KR102453245B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 처리 용기 - Google Patents

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

Info

Publication number
KR102453245B1
KR102453245B1 KR1020217000185A KR20217000185A KR102453245B1 KR 102453245 B1 KR102453245 B1 KR 102453245B1 KR 1020217000185 A KR1020217000185 A KR 1020217000185A KR 20217000185 A KR20217000185 A KR 20217000185A KR 102453245 B1 KR102453245 B1 KR 102453245B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
processing
gas nozzle
inert gas
gas
Prior art date
Application number
KR1020217000185A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210005317A (ko
Inventor
히데토시 미무라
타카후미 사사키
히데나리 요시다
유사쿠 오카지마
Original Assignee
가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 filed Critical 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
Publication of KR20210005317A publication Critical patent/KR20210005317A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102453245B1 publication Critical patent/KR102453245B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H01L21/02211—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound being a silane, e.g. disilane, methylsilane or chlorosilane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상에 형성된 막의 면내 막 두께 균일성을 향상시키는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따르면, 기판을 처리하는 처리실;처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐; 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐; 및 상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기관을 구비하고, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 값이 되도록 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 상기 기판의 주위에 설치되는 기판 처리 장치가 제공된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 처리 용기{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, COMPUTER PROGRAM AND PROCESS VESSEL}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 처리 용기에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 처리실 내의 기판(웨이퍼)에 대하여 처리 가스를 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 처리가 수행된다. 처리실 내의 웨이퍼가 패턴 웨이퍼인 경우, 웨이퍼의 중심 부근에서 처리 가스의 공급량이 부족하게 되어 웨이퍼 상에 형성된 막의 면내 막 두께 균일성이 악화되는 경우가 있다. 이에 대하여 배기압을 작게 하고 처리 가스의 확산 속도와 성막 속도의 조정을 도모하는 것에 의해, 웨이퍼 상의 면내 막 두께 균일성을 향상시키는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1 및 2 참조).
1: 일본 특개 2010-226092호 공보 2: 일본 국제 특개 제2016/157401호 공보 3: 일본 국제 특개 제2016/110956호 공보
전술한 방법으로는 처리 가스의 확산 속도와 성막 속도의 조정이 곤란한 경우가 있다. 본 발명의 목적은 웨이퍼 상에 형성된 막의 면내(面內) 막 두께 균일성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 기판을 처리하는 처리실;처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐; 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐; 및 상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기관을 구비하고, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 값이 되도록 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 상기 기판의 주위에 설치되는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 상에 형성된 막의 면내 막 두께 균일성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도(縱斷面圖)로 도시하는 도면.
도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 일부를 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면.
도 3은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 4는 본 실시 형태에 따른 성막 시퀀스를 도시하는 도면.
도 5는 본 실시 형태의 변형예 1을 설명하는 도면.
도 6은 본 실시 형태의 변형예 2를 설명하는 도면.
도 7은 본 실시 형태의 변형예 3을 설명하는 도면.
도 8은 본 실시 형태의 변형예 1에서 θ=40°로 한 경우의 패턴 웨이퍼 모델의 해석 결과를 도시하는 도면.
도 9는 본 실시 형태의 변형예 1에서 θ=120°로 한 경우의 패턴 웨이퍼 모델의 해석 결과를 도시하는 도면.
도 10은 본 실시 형태의 변형예 1에서 θ=40°, 120°로 한 경우의 처리 가스의 분포를 도시하는 도면.
도 11은 본 실시 형태의 변형예 1에서의 웨이퍼 상의 처리 가스 분압의 θ 의존성을 도시하는 도면.
도 12는 본 실시 형태의 변형예 2에서의 불활성 가스 노즐을 1개 배치한 경우의 처리 가스 분압의 배기압 의존성을 도시하는 도면.
본 실시 형태는 불활성 가스에 의한 처리 가스의 희석을 억제하여 웨이퍼의 단부에 확산되는 처리 가스의 흐름을 웨이퍼 중심 부근에 집중시키는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성된 막의 면내 막 두께 균일성을 향상시킨다. 후술하는 불활성 가스 노즐의 설치 개수는 복수 있어도 좋고, 또한 필요한 성막 속도를 충족시키면 불활성 가스 노즐의 설치 각도θ(후술)는 불활성 가스 노즐로부터 분사하는 불활성 가스의 유량에 따라 임의로 변경할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시하는 바와 같이 처리로(202)는 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응관(203)이 배설(配設)된다. 반응관(203)은 예컨대 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구(開口)된 원통 형상으로 형성된다. 반응관(203)의 하방(下方)에는 반응관(203)과 동심원 형상으로, 매니폴드(209)가 배설된다. 매니폴드(209)는 예컨대 니켈 합금 등의 금속으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 짧은 원통형으로 형성된다. 매니폴드(209)의 상단부는 반응관(203)의 하단부에 계합(係合)되고, 반응관(203)을 지지한다. 매니폴드(209)와 반응관(203) 사이에는 씰 부재로서의 O링(220a)이 설치된다. 반응관(203)은 히터(207)와 마찬가지로 수직으로 설치된다. 주로 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통중공부(筒中空部)에는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하도록 구성된다.
처리실(201) 내에는 제1 가스 노즐로서 성막 가스(처리 가스)를 공급하는 노즐(249a), 제2 가스 노즐로서 성막 가스(처리 가스)를 공급하는 노즐(249b), 제3 가스 노즐로서 불활성 가스만을 공급하는 노즐(249c)이 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 설치된다. 노즐(249a 내지 249c)에는 가스 공급관(232a 내지 232c)이 각각 접속된다.
가스 공급관(232a 내지 232c)에는 가스 흐름의 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241a 내지 241c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(243a 내지 243c)가 각각 설치된다. 가스 공급관(232a, 232b)의 밸브(243a, 243b)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(232e, 232d)이 각각 접속된다. 가스 공급관(232e, 232d)에는 가스 흐름의 상류측부터 순서대로 MFC(241e, 241d) 및 밸브(243e), 243d)가 각각 설치된다.
노즐(249a 내지 249c)은 도 2에 도시하는 바와 같이 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이의 원환 형상[圓環狀]의 공간에 반응관(203)의 하방으로부터 상방을 향하여 웨이퍼(200)의 배열 방향을 따라 각각 설치된다. 즉 노즐(249a 내지 249c)은 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 설치된다. 제1 가스 노즐(249a) 및 제2 가스 노즐(249b)은 처리실(201) 내에 반입되는 웨이퍼(200)의 중심을 개재하여 후술하는 배기구(233)와 대향하도록 배치된다. 또한 제1 가스 노즐과 제2 가스 노즐은 인접해서 배치된다.
