KR102453240B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판에 형성되는 막의 막 두께 편차를 억제한다.
기판 처리 장치는 원주 형상의 처리실을 형성하는 관 부재; 관 부재의 외주면측에서 주방향으로 배열되어 복수 형성되는 것과 함께, 공급공에 의해 처리실과 연통되는 공급실을 구획하는 구획 부재; 복수의 공급실에 각각 1개 이상 배치되고, 내부를 흐르는 처리 가스를 공급공을 통해서 처리실을 향하여 분사하는 분사공이 측면에 형성된, 축 방향으로 연장된 가스 노즐; 및 복수의 가스 노즐을 대응하는 가스 공급원에 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관;을 구비한다. 공급실은 제1 노즐실과 제2 노즐실을 포함한다. 처리 가스는 원료 가스를 포함하고, 제2 노즐실에는 원료 가스가 흐르는 가스 노즐과, 다른 처리 가스가 흐르는 가스 노즐이 배치된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 컴퓨터 프로그램{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND COMPUTER PROGRAM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
각각의 특허문헌에는 처리실에 배치된 기판(웨이퍼)의 표면에 막을 형성시키는 기판 처리 장치가 기재되어 있다.
종래, 처리실에 배치된 기판에 막을 형성하는 경우에 막의 원료가 되는 원료 가스와 캐리어 가스가 같은 가스 노즐의 같은 분사공으로부터 처리실을 향하여 분사된다. 이에 의해 원료 가스의 유량과 캐리어 가스의 유량을 개별로 제어하는 것에 의해 기판에 형성되는 막의 막 두께를 1장의 기판 중에서 균일하게 하기가 어려운 경우가 있다.
1. 국제공개 제2015/045137호 2. 미국 특허출원 공개 제2007/0084406A호
본 발명의 과제는 기판에 형성되는 막의 막 두께 편차를 억제하는 데 있다.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 복수의 기판을 축 방향으로 배열한 상태에서 보지(保持)하는 기판 보지구; 상기 기판 보지구를 수용하는 상기 축 방향으로 연장된 원주 형상의 처리실이 형성된 관 형상의 관 부재이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 상기 처리실의 주방향에서 다른 위치에서 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 상기 처리실의 내부에 공급하는 복수의 공급공이 형성된 관 부재; 상기 관 부재의 외주면측에서 상기 주방향으로 배열되어 복수 형성되는 것과 함께, 상기 공급공에 의해 상기 처리실과 연통되는 공급실을 구획하는 구획 부재; 복수의 상기 공급실에 각각 1개 이상 배치되고, 상기 축 방향으로 연장되고, 내부를 흐르는 상기 처리 가스를 상기 공급공을 통해서 상기 처리실의 내부에 분사하는 분사공이 주면에 형성된 가스 노즐; 및 각각의 상기 가스 노즐과 각각의 가스 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관;을 구비하고, 상기 공급실은 제1 노즐실과 제2 노즐실을 포함하고, 상기 처리 가스는 상기 기판에 형성되는 막의 원료가 되는 원료 가스를 포함하고, 상기 원료 가스가 흐르는 가스 노즐이 배치된 상기 제2 노즐실에는 다른 처리 가스가 흐르는 가스 노즐이 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판에 형성되는 막의 막 두께 편차를 억제할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 수평 방향에서 절단한 단면도.
도 2는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 3은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 반응관의 일부를 도시하는 사시도.
도 4는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 반응관의 전체를 도시하는 사시도.
도 5는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 수직 방향에서 절단한 단면도.
도 6은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 수직 방향에서 절단한 단면도.
도 7은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제어부의 제어계를 도시하는 블록도.
도 8은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 성막 시퀀스를 그래프로 도시하는 도면.
도 9는 변형예 1에 따른 기판 처리 장치를 수평 방향에서 절단한 단면도.
도 10은 변형예 2에 따른 기판 처리 장치를 수평 방향에서 절단한 단면도.
도 11은 변형예 2에 따른 기판 처리 장치를 수직 방향에서 절단한 단면도.
도 12a 및 도 12b는 변형예 3에 따른 기판 처리 장치를 수평 방향에서 절단한 단면도.
도 13은 변형예 3에 따른 기판 처리 장치에 구비된 가스 노즐과 같은 구성을 도시하는 사시도.
도 14는 변형예 4에 따른 기판 처리 장치에 구비된 가스 노즐과 같은 구성을 도시하는 사시도.
도 15는 변형예 5에 따른 기판 처리 장치에 구비된 반응관과 같은 구성을 도시하는 사시도.
<실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례에 대해서 도 1 내지 도 8을 따라 설명한다. 또한 도면에 도시하는 화살표 H는 장치 상하 방향(연직 방향)을 나타내고, 화살표 W는 장치 폭 방향(수평 방향)을 나타내고, 화살표 D는 장치 깊이 방향(수평 방향)을 나타낸다.
[기판 처리 장치(10)의 전체 구성]
기판 처리 장치(10)는 도 2에 도시되는 바와 같이 각(各) 부(部)를 제어하는 제어부(280) 및 처리로(202)를 구비하고, 처리로(202)는 가열 수단인 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 미도시의 히터 베이스에 지지되는 것에 의해 장치상하 방향에 설치된다. 히터(207)는 처리 가스를 열로 활성화시키는 활성화 기구로서도 기능한다. 또한 제어부(280)에 대해서는 상세를 후술한다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응 용기를 구성하는 반응관(203)이 세워서 배치된다. 반응관(203)은 예컨대 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 형성된다. 기판 처리 장치(10)는 소위 핫 월형이다.
반응관(203)은 도 1에도 도시되는 바와 같이, 원통 형상의 내관(12)과, 내관(12)을 둘러싸도록 설치된 원통 형상의 외관(14)을 포함한다. 내관(12)은 외관(14)과 동심원 형상으로 배치되고, 내관(12)과 외관(14) 사이에는 간극(S)이 형성된다. 내관(12)은 관 부재의 일례다.
내관(12)은 도 2에 도시한 바와 같이 하단이 개방되고, 상단이 평탄 형상의 벽체로 폐색(閉塞)된 유(有)천장 형상으로 형성된다. 또한 외관(14)도 하단이 개방되고, 상단이 평탄 형상의 벽체로 폐색된 유천장 형상으로 형성된다. 또한 내관(12)과 외관(14) 사이에 형성된 간극(S)에는 도 1에 도시한 바와 같이 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 노즐실(222)이 형성된다. 또한 노즐실(222)에 대해서는 상세를 후술한다.
이 내관(12)의 내부에는 도 2에 도시한 바와 같이 기판으로서의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리실(201)이 형성된다. 또한 이 처리실(201)은 웨이퍼(200)를 수평 자세로 수직 방향에 다단으로 정렬한 상태에서 보지 가능한 기판 보지구의 일례인 보트(217)를 수용 가능하도록 하고, 내관(12)은 수용된 웨이퍼(200)를 포위한다. 또한 내관(12)에 대해서는 상세를 후술한다.
반응관(203)의 하단은 원통체 형상의 매니폴드(226)에 의해 지지된다. 매니폴드(226)는 예컨대 니켈 합금이나 스텐레스 등의 금속으로 구성되거나, 또는 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 매니폴드(226)의 상단부에는 플랜지가 형성되고, 이 플랜지 상에 외관(14)의 하단부가 설치된다. 이 플랜지와 외관(14)의 하단부 사이에는 O링 등의 기밀 부재(220a)가 배치되고, 반응관(203) 내를 기밀 상태로 한다.
매니폴드(226)의 하단의 개구부(開口部)에는 씰 캡(219)이 O링 등의 기밀 부재(220b)를 개재하여 기밀하게 설치되고, 반응관(203)의 하단의 개구부측, 즉 매니폴드(226)의 개구부가 기밀하게 폐색된다. 씰 캡(219)은 예컨대 니켈 합금이나 스텐레스 등의 금속으로 구성되고, 원반 형상으로형성된다. 씰 캡(219)은 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 그 외측을 피복하도록 구성해도 좋다.
씰 캡(219) 상에는 보트(217)를 지지하는 보트 지지대(218)가 설치된다. 보트 지지대(218)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성되고, 단열부로서 기능한다.
보트(217)는 보트 지지대(218) 상에 입설(立設)된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 보트(217)는 보트 지지대(218)에 고정된 미도시의 저판(底板)과 그 상방(上方)에 배치된 천판(天板)을 포함하고, 저판과 천판 사이에 복수 개의 지주(217a)(도 1 참조)가 가설(架設)된다.
보트(217)에는 내관(12) 내의 처리실(201)에서 처리되는 복수 매의 웨이퍼(200)가 보지된다. 복수 매의 웨이퍼(200)는 서로 일정한 간격을 두면서 수평 자세를 보지하고, 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 보트(217)의 지주(217a)(도 1)에 지지되고, 적재 방향이 반응관(203)의 축 방향이 된다. 즉 기판의 중심이 보트(217)의 중심축에 맞춰지고, 보트(217)의 중심축은 반응관(203)의 중심축에 일치한다.
씰 캡(219)의 하측에는 보트를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(265)은 씰 캡(219)을 관통하여 보트 지지대(218)에 접속되고, 회전 기구(267)로 보트 지지대(218)를 개재하여 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시킨다.
씰 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되고, 보트(217)를 처리실(201)에 대하여 반입 및 반출할 수 있다.
매니폴드(226)에는 처리실(201)의 내부에 가스를 공급하는 가스 노즐(340a 내지 340e)을 지지하는 노즐 지지부(350a 내지 350e)(도 6 참조)가 매니폴드(226)를 관통하도록 설치된다[도 2에서는 가스 노즐(340a), 노즐 지지부(350a)만 도시]. 여기서 본 실시 형태에서는 5개의 노즐 지지부(350a 내지 350e)(도 6 참조)가 설치된다. 노즐 지지부(350a 내지 350e)는 예컨대 니켈 합금이나 스텐레스 등의 재료에 의해 구성된다.
노즐 지지부(350a 내지 350e)(도 6 참조)의 일단(一端)에는 처리실(201)의 내부에 가스를 공급하는 가스 공급관(310a 내지 310e)이 각각 접속된다. 또한 노즐 지지부(350a 내지 350e)(도 6 참조)의 타단(他端)에는 가스 노즐(340a 내지 340e)이 각각 접속된다[노즐 지지부(350a), 가스 노즐(340a)만 도시]. 가스 노즐(340a 내지 340e)은 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료 파이프를 원하는 형상으로 형성하는 것에 의해 구성된다. 또한 가스 노즐(340a 내지 340e) 및 가스 공급관(310a 내지 310e)에 대해서는 상세를 후술한다.
한편, 반응관(203)의 외관(14)에는 배기구(230)가 형성된다. 배기구(230)는 후술하는 제2 배기구(237)보다 하방(下方)에 형성되고, 이 배기구(230)에는 배기관(231)이 접속된다.
