 분산판(254)은 기판 재치면(411)과 대향하도록 배치된다. 분산판(254)은 후술하는 램프(211)가 조사하는 열을 차단하지 않는 재질이며 예컨대 석영으로 구성된다.
처리 용기(202)의 천정이며, 웨이퍼(200)의 표면측에는 램프 하우스(460)가 설치된다. 램프 하우스(460)에는 복수의 램프(211)가 설치된다. 램프(211)는 제1 실시 형태와 마찬가지로 램프 제어부(217)로 제어된다. 처리 용기 천정이며, 램프(211)와 대향하는 위치에는 창(461)이 설치된다. 창(302)은 내진공제이며, 또한 램프(211)로부터 조사되는 열을 차단하지 않는 재질이며, 예컨대 석영으로 구성된다.
유로 구조(224)는 웨이퍼(200)의 이면측에 설치된다. 유로 구조(224)에는 열 매체 공급관(226)과 열 매체 배출관(227)이 접속된다. 열 매체 공급관(225)에는 상류로부터 순서대로 열 매체 공급원(228), 유량 제어부(229) 및 밸브(230)가 설치된다. 열 매체 배출관(226)에는 예를 들면 공장측의 저류조 등에 접속된다.
유량 제어부(229) 및 밸브(230)는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속되고 컨트롤러(310)의 지시에 따라서 유량 제어부(229) 및 밸브(230)가 제어되어 유로 구조(224) 내에 공급되는 열 매체의 유량 등을 조정한다.
진공 단열 구조(413)에는 가스 공급관(420)과 가스 배출관(421)이 접속된다. 가스 공급관(420)에는 상류로부터 순서대로 불활성 가스원(422), 유량 제어부(423) 및 밸브(424)가 설치된다. 열 매체 배출관(421)에는 펌프(425)가 설치된다.
유량 제어부(423), 밸브(424) 및 펌프(425)는 컨트롤러(310)에 전기적으로 접속되고 컨트롤러(310)의 지시에 따라서 유량 제어부(229), 밸브(230) 및 펌프(425)가 제어되어 진공 단열 구조(413)의 진공도를 조정한다.
진공 단열 구조(413)를 진공 단열부라고 불러도 좋다. 진공 단열부는 유량 제어부(423), 밸브(424) 및 펌프(425)의 어느 하나 또는 그 조합을 포함시켜도 좋다.
<기판 처리 공정>
계속해서 기판 처리 공정을 설명한다. 본 실시 형태에 따른 성막 시퀀스는 제1 실시 형태와 동일하나 제1층 형성 공정(S1006), 절체 공정(S1008) 및 제2층 형성 공정(S1010)의 상세한 구성이 다르다. 이하 제1 실시 형태에서 설명한 ZAZ구조의 형성을 예로 들어서 제1 실시 형태와의 차이점을 중심으로 설명한다.
<제1층 형성 공정(S1006)>
제1층 형성 공정(S1006)에서는 제1층인 ZrO막을 형성한다. 여기서는 처리 공간(201)에 TEMAZ가스와 오존 가스를 교호적으로 공급한다. 이때 웨이퍼(200)는 기판 처리 포지션[도 11의 (c)의 포지션(PW2)에 상당]에 위치하고, 온도 조정부(223)의 선단은 포지션(PT2)이 되도록 위치한다.
이때 밸브(230)를 열림으로 하여 냉매를 유로 구조(224)에 공급하는 것과 함께, 유로 구조를 통과하여 냉매를 배출하며 유로 구조 내에 냉매를 순환시킨다. 이와 같이 하여 웨이퍼(200)로부터 열을 흡수해서 원하는 온도로 조정한다. 또한 본 실시 형태에서는 유로 구조에 냉매를 공급한 상태를 온도 조정부를 온(ON)으로 한다고 표현한다. 또한 유로 구조에 냉매를 공급하지 않는 상태를 온도 조정부를 오프(OFF)로 한다고 표현한다.
또한 램프(211)가 온으로 되고 웨이퍼(200)의 표면이 가열된다. 구체적으로는 램프(211)에 일정한 간격으로 조사한다. 이와 같이 조사하는 것에 의해 웨이퍼(200)를 표면으로부터 가열한다. 또한 본 공정에서의 온도를 제1 온도로 한다.
