KR102043876B1 - 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성막의 면간 균일성을 향상시킨다.
기판을 처리하는 처리실을 내부에 포함하는 반응관; 상기 반응관의 측벽에 상기 반응관의 외방(外方)으로 돌출하여 형성되고, 상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 버퍼실; 및 상기 버퍼실에 면하는 상기 반응관의 내벽의 하단에 형성된 개구부(開口部);를 구비하고, 상기 버퍼실은, 제1 노즐이 설치되는 제1 노즐실과, 실리콘 함유 가스를 공급하는 제2 노즐이 설치되는 제2 노즐실을 포함하고, 상기 개구부 중 상기 제2 노즐실과 상기 처리실의 연통(連通) 부분에는 차폐부(遮蔽部)가 설치되고, 상기 개구부는 선택적으로 피복된다.

Description

기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
본 발명은 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정에서의 기판 처리에서는 예컨대 복수 매의 기판을 일괄해서 처리하는 종형(縱型) 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 종형 기판 처리 장치에서는 다양한 형상의 노즐이 이용된다(특허문헌 1).
1: 일본 특개 2012-114200호 공보
종형 기판 처리 장치에서는 노즐의 형상에 따라 성막에 악영향을 미치는 경우가 있다. 본 발명은 이러한 사정을 비추어서 이루어진 것으로, 그 목적은 성막의 면간(面間) 균일성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 기판을 처리하는 처리실을 내부에 포함하는 반응관; 상기 반응관의 측벽에 상기 반응관의 외방(外方)으로 돌출하여 형성되고, 상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 버퍼실; 및 상기 버퍼실에 면하는 상기 반응관의 내벽의 하단에 형성된 개구부(開口部);를 구비하고, 상기 버퍼실은, 제1 노즐이 설치되는 제1 노즐실과, 실리콘 함유 가스를 공급하는 제2 노즐이 설치되는 제2 노즐실을 포함하고, 상기 개구부 중 상기 제2 노즐실과 상기 처리실의 연통(連通) 부분에는 차폐부(遮蔽部)가 설치되고, 상기 개구부는 선택적으로 피복되는 기술이 제공된다.
본 발명에 따르면, 성막의 면간(面間) 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 도시하는 종단면도(縱斷面圖).
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 반응관의 사시도.
도 4는 차폐부를 설치한 모습을 개략적으로 도시하는 종단면도.
도 5는 차폐부의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 한정적이지 않은 예시적인 실시 형태에 대해서 설명한다. 전체 도면 중 동일하거나 대응되는 구성에 대해서는 동일하거나 또는 대응되는 참조 부호를 첨부하고 중복 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서 기판 처리 장치는 반도체 장치(디바이스)의 제조 방법에서의 제조 공정의 일 공정으로서 열처리 등의 기판 처리 공정을 실시하는 종형 기판 처리 장치(2)(이하, 처리 장치라고 부른다.)로서 구성된다. 도 1에 도시하는 바와 같이 처리 장치(2)는 원통 형상의 반응관(10)과, 반응관(10)의 외주에 설치된 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(12)를 구비한다. 반응관은 예컨대 석영이나 SiC으로 형성된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 반응관(10)에는 원통 형상의 통부(筒部)의 외방(外方)에 돌출하도록 공급 버퍼실(10A)과 배기 버퍼실(10B)이 대면해서 형성된다. 공급 버퍼실(10A)의 내부는 격벽(10C)에 의해 복수의 공간(노즐실)으로 구획된다. 공급 버퍼실(10A)의 각 공간에는 후술하는 노즐(44a, 44b)이 각각 설치된다. 배기 버퍼실(10B)의 내부는 각 노즐실에 대응하도록 격벽(10C)에 의해 복수의 공간으로 구획된다. 반응관(10) 중 공급 버퍼실(10A) 및 배기 버퍼실(10B)에 면하는 내벽[처리실(14)측]에는 복수의 슬릿(10D)이 각각 복수의 공간에 대응하도록 세로 방향에 다단으로 형성된다. 반응관(10)의 통부의 내부에는 기판으로서의 웨이퍼(W)를 처리하는 처리실(14)이 형성된다. 또한 반응관(10)에는 온도 검출기로서의 온도 검출부(16)가 반응관(10)의 외벽을 따라 입설(立設)된다.