배기관(231)에는 처리실(201)의 내부의 압력을 검출하는 압력 센서(245) 및 압력 조정기로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속된다. 진공 펌프(246)의 하류측의 배기관(231)은 미도시의 폐가스 처리 장치 등에 접속된다. 이에 의해 진공 펌프(246)의 출력 및 밸브(244)의 개도(開度)를 제어하는 것에 의해 처리실(201)의 내부의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성된다.
또한 반응관(203)의 내부에는 온도 검출기로서의 미도시의 온도 센서가 설치되고, 온도 센서에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 공급 전력을 조정하는 것에 의해 처리실(201)의 내부의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성된다.
이 구성에서 처리로(202)에서는 뱃치(batch) 처리 되는 복수 매의 웨이퍼(200)를 다단으로 적재하는 보트(217)가 보트 지지대(218)에 의해 처리실(201)의 내부에 반입된다. 그리고 처리실(201)에 반입된 웨이퍼(200)를 히터(207)에 의해 소정의 온도로 가열한다. 이러한 처리로를 포함하는 장치는 종형 뱃치 장치라고 불린다.
(주요부의 구성)
다음으로 내관(12), 노즐실(222), 가스 공급관(310a 내지 310e), 가스 노즐(340a 내지 340e) 및 제어부(280)에 대해서 설명한다.
[내관(12)]
내관(12)의 주벽(周壁)에는 도 3, 도 4에 도시되는 바와 같이 공급공의 일례인 공급 슬릿(235a, 235b, 235c)과 공급 슬릿(235a, 235b, 235c)과 대향하도록 배출부의 일례인 제1 배기구(236)가 형성된다. 또한 내관(12)의 주벽에서 제1 배기구(236)의 하방에는 제1 배기구(236)보다 개구 면적이 작은 배출부의 일례인 제2 배기구(237)가 형성된다. 이와 같이 공급 슬릿(235a, 235b, 235c)과, 제1 배기구(236), 제2 배기구(237)와는 내관(12)의 주방향에서 다른 위치에 형성된다.
내관(12)에 형성된 제1 배기구(236)는 도 2에 도시되는 바와 같이 처리실(201)의 웨이퍼(200)가 수용되는 하단측부터 상단측에 이르기까지의 영역(이하 「웨이퍼 영역」이라고 기재하는 경우가 있다)에 형성된다. 내관(12)의 제1 배기구(236)의 하방에는 제2 배기구(237)가 형성된다. 제1 배기구(236)는 처리실(201)과 간극(S)을 연통하도록 형성되고, 제2 배기구(237)는 처리실(201)의 하방의 분위기를 배기하도록 형성된다.
즉 제1 배기구(236)는 처리실(201)의 내부의 분위기를 간극(S)에 배기하는 가스 배기구이며, 제1 배기구(236)로부터 배기된 가스는 간극(S) 및 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 반응관(203)의 외부로 배기된다. 마찬가지로 제2 배기구(237)로부터 배기된 가스는 간극(S)의 하측 및 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 반응관(203)의 외부로 배기된다.
이 구성에서 웨이퍼 통과 후의 가스가 내관(12)의 외측을 경유하여 배기되는 것에 의해 진공 펌프(246) 등의 배기부의 압력과 웨이퍼 영역의 압력의 차이를 작게 하여 압력 손실을 최소한으로 할 수 있다. 그리고 압력 손실을 최소한으로 하는 것에 의해 웨이퍼 영역의 압력을 낮출 수 있고, 웨이퍼 영역의 가스의 유속을 올려 로딩 효과를 완화할 수 있다.
한편, 내관(12)의 주벽에 형성된 공급 슬릿(235a)은 도 6에 도시되는 바와 같이 가로로 긴 슬릿 형상으로 상하 방향에 복수 형성되고, 제1 노즐실(222a)(도 3 참조)과 처리실(201)을 연통한다.
또한 공급 슬릿(235b)은 가로로 긴 슬릿 형상으로 상하 방향에 복수 형성되고, 공급 슬릿(235a)의 측방(側方)에 배치된다. 또한 공급 슬릿(235b)은 제2 노즐실(222b)(도 3 참조)과 처리실(201)을 연통한다.
또한 공급 슬릿(235c)은 가로로 긴 슬릿 형상으로 상하 방향에 복수 형성되고, 공급 슬릿(235b)을 개재하여 공급 슬릿(235a)의 반대측에 배치된다. 또한 공급 슬릿(235c)은 제3 노즐실(222c)(도 3 참조)과 처리실(201)을 연통한다.
공급 슬릿(235a 내지 235c)의 내관(12)의 주방향의 길이를 각 노즐실(222a 내지 222c)의 주방향의 길이와 동일하게 하면 가스 공급 효율이 향상되므로 좋다.
또한 공급 슬릿(235a 내지 235c)은 네 모퉁이로서의 에지부가 곡면을 그리도록 매끄럽게 형성된다. 에지부에 라운드 가공(R 가공) 등을 수행하여 곡면 형상으로 하는 것에 의해 에지부 주연(周緣)의 가스 정체를 억제할 수 있고, 에지부에 막이 형성되는 것을 억제할 수 있고, 또한 에지부에 형성되는 막의 막 박리를 억제할 수 있다.
또한 내관(12)의 공급 슬릿(235a 내지 235c)측의 내주면(12a)의 하단에는 가스 노즐(340a 내지 340e)을 노즐실(222)이 대응하는 각 노즐실(222a 내지 222c)에 설치하기 위한 개구부(256)가 형성된다.
공급 슬릿(235a 내지 235c)은 상하 방향에서 도 5에 도시되는 바와 같이 처리실(201)에 수용된 상태의 보트(217)(도 2 참조)에 복수 단 재치된 인접하는 웨이퍼(200)와 웨이퍼(200) 사이에 각각 배치되도록 형성된다.
공급 슬릿(235a 내지 235c)은 보트(217)에 재치 가능한 최하단의 웨이퍼(200)와 보트(217)의 저판 사이부터, 최상단의 웨이퍼(200)와 보트(217)의 천판 사이에 이르기까지 각 웨이퍼(200), 저판 및 천판 사이에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한 제1 배기구(236)는 도 2에 도시한 바와 같이 내관(12)의 웨이퍼 영역에 형성되고, 처리실(201)과 간극(S)이 연통된다. 제2 배기구(237)는 배기구(230)의 상단보다 높은 위치부터 배기구(230)의 하단보다 높은 위치까지 형성된다.
[노즐실(222)]
노즐실(222)은 도 1, 도 4에 도시되는 바와 같이 내관(12)의 외주면(12c)과 외관(14)의 내주면(14a) 사이의 간극(S)에 형성된다. 노즐실(222)은 상하 방향에 연장된 제1 노즐실(222a)과, 상하 방향에 연장된 제2 노즐실(222b)과, 상하 방향에 연장된 제3 노즐실(222c)을 구비한다. 또한 제1 노즐실(222a)과 제2 노즐실(222b)과 제3 노즐실(222c)은 이 순서대로 처리실(201)의 주방향으로 배열되어 형성된다.
또한 처리실(201)의 주방향의 길이에 대해서는 제2 노즐실(222b)의 주방향의 길이가 제1 노즐실(222a)의 주방향의 길이 및 제3 노즐실(222c)의 주방향의 길이에 비해 길게 설정된다. 제1 노즐실(222a), 제2 노즐실(222b) 및 제3 노즐실(222c)은 공급실(공급 버퍼)의 일례다.
구체적으로는 내관(12)의 외주면(12c)으로부터 외관(14)을 향하여 평행하게 연출된 제1 칸막이(18a)와 제2 칸막이(18b) 사이에서, 또한 제1 칸막이(18a)의 선단(先端)과 제2 칸막이(18b)의 선단을 연결하는 원호 형상의 외벽(20)과 내관(12) 사이에 노즐실(222)이 형성된다.
또한 노즐실(222)의 내부에는 내관(12)의 외주면(12c)으로부터 외벽(20)측을 향하여 연출된 제3 칸막이(18c)와 제4 칸막이(18d)가 형성되고, 제3 칸막이(18c)와 제4 칸막이(18d)는 이 순서대로 제1 칸막이(18a)로부터 제2 칸막이(18b)측에 배열된다. 또한 외벽(20)은 외관(14)과 이간(離間)된다. 또한 제3 칸막이(18c)의 선단 및 제4 칸막이(18d)의 선단은 외벽(20)에 달한다. 각 칸막이(18a 내지 18d) 및 외벽(20)은 구획 부재의 일례다.
또한 각 칸막이(18a 내지 18d) 및 외벽(20)은 노즐실(222)의 천장부부터 반응관(203)의 하단부까지 형성된다. 구체적으로 제3 칸막이(18c)의 하단 및 제4 칸막이(18d)의 하단은 도 6에 도시한 바와 같이 개구부(256)의 상연(上緣)보다 하측까지 형성된다.
그리고 제1 노즐실(222a)은 도 1에 도시되는 바와 같이 내관(12), 제1 칸막이(18a), 제3 칸막이(18c) 및 외벽(20)에 둘러싸여 형성되고, 제2 노즐실(222b)은 내관(12), 제3 칸막이(18c), 제4 칸막이(18d) 및 외벽(20)에 둘러싸여 형성된다. 또한 제3 노즐실(222c)은 내관(12), 제4 칸막이(18d), 제2 칸막이(18b) 및 외벽(20)에 둘러싸여 형성된다. 이에 의해 각 노즐실(222a 내지 222c)은 하단부가 개방되는 것과 함께 상단이 내관(12)의 천면(天面)을 구성하는 벽체로 폐색된 유천장 형상으로 상하 방향으로 연장된다.
그리고 전술한 바와 같이 제1 노즐실(222a)과 처리실(201)을 연통하는 공급 슬릿(235a)이 도 6에 도시되는 바와 같이 상하 방향으로 배열되어 내관(12)의 주벽에 형성된다. 또한 제2 노즐실(222b)과 처리실(201)을 연통하는 공급 슬릿(235b)이 상하 방향으로 배열되어 내관(12)의 주벽에 형성되고, 제3 노즐실(222c)과 처리실(201)을 연통하는 공급 슬릿(235c)이 상하 방향으로 배열되어 내관(12)의 주벽에 형성된다.
[가스 노즐(340a 내지 340e)]
가스 노즐(340a 내지 340c)은 상하 방향으로 연장되고, 도 1에 도시한 바와 같이 각 노즐실(222a 내지 222c)에 각각 설치된다. 구체적으로는 가스 공급관(310a)(도 2 참조)에 연통하는 가스 노즐(340a)은 제1 노즐실(222a)에 배치된다. 또한 가스 공급관(310b)(도 2 참조)에 연통하는 가스 노즐(340b), 가스 공급관(310c)(도 2 참조)에 연통하는 가스 노즐(340c) 및 가스 공급관(310d)(도 2 참조)에 연통하는 가스 노즐(340d)은 제2 노즐실(222b)에 배치된다. 또한 가스 공급관(310e)(도 2 참조)에 연통하는 가스 노즐(340e)은 제3 노즐실(222c)에 배치된다.