불활성 가스 노즐인 노즐(249c)은 처리 가스 노즐인 노즐(249a), 노즐(249b)과는 웨이퍼(200)의 주방향(周方向)에서 소정 거리 이간된 위치에 설치된다. 이 경우의 소정 거리란 예컨대 적어도 노즐(249a, 249b)과 인접하지 않는 거리다. 이러한 거리로 하는 것에 의해 웨이퍼(200)와 반응관(203)의 내면 사이의 공간으로의 처리 가스의 확산을 억제할 수 있고, 웨이퍼 전면(全面)의 처리 가스 농도를 높일 수 있다. 소정 거리가 인접하는 거리인 경우[노즐(249c)이 노즐(249a), 노즐(249b)과 인접하는 경우], 처리 가스와 불활성 가스가 혼합되어 처리 가스 농도가 낮아지거나, 반응관(203)의 내면과 웨이퍼(200) 사이의 공간에 처리 가스가 확산되는 것에 의해 웨이퍼 전면에서의 평균적인 처리 가스 농도가 저하될 수 있다. 보다 바람직하게는 소정 거리는 불활성 가스 노즐이 처리 가스 노즐로부터 노즐 1개 분량 이상 이간된 거리다. 보다 바람직하게는 소정 거리는 처리 가스 노즐의 중심[본 실시예에서는 예컨대 노즐(249a)의 중심과 노즐(249b) 중심의 중간 지점]과 배기관(231)[배기구(233)]의 중심을 연결하는 제1 직선(300)과, 불활성 가스 노즐과 기판(20)의 중심을 연결하는 제2 직선(301)이 이루는 각을 θ로 했을 때, 각θ가 90° 이상 180° 이하일 때의 원호의 거리다. 소정 거리를 이러한 거리로 하는 것에 의해 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼 사이의 공간 및 웨이퍼의 단부에 불활성 가스의 벽을 형성할 수 있고, 웨이퍼 중심의 처리 가스 농도를 높일 수 있다. 또한 바람직하게는 소정 거리는 각θ가 100° 이상 140° 이하일 때의 원호의 거리다. 소정 거리를 이러한 거리로 하는 것에 의해 웨이퍼 중심의 처리 가스 농도를 높이고, 또한 웨이퍼 전면의 처리 가스 농도도 높일 수 있다.
노즐(249a 내지 249c)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250a 내지 250c)이 각각 설치된다. 가스 공급공(250a 내지 250c) 각각은 웨이퍼(200)의 중심 방향을 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 가스 공급공(250a 내지 250c)은 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 각각의 웨이퍼(200)의 중심을 향하여 개구되도록 복수 설치되는 것이 바람직하다.
가스 공급관(232a)으로부터는 원료(처리 가스)로서 예컨대 소정 원소(주 원소)로서의 Si 및 할로겐 원소를 포함하는 할로실란계 가스가 MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 원료 가스에는 상온 상압 하에서 액체의 원료를 기화하여 얻어지는 가스도 포함된다. 할로실란이란 할로겐기(基)를 포함하는 실란을 말한다. 할로겐기에는 클로로기, 플루오로기, 브로모기, 요오드기 등이 포함된다. 즉 할로겐기에는 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등의 할로겐 원소가 포함된다. 할로실란계 가스로서는 예컨대 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS)과 같은 Si 및 Cl을 포함하는 클로로실란계 가스를 이용할 수 있다. 클로로실란계 가스는 Si 소스로서 작용한다.
가스 공급관(232b)으로부터는 처리 가스이자, 전술의 원료와는 화학 구조(분자 구조)가 다른 반응체(reactant)로서 예컨대 질화 가스인 질화수소계 가스가 MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 질화수소계 가스는 N 소스로서 작용한다. 질화수소계 가스로서는 예컨대 암모니아(NH3) 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(232c 내지 232e)으로부터는 불활성 가스로서 예컨대 질소(N2) 가스가 각각 MFC(241c 내지 241e), 밸브(243c 내지 243e), 가스 공급관(232c 내지 232a), 노즐(249a 내지 249c)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. N2 가스는 퍼지 가스, 캐리어 가스로서 작용하고, 또한 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포를 제어하는 막 두께 분포 제어 가스로서 작용한다.
주로 가스 공급관(232a, 232b), MFC(241a, 241b), 밸브(243a, 243b)에 의해 처리 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(232c 내지 232e), MFC(241c 내지 241e), 밸브(243c 내지 243e)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다.
반응관(203)에는 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기구(233)가 설치된다. 도 2에 도시되는 수평 단면시와 같이 배기구(233)는 웨이퍼(200)를 개재하여 노즐(249a, 249b)[가스 공급공(250a, 250b)]과 대향하는 위치에 설치된다. 배기구(233)에는 배기관(231)이 접속된다. 배기관(231)은 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기로서의 압력 센서(245)가 구비되고, 또한 압력 조정기로서의 APC(Automatic Pressure Controller) 밸브(244)를 개재하여 진공 펌프(246)(진공 배기 장치)에 접속된다. APC 밸브(244)는 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성된다. 주로 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)도 배기계에 포함될 수 있다.
매니폴드(209)의 하방에는 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 씰 캡(219)은 예컨대 금속제로 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(219)의 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 당접(當接)하는 씰 부재로서의 O링(220b)이 설치된다. 씰 캡(219)의 하방에는 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속된다. 회전 기구(267)는 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 승강되도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 씰 캡(219)을 승강시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외에 반입반출(반송)하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성된다. 또한 매니폴드(209)의 하방 또는 측방에는 씰 캡(219)을 강하시켜 보트(217)를 완전히 처리실(201) 내로부터 반출하는 동안에 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색하는 노구 개체로서의 셔터(221)가 설치된다. 셔터(221)는 씰 캡(219)과 마찬가지로 원반 형상으로 형성되고, 그 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 당접하는 O링(220c)이 설치된다. 셔터(221)의 개폐 동작(승강 동작이나 회동 동작 등)은 셔터 개폐 기구(222)에 의해 제어된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는 복수 매, 예컨대 25매 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 또한 서로 중심을 맞춘 상태로 수직 방향에 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉 간격을 두고 배열하도록 구성된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어진다. 보트(217)의 하부에는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열판(218)이 다단으로 지지된다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치된다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태를 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(263)는 반응관(203)의 내벽을 따라 설치된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는 CPU(121a)(Central Processing Unit), RAM(121b)(Random Access Memory), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(121)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 처리에서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 프로세스 레시피를 단순히 레시피라고도 부른다. 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)는 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 전술한 MFC(241a 내지 241e), 밸브(243a 내지 243e), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 온도 센서(263), 히터(207), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 셔터 개폐 기구(222) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(121a)는 판독한 레시피의 내용을 따르도록 MFC(241a 내지 241e)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243e)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 셔터 개폐 기구(222)에 의한 셔터(221)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(121)는 외부 기억 장치(123)[예컨대 하드 디스크 등의 자기(磁氣) 디스크, CD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리]에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(123)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(2) 성막 처리
전술한 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 실리콘질화막(SiN막)을 형성하는 시퀀스예에 대해서 도 4를 이용하여 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 4에 도시하는 성막 시퀀스는, 웨이퍼(200)에 대하여 노즐(249a)로부터 HCDS 가스를 공급하는 것에 의해 제1층으로서의 Si 함유층을 형성하는 스텝 A; 및 웨이퍼(200)에 대하여 노즐(249b)로부터 NH3 가스를 공급하는 것에 의해 제2층으로서의 실리콘 질화층(SiN층)을 형성하는 스텝 B;를 비동시에 수행하는 사이클을 n회(n은 소정수) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 Si 및 N을 포함하는 막, 즉 SiN막을 형성한다.
본 명세서에서는 도 4에 도시하는 성막 시퀀스를 편의상 다음과 같이 나타내는 경우도 있다.
(HCDS→NH3)×n ⇒ SiN
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「기판」은 「웨이퍼」의 의미를 포함한다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)되면, 셔터 개폐 기구(222)에 의해 셔터(221)가 이동되어 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 반입 완료 후, 씰 캡(219)은 O링(220b)을 개재하여 매니폴드(209)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내, 즉 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내가 진공 배기(감압 배기)된다. 이때 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다. 또한 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 성막 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한 회전 기구(267)에 의한 웨이퍼(200)의 회전을 시작한다. 처리실(201) 내의 배기, 웨이퍼(200)의 가열 및 회전은 모두 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
(성막 스텝)
그 후, 다음 스텝 A와 스텝 B를 순차 실행한다.
[스텝 A]
스텝 A에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스를 공급한다.