반응관(10)의 하단 개구부에는 원통형의 매니폴드(18)가 O링 등의 씰 부재(20)를 개재하여 연결되어 반응관(10)의 하단을 지지한다. 매니폴드(18)의 안지름은 버퍼실(10A)의 바깥지름과 대략(실질적으로) 같은 지름으로 형성되고, 예컨대 스텐레스 스틸등의 금속으로 형성된다. 매니폴드(18)의 하단의 개구부는 원반 형상의 덮개부(22)에 의해 개폐된다. 덮개부(22)는 예컨대 금속으로 형성된다. 덮개부(22)의 상면에는 O링 등의 씰 부재(20)가 설치되고, 이에 의해 반응관(10) 내와 외기(外氣)가 기밀하게 밀봉된다. 덮개부(22) 상에는 중앙에 상하에 걸쳐서 공(孔)이 형성된 단열부(24)가 재치된다. 단열부(24)는 예컨대 석영으로 형성된다.
처리실(14)은 복수 매, 예컨대 25매 내지 150매의 웨이퍼(W)를 수직으로 선반 형상으로 지지하는 기판 보지구(保持具)로서의 보트(26)를 내부에 수납한다. 보트(26)는 예컨대 석영이나 SiC에 의해 형성된다. 보트(26)는 덮개부(22) 및 단열부(24)의 공을 관통하는 회전축(28)에 의해 단열부(24)의 상방(上方)에 지지된다. 덮개부(22)의 회전축(28)이 관통하는 부분에는 예컨대 자성(磁性) 유체(流體) 씰이 설치되고, 회전축(28)은 덮개부(22)의 하방(下方)에 설치된 회전 기구(30)에 접속된다. 이에 의해 회전축(28)은 반응관(10)의 내부를 기밀하게 밀봉한 상태에서 회전 가능하도록 구성된다. 덮개부(22)는 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(32)에 의해 상하 방향으로 구동(驅動)된다. 이에 의해 보트(26) 및 덮개부(22)가 일체적으로 승강되고, 반응관(10)에 대하여 보트(26)가 반입출된다.
처리 장치(10)는 기판 처리에 사용되는 가스를 처리실(14) 내에 공급하는 가스 공급 기구(34)를 구비한다. 가스 공급 기구(34)가 공급하는 가스는 성막되는 막의 종류에 따라 바꿀 수 있다. 여기서는 가스 공급 기구(34)는 원료 가스 공급부, 반응 가스 공급부 및 불활성 가스 공급부를 포함한다.
반응 가스 공급부는 가스 공급관(36a)을 구비하고, 가스 공급관(36a)에는 상류 방향부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(38a)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(40a)가 설치된다. 가스 공급관(36a)은 매니폴드(18)의 측벽을 관통하는 포트를 개재하여 노즐(44a)에 접속된다. 노즐(44a)은 공급 버퍼실(10A) 내의 노즐실에 상하 방향을 따라 보트(26)의 최상단의 웨이퍼(W)의 높이 위치까지 입설(立設)된다. 노즐(44a)에는 보트(26)에 보지되는 웨이퍼(W)를 향하여 개구되는 복수의 가스 분출공(공급공)이 형성된다. 이러한 형상의 노즐을 롱 노즐이라고 부른다. 노즐(44a)의 공급공을 통해서 공급 버퍼실(10A) 내에 반응 가스가 확산되고, 공급 버퍼실(10A)의 슬릿(10D)을 개재하여 웨이퍼(W)에 대하여 반응 가스가 공급된다.