여기서 상방에서 본 제2 노즐로서의 가스 노즐(340c)은 처리실(201)의 주방향에서 제1 노즐로서의 가스 노즐(340b)과 가스 노즐(340d)에 개재된다. 또한 제3 노즐로서의 가스 노즐(340a)과 가스 노즐(340b, 340c, 340d)은 제3 칸막이(18c)에 의해 구분되고, 가스 노즐(340b, 340c, 340d)과 가스 노즐(340e)은 제4 칸막이(18d)에 의해 구분된다. 이에 의해 각 노즐실(222) 사이에서 가스가 혼합되는 것을 억제할 수 있다.
가스 노즐(340a 내지 340e)은 I자형의 롱 노즐로서 각각 구성된다. 가스 노즐(340a 내지 340e)의 주면(周面)에는 도 5, 도 6에 도시되는 바와 같이 공급 슬릿(235a 내지 235c)과 각각 대향하도록 가스를 분사하는 분사공(234a 내지 234e)이 각각 형성된다. 구체적으로는 가스 노즐(340a 내지 340e)의 분사공(234a 내지 234e)은 각 공급 슬릿(235)에 대하여 1개씩 대응하도록 각 공급 슬릿(235a 내지 235c)의 세로폭의 중앙 부분에 형성하면 좋다. 예컨대 공급 슬릿(235a 내지 235c)이 25개 형성된 경우, 각각 25개의 분사공(234a 내지 234e)이 형성되면 좋다. 즉 공급 슬릿(235a 내지 235c)과 분사공(234a 내지 234e)은 재치되는 웨이퍼(200)의 매수+1개 형성되면 좋다. 이러한 슬릿 구성으로 하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 웨이퍼(200)에 평행한 처리 가스의 흐름을 형성할 수 있다(도 5의 화살표 참조).
본 실시 형태에서는 분사공(234a 내지 234e)은 핀홀 형상으로 이루어진다. 또한 가스 노즐(340a)의 분사공(234a)으로부터 가스가 분사되는 분사 방향은 상방에서 보면 처리실(201)의 중심을 향하고, 측방에서 보면 도 5에 도시되는 바와 같이 웨이퍼(200)와 웨이퍼(200) 사이, 최상위인 웨이퍼(200)의 상면의 상측 부분, 또는 최하위인 웨이퍼(200)의 하면의 하측 부분을 향한다.
이와 같이 분사공(234a 내지 234e)이 상하 방향에서 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에서 배치되는 범위를 피복한다. 또한 각각의 분사공(234a 내지 234e)으로부터 가스가 분사되는 분사 방향은 같은 방향으로 이루어진다.
이 구성에서 각 가스 노즐(340a 내지 340e)의 분사공(234a 내지 234e)으로부터 분사된 가스는 각 노즐실(222a 내지 222c)의 전벽(前壁)을 구성하는 내관(12)에 형성된 공급 슬릿(235a 내지 350c)을 통해서 처리실(201)에 공급된다. 그리고 처리실(201)에 공급된 가스는 각각의 웨이퍼(200)의 상면 및 하면을 따라 흐른다(도 5의 화살표 참조).
또한 도 6에 도시되는 바와 같이 가스 노즐(340a)은 노즐 지지부(350a)에 의해 지지되고, 가스 노즐(340b)은 노즐 지지부(350b)에 의해 지지되고, 가스 노즐(340c)은 노즐 지지부(350c)에 의해 지지된다. 또한 가스 노즐(340e)은 노즐 지지부(350e)에 의해 지지된다. 또한 각 노즐 지지부(350a 내지 350e)는 개구부(256)에 배치된다.
*이 구성에서 각 가스 노즐(340a 내지 340e)을 각 노즐실(222a 내지 222c)에 설치하는 경우에는, 개구부(256)로부터 대응하는 각 노즐실(222a 내지 222c)에 가스 노즐(340a 내지 340e)을 삽입하여 가스 노즐(340a 내지 340e)의 하단을 노즐 지지부(350a 내지 350e)의 상단으로부터 일단 높이 들어 올린다. 그리고 가스 노즐(340a 내지 340e)의 하단이 노즐 지지부(350a 내지 350e)의 상단보다 낮아지도록 가스 노즐(340a 내지 340e)의 하단을 노즐 지지부(350a 내지 350e)에 삽입한다. 이에 의해 도 1에 도시한 바와 같이 각 가스 노즐(340a 내지 340e)은 각 노즐실(222a 내지 222c)에 수용된다.
[가스 공급관(310a 내지 310e)]
가스 공급관(310a)은 도 2에 도시되는 바와 같이 노즐 지지부(350a)를 개재하여 가스 노즐(340a)과 연통하고, 가스 공급관(310b)은 노즐 지지부(350b)(도 6 참조)을 개재하여 가스 노즐(340b)과 연통한다. 또한 가스 공급관(310c)은 노즐 지지부(350c)(도 6 참조)를 개재하여 가스 노즐(340c)과 연통하고, 가스 공급관(310d)은 노즐 지지부(350d)(도 6 참조)를 개재하여 가스 노즐(340d)과 연통한다. 또한 가스 공급관(310e)은 노즐 지지부(350e)(도 6 참조)를 개재하여 가스 노즐(340e)과 연통한다.
가스 공급관(310a)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 처리 가스로서의 제1 원료 가스(반응 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(360a), 유량 제어기의 일례인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(320a) 및 개폐 밸브인 밸브(330a)가 각각 설치된다.
가스 공급관(310b)에는 상류 방향부터 순서대로 처리 가스로서의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360b), MFC(320b) 및 밸브(330b)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310c)에는 상류 방향부터 순서대로 처리 가스로서의 제2 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급원(360c), MFC(320c) 및 밸브(330c)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310d)에는 상류 방향부터 순서대로 처리 가스로서의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360d), MFC(320d) 및 밸브(330d)가 각각 설치된다.
가스 공급관(310e)에는 상류 방향부터 순서대로 처리 가스로서의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360e), MFC(320e) 및 밸브(330e)가 각각 설치된다.
가스 공급관(310a)의 밸브(330a)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(310f)이 접속된다. 가스 공급관(310f)에는 상류 방향부터 순서대로 처리 가스로서의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360f), MFC(320f) 및 밸브(330f)가 각각 설치된다.
또한 가스 공급관(310c)의 밸브(330c)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(310g)이 접속된다. 가스 공급관(310g)에는 상류 방향부터 순서대로 처리 가스로서의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360g), MFC(320g) 및 밸브(330g)가 각각 설치된다. 또한 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360b, 360d, 360e, 360f, 360g)은 공통의 공급원에 접속될 수 있다.
또한 가스 공급관(310a)으로부터 공급하는 제1 원료 가스로서는 암모니아(NH3) 가스를 예로 들 수 있다. 또한 가스 공급관(310c)으로부터 공급하는 제2 원료 가스로서는 실리콘(Si) 소스 가스를 들 수 있다. 또한 각 가스 공급관(310b, 310d, 310e, 310f, 310g)으로부터 공급하는 불활성 가스로서는 질소(N2) 가스를 들 수 있다.
[제어부(280)]
도 7은 기판 처리 장치(10)를 도시하는 블록도이며, 기판 처리 장치(10)의 제어부(280)(소위 컨트롤러)는 컴퓨터로서 구성된다. 이 컴퓨터는 CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c) 및 I/O 포트(121d)를 구비한다.
RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여 CPU(121a)과 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 제어부(280)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속된다.
기억 장치(121c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(121c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다.
프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 제어부(280)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다.
본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 프로세스 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 전술한 MFC(320a 내지 320g), 밸브(330a 내지 330g), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속된다.
CPU(121a)은 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다.
CPU(121a)은 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 MFC(320a 내지 320g)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(330a 내지 330g)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작을 제어하도록 구성된다. 또한 CPU(121a)은 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작을 제어하도록 구성된다. 또한 CPU(121a)은 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작 등을 제어하도록 구성된다.
제어부(280)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(123)를 준비하고, 이 외부 기억 장치(123)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태의 제어부(280)를 구성할 수 있다. 외부 기억 장치로서는 예컨대 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리 등을 들 수 있다.
(작용)
다음으로 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 동작 개요를 제어부(280)가 수행하는 제어 순서를 따라 도 8에 도시하는 성막 시퀀스를 이용하여 설명한다. 도 8에는 본 실시 형태에 따른 성막 시퀀스에서의 가스의 공급량(종축)과, 가스 공급의 타이밍(횡축)이 그래프로 도시된다. 또한 반응관(203)에는 미리 소정 매수의 웨이퍼(200)가 재치된 보트(217)가 반입되고, 씰 캡(219)에 의해 반응관(203)이 기밀하게 폐색된다.
제어부(280)에 의한 제어가 개시되면, 제어부(280)는 도 2에 도시하는 진공 펌프(246) 및 APC 밸브(244)를 작동하여 배기구(230)로부터 반응관(203)의 내부의 분위기를 배기한다. 또한 제어부(280)는 회전 기구(267)를 제어하여 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 시작한다. 또한 이 회전에 대해서는 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
도 8에 도시하는 성막 시퀀스에서는 제1 처리 공정, 제1 배출 공정, 제2 처리 공정 및 제2 배출 공정을 1사이클로 하여 이 1사이클을 소정 횟수 반복해서 웨이퍼(200)에 대한 성막이 완료된다. 그리고 이 성막이 완료되면, 전술한 동작의 반대 순서에 의해 보트(217)가 반응관(203)의 내부로부터 반출된다. 또한 웨이퍼(200)는 미도시의 웨이퍼 이재기에 의해 보트(217)로부터 이재 선반의 포드에 이재되고, 포드는 포드 반송기에 의해 이재 선반으로부터 포드 스테이지에 이재되고, 외부 반송 장치에 의해 광체(筐體)의 외부에 반출된다.
이하, 성막 시퀀스의 1사이클에 대해서 설명한다. 또한 성막 시퀀스가 실행되기 전의 상태에서는 밸브(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f, 330g)는 닫힌다.
<제1 처리 공정>
제어부(280)에 의한 각 부의 제어에 의해 배기구(230)로부터 반응관(203)의 내부의 분위기가 배기되면, 제어부(280)는 밸브(330b, 330c, 330d)를 열림 작동하여 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 제2 원료 가스로서 실리콘(Si)소스 가스를 분사시킨다. 또한 가스 노즐(340b)의 분사공(234b) 및 가스 노즐(340d)의 분사공(234d)으로부터 어시스트 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다(도 8 참조). 즉 제어부(280)는 제2 노즐실(222b)에 배치된 가스 노즐(340b, 340c, 340d)의 분사공(234b, 234c, 234d)으로부터 처리 가스를 분출시킨다.
또한 제어부(280)는 밸브(330f, 330e)를 열림 작동하여 가스 노즐(340a, 340e)의 분사공(234a, 234e)으로부터 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다.
이때 제어부(280)는 압력 센서(245)로부터 얻어지는 압력이 일정해지도록 진공 펌프(246) 및 APC 밸브(244)를 작동하여 반응관(203)의 내부의 분위기를 배기구(230)로부터 배출하고, 반응관(203)의 내부를 대기압보다 저압한다. 이에 의해 제2 원료 가스는 웨이퍼(200) 상을 평행으로 흐른 뒤, 제1 배기구(236) 및 제2 배기구(237)를 통해서 간극(S)의 상부로부터 하부로 흘러, 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 배기된다.