구체적으로는 밸브(243a)를 열고 가스 공급관(232a) 내에 HCDS 가스를 흘린다. HCDS 가스는 MFC(241a)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고, 배기구(233)로부터 배기된다. 즉 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스가 공급된다. 이때 밸브(243e)를 열고 가스 공급관(232e) 내에 N2 가스를 흘려도 좋다. N2 가스는 MFC(241e)에 의해 유량 조정되고, HCDS 가스와 함께 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고, 배기구(233)로부터 배기된다. 또한 스텝 A에서는 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 HCDS 가스를 공급한 상태에서 노즐(249c)을 개재하여 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급한다. 그 상세에 대해서는 후술한다.
스텝 A에서 노즐(249a)로부터 공급하는 HCDS 가스의 유량은 예컨대 1sccm 내지 2,000sccm, 바람직하게는 10sccm 내지 1,000sccm의 범위 내다. 또한 노즐(249c)로부터 공급하는 N2 가스의 유량은 예컨대 HCDS 가스의 유량의 25% 내지 400%의 범위 내의 소정의 유량으로 한다. HCDS 가스의 공급 시간은 예컨대 1초 내지 120초, 바람직하게는 1초 내지 60초의 범위 내의 소정의 시간으로 한다. 처리실(201) 내의 압력은 예컨대 1Pa 내지 2,666Pa, 바람직하게는 67Pa 내지 1,333Pa의 범위 내의 소정의 압력으로 한다. 웨이퍼(200)의 온도(성막 온도)는 예컨대 250℃ 내지 800℃, 바람직하게는 400℃ 내지 750℃, 보다 바람직하게는 550℃ 내지 700℃의 범위 내의 소정의 온도로 한다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스 및 N2 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 최표면(最表面) 상에 제1층으로서 예컨대 1원자층 미만 내지 수 원자층(1분자층 미만 내지 수 분자층) 정도의 두께의 Cl을 포함하는 Si 함유층이 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은 Cl을 포함하는 Si층이어도 좋고, HCDS의 흡착층이어도 좋고, 그것들의 양방을 포함해도 좋다.
HCDS 가스가 자기분해(自己分解)(열분해)하는 조건 하에서는 웨이퍼(200) 상에 Si가 퇴적하는 것에 의해 Cl을 포함하는 Si층이 형성된다. HCDS 가스가 자기분해(열분해)하지 않는 조건 하에서는 웨이퍼(200) 상에 HCDS가 흡착하는 것에 의해 HCDS의 흡착층이 형성된다. HCDS의 흡착층을 형성하는 것보다 Cl을 포함하는 Si층을 형성하는 것이 성막 레이트의 관점에서는 바람직하다. 이하, Cl을 포함하는 Si 함유층을 편의상 단순히 Si 함유층이라고도 부른다.
본 실시 형태와 같이 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스를 공급할 때, 노즐(249c)로부터 웨이퍼(200)의 중심 방향에 N2 가스를 공급하는 것에 의해 막의 면내 두께 분포를 중앙 요(凹) 분포에서 플랫 분포에 근접시키거나, 또한 중앙 철(凸) 분포에 근접시키는 것이 가능하다. 바꿔 말하면, 웨이퍼(200)의 중심부의 불활성 가스 농도가 웨이퍼(200)의 단부(외주부)의 평균적인 불활성 가스 농도보다 낮아지도록 처리실(201) 내에 노즐(249c)로부터의 N2 가스 공급량을 컨트롤러(121)로 제어하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 중심부로의 HCDS 가스의 공급량을 제어할 수 있다. 이에 의해 제1층의 면내 두께 분포가 전술과 같이 제어될 것으로 생각된다.
스텝 A에서는 노즐(249a)로부터 HCDS 가스를 공급한 상태에서 밸브(243d, 243c)를 열고 가스 공급관(232d, 232b, 232c) 내에 N2 가스를 흘려서 노즐(249b, 249c)로부터 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급한다. 노즐(249b)로부터 소량의 N2 가스의 공급을 유지하는 것은 필수는 아니지만, 노즐(249b) 내로의 HCDS 가스의 침입을 억제하는 관점에서 바람직하다. 그 목적에서 노즐(249b)로부터의 N2 가스의 공급은 스텝 A와 동시에, 또는 그 전에 시작하는 것이 바람직하다.
스텝 A에서 노즐(249a, 249b)로부터 공급하는 N2 가스의 각 유량(제1 유량)은 각각 노즐(249c)로부터 공급하는 N2의 유량보다 작은 유량으로 한다. 바람직하게는 노즐(249b, 249c)로부터 공급하는 N2 가스의 각 유량은 그것들의 합계 유량이 노즐(249a)로부터 공급하는 HCDS 가스의 유량보다 작은 유량이 될 수 있는 유량으로 한다.
원하는 두께 및 면내 두께 분포를 가지는 제1층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫고 HCDS 가스의 공급을 정지한다. 또한 MFC(241d, 241c)를 제어하여 노즐(249b, 249c)로부터 공급하는 N2 가스의 유량을 감소시킨다. 이때 APC 밸브(244)는 연 상태로 하여 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 제1층의 형성에 기여한 후의 HCDS 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 노즐(249a 내지 249c)로부터 공급되는 N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(201) 내가 퍼지된다(퍼지 스텝).
[스텝 B]
스텝 A가 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층에 대하여 NH3 가스를 공급한다.
이 스텝에서는 밸브(243b, 243c 내지 243e)의 개폐 제어를 스텝 A에서의 밸브(243a, 243c 내지 243e)의 개폐 제어와 마찬가지의 순서로 수행한다. NH3 가스는 MFC(241b)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고, 배기구(233)로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스가 공급된다.
NH3 가스의 공급 유량은 예컨대 1,000sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 소정의 유량으로 한다. NH3 가스의 공급 시간은 예컨대 1초 내지 120초, 바람직하게는 1초 내지 60초의 범위 내의 소정의 시간으로 한다. 이때 동시에 노즐(249c)로부터 N2 가스를 공급한다. 공급하는 N2 가스의 공급 유량은 예컨대 1sccm 내지 4,000sccm의 범위 내의 소정의 유량으로 한다. 처리실(201) 내의 압력은 예컨대 1Pa 내지 4,000Pa, 바람직하게는 1Pa 내지 3,000Pa의 범위 내의 소정의 압력으로 한다. 스텝 A보다 높은 압력으로 하는 것에 의해, 플라즈마가 아니라 열적으로 활성화된 NH3 가스를 이용해도 소정의 속도로 제1층과 화학 반응시켜 제2층을 형성할 수 있다. 다른 처리 조건은 스텝 A와 마찬가지의 처리 조건으로 한다. 또한 스텝 B에서는 스텝 A에 비해 노즐(249c)로부터의 N2 가스 공급의 중요성은 낮고, 필요하지 않는 경우도 있다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스 및 N2 가스를 공급하면 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층의 적어도 일부가 질화(개질)된다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에 Si 및 N을 포함하는 제2층, 즉 SiN층이 형성된다. 제2층을 형성할 때, 제1층에 포함되어 있었던 Cl 등의 불순물은 NH3 가스에 의한 제1층의 개질 반응 과정에서 적어도 Cl을 포함하는 가스 상(狀) 물질을 구성하고, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 즉 제1층 중의 Cl 등의 불순물은 제1층 중으로부터 인발(引拔)되거나 탈리되는 것에 의해 제1층으로부터 분리된다. 이에 의해 제2층은 제1층에 비해서 Cl 등의 불순물이 적은 층이 된다.
제2층이 형성된 후, 밸브(243b)를 닫고 NH3 가스의 공급을 정지한다. 그리고 스텝 A의 퍼지 스텝과 마찬가지의 처리 순서, 처리 조건에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 제2층 형성에 기여한 후의 NH3 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다.