이하, 마찬가지의 구성으로 원료 가스 공급부에 공급관(36b), MFC(38b), 밸브(40b), 노즐(44b)이 설치된다. 여기서 노즐(44b)은 선단(先端)에 가스 분출공(공급공)을 포함하는 선단이 개방된 형상의 단관(短管)(쇼트 노즐)이다. 노즐(44b)은 보트(26)의 최하단의 웨이퍼(W)의 높이 위치와 대략(실질적으로) 같은 높이에 공급공이 위치하도록 설치된다. 노즐(44b)의 선단의 공급공을 통해서 공급 버퍼실(10A) 내에 원료 가스가 확산되고, 공급 버퍼실(10A)의 슬릿(10D)을 개재하여 웨이퍼(W)에 대하여 원료 가스가 공급된다. 불활성 가스 공급부로부터는 공급관(36c, 36d), MFC(38c, 38d), 밸브(40c, 40d), 노즐(44a, 44b) 및 슬릿(10D)을 개재하여 웨이퍼(W)에 대하여 불활성 가스가 공급된다.
반응관(10)에는 배기 버퍼실(10B)에 연통하도록 배기관(46)이 설치된다. 배기관(46)에는 처리실(14) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(48) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Automatic Pressure Controller) 밸브(40)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(52)가 접속된다. 이러한 구성에 의해 처리실(14) 내의 압력을 처리에 따른 처리 압력으로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는 도 3에 도시하는 바와 같이 통부(筒部)의 공급 버퍼실(10A)에 면하는 내벽의 하단에 개구부(10E)가 형성된다. 개구부(10E)는 공급 버퍼실(10A)과 처리실(14)을 연통시키도록 구성된다. 도 4에 도시하는 바와 같이 개구부(10E) 하방의 매니폴드(18)의 내벽에는 포트가 각 노즐실에 대응하게 형성되고, 포트 하방에는 노즐 기대(基臺)(18A)가 형성된다. 노즐(44)은 개구부(10E)로부터 각 노즐실 내에 삽입되고, 노즐 하단의 수평 부분인 노즐 기부를 포트에 삽입하고, 또한 노즐 기부를 노즐 기대(18A)에 고정하는 것에 의해 노즐실 내에 안정적으로 설치된다. 노즐 기부에 대응하는 부분[격벽(10C)보다 하방의 공간인 노즐 기부가 위치하는 공간]을 개구부(10E)에 포함시켜서 생각해도 좋다.
개구부(10E)를 형성하는 것에 의해 노즐 교환 등의 메인터넌스 시, 반응관(10)의 내측[처리실(14)측]으로부터 노즐을 탈착하는 것이 가능해지기 때문에 반응관(10)을 제거하는 등의 작업을 생략할 수 있어 메인터넌스 시간을 단축시킬 수 있다.
하지만 노즐(44a, 44b)로부터 공급 버퍼실(10A) 내에 가스를 공급했을 때, 개구부(10E)로부터 가스가 처리실(14) 내에 유입되어 공급 버퍼실(10A), 특히 상방에 충분히 가스를 확산시키지 못하는 경우가 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 면간에서의 가스의 공급 유량에 차이가 발생해 성막의 면간 균일성이 악화되는 경우가 있다.
또한 쇼트 노즐은 노즐의 공급공과 개구부(10E)의 거리가 가깝기 때문에 가스가 개구부(10E)로부터 유출되기 쉬운 경우가 있다. 그 결과, 특히 쇼트 노즐로부터 공급되는 가스가 공급 버퍼실(10A) 내에서 확산되기 어려우므로, 웨이퍼(W)의 면간에서의 가스의 공급 유량에 차이가 발생하는 경우가 있다.