유로 구조(224)에 의한 냉각과 램프(211)에 의한 가열로 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 유지한다. 예컨대 300℃ 내지 400℃ 사이이며, 350℃로 가열한다.
이때 진공 단열 구조(413)는 유로 구조(224)에 의한 냉각 효율이 저하되지 않는 정도의 불활성 가스 분위기로 이루어진다. 본 실시 형태에서는 이와 같이 진공 단열의 효과가 없는(또한 적은) 상태를 진공 단열부를 오프로 한다고 표현한다.
<절체 공정(S1008)>
제1층 형성 공정(S1006)이 종료되면 절체 공정(S1008)을 실행한다. 절체 공정(S1008)에서는 제1층 형성 공정(S1006)으로부터 제2층 형성 공정(S1010)으로 이행할 때 처리 조건을 절체하는 공정이다. 이하에 구체적 내용을 설명한다.
제1층 형성 공정(S1006)이 종료되면 계속해서 퍼지 가스를 공급한다. 이때 제2층 형성 공정(S1010)에서의 웨이퍼 온도가 되도록 램프(211)를 제어한다. 예컨대 웨이퍼 온도를 제1층 형성 공정(S1006)보다 높게 하는 경우, 램프(211)의 조사 간격을 제1층 형성 공정(S1006)보다 짧게 하거나 램프(211)로부터 출력되는 열량을 제1층 형성 공정(S1006)보다 크게 하는 등의 제어를 수행한다. 이때 펌프(425)를 기동하고 진공 단열 구조(413)를 진공압 레벨의 압력이 될 때까지 배기한다. 또한 본 실시 형태에서는 진공 단열의 효과가 현저하게 되는 상태를 진공 단열부를 온으로 한다고 표현한다.
유로 구조(224)에 공급된 냉매의 영향은 진공 단열 구조(413)에 의해 단열되므로 웨이퍼(200)는 유로 구조(224)의 냉각의 영향을 받지 않는다. 따라서 웨이퍼(200)의 냉각 효율이 저하된다. 한편, 램프(211)는 가열을 유지하도록 제어된다. 그 결과 웨이퍼(200)의 가열 효율을 높일 수 있다.
<제2층 형성 공정(S1010)>
계속해서 제2층 형성 공정(S1010)을 설명한다. 본 공정에서는 제1층 형성 공정(S1006)보다 웨이퍼(200)의 온도가 높은 경우를 예로 설명한다. 제2층 형성 공정(S1010)에서는 제2층인 AlO막을 형성한다. 여기서는 처리 공간(201)에 AlCl3가스와 오존 가스를 교호적으로 공급한다.
절체 공정(S1008)에서 절체한 상태를 유지하면서 램프(211)에 의한 가열로 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 유지한다. 예컨대 400℃ 내지 500℃ 사이이며 450℃로 가열한다. 또한 본 공정에서의 온도를 제2 온도로 한다.
AlO막이 원하는 막 두께에 달하면 처리를 종료하고 판정(S1012)으로 이행한다.
판정 공정(S1012) 내지 기판 반출 공정(S1018)은 제1 실시 형태와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이 각 실시 형태의 기판 처리 장치 및 그를 이용한 기판 처리 방법을 수행하는 것에 의해 각층마다 온도 조건이 변하는 적층막을 In-Situ로 형성 가능하므로 반도체 장치의 생산성을 높일 수 있다.