[소정 횟수 실시]
스텝 A, 스텝 B를 비동시에, 즉 동기시키지 않고 수행하는 사이클을 1회 이상(n회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉 전술한 사이클을 1회 수행할 때 형성되는 제2층의 두께를 원하는 막 두께보다 얇게 하고, 제2층을 적층하는 것에 의해 형성되는 SiN막의 막 두께가 원하는 막 두께가 될 때까지 전술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
원료로서는 HCDS 가스 외에 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란 원료 가스를 이용할 수 있다.
반응체로서는 NH3 가스 외에 예컨대 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스를 이용할 수 있다.
불활성 가스로서는 N2 가스 외에 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
(애프터 퍼지 내지 대기압 복귀)
웨이퍼(200) 상에 원하는 조성, 원하는 막 두께의 막이 형성되면, 노즐(249a 내지 249c)의 각각으로부터 퍼지 가스로서의 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기구(233)로부터 배기한다. 이에 의해 처리실(201) 내가 퍼지되어 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어(불활성 가스 치환) 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후는 셔터(221)가 이동되어 매니폴드(209)의 하단 개구가 O링(220c)을 개재하여 셔터(221)에 의해 밀봉된다(셔터 클로즈). 처리 완료된 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부에 반출된 후, 보트(217)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 변형예
본 실시 형태에서의 불활성 가스 노즐의 위치나 반응관의 형상은 이하의 도 5 내지 도 7에 대표적으로 도시되는 변형예와 같이 다양하게 변경할 수 있다.
(변형예 1)
불활성 가스만을 공급하는 불활성 가스 노즐로서의 제4 가스 노즐을 추가한 예를 도 5에 도시한다. 처리 가스 노즐[제1 가스 노즐(249a), 제2 가스 노즐(249b)]의 중심과 기판(200)의 중심을 연결하는 선을 경계선(300)으로서 구획되는 영역 중 제3 가스 노즐(249c)이 설치되는 영역의 반대측의 영역에 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급하는 제4 가스 노즐(249d)을 설치한다. 제3 가스 노즐(249c)과 제4 가스 노즐(249d)은 경계선(300)에 대하여 대칭으로 설치될 수 있다.
(변형예 2)
다른 변형예로서 도 6에 도시되는 바와 같은 반응관(203)을 이용해도 좋다. 이 반응관(203)은 처리 가스 노즐[제1 가스 노즐(249a), 제2 가스 노즐(249b)]을 수납하도록 외측에 돌출된 제1 돌출부(302)와, 제3 가스 노즐(249c)을 수납하도록 외측에 돌출된 제2 돌출부(303)가 형성된다. 제1 돌출부(302)는 제1 가스 노즐(249a), 제2 가스 노즐(249b)을 각각 수납하도록 복수로 분할되어도 좋다. 또한 처리 가스 노즐과 대향하는 위치에 외측에 돌출된 배기 버퍼(234)가 설치되고, 배기 버퍼(234)가 기판에 면하는 부분이 크게 개구되어 배기구(233)를 형성한다. 이와 같이 내벽과 웨이퍼 사이의 공간을 좁힌 반응관은 웨이퍼의 주위를 우회하는 듯한 처리 가스의 흐름이 억제되므로, 웨이퍼 상의 처리 가스의 분압을 균일하게 하기 쉽지만, 중앙부로의 공급 부족 경향을 시정하기 어려웠다. 본 변형예에서는 제3 가스 노즐(249c)로부터 공급되는 불활성 가스도 또한 웨이퍼의 주위를 흐르기 어렵기 때문에 처리 가스를 부채 형상으로 막는 작용이 강해져 철(凸) 경향으로 교정할 수 있다.
또한 제1 돌출부(302) 내에는 노즐 내 또는 제1 돌출부(302) 내의 가스를 여기하기 위해서 노즐과 평행하게 플라즈마 전극이 구비되고, 활성이 높은 반응체를 제공할 수 있다. 반응체로서 예컨대 트리에틸아민[(C2H5)3N, 약칭: TEA] 가스와 같은 아민계 가스나, 산소(O2) 가스, 수증기(H2O), 오존(O3) 가스, 플라즈마 여기된 O2가스(O2 *), O2 가스+수소(H2) 가스와 같은 O 함유 가스(산화제)나, 프로필렌(C3H6) 가스와 같은 C 함유 가스나, 트리클로로보란(BCl3) 가스와 같은 B 함유 가스를 이용해도 좋다.
(변형예 3)
또 다른 변형예로서 도 7에 도시되는 바와 같은 반응관(203)을 이용해도 좋다. 이 반응관(203)은 그 내부에 내벽(304)(내관, 라이너라고도 불린다.)이 설치된다. 내벽(304)은 제1 가스 노즐(249a), 제2 가스 노즐(249b)에 대향하는 부분에 부분적인 개구가 되는 배기구(233)를 포함하고, 또한 제1 가스 노즐(249a), 제2 가스 노즐(249b)을 피하도록 부분적으로 외측에 돌출된 형상의 제1 내벽 돌출부(305)와, 제3 가스 노즐(249c)이 내벽(304)과 간섭하지 않도록 설치 부분이 부분적으로 외측에 돌출된 형상의 제2 내벽 돌출부(306)가 형성된다. 제1 내벽 돌출부(305)는 제1 가스 노즐(249a), 제2 가스 노즐(249b)을 각각 수납하도록 복수로 분할되어도 좋다. 이러한 형상의 반응관을 이용하는 것에 의해 변형예 2와 마찬가지의 효과를 얻으면서 반응관(203) 전체의 배기성(가스 치환성)을 개선할 수 있다.
(4) 시뮬레이션
도 8에 불활성 가스의 총 유량과 반응 중간체 가스의 분압의 관계의 시뮬레이션 결과가 도시된다. 여기서는 패턴 웨이퍼 모델을 사용하여 각θ=40°로 불활성 가스 노즐을 대칭으로 2개(제3 가스 노즐 및 제4 가스 노즐) 배치하고, 처리 가스 노즐로부터 400sccm의 HCDS를 공급한 경우를 상정한다. 세로축은 HCDS의 분해에 의해 발생하는 대표적인 반응 중간체(프리커서, 래디컬)인 SiCl2 *(실릴렌)의 분압을 도시하고, 이는 HCDS의 분해량을 나타낸다고도 할 수 있다. 즉 시뮬레이션은 패턴 웨이퍼에서의 HCDS의 소비를 고려하여 수행되었다. 그래프는 중간체의 분압에 대해서 2개의 불활성 가스 노즐로부터의 N2 가스의 총 유량이 증가할수록 중앙과 단부의 비율이 커진(즉 철 경향) 것처럼 도시되지만, 실제로는 막 두께의 철 경향은 그다지 촉진되지 않았다. 또한 원료의 희석에 의해 분압이 웨이퍼 전체에서 저하되고 있다. 이는 가스의 사용 효율이 나쁘고, 성막 속도도 느려진 것을 의미한다.
도 9에 각θ를 120°로 한 것 외에는 도 8과 동일한 조건의 시뮬레이션 결과가 도시된다. 도 8과 비교해서 불활성 가스의 유량의 증가에 따른 중간체의 분압의 저하가 확실히 개선되고 있다. 또한 이하에서는 반응 중간체나 처리 가스를 구별하지 않고, 성막에 기여하는 가스를 반응 가스라고 총칭한다.
도 10에 도 8 및 도 9에서 이용한 조건에서의 반응 가스의 농도 분포가 각각 도시된다. 한편 N2 가스의 총 유량은 모두 2,000sccm이다. 상측에 도시되는 바와 같이 각θ=40°의 불활성 가스 노즐을 이용하면, 반응 가스의 농도는 노즐로부터 멀어짐에 따라 완만하게 감소하고, 이는 N2 가스와의 혼합이나 확산을 시사하고 있다. 한편 하측에 도시되는 바와 같이 각θ=120°의 불활성 가스 노즐을 이용하면 1Pa 정도의 비교적 높은 분압의 원료가 웨이퍼의 중심 부근을 포함하는 부채 형상으로 분포되고, 또한 농도 구배(勾配)가 비교적 빠르다. 이는 혼합이나 확산이 억압되어 있음을 시사한다.