발명자들은 예의 검토한 결과, 개구부(10E)에 차폐부로서의 커버를 설치하는 것에 의해 가스 유출을 억제할 수 있다는 사실을 발견했다. 특히 가스가 유출되기 쉬운 쇼트 노즐이 설치되는 노즐실의 하방의 개구 부분(노즐실과 처리실의 연통 부분)에 커버를 설치하는 것에 의해, 커버를 설치하지 않은 경우에 비해 면간 균일성을 약 35% 향상시키는 것이 가능하다는 것을 알았다.
도 4에 도시하는 바와 같이 개구부(10E) 중 쇼트 노즐인 노즐(44b)이 설치되는 노즐실의 하방의 개구 부분을 피복하도록 차폐부로서의 커버(60)를 설치한다. 이에 의해 노즐실과 처리실(14)이 격리되고, 노즐(44b)로부터 공급 버퍼실(10A)에 공급된 가스가 개구부(10E)를 개재하여 처리실(14)측에 유출되는 것을 막을 수 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이 커버(60)는 플레이트(60A)와, 플레이트(60A)를 지지하는 지지부(60B)로 구성된다. 플레이트(60A)는 개구부(10E) 중 격벽(10C)에 대응하는 부분[격벽(10C) 사이]을 피복하도록 구성된다. 플레이트(60A)는 반응관(10)과 같은 재질로 형성되고, 예컨대 석영으로 형성된다.
지지부(60B)는 개구부(10E) 중 노즐 기부에 대응하는 부분을 구획하여 피복하도록 구성된다. 지지부(60B)는 배면판과, 배면판의 양단(兩端)에 연속해서 형성된 양측판과, 저판(底板)을 포함한다. 지지부(60B)의 양측판에는 플레이트(60A)를 삽입하기 위한 손톱 형상의 삽입부(60C)가 형성된다. 지지부(60B)의 저판은 노즐 기부와의 간섭을 피하도록 노치(60D)가 형성된다. 커버(60)는 지지부(60B)의 저판을 노즐 기대(18A)에 고정하는 것에 의해 개구부(10E) 내에 설치된다. 저판에는 커버(60B)를 노즐 기체(18A)(基體)에 고정하기 위한 공이 형성된다. 이러한 구성에 의해 커버(60)는 임의의 노즐실의 개구부(10E)를 선택적으로 피복하는 것이 가능해진다. 또한 지지부(60B)는 예컨대 Ni 합금 등의 고내식(高耐食) 합금으로 형성된다.
도 4에 도시하는 바와 같이 커버(60)는 개구부(10E)를 밀폐하는 듯한 구성이 아니며, 플레이트(60A)와 격벽(10C) 사이에는 플레이트(60A)와 격벽(10C)이 접촉하지 않을 정도의 극간(隙間)이 형성된다. 마찬가지로 지지부(60B)의 측판과 격벽(10C) 사이에는 지지부(60B)의 측판과 격벽(10C)이 접촉하지 않을 정도의 극간이 형성된다.
회전 기구(30), 보트 엘리베이터(32), 가스 공급 기구(34)의 MFC(38a 내지 38d) 및 밸브(40a 내지 40d), APC 밸브(50)에는 이들을 제어하는 컨트롤러(100)가 접속된다. 컨트롤러(100)는 예컨대 CPU를 구비한 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지고, 처리 장치(2)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(100)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(102)가 접속된다.
컨트롤러(100)에는 기억 매체로서의 기억부(104)가 접속된다. 기억부(104)에는 처리 장치(10)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 처리 장치(2)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램(레시피라고도 부른다.)이 판독 가능하도록 격납된다.
기억부(104)는 컨트롤러(100)에 내장된 기억 장치(하드 디스크나 플래시 메모리)이어도 좋고, 가반성(可搬性)의 외부 기록 장치[자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]이어도 좋다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다. 프로그램은 필요에 따라 입출력 장치(102)로부터의 지시 등을 통해서 기억부(104)로부터 판독되고, 판독된 레시피를 따른 처리를 컨트롤러(100)가 실행하는 것에 의해, 처리 장치(2)는 컨트롤러(100)의 제어 하에서 원하는 처리를 실행한다.