여기서 제어부(280)는 MFC(320b), MFC(320c), MFC(320d)에 의해 가스의 공급량을 제어한다. 구체적으로는 제어부(280)는 분사공(234b)으로부터 어시스트 가스를 분사시키는 공급량 및 분사공(234d)으로부터 어시스트 가스를 분사시키는 공급량을, 분사공(234c)으로부터 제2 원료 가스를 분사시키는 공급량보다 각각 많게 한다. 어시스트 가스는 넓은 의미의 캐리어 가스의 일종이며, 원료 가스가 바람직한 유로 및/또는 유속의 흐름을 형성하도록 그 흐름(이동)을 어시스트하는 것을 의도한 것이다. 어시스트 가스는 원료 가스의 자체 공급 외에, 그로부터 파생한 물질의 공급이나, 미반응 원료 가스나 반응 생성물의 제거(배출)에도 공헌할 수 있다.
본 실시 형태에서는 어시스트 가스의 공급량 또는 유속 중 적어도 일방(一方)을 제2 원료 가스의 그것보다 많게 한다. 가스 노즐(340b, 340d)로부터 공급되는 어시스트 가스의 각각의 공급량은 원료 가스의 공급량의 0.1배 내지 500배로 좋으며, 원료 가스의 공급량보다 큰 것이 바람직하다. 또한 어시스트 가스가 처리실(201)에 공급될 때의 유속은 원료 가스가 처리실(201)에 공급될 때의 유속보다 빠른 것이 바람직하다. 예컨대 1[slm] 정도의 대유량 어시스트 가스는 10[Pa]의 압력의 처리실(201)에서 10[m/s] 정도의 유속이 된다.
또한 분사공(234b, 234c, 234d)은 전술한 바와 같이 핀홀 형상으로 이루어지고, 분사공(234b, 234c, 234d)으로부터의 처리 가스의 분사 방향은 같은 방향으로 이루어진다. 바꿔 말하면, 한 쌍의 가스 노즐(340b, 340d)의 분사공(234b, 234d)으로부터 각각 분사되는 어시스트 가스의 분출 방향과, 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 분사되는 제2 원료 가스의 분출 방향이 평행이 된다.
또한 유속이 빠른 분류(噴流)를 이용하면, 거시적인 이류(移流)(강제 대류)에 의한 가스 유속과, 확산에 의한 이동 속도의 비율 크게 할 수 있다. 이 비율이 1보다 커지면, 처리실(201)의 내부의 가스 치환은 이류가 지배적이 되고, 보다 단시간에 가스 치환이 이루어진다. 처리 시간을 짧게 하는 관점에서 어시스트 가스에 의해 이 비율을 1보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이는 애스펙트비가 높은 패턴화된 표면에 대한 성막에서 비어나 트렌치 내의 가스 치환에 소요되는 시간을 단축하는 데에도 유효하다.
한편, 종래 구성과 같이 1개의 노즐실에 1개의 노즐이 배치되는 경우에 분류를 이용하면, 레이놀즈수의 증대에 따른 소용돌이나 난류에 의해, 또는 공급 슬릿(235)의 가로 폭의 범위에서 정(正)의 유속을 확보할 수 없는 것에 의해, 노즐실을 나온 가스가 다시 노즐실로 돌아오는 경우가 있다. 그 때 다른 노즐실로부터의 가스가 혼입되는 경우가 있다.
<제1 배출 공정>
소정 시간 경과하여 제1 처리 공정이 완료되면, 제어부(280)는 밸브(330c)를 닫힘 작동하여 가스 노즐(340c)로부터의 제2 원료 가스의 공급을 정지한다. 또한 제어부(280)는 밸브(330b), 밸브(330d)의 개도를 작게 하여 가스 노즐(340b, 340d)의 분사공(234b, 234d)으로부터 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다. 또한 제어부(280)는 밸브(330g)를 열림 작동하여, 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다.
또한 제어부(280)는 진공 펌프(246) 및 APC 밸브(244)를 제어하여 반응관(203)의 내부의 부압의 정도를 크게 하는 등 하여 반응관(203)의 내부의 분위기를 배기구(230)로부터 배기한다. 이것과 동시에 제어부(280)는 밸브(330e)를 간헐적으로 크게 개방하여 가스 노즐(340e)의 분사공(234e)으로부터 퍼지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 처리실(201)에 공급하고, 반응관(203)의 내부에 체류하는 가스를 배기구(230)로부터 퍼지 아웃 한다.
<제2 처리 공정>
소정 시간 경과하여 제1 배출 공정이 완료되면, 제어부(280)는 밸브(330a)를 열림 작동하여 가스 노즐(340a)의 분사공(234a)으로부터 제1 원료 가스로서 암모니아(NH3) 가스를 분사시킨다. 또한 제어부(280)는 밸브(330f)를 닫힘 작동하여 가스 노즐(340a)로부터의 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)의 공급을 정지한다.
또한 제어부(280)는 밸브(330e)의 간헐 동작을 정지하고, 가스 노즐(340e)의 분사공(234e)으로부터 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다.
이때 제어부(280)는 압력 센서(245)로부터 얻어지는 압력이 일정해지도록 진공 펌프(246) 및 APC 밸브(244)를 작동하여 반응관(203)의 내부의 분위기를 배기구(230)로부터 배출하고, 반응관(203)의 내부를 부압으로 한다.
이에 의해 제1 원료 가스는 웨이퍼(200) 상을 평행하게 흐른 뒤, 제1 배기구(236) 및 제2 배기구(237)를 통해서 간극(S)의 상부로부터 하부로 흘러, 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 배기된다.
<제2 배출 공정>
소정 시간 경과하여 제2 처리 공정이 완료되면, 제어부(280)는 밸브(330a)를 닫힘 작동하여 가스 노즐(340a)로부터의 제1 원료 가스의 공급을 정지한다. 또한 제어부(280)는 밸브(330f)를 열림 작동하여 가스 노즐(340a)의 분사공(234a)으로부터 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다.
또한 제어부(280)는 진공 펌프(246) 및 APC 밸브(244)를 제어하여 반응관(203)의 내부의 부압의 정도를 크게 하고, 반응관(203)의 내부의 분위기를 배기구(230)로부터 배기한다. 이와 동시에 제어부(280)는 밸브(330e)를 간헐적으로 크게 개방하여 가스 노즐(340e)의 분사공(234e)으로부터 퍼지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 처리실(201)에 공급하고, 반응관(203)의 내부에 체류하는 가스를 배기구(230)로부터 퍼지 아웃 한다.
전술한 바와 같이 제1 처리 공정, 제1 배출 공정, 제2 처리 공정 및 제2 배출 공정을 1사이클로 하여 이를 소정 횟수 반복하여 웨이퍼(200)의 처리가 완료된다.
(정리)
이상 설명한 바와 같이 기판 처리 장치(10)에서는 제2 원료 가스가 흐르는 가스 노즐(340c)이 배치된 제2 노즐실(222b)에 어시스트 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)가 흐르는 가스 노즐(340b, 340d)도 배치된다. 또한 가스 노즐(340b), 가스 노즐(340c), 가스 노즐(340d)과, 가스 공급원(360b, 360c, 360d) 사이는 각각 가스 공급관(310b, 310c, 310d)에 의해 독립적으로 유체 연통된다. 이에 의해 가스 노즐(340b)의 분사공(234b)으로부터 분사되는 가스의 공급량, 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 분사되는 가스의 공급량 및 가스 노즐(340d)의 분사공(234d)으로부터 분사되는 가스의 공급량을 각각 관리할 수 있다.
또한 처리실(201)의 주방향에서 가스 노즐(340c)은 가스 노즐(340b)과 가스 노즐(340d) 사이에 개재된다. 이에 의해 원료 가스와 캐리어 가스가 항상 같은 가스 노즐의 같은 분사공으로부터 처리실을 향하여 분사되는 경우에 비해 희석되지 않고 높은 농도를 유지한 상태에서 원료 가스를 웨이퍼(200)에 전달할 수 있고, 형성되는 막의 두께의 면내 분포의 제어 범위를 확대할 수 있다.
또한 가스 공급관(310b, 310c, 310d)에는 MFC(320b, 320c, 320d)가 각각 설치된다. 이에 의해 가스 노즐(340b)의 분사공(234b)으로부터 분사되는 가스의 공급량, 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 분사되는 가스의 공급량 및 가스 노즐(340d)의 분사공(234d)으로부터 분사되는 가스의 공급량의 밸런스를 제어할 수 있다. 이에 의해 각각의 가스 공급관에 MFC가 각각 설치되지 않는 경우에 비해 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 두께를 철(凸) 분포 및 요(凹) 분포 중 어느 것으로도 제어할 수 있고, 막 두께의 편차를 고도로 억제할 수 있다. 또한 가스 노즐(340b)과 가스 노즐(340d)의 유량비를 다르게 하는 것에 의해 철도(凸度)도 제어할 수 있다.
또한 제어부(280)는 MFC(320b, 320c, 320d)를 제어하는 것에 의해 분사공(234b)으로부터 어시스트 가스가 분사되는 공급량 및 분사공(234d)으로부터 어시스트 가스를 분사시키는 공급량을, 분사공(234c)으로부터 원료 가스가 분사되는 공급량보다 각각 많게 한다. 이와 같이 제2 노즐실(222b)로부터 원료 가스와, 원료 가스를 개재하도록 원료 가스보다 공급량이 많은 어시스트 가스를 흘리는 것에 의해,어시스트 가스가 원료 가스의 흐름의 확산을 방지하고, 원료 가스가 웨이퍼(200)의 중심에 전달된다(도 1의 화살표 참조). 이에 의해 원료 가스의 공급이 웨이퍼(200)의 중앙에서 부족되는 경향이 있는 경우에 비해 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 막 두께 편차를 억제할 수 있다.
또한 한 쌍의 가스 노즐(340b, 340d)의 분사공(234b, 234d)으로부터 각각 분사되는 어시스트 가스의 분출 방향과, 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 분사되는 원료 가스의 분출 방향이 실질적으로 평행이 되도록 분사공(234b, 234c, 234d)이 가스 노즐(340b, 340c, 340d)에 각각 형성된다. 실질적으로 평행은 각각의 분사 방향이 웨이퍼의 중심을 향하도록 평행에서 약간 내향으로 기울어진 상태를 포함한다.
이에 의해 분사공(234b, 234c, 234d)으로부터 분사되는 가스는 분류(바람직하게는 층류 분류)를 형성한다. 또한 분사공(234b, 234d)으로부터의 평행한 분류는 서로를 끌어 당겨서 유인 작용(코안다 효과)이 발생하기 때문에 일단 수속한다(분류의 간격이 좁아진다). 이에 의해 그 사이에 개재된 원료 가스의 속도 분포의 확산이 억제되는 것에 의해 원료 가스가 웨이퍼(200)의 중심까지 효과적으로 전달된다. 이에 의해 분사 방향이 각각 다른 경우에 비해 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 두께의 면내 편차를 억제할 수 있다. 또한 분사공(234b, 234d)으로부터 분사되는 불활성 가스의 유속이 충분히 빠르면 원료 가스도 불활성 가스와 함께 운반되기 때문에 원료 가스의 분사 시의 초속은 낮아도 좋다. 그 경우, 분사공(234c)의 개구는 분사공(234b) 등에 비해 크게 할 수 있다. 분사공(234c)은 예컨대 복수의 웨이퍼(200)에 걸쳐서 연속적으로 개구되는 세로로 긴 슬릿으로 할 수 있다.