웨이퍼 표면의 성막 분포가 절구 형상이 되는 요인으로서 가스 부족뿐만 아니라 웨이퍼 표면에서의 저해 등이 생각되는 경우에는 웨이퍼의 중심부에 반응 가스가 소정의 분압 이상으로 분포되는 것이 바람직하다. 예컨대 처리 가스가 여기종(래디컬 등)일 경우, 에너지가 낮은 다른 가스(대유량이고 비교적 저온의 불활성 가스)와 혼합되지 않고 웨이퍼의 중심부에 도달하고 있는 것이 일반적으로 바람직하다. 그리고 성막 속도 향상을 위해서 전체적으로 처리 가스가 많은 것이 바람직하다. 이상을 고려하면, 본 변형예의 불활성 가스 노즐의 배치는 도 9와 같이 각도θ가 크고, 또한 선대칭으로 2개 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 둔각의 θ로 2개 설치된 노즐을 사이드카운터 노즐이라고 부르기로 한다. 사이드카운터 노즐을 이용하는 것에 의해 보다 확실하게 웨이퍼 상의 면내 막 두께 분포를 중앙 철 분포화할 수 있다.
도 11에 변형예 1에서의 웨이퍼 상의 반응 가스 분압의 θ 의존성이 도시된다. 여기서는 패턴 웨이퍼 모델을 사용하여 2개의 불활성 가스 노즐(제3 가스 노즐 및 제4 가스 노즐)을 대칭으로 배치하고, 처리 가스 노즐로부터 300sccm의 HCDS를 공급한 경우를 상정한다. 위 그래프는 불활성 가스 노즐로부터의 100sccm의 유량의 N2 가스에 대응하고, 아래 그래프는 2,000sccm의 유량에 대응한다. 각θ가 커질수록 단조롭게 중간체의 분압이 상승하고, 또한 N2 가스 유량에 대한 의존성이 강해진다. 또한 각θ는 배기구(233)(배기 덕트)와 같은 위치에 불활성 가스 노즐을 설치되지 않는 것에 기인하여 상한이 있으며, 그 상한은 예컨대 140°이다. 중심부에서의 반응 가스의 분압에 주목하면, θ=110° 부근에서 위 그래프의 분압과 아래 그래프의 분압이 역전한다. 이 역전 포인트는 실제로는 N2 가스 유량에 의존하고, 대략 95°<θ<130°의 범위다. 즉 θ>95°의 위치에 2개의 불활성 가스 노즐을 배치하면, 반응 가스의 희석에 의한 불이익을 받지 않고, 철 경향으로 교정할 수 있을 것으로 기대된다.
도 12에 변형예 2에서의 반응 가스의 배기압 의존성의 그래프가 도시된다.
이 시뮬레이션에서는 θ=120°의 위치에 배치한 불활성 가스 노즐(249)로부터 700sccm의 N2 가스를 공급하고, 노즐(232b)로부터 480sccm의 처리 가스를 공급하고, 또한 노즐(232b)에 인접하는 노즐(232a)로부터 300sccm의 N2 가스를 공급한다고 가정하고, 가로축은 배기관(231)에서의 배기압, 세로축은 웨이퍼 상에서의 중간체(SiCl2)의 분압을 도시한다. 웨이퍼의 중심부에서의 반응 가스의 분압은 마름모꼴의 굵은 선으로 도시되는 바와 같이, 웨이퍼의 단부 전주의 평균보다 항상 높고. 그 비율은 배기압(배압)이 커질수록 근소하게 증가한다. 이는 분자 흐름에서 점성 흐름에 변이한 것에 의해 처리 가스 노즐로부터 분사된 가스가 기판을 횡단하는 도중에 감속하고, 중앙에 체류하기 쉬워지기 때문이라고 생각된다.
불활성 가스의 유량 균형을 조정하는 것에 의해 불활성 가스 노즐을 1개만 사용한 경우에도 웨이퍼의 단부보다 웨이퍼의 중심부에 반응 가스를 많이 분포시킬 수 있다. 일례로서 둔각의 위치의 가스 노즐(249)의 유량은 예각의 위치의 노즐(232a)의 유량보다 많게 설정되고, 보다 바람직하게는 2배 이상으로 설정된다. 또한 배기압을 높인 경우에도 확산 속도와 성막 속도의 균형이 무너지기 어렵고, 웨이퍼의 중심부의 반응 가스의 분압이 안정적으로 높이 분포되어 있다는 사실도 확인되었다. 여기서 유의해야 할 점은 이 그래프의 반응 가스의 분압은 막 두께를 직접 나타내는 것이 아니라는 점이다. 예컨대 반응 가스를 교호(交互) 공급하는 듯한 프로세스에서는 도 11과 같은 분압임에도 불구하고, 배기압이 상승할수록 철 경향이 약해지는(중앙의 막 두께가 얇아지는) 경우가 있다.
(5) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(a) 웨이퍼에 대하여 처리 가스 노즐로부터 처리 가스를 공급할 때 처리 가스 노즐로부터 웨이퍼의 주방향에서 소정 거리 이간되어 설치되는 불활성 가스 노즐로부터 N2 가스를 웨이퍼의 중심 방향에 공급하는 것에 의해, 웨이퍼 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포를 중앙 철 분포로 할 수 있다. 즉 N2 가스의 유량이나 각도를 적절하게 조정하는 것에 의해 패턴 웨이퍼 상에 플랫 분포를 포함하는 막을 형성하는 것이 가능해진다.
웨이퍼 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포가 웨이퍼의 표면적에 의존하는 것은 이른바 로딩 효과에 의한 것으로 생각된다. 성막 대상의 웨이퍼의 표면적이 커질수록 처리 가스(반응 가스)가 웨이퍼의 주연부에서 다량으로 소비되어 중심부에 전달되기 어려워진다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포가 중앙 요(凹) 분포가 된다. 본 실시 형태에 따르면, 웨이퍼로서 표면적이 큰 패턴 웨이퍼를 이용하는 경우에도 웨이퍼 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포를 철 경향으로 교정하고, 중앙 요 분포에서 플랫 분포에 근접시키는 등 막 두께 분포를 높은 자유도로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 막 두께 외에 조성비나 불순물 농도의 면내 균일성도 제어할 수 있을 가능성이 있다.
웨이퍼의 표면적은 패턴 웨이퍼의 패턴이나 트렌치 깊이에 따라 결정된다. 즉 패턴 웨이퍼의 패턴이나 트렌치 깊이에 관계해서 최적의 N2 가스 유량이나 각θ의 범위가 결정된다. 예컨대 기판의 표면적이 클수록(트렌치가 깊을수록) 각θ는 큰 것이 바람직하고, 기판의 표면적이 작을수록(트렌치가 얕을수록) 각θ는 작아도 좋다. 배기구(233)를 처리 가스 노즐과 정면으로 대하는 위치로부터 떼어내는 것에 의해 각θ는 최대 180°까지 크게 할 수 있다.