다음으로 전술한 처리 장치(2)를 이용하여 기판 상에 막을 형성하는 처리(성막 처리)에 대해서 설명한다. 여기서는 웨이퍼(W)에 대하여 원료 가스로서 실리콘 함유 가스인 DCS(SiH2Cl2: 디클로로실란) 가스와, 반응 가스로서 산소 함유 가스인 O2(산소) 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘 산화(SiO2)막을 형성하는 예에 대해서 설명한다. 또한 이하의 설명에서 처리 장치(2)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(100)에 의해 제어된다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수 매의 웨이퍼(W)가 보트(26)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)되면, 보트(26)는 보트 엘리베이터(32)에 의해 처리실(14) 내에 반입(보트 로드)되고, 반응관(10)의 하부 개구는 덮개부(22)에 의해 기밀하게 폐색(밀봉)된 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(14) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(52)에 의해 진공 배기(감압배기)된다. 처리실(14) 내의 압력은 압력 센서(48)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(50)가 피드백 제어된다. 또한 처리실(14) 내의 웨이퍼(W)가 소정의 온도가 되도록 히터(12)에 의해 가열된다. 이때 처리실(14)이 소정의 온도 분포가 되도록 온도 검출부(16)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(12)로의 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한 회전 기구(30)에 의한 보트(26) 및 웨이퍼(W)의 회전을 시작한다.
(성막 처리)
[원료 가스 공급 공정]
다음으로 처리실(14) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 DCS 가스를 공급한다. DCS 가스는 MFC(38b)로 원하는 유량이 되도록 제어되고, 가스 공급관(36b), 노즐(44b)을 개재하여 노즐실 내에 확산되고, 노즐실 내로부터 슬릿(10D)을 개재하여 처리실(14) 내에 공급된다.
[원료 가스 배기 공정]
다음으로 DCS 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(52)에 의해 처리실(14) 내를 진공 배기한다. 이때 불활성 가스 공급부로부터 불활성 가스로서 N2 가스를 처리실(14) 내에 공급해도 좋다(불활성 가스 퍼지).
[반응 가스 공급 공정]
처리실(14) 내의 온도가 미리 설정된 처리 온도로 안정되면, 처리실(14) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 O2 가스를 공급한다. O2 가스는 MFC(38a)로 원하는 유량이 되도록 제어되고, 가스 공급관(36a), 노즐(44a)을 개재하여 노즐실 내에 확산되고, 노즐실 내로부터 슬릿(10D)을 개재하여 처리실(14) 내에 공급된다.
[반응 가스 배기 공정]
다음으로 O2 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(52)에 의해 처리실(14) 내를 진공 배기한다. 이때 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스를 처리실(14) 내에 공급해도 좋다(불활성 가스 퍼지).
전술한 4개의 공정을 수행하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiO2막을 형성할 수 있다.
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
소정 막 두께의 막을 형성한 후, 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스가 공급되고, 처리실(14) 내가 N2 가스로 치환되는 것과 함께 처리실(14)의 압력이 상압으로 복귀된다. 그 후, 보트 엘리베이터(32)에 의해 덮개부(22)가 강하되고 보트(26)가 반응관(10)으로부터 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리 완료된 웨이퍼(W)는 보트(26)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
웨이퍼(W)에 SiO2막을 형성할 때의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
처리 온도(웨이퍼 온도): 300℃ 내지 700℃
처리 압력(처리실 내 압력): 1Pa 내지 4,000Pa
DCS 가스: 100sccm 내지 10,000sccm
O2 가스: 100sccm 내지 10,000sccm
N2 가스: 100sccm 내지 10,000sccm
각각의 처리 조건을 각각의 범위 내의 값으로 설정하는 것에 의해 성막 처리를 적절하게 진행하는 것이 가능해진다.