보트(217)의 회전에 따라 가스 노즐(340b, 340c, 340d)의 정면에 지주(217a)가 왔을 때 그 노즐로부터의 유량을 MFC(320b, 320c, 320d)를 제어하여 능동적으로 변화시켜도 좋다. 예컨대 지주(217a)와 최접근했을 때만 가스 노즐(340b)이나 가스 노즐(340d)로부터 흘리는 어시스트 가스를 통상보다 저감시켜 가스 노즐(340c)로부터의 원료 가스가 지주(217a)의 배후에 회입(回入)되기 쉽도록 한다. 이때 처리실(201)에 유입되는 불활성 가스의 총유량을 일정하게 유지하기 위해서 다른 노즐, 예컨대 가스 노즐(340b) 또는 가스 노즐(340d)의 타방(他方), 또는 가스 노즐(340a, 340e)로부터의 유량을 늘려도 좋다. 이에 의해 지주(217a)의 근방에서 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막의 막 두께가 비교적 얇아지는 것을 방지할 수 있다.
제2 원료 가스는 종종 제1 원료 가스보다 분해되기 쉽고, 또는 반응성이 높고, 제1 원료 가스와 같은 방법으로는 웨이퍼(200)의 전체에 걸쳐서 양호한 균일성으로 공급하는 것이 곤란한 경우가 있다. 복사(輻射)에 의해 가열되는 일이 없는 대유량의 질소 가스를 가스 노즐(340b, 340d)로부터 공급하는 것은 제2 원료 가스의 온도를 낮춰 분해를 억제하고, 균일한 공급이나 파티클의 저감에 기여할 수 있다.
<변형예 1>
다음으로 변형예 1에 따른 기판 처리 장치(510)의 일례를 도 9를 따라 설명한다. 또한 변형예 1에 대해서는 처음에 설명한 실시 형태와 다른 부분을 주로 설명한다.
도 9에 도시되는 바와 같이 기판 처리 장치(510)에서는 기판 처리 장치(10)와 마찬가지로 제2 노즐실(222b)에는 제2 원료 가스가 흐르는 가스 노즐(340c)과 가스 노즐(340c)을 개재하는 것과 함께 불활성 가스가 흐르는 한 쌍의 가스 노즐(340b, 340d)이 배치된다.
이 구성에서 기판 처리 장치(510)의 제어부(580)는 성막 시퀀스의 제1 처리 공정에서 밸브(330b, 330c, 330d)(도 2 참조)를 열림 작동한다. 그리고 제어부(580)는 가스 노즐(340c)의 분사공(234c)으로부터 제2 원료 가스로서 실리콘(Si) 소스 가스를 분사시켜 가스 노즐(340b)의 분사공(234b) 및 가스 노즐(340d)의 분사공(234d)으로부터 역류 방지 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킨다(도 9의 화살표 참조). 구체적으로 가스 노즐(340b)의 분사공(234b) 및 가스 노즐(340d)의 분사공(234d)으로부터 분사되는 불활성 가스(질소 가스)의 유량을 처리실(201)의 내부에 공급된 제1 및 제2 원료 가스가 제2 노즐실(222b)에 유입되는 것을 방지하기 위해 필요한 최소의 양으로 한다.
즉 한 쌍의 가스 노즐(340b, 340d)의 분사공(234b, 234d)으로부터, 분류가 아닌 충분히 적은 유량(예컨대 제2 원료 가스의 유량의 1배 미만)으로 불활성 가스(질소 가스)를 분사시키는 것에 의해 공급 슬릿(235b)의 양측부 부근에서 처리실(201)로 향하는 층류(예컨대 레이놀즈수가 1 이하)를 형성시킨다. 이에 의해 제2 노즐실(222b)로부터 나온 가스가 다시 제2 노즐실(222b)에 유입되는 귀환 흐름을 방지할 수 있다.
이 결과, 제2 노즐실(222b)의 내부에서 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한 귀환 흐름의 억제는 귀환 흐름에 혼입된 처리실(201) 내의 다른 원료 가스 등이 제2 노즐실(222b) 내에 유입되거나 확산되는 것을 방지하므로 파티클의 억제로 이어진다.
또한 실시 형태에 비해 가스 노즐(340b, 340d)로부터의 불활성 가스의 공급량이 상당히 적으므로, 제2 원료 가스의 희석이 억제되거나, 또는 제2 원료 가스 공급 중(제1 처리 공정)에서의 물질 수송이 주로 확산에 의해 수행되는 것에 의해, 어느 일종의 프로세스에서는 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 막 두께 편차를 억제할 수 있다.
<변형예 2>
다음으로 실시 형태의 변형예 2에 따른 기판 처리 장치(610)의 일례를 도 10, 도 11을 따라 설명한다. 또한 변형예 2에 대해서는 처음에 설명한 실시 형태와 다른 부분을 주로 설명한다. 기판 처리 장치(610)는 실시 형태의 제1 노즐실(222a)에 대응하는 제1 노즐실(622a)과, 실시 형태의 제2 노즐실(222b)에 대응하는 제2 노즐실(622b)과, 실시 형태의 제3 노즐실(222c)에 대응하는 제3 노즐실(622c)을 구비한다. 제1 노즐실(622a), 제2 노즐실(622b) 및 제3 노즐실(622c)의 각각의 주방향의 길이는 대략 마찬가지다.
[제2 노즐실(622b)]
도 10, 도 11에 도시되는 바와 같이 제2 노즐실(622b)은 웨이퍼(200)에 대응하는 복수의 공급 슬릿(235b)을 대신하여 1개의 연속된 개구(238b)를 포함한다. 그리고 상단부에서 반환한 U자 형상의 가스 노즐(640c)이 제2 노즐실(622b) 내에 배치된다. 가스 노즐(640c)의 측면에는 상하 방향에 가늘고 길게 연장된 슬릿 형상의 토출공(634c, 634d)이 형성된다. 토출공(634c, 634d)은 상하 방향으로 연장하는 2개의 관에 처리실(201)의 중심축을 향하여 각각 개구된다. 또한 토출공(634c, 634d)이 상하 방향에서 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에서 배치되는 범위를 포함한다.
가스 노즐(640c)은 노즐 지지부(650c)에 지탱된 하단으로부터 연직으로 연장되는 도중에 일단 처리실(201)의 주방향 및 반지름 방향에서 절곡하고, 처리실(201)의 중심축에 근접한 후 다시 수직으로 연장하고, 그 후 180° 절곡되고 하방을 향하여 처음 절곡점 부근까지 연장한다. 그 결과, 가스 노즐(640c)의 윤곽은 개구(238b)에 달할 수 있다. 예컨대 토출공(634c, 634d)의 반응관 중심축으로부터의 거리는 내관(12)의 내주면의 반지름과 일치한다. 이러한 노즐은 전경 노즐이라고 불린다. 개구(238b)는 가스 노즐(640c)과의 접촉을 피하기 위해서 그 하단은 최하단의 웨이퍼(200)보다 충분히 아래로 설정된다.
또한 가스 노즐(640c)을 지지하는 노즐 지지부(650c)에는 가스 공급관(610c)이 접속된다. 가스 공급관(610c)에는 상류측부터 순서대로 제2 원료 가스(실리콘 소스 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(660c), MFC(620c) 및 개폐 밸브인 밸브(630c)가 각각 설치된다.
또한 가스 공급관(610c)의 밸브(630c)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(610d)이 접속된다. 가스 공급관(610d)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(660d), MFC(620d) 및 밸브(630d)가 각각 설치된다.
[제1 노즐실(622a)]
도 10, 도 11에 도시되는 바와 같이 제1 노즐실(622a)에는 가스 노즐(640a)과, 가스 노즐(640a)에 대하여 제2 노즐실(622b)측에 위치하는 가스 노즐(640b)이 배치된다. 또한 가스 노즐(640a)에는 핀홀 형상의 분사공(634a)이 상하 방향으로 배열되어 같은 간격으로 복수 형성된다. 또한 분사공(634a)이 상하 방향에 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(634a)은 공급 슬릿(235a)과 각각 대향하도록 형성된다.
또한 가스 노즐(640a)을 지지하는 노즐 지지부(650a)에는 가스 공급관(610a)이 접속된다. 가스 공급관(610a)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 제1 원료 가스(암모니아 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(660a), MFC(620a) 및 개폐 밸브인 밸브(630a)가 각각 설치된다.
또한 가스 공급관(610a)의 밸브(630a)보다 하류측에는 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 가스 공급관(610m)이 접속된다. 가스 공급관(610m)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급원(660m), MFC(620m) 및 밸브(630m)가 각각 설치된다.
이에 대하여 가스 노즐(640b)에는 핀홀 형상의 분사공(634b)이 상하 방향의 상방 부분 및 하방 부분에 상하 방향으로 배열되어 복수 형성된다. 또한 가스 노즐(640b)의 상방 부분에 형성되는 분사공(634b)은 최상위의 웨이퍼(200)가 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 가스 노즐(640b)의 하방 부분에 형성되는 분사공(634b)은 최하위의 웨이퍼(200)가 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(634b)은 공급 슬릿(235a)과 각각 대향하도록 형성된다.
또한 가스 노즐(640b)을 지지하는 노즐 지지부(650b)에는 가스 공급관(610b)이 접속된다. 가스 공급관(610b)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급원(660b), MFC(620b) 및 개폐 밸브인 밸브(630b)가 각각 설치된다.
[제3 노즐실(622c)]
도 10, 도 11에 도시되는 바와 같이 제3 노즐실(622c)에는 가스 노즐(640e)과, 가스 노즐(640e)에 대하여 제2 노즐실(622b)측에 위치하는 가스 노즐(640f)이 배치된다. 또한 가스 노즐(640e)에는 핀홀 형상의 분사공(634e)이 상하 방향으로 배열되어 같은 간격으로 복수 형성된다. 또한 분사공(634e)이 상하 방향에 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(634e)은 공급 슬릿(235c)과 각각 대향하도록 형성된다.
또한 가스 노즐(640e)을 지지하는 노즐 지지부(650e)에는 가스 공급관(610e)이 접속된다. 가스 공급관(610e)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 제1 원료 가스(암모니아 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(660e), MFC(620e) 및 개폐 밸브인 밸브(630e)가 각각 설치된다.
또한 가스 공급관(610e)의 밸브(630e)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(610n)이 접속된다. 가스 공급관(610n)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급원(660n), MFC(620n) 및 밸브(630n)가 각각 설치된다.