(b) 처리 가스 노즐과, 불활성 가스 노즐을 웨이퍼의 주방향에서 소정 거리 이간시켜서 배치하는 것에 의해 제1층의 면내 두께 분포의 제어성, 즉 웨이퍼 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포의 제어성을 높일 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했다. 단, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다. 전술한 실시 형태에서는 기판 상에 주 원소로서 Si를 포함하는 막을 형성하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 즉 본 발명은 Si 외에 게르마늄(Ge), 붕소(B) 등의 반금속 원소를 주 원소로서 포함하는 막을 기판 상에 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 이트륨(Y), 란탄(La), 스트론튬(Sr), 알루미늄(Al) 등의 금속 원소를 주 원소로서 포함하는 막을 기판 상에 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
예컨대 티타늄테트라클로라이드(TiCl4) 가스나 트리메틸알루미늄[Al(CH3)3, 약칭: TMA] 가스를 이용하여 기판 상에 티타늄질화막(TiN막), 티타늄산질화막(TiON막), 티타늄알루미늄탄질화막(TiAlCN막), 티타늄알루미늄탄화막(TiAlC막), 티타늄탄질화막(TiCN막), 티타늄산화막(TiO막) 등을 형성하는 경우에도 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있다.
기판 처리에 이용되는 레시피는 처리 내용에 따라 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 개재하여 기억 장치(121c) 내에 격납해두는 것이 바람직하다. 그리고 처리를 시작할 때 CPU(121a)가 기억 장치(121c) 내에 격납된 복수의 레시피 중에서 기판 처리의 내용에 따라 적절한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해 1대(臺)의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있고, 조작 실수를 회피하면서 처리를 신속하게 시작할 수 있게 된다.
전술한 레시피는 새로 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 기판 처리 장치에 이미 인스톨된 기존의 레시피를 변경하는 것에 의해 준비해도 좋다. 레시피를 변경하는 경우에는 변경 후의 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 기판 처리 장치에 인스톨해도 좋다. 또한 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여 기판 처리 장치에 이미 인스톨되된 기존의 레시피를 직접 변경해도 좋다.
또한 전술한 실시 형태나 변형예 등은 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 순서, 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태의 처리 순서, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
전술한 실시 형태나 변형예 등의 기법에 의해 형성되는 SiN막 등은 절연막, 스페이서 막, 마스크 막, 전하 축적막, 스트레스 제어막 등으로서 널리 이용하는 것이 가능하다. 최근 반도체 디바이스의 미세화에 따라 웨이퍼 상에 형성되는 막에 대하여 면내 막 두께 균일성의 요구가 강해지고 있다. 고밀도 패턴이 표면에 형성된 패턴 웨이퍼 상에 평평한 면내 막 두께 분포를 가지는 막을 형성하는 것이 가능한 본 발명은 이 요구에 부응하는 기술로서 상당히 유익하다.
200: 웨이퍼(기판) 221: 셔터
222: 셔터 개폐 기구 233: 배기구
249a: 노즐(제1 가스 노즐) 249b: 노즐(제2 가스 노즐)
249c: 노즐(제3 가스 노즐) 249d: 노즐(제4 가스 노즐)
263: 온도 센서

Claims (23)

  1. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐;
    상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기관을 구비하고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 값이 되도록 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 상기 기판의 주위에 설치되고,
    상기 기판의 트렌치 깊이가 제1 깊이일 때의 상기 θ의 값에 비해, 상기 기판의 트렌치 깊이가 상기 제1 깊이보다 작은 제2 깊이일 때의 상기 θ의 값은 작은 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면적이 제1 크기일 때의 상기 θ의 값에 비해, 상기 기판의 표면적이 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기일 때의 상기 θ의 값은 작은 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 처리실을 구성하는 반응관에는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판을 개재하여 대향하는 위치에서 외측에 돌출된 배기 버퍼가 설치되고, 상기 배기 버퍼가 상기 기판에 면하는 부분이 개구된 배기구가 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리 가스 노즐은 상기 기판의 중심 방향을 향하여 상기 처리 가스를 공급하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불활성 가스 노즐은 상기 기판의 중심 방향에 상기 불활성 가스를 공급하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 불활성 가스 노즐은, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 기판의 중심부의 불활성 가스 농도가 상기 기판의 단부의 불활성 가스 농도보다 낮아지도록 상기 불활성 가스를 공급하는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐;
    상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기관을 구비하고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 값이 되도록 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 상기 기판의 주위에 설치되고,
    상기 불활성 가스 노즐은, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 상기 불활성 가스가 공급되지 않는 경우와 비교해서 저하되지 않는 상기 θ 및 유량으로 상기 불활성 가스를 공급하는 기판 처리 장치.
  8. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐;
    상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기관을 구비하고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 값이 되도록 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 상기 기판의 주위에 설치되고,
    상기 불활성 가스 노즐은 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 상기 배기관에서의 배기압에 따르지 않고 상기 기판의 단부 전주의 평균 분압보다 항상 높아지는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불활성 가스 노즐이 공급하는 상기 불활성 가스는, 상기 불활성 가스가 공급되지 않는 경우와 비교해서 상기 기판 전면에서의 평균적인 처리 가스 농도를 상승시키는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 개재하여 상기 처리 가스 노즐과 대향하는 위치에 설치되고 상기 배기관에 접속하는 배기구; 및
    상기 기판을 회전시키는 회전 기구
    를 더 구비하고,
    상기 처리실은 수직 방향으로 배열시킨 복수의 상기 기판을 동시에 처리하고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐은 상기 처리실의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수의 상기 기판의 각각의 중심으로 향하여 개구하는 복수의 가스 공급공을 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐;
    상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기관을 구비하고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 값이 되도록 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 상기 기판의 주위에 설치되고,
    상기 처리 가스 또는 반응 중간체의 분압이 상기 기판의 중심 부근을 포함하는 부채 형상의 범위에서 상기 부채 형상의 범위 이외의 범위와 비교하여 높게 분포되도록 상기 불활성 가스 노즐이 설치되는 기판 처리 장치.
  12. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가, 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 기판의 트렌치 깊이가 제1 깊이일 때의 상기 θ의 값에 비해, 상기 기판의 트렌치 깊이가 상기 제1 깊이보다 작은 제2 깊이일 때의 상기 θ의 값은 작아지는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 순서; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서를 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 순서에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 기판의 트렌치 깊이가 제1 깊이일 때의 상기 θ의 값에 비해, 상기 기판의 트렌치 깊이가 상기 제1 깊이보다 작은 제2 깊이일 때의 상기 θ의 값은 작아지도록 기판 처리 장치의 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  14. 내부에 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기로서,
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐과 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐을 관통시키는 측벽;
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 각각 하방으로부터 상방을 향하여 따르도록 배치되는 내벽; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기구를 구비하고,
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐은 상기 내벽과 상기 기판 사이의 공간에 설치되고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ는 상기 기판의 표면적에 따라 결정되고, 상기 기판의 트렌치 깊이가 제1 깊이일 때의 상기 θ의 값에 비해, 상기 기판의 트렌치 깊이가 상기 제1 깊이보다 작은 제2 깊이일 때의 상기 θ의 값은 작아지는 처리 용기.
  15. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하되, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 상기 불활성 가스가 공급되지 않는 경우와 비교해서 저하되지 않는 상기 θ 및 유량으로 상기 불활성 가스를 상기 불활성 가스 노즐로부터 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 순서; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서를 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 순서에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가, 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하되, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 상기 불활성 가스가 공급되지 않는 경우와 비교해서 저하되지 않는 상기 θ 및 유량으로 상기 불활성 가스를 상기 불활성 가스 노즐로부터 공급하는 기판 처리 장치의 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  17. 내부에 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기로서,
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐과 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐을 관통시키는 측벽;
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 각각 하방으로부터 상방을 향하여 따르도록 배치되는 내벽; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기구를 구비하고,
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐은 상기 내벽과 상기 기판 사이의 공간에 설치되고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ는 상기 기판의 표면적에 따라 결정되고, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 상기 불활성 가스가 공급되지 않는 경우와 비교해서 저하되지 않는 상기 θ 및 유량으로 상기 불활성 가스가 상기 불활성 가스 노즐로부터 공급되는 처리 용기.