<본 실시 형태에 의한 효과>
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 개구부에 커버를 설치하는 것에 의해 개구부로부터의 가스 유출을 억제할 수 있고, 버퍼실 내 전체에 충분히 가스를 확산시킬 수 있다. 이에 의해 웨이퍼 적재 방향에서 버퍼실 내벽의 각 슬릿으로부터 공급되는 가스 공급량을 균일하게 할 수 있다. 특히 가스가 확산되기 어려운 버퍼실 내 상부로부터도 충분히 웨이퍼에 가스를 공급할 수 있고, 웨이퍼 간의 가스 공급량을 균일하게 할 수 있다.
(2) 노즐 기부를 지지부로 피복하는 것에 의해 처리실의 분위기로부터 노즐 기부를 격리할 수 있다. 이에 의해 노구부 개방 등으로 처리실 내의 분위기가 바뀌어도 지지부 내의 분위기에 영향을 미치지 않고 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또한 지지부에 의해 노즐 기부를 단열할 수 있기 때문에 노즐 기부를 보온할 수 있고, 가스의 열분해를 보조할 수 있기 때문에 성막의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 가스의 열분해를 보조하는 것에 의해 보트 하단에서도 분해된 상태에서 가스를 공급할 수 있기 때문에 성막의 면간 균일성을 향상시킬 수 있다.
(3) 커버와 격벽 사이에 극간을 설치하는 것에 의해 노즐 기부에 가스가 체류하는 것을 억제하고 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 만약 개구부를 밀폐하는 듯한 커버 형상으로 한 경우, 노즐 기부에서 가스가 체류하여 노즐실 내에서 파티클이 발생하기 쉬워진다. 이에 대하여 커버와 격벽 사이에 극간을 설치하는 것에 의해 노즐 기부에 체류하는 가스를 노즐실 내에 파티클이 발생하지 않고, 또한 성막의 균일성에 악영향을 미치지 않을 정도로 배출할 수 있어 파티클 발생을 억제할 수 있다.
(4) 커버를 탈착 가능한 구조로 하는 것에 의해 메인터넌스성을 잃지 않기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했다. 하지만 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
예컨대 전술한 실시 형태에서는 원료 가스를 공급하는 노즐을 쇼트 노즐로 하는 예를 설명했지만, 반응 가스를 공급하는 노즐을 쇼트 노즐로 해도 좋고, 양방(兩方)의 노즐을 쇼트 노즐로 해도 좋다. 마찬가지로 원료 가스를 공급하는 노즐이 설치되는 노즐실의 개구부에 커버를 설치하는 예를 설명했지만, 반응 가스를 공급하는 노즐이 설치되는 노즐실의 개구부에 커버를 설치해도 좋고, 양방의 노즐실의 개구부에 각각 커버를 설치해도 좋다.
또한 예컨대 원료 가스로서 DCS 가스를 이용하는 예에 대해서 설명했지만, DCS 가스 외에 HCD(Si2Cl6: 헥사클로로디실란) 가스, MCS(SiH3Cl: 모노클로로실란) 가스, TCS(SiHCl3: 트리클로로실란) 가스 등의 실란 원료 가스를 이용해도 좋다. 또한 3DMAS{Si[N(CH3)2]3H: 트리스디메틸아미노실란) 가스, BTBAS(SiH2[NH(C4H9)]2: 비스터셔리부틸아미노실란) 가스 등의 아민계 실란 원료 가스나, MS(SiH4: 모노실란) 가스, DS(Si2H6: 디실란) 가스 등의 무기계 실란 원료 가스도 이용할 수 있다.