100: 기판 처리 장치 200: 웨이퍼(기판)
201: 처리 공간 310: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 기판이 처리되는 처리 용기;
    상기 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급부;
    상기 기판의 온도를 제어하는 온도 제어부; 및
    상기 온도 제어부가 상기 기판을 제1 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 제1층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하고, 상기 온도 제어부가 상기 기판을 상기 제1 온도와 다른 제2 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 상기 제1층과 다른 제2층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하는 장치 제어부
    를 포함하고,
    상기 온도 제어부는,
    상기 기판의 이면(裏面)측에 배치되고 상기 기판의 온도를 조정하는 온도 조정부;
    상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 조정 가능한 승강부; 및
    상기 기판의 이면측으로부터 상기 기판을 가열하는 램프
    를 포함하고,
    상기 온도 제어부는 상기 제1층을 형성하는 처리에서는 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 소정의 거리로 하고, 상기 제2층을 형성하는 처리에서는 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 상기 소정의 거리와 다르게 하는 거리로 하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 제1 원소를 포함하는 제1 원료 가스를 공급하는 제1 원료 가스 공급부;
    상기 제1 원소와는 다른 제2 원소를 포함하는 제2 원료 가스를 공급하는 제2 원료 가스 공급부; 및
    상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스 각각과 반응하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 온도 제어부는 상기 제1층을 형성하는 처리에서는 상기 램프에 공급되는 전력을 소정의 크기로 하고, 상기 제2층을 형성하는 처리에서는 상기 램프에 공급되는 전력의 크기를 상기 소정의 크기와 다르게 하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 온도 제어부는 상기 제1층을 형성하는 처리에서는 상기 램프에 공급되는 전력을 소정의 크기로 하고, 상기 제2층을 형성하는 처리에서는 상기 램프에 공급되는 전력의 크기를 상기 소정의 크기와 다르게 하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 기판이 처리되는 처리 용기;
    상기 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급부;
    상기 기판의 온도를 제어하는 온도 제어부; 및
    상기 온도 제어부가 상기 기판을 제1 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 제1층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하고, 상기 온도 제어부가 상기 기판을 상기 제1 온도와 다른 제2 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여 상기 제1층과 다른 제2층을 형성하는 처리를 수행하도록 제어하는 장치 제어부
    를 포함하고,
    상기 온도 제어부는,
    상기 기판의 이면측에 배치되고 상기 기판의 열을 흡수해서 열 매체가 공급되는 유로 구조가 설치된 온도 조정부;
    상기 기판과 상기 온도 조정부 사이에 설치되고, 불활성 가스가 공급되는 진공 단열 구조를 가지는 진공 단열부; 및
    상기 기판의 표면측에 배치되고 상기 기판을 가열하는 램프
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온도 제어부는, 상기 제1층을 형성하는 처리와 상기 제2층을 형성하는 처리에서는 상기 램프에 전력을 공급하는 것과 함께, 상기 유로 구조에 열 매체를 공급하도록 제어하고, 상기 제1층을 형성하는 처리에서는 상기 진공 단열 구조에 불활성 가스를 공급하고, 상기 제2층을 형성하는 처리에서는 상기 진공 단열 구조의 분위기를 배기하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리 용기에 반입하는 공정;
    상기 기판의 이면측에 배치되고 상기 기판의 온도를 조정하는 온도 조정부; 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 조정 가능한 승강부; 및 상기 기판의 이면측으로부터 상기 기판을 가열하는 램프를 포함하는 온도 제어부가 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 소정의 거리로 하고 상기 기판을 제1 온도로 유지하는 것과 함께 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여, 제1층을 형성하도록 처리하는 공정; 및
    상기 온도 제어부가 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 상기 소정의 거리와는 다르게 하는 거리로 하고 상기 기판을 상기 제1 온도와 다른 제2 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여, 상기 제1층과 다른 제2층을 형성하도록 처리하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 기판을 처리 용기에 반입하는 처리;
    상기 기판의 이면측에 배치되고 상기 기판의 온도를 조정하는 온도 조정부; 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 조정 가능한 승강부; 및 상기 기판의 이면측으로부터 상기 기판을 가열하는 램프를 포함하는 온도 제어부가 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 소정의 거리로 하고 상기 기판을 제1 온도로 유지하는 것과 함께 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여, 제1층을 형성하도록 처리하는 처리; 및
    상기 온도 제어부가 상기 온도 조정부와 상기 기판과의 거리를 상기 소정의 거리와는 다르게 하는 거리로 하고 상기 기판을 상기 제1 온도와 다른 제2 온도로 유지하는 것과 함께 상기 가스 공급부가 상기 처리 용기에 가스를 공급하여, 상기 제1층과 다른 제2층을 형성하도록 처리하는 처리
    를 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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