  18. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가, 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하되, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 배기관에서의 배기압에 따르지 않고 상기 기판의 단부 전주의 평균 분압보다 항상 높아지는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 순서; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서를 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 순서에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가, 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하되, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 배기관에서의 배기압에 따르지 않고 상기 기판의 단부 전주의 평균 분압보다 항상 높아지도록 기판 처리 장치의 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  20. 내부에 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기로서,
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐과 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐을 관통시키는 측벽;
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 각각 하방으로부터 상방을 향하여 따르도록 배치되는 내벽; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기구를 구비하고,
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐은 상기 내벽과 상기 기판 사이의 공간에 설치되고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ는 상기 기판의 표면적에 따라 결정되고, 상기 처리 가스 노즐이 상기 처리 가스를 공급하는 상태에서, 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 기판의 중심부의 상기 처리 가스 또는 상기 처리 가스로부터 발생하는 반응 중간체의 분압이 배기관에서의 배기압에 따르지 않고 상기 기판의 단부 전주의 평균 분압보다 항상 높아지는 처리 용기.
  21. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가, 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 처리 가스 또는 반응 중간체의 분압이 상기 기판의 중심 부근을 포함하는 부채 형상의 범위에서 상기 부채 형상의 범위 이외의 범위와 비교하여 높게 분포되도록 상기 불활성 가스 노즐이 설치되는 반도체 장치의 제조 방법.
  22. 기판을 처리하는 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 순서; 및
    상기 기판의 주위에 설치된 처리 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 순서를 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 순서에서는, 상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각θ가, 상기 기판의 표면적에 따라 결정된 상태에서 상기 처리 가스 노즐로부터 상기 처리 가스를 공급하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 처리 가스 또는 반응 중간체의 분압이 상기 기판의 중심 부근을 포함하는 부채 형상의 범위에서 상기 부채 형상의 범위 이외의 범위와 비교하여 높게 분포되도록 상기 불활성 가스 노즐이 설치되는 기판 처리 장치의 컴퓨터에 실행시키는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  23. 내부에 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기로서,
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 노즐과 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐을 관통시키는 측벽;
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐이 각각 하방으로부터 상방을 향하여 따르도록 배치되는 내벽; 및
    상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 배기구를 구비하고,
    상기 측벽을 관통한 상기 처리 가스 노즐과 상기 불활성 가스 노즐은 상기 내벽과 상기 기판 사이의 공간에 설치되고,
    상기 처리 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제1 직선과 상기 불활성 가스 노즐과 상기 기판의 중심부를 연결하는 제2 직선이 이루는 각을 θ로 했을 때, 상기 θ는 상기 기판의 표면적에 따라 결정되고, 상기 처리 가스 또는 반응 중간체의 분압이 상기 기판의 중심 부근을 포함하는 부채 형상의 범위에서 상기 부채 형상의 범위 이외의 범위와 비교하여 높게 분포되도록 상기 불활성 가스 노즐이 설치되는 처리 용기.
KR1020217000185A 2017-02-23 2017-09-21 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 처리 용기 KR102453245B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017032065 2017-02-23
JPJP-P-2017-032065 2017-02-23
PCT/JP2017/034051 WO2018154823A1 (ja) 2017-02-23 2017-09-21 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
KR1020187011351A KR102203745B1 (ko) 2017-02-23 2017-09-21 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 반응관

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187011351A Division KR102203745B1 (ko) 2017-02-23 2017-09-21 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 반응관

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210005317A KR20210005317A (ko) 2021-01-13
KR102453245B1 true KR102453245B1 (ko) 2022-10-07

Family

ID=63252790

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187011351A KR102203745B1 (ko) 2017-02-23 2017-09-21 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 반응관
KR1020217000185A KR102453245B1 (ko) 2017-02-23 2017-09-21 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 처리 용기

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187011351A KR102203745B1 (ko) 2017-02-23 2017-09-21 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 반응관

Country Status (6)

Country Link
US (3) US11453942B2 (ko)
JP (3) JP6773880B2 (ko)
KR (2) KR102203745B1 (ko)
CN (2) CN110121763B (ko)
TW (1) TWI667368B (ko)
WO (1) WO2018154823A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102203745B1 (ko) 2017-02-23 2021-01-18 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 반응관
JP6920262B2 (ja) 2018-09-20 2021-08-18 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム
CN112655078B (zh) * 2018-10-31 2024-04-09 株式会社国际电气 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质
JP7016833B2 (ja) * 2019-05-17 2022-02-07 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム
KR20210043810A (ko) * 2019-10-14 2021-04-22 삼성전자주식회사 반도체 제조 장비
JP7256926B2 (ja) * 2020-03-19 2023-04-12 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP7446189B2 (ja) * 2020-09-17 2024-03-08 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
JP7361005B2 (ja) * 2020-09-18 2023-10-13 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、基板保持具、半導体装置の製造方法、及び、プログラム
CN114518724B (zh) * 2022-01-28 2023-04-28 弥费科技(上海)股份有限公司 一种适用于amhs系统的通讯装置及通讯方式
CN116479406B (zh) * 2023-06-20 2023-11-10 长鑫存储技术有限公司 化学气相沉积设备与方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140357058A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-04 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and non-transitory computer-readable recording medium
WO2016157401A1 (ja) 2015-03-31 2016-10-06 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体

Family Cites Families (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03255618A (ja) * 1990-03-05 1991-11-14 Fujitsu Ltd 縦型ｃｖｄ装置
JPH08264521A (ja) * 1995-03-20 1996-10-11 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造用反応炉
JP2973971B2 (ja) * 1997-06-05 1999-11-08 日本電気株式会社 熱処理装置及び薄膜の形成方法
US6291800B1 (en) * 1998-02-20 2001-09-18 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus and substrate processing system
US6217937B1 (en) * 1998-07-15 2001-04-17 Cornell Research Foundation, Inc. High throughput OMVPE apparatus
KR100360401B1 (ko) * 2000-03-17 2002-11-13 삼성전자 주식회사 슬릿형 공정가스 인입부와 다공구조의 폐가스 배출부를포함하는 공정튜브 및 반도체 소자 제조장치
US6544869B1 (en) * 2000-06-23 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for depositing semiconductor film and method for fabricating semiconductor device
US6896737B1 (en) * 2000-08-28 2005-05-24 Micron Technology, Inc. Gas delivery device for improved deposition of dielectric material
US6630201B2 (en) * 2001-04-05 2003-10-07 Angstron Systems, Inc. Adsorption process for atomic layer deposition
JP4873820B2 (ja) * 2002-04-01 2012-02-08 株式会社エフティーエル 半導体装置の製造装置
KR100829327B1 (ko) * 2002-04-05 2008-05-13 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반응 용기
JP4204840B2 (ja) * 2002-10-08 2009-01-07 株式会社日立国際電気 基板処埋装置
WO2004044970A1 (ja) * 2002-11-11 2004-05-27 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置
US7537662B2 (en) * 2003-04-29 2009-05-26 Asm International N.V. Method and apparatus for depositing thin films on a surface
US7235138B2 (en) * 2003-08-21 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Microfeature workpiece processing apparatus and methods for batch deposition of materials on microfeature workpieces
CN101807525B (zh) * 2003-08-26 2012-05-23 株式会社日立国际电气 半导体装置的制造方法及衬底处理装置
US7422635B2 (en) * 2003-08-28 2008-09-09 Micron Technology, Inc. Methods and apparatus for processing microfeature workpieces, e.g., for depositing materials on microfeature workpieces
US20070137794A1 (en) * 2003-09-24 2007-06-21 Aviza Technology, Inc. Thermal processing system with across-flow liner
KR100924055B1 (ko) * 2005-02-17 2009-10-27 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 디바이스의 제조 방법 및 기판 처리 장치
US8211235B2 (en) * 2005-03-04 2012-07-03 Picosun Oy Apparatuses and methods for deposition of material on surfaces
US7396415B2 (en) * 2005-06-02 2008-07-08 Asm America, Inc. Apparatus and methods for isolating chemical vapor reactions at a substrate surface