또한 예컨대 전술한 실시 형태에서는 SiO2막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 하지만 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 암모니아(NH3) 가스 등의 질소(N) 함유 가스(질화 가스), 프로필렌(C3H6) 가스 등의 탄소(C) 함유 가스, 3염화붕소(BCl3) 가스 등의 붕소(B) 함유 가스 등을 이용하여 SiN막, SiON막, SiOCN막, SiOC막, SiCN막, SiBN막, SiBCN막 등을 형성할 수 있다. 이들의 성막을 수행하는 경우에도 전술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건으로 성막을 수행할 수 있고, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 예컨대 본 발명은 웨이퍼(W) 상에 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 니오브(Nb), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속 원소를 포함하는 막, 즉 금속계 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
전술한 실시 형태에서는 웨이퍼(W) 상에 막을 퇴적시키는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 웨이퍼(W)나 웨이퍼(W) 상에 형성된 막 등에 대하여, 산화 처리, 확산 처리, 어닐링 처리, 에칭 처리 등의 처리를 수행하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
또한 전술한 실시 형태나 변형예는 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지인 처리 조건으로 할 수 있다.
2: 기판 처리 장치 10: 반응관
10E: 개구부 60: 차폐부

Claims (12)

  1. 기판을 처리하는 처리실을 내부에 포함하는 반응관;
    상기 반응관의 측벽에 상기 반응관의 외방(外方)으로 돌출하여 형성되고, 상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 버퍼실; 및
    상기 버퍼실에 면하는 상기 반응관의 내벽의 하단에 형성된 개구부(開口部);
    를 구비하고,
    상기 버퍼실은,
    제1 노즐이 설치되는 제1 노즐실과,
    실리콘 함유 가스를 공급하는 제2 노즐이 설치되는 제2 노즐실을 포함하고,
    상기 개구부 중 상기 제2 노즐실과 상기 처리실의 연통(連通) 부분에는 차폐부(遮蔽部)가 설치되고, 상기 개구부는 선택적으로 피복되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 노즐은 상기 제1 노즐보다 길이가 짧은 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 노즐은 노즐의 측면에 복수의 가스 분출공을 포함하는 롱 노즐이고,
    상기 제2 노즐은 노즐의 선단(先端)에 가스 분출공을 포함하는 쇼트 노즐인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    복수의 상기 기판을 적층하여 보지(保持)하고, 상기 처리실 내에 수납되는 기판 보지구; 및
    상기 기판 보지구의 하방(下方)에 설치되고, 상기 처리실 내에 수납되는 단열부;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 노즐의 상기 가스 분출공이 상기 기판 보지구의 최하단에 보지되는 상기 기판의 높이와 실질적으로 같은 높이에 위치하도록 상기 제2 노즐이 설치되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 노즐로부터는 산소 함유 가스가 공급되는 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 차폐부와 상기 내벽이 접촉하지 않도록 극간을 두고 설치되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 플레이트부와, 상기 플레이트부를 지지하는 지지부를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 노즐실과 상기 제2 노즐실은 상기 버퍼실 내의 격벽으로 구획되고,
    상기 플레이트부는 상기 격벽에 대응하는 부분을 차폐하고, 상기 지지부는 상기 격벽 하방의 노즐 기부(基部)에 대응하는 부분을 차폐하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플레이트부와 상기 지지부는 재질이 다른 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플레이트는 석영으로 형성되고, 상기 지지부는 금속으로 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 처리실측으로부터 상기 노즐 기부로의 열을 단열하는 기판 처리 장치.
  12. 측벽에 버퍼실이 외방으로 돌출하여 형성되고, 상기 버퍼실에 면하는 내벽의 하단에 개구부가 형성된 반응관 내의 처리실에 기판을 반송하는 공정; 및
    상기 처리실 내의 상기 기판 상에 막을 형성하는 공정;
    을 포함하고,
    상기 기판 상에 막을 형성하는 공정에서는,
    상기 버퍼실 내의 제1 노즐이 설치되는 제1 노즐실 및 상기 버퍼실내의 제2 노즐이 설치되고, 상기 처리실과의 연통 부분에는 차폐부가 설치된 제2 노즐실로부터 처리 가스가 공급되고 상기 개구부는 선택적으로 피복되는 반도체 장치의 제조 방법.
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