이에 대하여 가스 노즐(640f)에는 핀홀 형상의 분사공(634f)이 상하 방향의 상방 부분 및 하방 부분에 상하 방향으로 배열되어 복수 형성된다. 또한 가스 노즐(640f)의 상방 부분에 형성되는 분사공(634f)은 최상위의 웨이퍼(200)가 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 가스 노즐(640f)의 하방 부분에 형성되는 분사공(634f)은 최하위의 웨이퍼(200)가 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(634f)은 공급 슬릿(235c)과 각각 대향하도록 형성된다.
또한 가스 노즐(640f)을 지지하는 노즐 지지부(650f)에는 가스 공급관(610f)이 접속된다. 가스 공급관(610f)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급원(660f), MFC(620f) 및 개폐 밸브인 밸브(630f)가 각각 설치된다.
(작용)
기판 처리 장치(610)의 제어부(680)는 성막 시퀀스의 제1 처리 공정에서 밸브(630c, 630d)를 열림 작동하여 제2 노즐로서의 가스 노즐(640c)의 토출공(634c, 634d)으로부터 제2 원료 가스로서 실리콘 소스 가스를 토출시킨다. 또한 밸브(630m, 630n)를 열림 작동하여 제1 노즐로서의 가스 노즐(640a, 640e)의 분사공(634a, 634e)으로부터 불활성 가스(질소 가스)를 토출시킨다. 이 불활성 가스는 반응실로부터 제1 노즐실(622a), 제3 노즐실(622c) 내로의 가스 침입을 방지하는 것과 함께 개구(238b) 부근까지 불활성 가스 배리어를 형성하고, 개구(238b) 부근에 소용돌이가 발생해도 불활성 가스 이외의 가스가 제1 노즐실(622a)에 내주면(12a)을 따라 침입되는 것을 억제한다.
또한 성막 시퀀스의 제2 처리 공정에서 밸브(630a, 630e)를 열림 작동하여 가스 노즐(640a, 640e)의 분사공(634a, 634e)으로부터 제1 원료 가스로서 암모니아 가스를 분사시킨다.
여기서 토출공(634c, 634d)으로부터 분사되는 실리콘 소스 가스 또는 분사공(634a, 634e)으로부터 분사되는 암모니아 가스가 상하 방향으로 배열된 웨이퍼(200)의 최상위 부분 및 최하위 부분에서 잉여가 되고, 퇴적된 막이 두꺼워지는 경우가 있다. 이러한 경우, 제어부(680)는 밸브(630b, 630f)를 열림 작동하여 제3 노즐로서의 가스 노즐(640b, 640f)의 분사공(634b, 634f)으로부터 불활성 가스(질소 가스)를 분사하고, 잉여 가스를 희석 또는 퍼지한다. 밸브(630b, 630f)의 개도는 미리 입수한 잉여가 되는 가스량의 정보에 기초하여 결정한다.
이에 의해 상하 방향으로 배열된 웨이퍼(200)로의 가스의 공급량의 편차가 억제되고, 형성되는 막의 두께의 웨이퍼 간의 편차를 저감할 수 있다.
본 예에서는 토출공(634c, 634d)을 웨이퍼에 근접시키는 것에 의해 비교적 낮은 유속으로도 실리콘 소스 가스를 웨이퍼의 중심에 전달되기 쉽도록 한다. 또한 소용돌이의 발생을 억제하고, 또한 발생 위치를 개구(238b)보다 멀리하는 것에 의해 처리실(201)로부터 노즐실(622b)로의 가스의 침입을 방지할 수 있다. 또한 전술한 실시 형태나 변형예 1과 마찬가지로 가스 노즐(640a)이나 가스 노즐(640e)로부터 어시스트 가스를 흘려서 막 두께 분포를 컨트롤할 수 있다. 즉 가스 노즐(640a) 등으로부터 공급된 어시스트 가스는 처리실(201) 내를 웨이퍼(200)의 외연(外緣)에 따르도록 흐르기 때문에 어시스트 가스의 유량을 늘릴수록 막 두께 분포를 철화(凸化)시킬 수 있다.
<변형예 3>
다음으로 실시 형태의 변형예 3에 따른 기판 처리 장치(710)의 일례를 도 12a, 도 12b 및 도 13을 따라 설명한다. 또한 변형예 3에 대해서는 처음에 설명한 실시 형태와 다른 부분을 주로 설명한다.
도 12a, 도 12b 및 도 13에 도시되는 바와 같이 기판 처리 장치(710)의 제2 노즐실(222b)에는 상하 방향으로 연장된 2개의 가스 노즐(740b, 740c)이 배치된다.
구체적으로는 가스 노즐(740b)과, 가스 노즐(740c)로 ２중관 노즐이 형성되고, 가스 노즐(740c)은 가스 노즐(740b)의 내부에 수용된다.
가스 노즐(740b)의 길이 방향에 직교(直交)하는 단면의 형상은 처리실(201)의 주방향에 연장되는 타원 통 형상으로 이루어지고, 가스 노즐(740c)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상은 원통 형상으로 이루어진다.
가스 노즐(740b)에서 처리실(201)의 주방향의 양측 부분에는 도 12a에 도시되는 바와 같이 핀홀 형상의 분사공(734b)이 각각 형성된다. 구체적으로는 분사공(734b)은 상방에서 보면 가스 노즐(740b)의 벽면에 대하여 경사하는 방향으로 형성된다. 이 분사공(734b)은 상하 방향으로 배열되어 같은 간격으로 복수 형성된다. 또한 분사공(734b)이 상하 방향에 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(734b)은 공급 슬릿(235b)과 각각 대향하도록 형성된다.
가스 노즐(740c)은 가스 노즐(740b)의 내주면과 극간을 두고 배치되고, 가스 노즐(740c)에는 핀홀 형상의 분사공(734c)이 복수 형성된다. 이 분사공(734c)은 상하 방향으로 배열되어 같은 간격으로 복수 형성된다. 또한 분사공(734c)이 상하 방향에 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다.
또한 가스 노즐(740b)의 벽면에서 핀홀 형상의 분사공(734c)과 대향하는 위치에는 핀홀 형상의 분사공(734d)이 형성된다. 또한 분사공(734c, 734d)은 공급 슬릿(235b)과 각각 대향하도록 형성된다. 또한 분사공(734c)과, 분사공(734d)을 연통시키는 연통관(742)이 복수 설치된다.
또한 도 13에 도시되는 바와 같이 가스 노즐(740b, 740c)을 지지하는 지지부(750b)에는 가스 노즐(740b)의 내주면과 가스 노즐(740c)의 외주면 사이에 형성된 공간에 연통하는 가스 공급관(710b)이 접속된다. 가스 공급관(710b)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급원(760b), MFC(720b) 및 개폐 밸브인 밸브(730b)가 각각 설치된다.
또한 지지부(750b)에는 가스 노즐(740c)의 내부에 연통되는 가스 공급관(710c)이 접속된다. 가스 공급관(710c)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 제2 원료 가스(실리콘 소스 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(760c), MFC(720c) 및 개폐 밸브인 밸브(730c)가 각각 설치된다.
이 구성에서 전술한 바와 같이 가스 노즐(740b)의 분사공(734b)은 상방에서 보면 가스 노즐(740b)의 벽면에 대하여 경사하는 방향으로 형성된다. 이에 의해 분사공(734b)으로부터 분사되는 어시스트 가스로서의 불활성 가스의 난류가 경감되는 것에 의해 어시스트 가스와 제2 원료 가스의 혼합을 억제할 수 있다.
또한 어시스트 가스와 원료 가스의 혼합이 억제되는 것에 의해 원료 가스가 웨이퍼(200)의 중심까지 전달되고, 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 막 두께 편차를 억제할 수 있다.
<변형예 4>
다음으로 변형예 4에 따른 기판 처리 장치(810)의 일례를 도 14를 따라 설명한다. 또한 변형예 4에 대해서는 처음에 설명한 실시 형태와 다른 부분을 주로 설명한다.
도 14에 도시되는 바와 같이 기판 처리 장치(810)의 제2 노즐실(222b)에는 상단부에서 반환한 U자 형상의 가스 노즐(840c)이 배치된다.
이 가스 노즐(840c)에는 핀홀 형상의 분사공(834c, 834d)이 복수 형성된다. 구체적으로는 가스 노즐(840c)은 상하 방향으로 연장되는 한 쌍의 연설부(842c, 842d)를 포함한다. 그리고 연설부(842c)에는 핀홀 형상의 분사공(834c)이 상하 방향으로 배열되어 같은 간격으로 복수 형성된다. 또한 분사공(834c)이 상하 방향에 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에 배치되는 범위를 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(834c)은 공급 슬릿(235b)(도 1, 도 6 참조)과 각각 대향하도록 형성된다.
또한 연설부(842d)에는 핀홀 형상의 분사공(834d)이 상하 방향으로 배열되어 같은 간격으로 복수 형성된다. 또한 분사공(834d)이 상하 방향에 형성되는 범위는 웨이퍼(200)가 상하 방향에 배치되는 범위와 상하 방향에서 피복한다. 또한 분사공(834d)은 공급 슬릿(235b)(도 1, 도 6 참조)과 각각 대향하도록 형성된다.
연설부(842c)를 지지하는 노즐 지지부(850c)에는 가스 공급관(810c)이 접속된다. 가스 공급관(810c)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 제2 원료 가스(실리콘 소스 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(860c), MFC(820c) 및 개폐 밸브인 밸브(830c)가 각각 설치된다. 또한 가스 공급관(810c)의 밸브(830c)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(810g)이 접속된다. 가스 공급관(810g)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스(질소 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급원(860g), MFC(820g) 및 밸브(830g)가 각각 설치된다.
이에 대하여 연설부(842d)를 지지하는 노즐 지지부(850d)에는 가스 공급관(810d)이 접속된다. 가스 공급관(810d)에는 가스의 흐름 방향에서 상류측부터 순서대로 제2 원료 가스(실리콘 소스 가스)를 공급하는 원료 가스 공급원(860d), MFC(820d) 및 개폐 밸브인 밸브(830d)가 각각 설치된다. 또한 가스 공급관(810d)의 밸브(830d)보다 하류측에는 처리 가스를 외부에 배출하기 위한 가스 배출관(810h)이 접속된다. 가스 배출관(810h)에는 밸브(830h)가 설치되고, 그 다음은 진공 펌프(246)에 접속된다.
이 구성에서 기판 처리 장치(810)의 제어부(880)는 성막 시퀀스의 제1 처리 공정에서 밸브(830c, 830d, 830g, 830h)를 제어하고, 가스 노즐(840c)의 분사공(834c, 834d)으로부터 원료 가스로서 실리콘(Si) 소스 가스와, 어시스트 가스로서의 불활성 가스(질소 가스)를 분사시킬 수 있다. 또는 가스 노즐(840c) 내를 불활성 가스로 퍼지할 수 있다. 그 경우, 가스 노즐(840c) 내의 가스는 그 일부의 퍼지가 분사공(834c, 834d)으로부터 누설되고, 나머지의 대부분이 처리실을 경과하지 않고 배기되도록 가스 배출관(810h)의 컨덕턴스 등이 설계된다. 변형예 4의 구성은 1의 노즐실에 대하여 독립적으로 유량을 제어 가능한 복수의 가스 공급관이 설치되는 점에서 서두의 실시 형태나 그 변형예와 마찬가지다.
또한 본 발명을 특정의 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 다른 다양한 실시 형태를 취하는 것이 가능하다는 점은 당업자에게 있어서 명확하다. 예컨대 전술한 실시 형태 및 그 변형예에서는 내관(12)의 주벽에 공급 슬릿(235b)을 형성하는 것에 의해 제2 노즐실(222b)과 처리실(201)을 연통시켰지만, 예컨대 도 15에 도시되는 변형예 5와 같이 슬릿을 상하 방향에서 연결한 큰 개구(238)를 내관(12)의 주벽에 형성하는 것에 의해 제2 노즐실(222b)과 처리실(201)을 연통시켜도 좋다.
또한 상기 실시 형태에서는 특히 설명하지 않았지만, 원료 가스로서 할로실란계 가스, 예컨대 Si 및 Cl을 포함하는 클로로실란계 가스를 이용할 수 있다. 또한 클로로실란계 가스는 Si 소스로서 작용한다. 클로로실란계 가스로서는 예컨대 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스를 이용할 수 있다. 또한 하이-k(high-k)막과 같은 실리콘을 포함하는 막 또는 실리콘을 포함하지 않는 막을 형성하기 위해서 다양한 종류의 가스가 사용될 수도 있다.
원료 가스는 막을 구성하는 원소를 포함하는 것에 한정되지 않고, 다른 원료 가스와 반응하지만 구성 원소를 제공하지 않는 리액턴트(활성종, 환원제라고도 불린다.)나 촉매를 포함할 수 있다. 예컨대 Si막을 형성하기 위해서 제1 원료 가스로서 원자상 수소를 이용하거나, W막을 형성하기 위해서 제1 원료 가스로서 디실란(Si2H6) 가스, 제2 원료 가스로서 6불화텅스텐(WF6) 가스를 이용할 수 있다. 또는 반응 가스는 구성 원소의 제공의 유무와 상관없이 다른 원료 가스와 반응하는 것이라면 좋다.
10: 기판 처리 장치 12: 내관(관 부재의 일례)
18a: 제1 칸막이(구획 부재의 일례) 18b: 제2 칸막이(구획 부재의 일례)
18c: 제3 칸막이(구획 부재의 일례) 18d: 제4 칸막이(구획 부재의 일례)
20: 외벽 200: 웨이퍼(기판의 일례)
201: 처리실 217: 보트(기판 보지구의 일례)
222a: 제1 노즐실(공급실의 일례) 222b: 제2 노즐실(공급실의 일례)
222c: 제3 노즐실(공급실의 일례) 234a 내지 234e: 분사공
235a 내지 235c: 공급 슬릿(공급공의 일례)
236: 제1 배기구(배출부의 일례) 237: 제2 배기구(배출부의 일례)
310a 내지 310g: 가스 공급관
320a 내지 320g: MFC(유량 제어기의 일례)
340a 내지 340e: 가스 노즐 360a: 원료 가스 공급원
360b: 불활성 가스 공급원 360c: 원료 가스 공급원
360d 내지 360g: 불활성 가스 공급원

Claims (30)

  1. 기판을 보지(保持)하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 다른 위치에서 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 상기 처리실의 내부에 공급하는 공급부가 형성된 반응 용기;
    상기 공급부에 의해 상기 처리실과 연통하고 분사부를 수용하는 공급실;
    상기 공급실에 주방향으로 배열되어 배치되고, 내부를 흐르는 상기 처리 가스를 상기 공급부를 통해서 상기 처리실의 내부에 분사하는 분사공이 측면에 형성된 제1, 제2 및 제3 분사부; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 분사부와 각각의 가스 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관을 구비하고,
    상기 처리 가스는 제1 및 제2 원료 가스와 불활성 가스를 포함하고, 상기 제1 및 제2 원료 가스 중 적어도 일방은 기판에 형성되는 막을 구성하는 원소를 포함하고,
    상기 제1 분사부는 2개의 가스 분사부를 포함하고, 상기 제1 원료 가스와 불활성 가스를 분사 가능하도록 구성되고,
    상기 제2 분사부는 상기 반응 용기의 주방향에서 상기 제1 분사부 사이에 배치되고, 상기 제1 분사부가 상기 제1 원료 가스를 분사할 때 불활성 가스를 공급 가능하고, 또한 상기 제1 분사부가 상기 제1 원료 가스를 분사하지 않을 때 상기 제2 원료 가스를 분사 가능하도록 구성되고,
    상기 제3 분사부는 상기 제1 분사부의 2개의 가스 분사부에 각각 인접하여 배치되는 2개의 가스 분사부를 포함하고, 불활성 가스를 분사 가능하도록 구성되고,
    상기 제2 분사부가 상기 제2 원료 가스를 분사할 때 상기 제1 분사부 또는 상기 제3 분사부의 상기 분사공으로부터 각각 분사되는 불활성 가스의 공급량 또는 유속을 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 보지하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 다른 위치에서 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 상기 처리실의 내부에 공급하는 공급부가 형성된 반응 용기;
    상기 공급부에 의해 상기 처리실과 연통하고 분사부를 수용하는 공급실;
    상기 공급실에 주방향으로 배열되어 배치되고, 내부를 흐르는 상기 처리 가스를 상기 공급부를 통해서 상기 처리실의 내부에 분사하는 분사공이 측면에 형성된, 상하 방향으로 연장된 제1, 제2 및 제3 분사부; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 분사부와 각각의 가스 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관을 구비하고,
    상기 처리 가스는 제1 및 제2 원료 가스와 불활성 가스를 포함하고, 상기 제1 및 제2 원료 가스 중 적어도 일방은 기판에 형성되는 막을 구성하는 원소를 포함하고,
    상기 제1 분사부는 2개의 가스 분사부를 포함하고, 상기 제1 원료 가스와 불활성 가스를 분사 가능하도록 구성되고,
    상기 제2 분사부는 상기 반응 용기의 주방향에서 상기 제1 분사부 사이에 배치되고, 상기 제2 원료 가스를 분사 가능하도록 구성되고,
    상기 제3 분사부는 상기 제1 분사부의 2개의 가스 분사부에 각각 인접하여 배치되는 2개의 가스 분사부를 포함하고, 상기 기판이 배치되는 방향의 범위의 상방 부분 및 하방 부분 중 적어도 일방에 형성된 상기 분사공으로부터 불활성 가스를 분사하여, 잉여가 된 상기 제1 원료 가스 또는 상기 제2 원료 가스를 희석 또는 퍼지하는 것이 가능하도록 구성된 기판 처리 장치.
  3. 기판을 보지하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 상기 처리실의 주방향에서 다른 위치에서 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 상기 처리실의 내부에 공급하는 공급공이 형성된 반응 용기;
    상기 반응 용기의 외주면측에서 상기 주방향으로 배열되어 복수 형성되는 것과 함께 상기 공급공에 의해 상기 처리실과 연통되는 공급실을 구획하는 구획 부재;
    복수의 상기 공급실에 각각 1개 이상 배치되고, 상기 처리 가스를 상기 공급공을 통해서 상기 처리실의 내부에 분사하는 분사공이 측면에 형성된 가스 분사부; 및
    각각의 상기 가스 분사부와 각각의 가스 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관을 구비하고,
    상기 공급실은 제1 실과 제2 실을 포함하고,
    상기 처리 가스는 상기 기판에 형성되는 막의 원료가 되는 원료 가스와, 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 흐름을 어시스트하는 어시스트 가스를 포함하고,
    상기 가스 분사부는 어시스트 가스를 분사하는 제1 분사부와, 제2 실에 배치되어 상기 원료 가스를 분사하는 제2 분사부를 포함하고, 상기 제1 분사부는 상기 제2 분사부에 인접하여 배치되고,
    상기 제2 실의 상기 공급공으로부터 나온 가스가 상기 제2 실에 유입되는 것을 억제하도록 상기 제1 분사부의 상기 분사공으로부터 분사되는 어시스트 가스의 유량 또는 유속과 상기 제2 분사부의 상기 분사공으로부터 분사되는 원료 가스의 유량 또는 유속을 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  4. 기판을 보지하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 상기 처리실의 주방향에서 다른 위치에서 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 상기 처리실의 내부에 공급하는 복수의 공급공이 형성된 반응 용기;
    상기 공급공에 의해 상기 처리실과 연통되는 공급실;
    복수의 상기 공급실에 복수 배치되고, 내부를 흐르는 상기 처리 가스를 상기 공급공을 통해서 상기 처리실의 내부에 분사하는 분사공이 측면에 형성된 가스 분사부; 및
    각각의 상기 가스 분사부와 각각의 가스 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관을 구비하고,
    상기 처리 가스는 상기 기판에 형성되는 막의 원료가 되는 원료 가스와, 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 흐름을 어시스트하는 어시스트 가스와, 반응 가스를 포함하고,
    상기 가스 분사부는 상기 어시스트 가스 및 상기 반응 가스를 분사하는 제1 분사부와, 상기 원료 가스를 분사하는 제2 분사부를 포함하고,
    상기 제1 분사부는 상기 제2 분사부가 상기 원료 가스를 분사하지 않을 때 상기 반응 가스를 분사하고, 상기 제2 분사부가 상기 원료 가스를 분사할 때 상기 어시스트 가스를 분사하는 것이 가능하도록 구성된 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 실에는 상기 제2 분사부와 한 쌍의 상기 제1 분사부가 배치되고, 상기 주방향에서 상기 제2 분사부가 한 쌍의 상기 제1 분사부에 개재되는 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 제1 실에 배치되어 반응 가스를 분사하는 제3 분사부를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 공급실은 상기 제1 실과는 반대측에서 상기 제2 실에 인접하여 형성되는 제3 실을 포함하고, 상기 제1 실, 상기 제2 실 및 제3 실은 이 순서대로 상기 반응 용기의 상기 주방향으로 연속하여 형성되고,
    상기 가스 분사부는 상기 제3 실에 배치되어 반응 가스 또는 상기 어시스트 가스를 분사하는 제3 분사부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 분사부에 연통하는 상기 가스 공급관에는 불활성 가스의 유량을 제어하는 유량 제어기가 설치되고,
    상기 제2 분사부에 연통하는 상기 가스 공급관에는 상기 원료 가스의 유량을 제어하는 유량 제어기가 설치되고,
    상기 유량 제어기를 제어하여 한 쌍의 상기 제1 분사부의 상기 분사공으로부터 각각 분사되는 어시스트 가스의 유량 또는 유속을, 상기 제2 분사부의 상기 분사공으로부터 분사되는 상기 원료 가스의 유량 또는 유속에 비해 크게 하는 것과 함께, 상기 제2 분사부의 분사공의 개구(開口)는 상기 제1 분사부의 분사공의 개구보다 크게 형성되는 기판 처리 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 제1 실에 배치되고, 상기 처리 가스 중 어느 하나와 동시에 불활성 가스를 공급 가능하도록 구성되는 제3 분사부를 포함하고,
    상기 제2 분사부에는 상기 처리실 내에서 상기 기판이 배치되는 영역에 걸쳐서 상기 분사공이 형성되고,
    상기 제3 분사부에는 상기 영역의 상단측의 부분 또는 하단측의 부분 중 적어도 어느 일방에 상기 분사공이 형성되고, 상기 상단측과 상기 하단측 사이의 중앙 부분에 상기 분사공이 형성되지 않는 기판 처리 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 분사부에 연통하는 상기 가스 공급관에는 불활성 가스의 유량을 제어하는 유량 제어기가 설치되고,
    상기 제2 분사부에 연통하는 상기 가스 공급관에는 상기 원료 가스의 유량을 제어하는 유량 제어기가 설치되고,
    상기 유량 제어기를 제어하여 한 쌍의 상기 제1 분사부의 상기 분사공으로부터 각각 분사되는 어시스트 가스의 유량을 상기 제2 분사부의 상기 분사공으로부터 각각 분사되는 상기 원료 가스보다 작게 하거나, 상기 제2 분사부로부터 분사된 상기 원료 가스의 온도를 상기 원료 가스의 분해가 억제되는 온도까지 내릴 수 있는 유량으로 설정하는 기판 처리 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3 분사부는 상기 주방향에서 상기 제2 분사부를 개재하도록 배치되고, 상기 제3 분사부는 상기 제1 분사부의 상기 제2 분사부와는 반대측에 배치되는 기판 처리 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공급실은 상기 반응 용기의 외주면측에서 상기 주방향으로 연속하여 배열되는 제1 및 제2 및 제3 실을 포함하고,
    상기 제2 분사부는 상기 제2 실에 배치되고,
    상기 제1 분사부는 상기 제1 실 및 상기 제3 실에 1개씩 배치되고,
    상기 제3 분사부는 상기 제2 실 내에서 상기 제2 분사부의 양측에 배치되거나 또는 상기 제1 실 및 상기 제3 실에 1개씩 배치되는 기판 처리 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 불활성 가스가 흐르는 시간과 상기 원료 가스가 흐르는 시간은 적어도 일부가 중첩되고,
    상기 제1, 제2 및 제3 분사부의 각각의 분사공은 상기 기판의 중심 방향 또는 서로 평행한 방향을 향하여 개구하는 기판 처리 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 분사부는 상기 처리실 내에 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스 중 어느 것도 공급되지 않을 때 불활성 가스를 간헐적으로 분사 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3 분사부는 상기 제1 분사부가 제1 원료 가스를 분사할 때 불활성 가스를 분사하여 희석 또는 퍼지하는 것이 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분사부의 분사공이 형성되는 방향의 범위는 복수의 상기 기판이 배치되는 영역의 범위를 피복하고,
    상기 제3 분사부에는 상기 영역의 상단측의 부분 또는 하단측의 부분 중 적어도 어느 일방에 상기 분사공이 형성되고, 상기 상단측과 상기 하단측 사이의 중앙 부분에 상기 분사공이 형성되지 않는 기판 처리 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 분사부 및 상기 제2 분사부는 복수의 상기 기판에 대응하여 복수 형성된 상기 분사공을 포함하고, 상기 공급부는 복수의 상기 기판에 대응하여 복수 형성되는 가로로 긴 슬릿인 기판 처리 장치.
  18. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 분사부의 상기 분사공은 복수의 상기 기판이 배치되는 영역의 범위를 피복하도록 연재하는 기판 처리 장치.
  19. 기판을 보지하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 다른 위치에서 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 상기 처리실의 내부에 공급하는 공급공이 형성된 반응 용기;
    상기 공급공에 의해 상기 처리실과 연통하고 분사부를 수용하는 공급실;
    상기 공급실에 주방향으로 배열되어 배치되고, 내부를 흐르는 상기 처리 가스를 상기 공급공을 통해서 상기 처리실의 내부에 분사하는 분사공이 측면에 형성된 제1 및 제2 분사부; 및
    상기 제1 및 제2 분사부와 각각의 가스 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관을 구비하고,
    상기 제2 분사부는 상기 제2 분사부의 윤곽이 상기 공급공에 달하도록 상기 반응 용기의 반지름 방향으로 절곡하고, 상기 제1 분사부보다 상기 분사공이 상기 처리실의 중심에 근접하여 배치되고,
    상기 제2 분사부의 상기 분사공과 반응관 중심축 사이의 거리는 상기 반응 용기의 내주면의 반경에 일치하는 기판 처리 장치.
  20. 제3항에 있어서,
    상기 제2 실에는 상단부에서 반환한 U자 형상의 상기 제2 분사부가 설치되고,
    상기 제2 분사부의 일단(一端)에 연통하는 상기 가스 공급관에는 원료 가스 공급원 및 불활성 가스 공급원이 유체 연통 가능하도록 접속되고, 상기 제2 분사부의 타단(他端)에는 가스 배출관이 접속되고, 상기 제2 분사부 내를 불활성 가스로 퍼지 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  21. 기판 보지구를 수용하는 처리실을 형성하고, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부를 포함하는 반응 용기; 및
    상기 배출부와는 상기 처리실의 주방향에서 다른 위치에서 기판 보지구에 기판이 보지되는 영역에 따라 배치되고, 상기 처리실의 내부에 가스를 분사하는 분사공이 측면에 형성된 제1 분사부 및 제2 분사부
    를 구비하고,
    상기 제1 분사부는 2열로 형성된 상기 분사공을 포함하고,
    상기 제2 분사부는 상기 제1 분사부의 내부에 설치되고, 상기 제1 분사부의 상기 2열 사이에서 상기 제1 분사부의 외부와 연통하는 복수의 연통관을 포함하고,
    상기 제1 분사부 및 상기 제2 분사부로부터 동시에 어시스트 가스와 원료 가스를 각각 분사하는 것이 가능하도록 구성된 기판 처리 장치.
  22. 기판을 보지하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 상기 처리실의 주방향에서 다른 위치에 형성된 공급실을 포함하는 반응 용기;
    상기 공급실에 배치되고, 상기 처리실의 내부에 가스를 분사하는 분사공이 측면에 형성된 복수의 가스 분사부; 및
    각각의 상기 가스 분사부와 대응하는 처리 가스의 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관을 구비하고,
    상기 처리 가스는 상기 기판에 형성되는 막의 원료가 되는 원료 가스와 불활성 가스를 포함하고,
    상기 가스 분사부는 상기 불활성 가스를 분사하는 제1 분사부 및 제2 분사부와, 상기 원료 가스를 분사하는 제3 분사부와, 상기 불활성 가스를 분사하는 제4 분사부 및 제5 분사부를 포함하고, 상기 제1 분사부로부터 상기 제5 분사부의 순서대로 주방향으로 배열되어 배치되고,
    상기 제3 분사부로부터 분사되어 상기 공급실을 나온 가스가 상기 공급실에 유입되는 것을 억제하도록 상기 제2 분사부 및 상기 제4 분사부의 각각의 상기 분사공으로부터 분사되는 상기 불활성 가스의 유량 또는 유속과 상기 제3 분사부의 상기 분사공으로부터 분사되는 상기 원료 가스의 유량 또는 유속을 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  23. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여, 상기 처리실 내에 상기 기판을 수용하는 공정; 및 상기 제1 분사부 및 상기 제3 분사부 중 적어도 1개로부터 불활성 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하면서, 상기 제2 분사부로부터 상기 제2 원료 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하는 공정을 수행하는 것에 의해 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  24. 제3항, 제4항, 제19항 및 제21항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여, 상기 처리실 내에 상기 복수의 기판을 수용하는 공정; 및 상기 제1 분사부로부터 상기 어시스트 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하면서, 상기 제2 분사부로부터 상기 원료 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하는 공정을 수행하는 것에 의해 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  25. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여, 상기 처리실 내에 상기 기판을 수용하는 단계 및 상기 제1 분사부 및 상기 제3 분사부 중 적어도 1개로부터 불활성 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하면서 상기 제2 분사부로부터 상기 제2 원료 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하는 단계를 상기 기판 처리 장치가 구비하는 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 격납된 컴퓨터 프로그램.
  26. 제3항, 제4항, 제19항 및 제21항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여, 상기 처리실 내에 상기 복수의 기판을 수용하는 단계 및 상기 제1 분사부로부터 상기 어시스트 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하면서 상기 제2 분사부로부터 상기 원료 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하는 단계를 상기 기판 처리 장치가 구비하는 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 격납된 컴퓨터 프로그램.
  27. 기판을 보지하는 기판 보지구;
    상기 기판 보지구를 수용하는 처리실이 형성된 반응 용기이며, 상기 처리실의 내부의 유체를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 배출부와는 상기 처리실의 주방향에서 다른 위치에 형성된 공급실을 포함하는 반응 용기;
    상기 공급실에 배치되고, 상기 처리실의 내부에 가스를 분사하는 분사공이 측면에 형성된 복수의 가스 분사부; 및
    각각의 상기 가스 분사부와, 대응하는 처리 가스의 공급원 사이를 각각 연통시키는 복수의 가스 공급관
    을 구비하고,
    상기 처리 가스는 상기 기판에 형성되는 막의 원료가 되는 원료 가스와 불활성 가스를 포함하고,
    상기 가스 분사부는 상기 불활성 가스를 분사하는 제1 분사부 및 제3 분사부와, 상기 원료 가스를 분사하는 제2 분사부를 포함하고, 상기 제1 분사부로부터 상기 제3 분사부의 순서대로 주방향으로 배열되어서 배치되고,
    상기 제2 분사부로부터 분사되어 상기 공급실을 나간 가스가 상기 공급실에 유입되는 것을 억제하도록 상기 제1 분사부 및 상기 제3 분사부의 각각의 상기 분사공으로부터 분사되는 상기 불활성 가스의 유량 또는 유속과, 상기 제2 분사부의 상기 분사공으로부터 분사되는 상기 원료 가스의 유량 또는 유속을 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  28. 제27항에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여,
    상기 처리실 내에 상기 복수의 기판을 수용하는 공정; 및
    상기 제1 분사부 및 상기 제3 분사부 중 적어도 1개로부터 상기 불활성 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하면서 상기 제2 분사부로부터 상기 원료 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하는 공정
    을 수행하는 것에 의해 기판을 처리하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  29. 제27항에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여,
    상기 처리실 내에 상기 복수의 기판을 수용하는 단계; 및
    상기 제1 분사부 및 상기 제3 분사부 중 적어도 1개로부터 상기 불활성 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하면서 상기 제2 분사부로부터 상기 원료 가스를 상기 처리실의 내부에 분사하는 단계
    를 상기 기판 처리 장치가 구비하는 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 격납된 컴퓨터 프로그램.
  30. 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 분사부 및 상기 제2 분사부는 복수의 상기 기판에 대응하여 복수 형성된 상기 분사공을 포함하고,
    상기 공급공은 복수의 상기 기판에 대응하여 복수 형성되는 가로로 긴 슬릿인 기판 처리 장치.
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