JP4426518B2 (ja) 2005-10-11 2010-03-03 東京エレクトロン株式会社 処理装置
WO2007129568A1 (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置
US8017029B2 (en) * 2006-10-30 2011-09-13 Applied Materials, Inc. Plasma mask etch method of controlling a reactor tunable element in accordance with the output of an array of optical sensors viewing the mask backside
US9218944B2 (en) * 2006-10-30 2015-12-22 Applied Materials, Inc. Mask etch plasma reactor having an array of optical sensors viewing the workpiece backside and a tunable element controlled in response to the optical sensors
JP2011501409A (ja) * 2007-10-10 2011-01-06 イザ，マイケル 化学蒸着反応チャンバ
JP5113705B2 (ja) * 2007-10-16 2013-01-09 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム
JP5226082B2 (ja) * 2007-12-20 2013-07-03 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ガス流分布が改善された熱反応器
KR101431197B1 (ko) * 2008-01-24 2014-09-17 삼성전자주식회사 원자층 증착설비 및 그의 원자층 증착방법
TWI415206B (zh) * 2008-01-31 2013-11-11 Hitachi Int Electric Inc A substrate processing apparatus, and a method of manufacturing the semiconductor device
US20090197424A1 (en) 2008-01-31 2009-08-06 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP2010027702A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び薄膜生成方法
JP5383332B2 (ja) * 2008-08-06 2014-01-08 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
JP2010073823A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜方法、及びコンピュータ可読記憶媒体
JP5665289B2 (ja) * 2008-10-29 2015-02-04 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
JP5658463B2 (ja) 2009-02-27 2015-01-28 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US20110277681A1 (en) * 2009-03-03 2011-11-17 Chantal Arena Gas injectors for cvd systems with the same
JP5520552B2 (ja) * 2009-09-11 2014-06-11 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP2011066219A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP5467007B2 (ja) * 2009-09-30 2014-04-09 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法および基板処理装置
US9127360B2 (en) * 2009-10-05 2015-09-08 Applied Materials, Inc. Epitaxial chamber with cross flow
US20120280369A1 (en) * 2009-12-18 2012-11-08 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method for manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and semiconductor device
US20110247556A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-13 Soraa, Inc. Tapered Horizontal Growth Chamber
WO2012018008A1 (ja) * 2010-08-05 2012-02-09 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法
JP5524785B2 (ja) 2010-09-21 2014-06-18 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
TWI520177B (zh) * 2010-10-26 2016-02-01 Hitachi Int Electric Inc 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及電腦可讀取的記錄媒體
JP5805461B2 (ja) * 2010-10-29 2015-11-04 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP5562434B2 (ja) * 2010-11-19 2014-07-30 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP5243519B2 (ja) * 2010-12-22 2013-07-24 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5837178B2 (ja) * 2011-03-22 2015-12-24 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 化学気相堆積チャンバ用のライナアセンブリ
JP5959307B2 (ja) * 2011-06-22 2016-08-02 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
KR101879175B1 (ko) * 2011-10-20 2018-08-20 삼성전자주식회사 화학 기상 증착 장치
JP6080253B2 (ja) 2011-12-26 2017-02-15 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
US9748125B2 (en) * 2012-01-31 2017-08-29 Applied Materials, Inc. Continuous substrate processing system
JP6105967B2 (ja) * 2012-03-21 2017-03-29 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP6047039B2 (ja) * 2012-04-20 2016-12-21 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP6055637B2 (ja) * 2012-09-20 2016-12-27 株式会社日立国際電気 クリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
JP2014067783A (ja) 2012-09-25 2014-04-17 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法
US20140137801A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-22 Applied Materials, Inc. Epitaxial chamber with customizable flow injection
WO2014080785A1 (ja) * 2012-11-26 2014-05-30 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体
JP6415808B2 (ja) * 2012-12-13 2018-10-31 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
KR20140081067A (ko) 2012-12-21 2014-07-01 삼성전자주식회사 웨이퍼 처리 장치 및 웨이퍼 처리 방법
CN104885192B (zh) * 2013-01-16 2018-03-27 应用材料公司 石英上拱形结构及下拱形结构
JP5864503B2 (ja) * 2013-09-30 2016-02-17 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び記録媒体
US11414759B2 (en) * 2013-11-29 2022-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Mechanisms for supplying process gas into wafer process apparatus
EP3099292A1 (en) 2014-01-28 2016-12-07 Resdevco Research and Development Co. Ltd. Composition comprising xylitol and cholecalciferol for topical treatment of skin and mucous membranes
JP6307318B2 (ja) * 2014-03-24 2018-04-04 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
KR20160026572A (ko) * 2014-09-01 2016-03-09 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
JP6347705B2 (ja) * 2014-09-17 2018-06-27 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
KR101977522B1 (ko) * 2015-01-07 2019-05-10 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
JP6406671B2 (ja) 2015-02-26 2018-10-17 Kddi株式会社 コンテンツキャッシュ方法および装置
JP6578243B2 (ja) * 2015-07-17 2019-09-18 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ガス供給ノズル、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP6454425B2 (ja) * 2015-09-28 2019-01-16 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6446563B2 (ja) * 2015-09-30 2018-12-26 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US10260149B2 (en) * 2016-04-28 2019-04-16 Applied Materials, Inc. Side inject nozzle design for processing chamber
JP6760833B2 (ja) * 2016-12-20 2020-09-23 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
KR102203745B1 (ko) * 2017-02-23 2021-01-18 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 반응관
CN111066122B (zh) * 2017-09-22 2023-10-24 株式会社国际电气 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质
JP6820816B2 (ja) * 2017-09-26 2021-01-27 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、反応管、半導体装置の製造方法、及びプログラム
JP7026086B2 (ja) * 2019-09-25 2022-02-25 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理装置の洗浄方法
JP7256926B2 (ja) * 2020-03-19 2023-04-12 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140357058A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-04 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and non-transitory computer-readable recording medium
JP2014236129A (ja) 2013-06-03 2014-12-15 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
WO2016157401A1 (ja) 2015-03-31 2016-10-06 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
CN117810127A (zh) 2024-04-02
JPWO2018154823A1 (ja) 2019-11-07
JP2020188280A (ja) 2020-11-19
WO2018154823A1 (ja) 2018-08-30
US11453942B2 (en) 2022-09-27
JP2020182001A (ja) 2020-11-05
JP6998106B2 (ja) 2022-01-18
KR102203745B1 (ko) 2021-01-18
KR20210005317A (ko) 2021-01-13
CN110121763B (zh) 2023-12-26
US20220403510A1 (en) 2022-12-22
TWI667368B (zh) 2019-08-01
TW201843339A (zh) 2018-12-16
US20240084448A1 (en) 2024-03-14
JP6773880B2 (ja) 2020-10-21
JP7088990B2 (ja) 2022-06-21
KR20180116224A (ko) 2018-10-24
US20190345605A1 (en) 2019-11-14
CN110121763A (zh) 2019-08-13
US11859280B2 (en) 2024-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102453245B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 컴퓨터 프로그램 및 처리 용기
US10388512B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
KR102137477B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
KR102276870B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램
US20180171467A1 (en) Method of Manufacturing Semiconductor Device, Substrate Processing Apparatus and Non-Transitory Computer-Readable Recording Medium
US11923188B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
JP6857760B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
JP2020077890A (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
WO2019180805A1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant