KR20090084680A - 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수를 줄이지 않고, 인접하는 기판 사이에 대한 가스의 공급을 촉진시킨다.
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과, 처리실 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재되어 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐과, 처리실 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 기판의 둘레 방향을 따라서 처리 가스 공급 노즐을 양쪽으로부터 사이에 두도록 설치되고 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐과 처리실 내를 배기하는 배기 라인을 포함한다.
처리 가스, 배기 유닛, 불활성 가스

Description

기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 기판을 처리하는 공정을 포함하는 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래에는, 예를 들면 DRAM 등의 반도체 장치 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 상에 박막을 형성하는 기판 처리 공정이 실시되어 왔다. 이러한 기판 처리 공정은, 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과, 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐과, 처리실 내를 배기하는 배기 라인을 포함하는 기판 처리 장치에 의해 실시되어 왔다. 그리고, 복수의 기판을 지지한 기판 보지구(保持具)를 처리실 내로 반입하고, 배기 라인에 의해 처리실 내를 배기하면서 처리 가스 공급 노즐로부터 처리실 내로 가스를 공급함으로써, 각 기판 사이에 가스를 통과시켜 기판 상에 박막을 형성하고 있었다.
그러나, 상술한 기판 처리 공정에 있어서는, 각 기판의 중심 부근까지 가스 가 흐르기 어렵고, 각 기판의 외주 부근과 중심 부근에서는 가스 공급량에 차이가 생겨, 기판 처리의 면내 균일성이 저하하는 경우가 있었다. 예를 들면, 기판의 외주 부근에 형성되는 박막이, 기판의 중심 부근에 형성되는 박막에 비해 두꺼워지는 경우가 있었다.
각 기판의 중심 부근에 대한 가스의 공급을 촉진하기 위하여, 기판 보지구에 의해 지지되는 각 기판의 주연(周緣)과 처리실 내벽 사이에 링(ring) 형상의 정류판을 각각 설치하는 방법도 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 방법에서는, 기판 보지구에 기판을 이재(移載)하는 기판 이재 기구와 정류판이 간섭(접촉)하는 경우가 있었다. 이러한 간섭을 피하기 위하여 기판의 적층 피치(pitch)를 넓게 확보하면, 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수가 적어지는 경우가 있었다. 또한, 링 형상의 정류판을 구비한 기판 보지구는, 그 구조가 복잡하여 파손되기 쉽고 고비용이었다.
본 발명은 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수를 줄이지 않고, 각 기판의 중심 부근에 대한 가스의 공급을 촉진할 수 있는 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 형태는, 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과, 상기 처리실 내에 1 종류 이상의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과, 상기 처리실 내를 배기하는 배기 유닛을 구비하고, 상기 처리 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향에 연재되어 상기 처리실 내 로 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐을 포함하고, 상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 설치되고, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 다른 형태는, 아우터 튜브와, 상기 아우터 튜브의 내부에 설치되고, 적어도 하단이 개방되어 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하는 이너 튜브와, 상기 이너 튜브 내부에 1 종류 이상의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과, 상기 이너 튜브의 내부에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과, 상기 이너 튜브의 측벽으로서 상기 처리 가스 공급 노즐에 대향한 위치에 설치된 배기공을 구비하고, 상기 처리 가스 공급 유닛은, 상기 기판의 적층 방향으로 연재하도록 상기 이너 튜브의 내부에 입설되며, 상기 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 분출구를 구비한 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐을 포함하고, 상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 기판의 적층 방향으로 연재함과 함께 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양단으로부터 사이에 두도록 상기 이너 튜브 내부에 입설되고, 상기 불활성 가스를 공급하는 1개 이상의 불활성 가스 분출구를 구비한 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 또 다른 형태는, 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 처리실 내에 반입하는 공정과, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재된 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급함과 함께, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양쪽으로부터 사이에 두도록 설치된 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐로부터 상기 처리실 내로 불활성 가스를 공급하여 기판을 처리하는 공정과, 처리 후의 기판을 상기 처리실로부터 반출하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 의하면, 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수를 줄이지 않고, 각 기판의 중심 부근에 대한 가스의 공급을 촉진시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 상술한 기판 처리 공정에 있어서는, 각 기판의 중심 부근까지 가스가 흐르기 어렵고, 각 기판의 외주 부근과 중심 부근에서는 가스 공급량에 차이가 생겨, 기판 처리의 면내 균일성이 저하하는 경우가 있었다. 예를 들면, 아민(amine)계의 Hf 원료 가스와 O3 가스를 기판 상에 공급하여 형성되는 Hf 산화막(HfO 막)이나, 아민계인 Zr 원료 가스와 O3 가스를 기판 상에 공급하여 형성되는 Zr 산화막(ZrO 막) 등에 있어서는, 기판의 외주 부근에 형성되는 막이, 기판의 중심 부근에 형성되는 막에 비해 얇아지는 경우가 있었다.
인접하는 기판 간에 가스의 공급을 촉진하기 위하여, 기판 보지구에 의해 지 지되는 각 기판의 주연과 처리실 내벽 사이에 링 형상의 정류판을 각각 설치하는 방법도 생각할 수 있다. 도 4는 이러한 정류판이 설치된 기판 보지구의 개략 구성도이다. 각 기판의 주연을 둘러싸도록 링 형상의 정류판을 설치함으로써, 정류판에 처리 가스 일부의 막을 부착시키고, 기판의 외주 부근에 형성되는 막을 얇게 할 수 있다. 한편, 도 5는 정류판을 포함하지 않는 기판 보지구의 개략 구성도이다.
그러나, 이러한 방법에서는, 기판 보지구에 기판을 이재하는 기판 이재 기구와 정류판이 간섭(접촉)하는 경우가 있었다. 이러한 간섭을 피하기 위하여 기판의 적층 피치(pitch)를 넓게 확보하면, 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수가 적어지고, 기판 처리의 생산성이 저하하는 경우가 있었다. 또한, 링 형상의 정류판을 제공하는 기판 보지구는, 그 구조가 복잡하여 파손되기도 쉽고 고비용이었다.
그래서 발명자 등은, 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수를 줄이지 않고, 각 기판의 중심 부근에 가스의 공급을 촉진시키는 방법에 대하여 열심히 연구했다. 그 결과, 처리실 내에 처리 가스를 공급할 때 처리 가스의 양측으로부터 불활성 가스를 동시에 흘림으로써, 각 기판의 중심 부근에 대한 가스의 공급을 촉진할 수 있고, 각 기판의 외주 부근과 중심 부근에 있어서의 가스 공급량을 더욱 균일화할 수 있다는 지식을 얻었다. 본 발명은 발명자 등이 얻은 지식을 토대로 이루어진 발명이다.
<본 발명의 제1 실시 형태>
이하에, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면에 따라 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
먼저, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서의 기판 처리 공정을 실시하는 기판 처리 장치(101)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 6은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(101)의 사투시도(斜透視圖)이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(101)는 광체(筐體)(111)를 구비한다. 실리콘 등으로 이루어지는 웨이퍼(기판)(10)를 광체(111) 내외로 반송하기 위해서는, 복수의 웨이퍼(10)를 수납하는 웨이퍼 캐리어(wafer carrier, 기판 수납 용기)로서의 카세트(110)가 사용된다. 광체(111) 내측의 전방(前方)에는, 카세트 스테이지[cassette stage, 기판 수납 용기 수도대(受渡臺)](114)가 설치된다. 카세트(110)는 도시하지 않은 공정 내 반송 장치에 의해 카세트 스테이지(114) 상에 재치되고, 또한, 카세트 스테이지(114) 상으로부터 광체(111) 외부로 반출되도록 구성된다.
카세트(110)는 공정 내 반송 장치에 의해, 카세트(110) 내의 웨이퍼(10)가 수직 자세로 되고, 카세트(110)의 웨이퍼 출입구가 상방향을 향하도록 카세트 스테이지(114) 상에 재치된다. 카세트 스테이지(114)는 카세트(110)를 광체(111)의 후방을 향하여 종방향으로 90°회전시키고, 카세트(110) 내의 웨이퍼(10)를 수평 자세로 하여, 카세트(110)의 웨이퍼 출입구를 광체(111) 내의 후방을 향할 수 있도록 구성된다.
광체(111) 내의 전후 방향의 실질적으로 중앙부에는, 카세트 선반(기판 수납 용기 재치 선반)(105)이 설치된다. 카세트 선반(105)은, 복수 단, 복수 열로 복수 개의 카세트(110)를 보관하도록 구성된다. 카세트 선반(105)에는, 후술하는 웨이퍼 이재 기구(125)의 반송 대상이 되는 카세트(110)가 수납되는 이재 선반(123)이 설치된다. 또한, 카세트 스테이지(114)의 상방에는, 예비 카세트 선반(107)이 설치되고, 예비적으로 카세트(110)를 보관하도록 구성된다.
카세트 스테이지(114)와 카세트 선반(105) 사이에는, 카세트 반송 장치(기판 수납 용기 반송 장치)(118)가 설치된다. 카세트 반송 장치(118)는 카세트(110)를 보지한 상태로 승강(昇降) 가능한 카세트 엘리베이터(기판 수납 용기 승강 기구)(118a)와, 카세트(110)를 보지한 상태로 수평 이동 가능한 반송 기구로서의 카세트 반송 기구(기판 수납 용기 반송 기구)(118b)를 구비하고 있다. 이들 카세트 엘리베이터(118a)와 카세트 반송 기구(118b)와의 연계 동작에 의해, 카세트 스테이지(114), 카세트 선반(105), 예비 카세트 선반(107), 이재 선반(123) 사이에서 카세트(110)를 상호 반송하도록 구성된다.
카세트 선반(105)의 후방(後方)에는, 웨이퍼 이재 기구(기판 이재 기구)(125)가 설치된다. 웨이퍼 이재 기구(125)는, 웨이퍼(10)를 수평 방향으로 회전 내지 직동(直動) 가능한 웨이퍼 이재 장치(기판 이재 장치)(125a)와, 웨이퍼 이재 장치(125a)를 승강시키는 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(기판 이재 장치 승강 기구)(125b)를 구비하고 있다. 한편, 웨이퍼 이재 장치(125a)는 웨이퍼(10)를 수평 자세로 보지하는 트위저[tweezer, 기판 이재용 치구(治具)](125c)를 구비하고 있다. 이들 웨이퍼 이재 장치(125a)와 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(125b)의 연계 동작에 의해, 웨이퍼(10)를 이재 선반(123) 상의 카세트(110) 내로부터 픽업(pickup)하여 후술하는 보트(boat, 기판 보지구)(11)에 장전(charging)하거나, 웨이퍼(10) 를 보트(11)로부터 탈장(discharging)하여 이재 선반(123) 상의 카세트(110) 내에 수납하도록 구성된다.
광체(111)의 후부 상방(上方)에는, 처리로(202)가 설치된다. 처리로(202)의 하단부에는 개구가 설치된다. 이러한 개구는, 노구(爐口) 셔터(노구 개폐 기구)(147)에 의해 개폐되도록 구성된다. 한편, 처리로(202)의 구성에 대해서는 후술한다.
처리로(202)의 하방(下方)에는, 보트(11)를 승강시켜 처리로(202) 내외로 반송시키는 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(기판 보지구 승강 기구)(115)가 설치된다. 보트 엘리베이터(115)의 승강대에는, 연결구로서의 암(arm)(128)이 설치된다. 암(128) 상에는, 보트(11)를 수직으로 지지함과 함께, 보트 엘리베이터(115)에 의해 보트(11)가 상승했을 때 처리로(202)의 하단부를 기밀(氣密)하게 폐색하는 덮개로서의 씰 캡(seal cap)(9)이 수평 자세로 설치된다.
보트(11)는 복수 개의 보지 부재를 구비하고, 복수 매(예를 들면, 50매~150매 정도)의 웨이퍼(10)를, 수평 자세로 그 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜 다단으로 보지하도록 구성된다. 보트(11)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
카세트 선반(105)의 상방에는, 공급 팬과 방진 필터를 구비한 클린 유닛(134a)이 설치된다. 클린 유닛(134a)은 청정화된 분위기인 클린 에어를 광체(111)의 내부에 유통시키도록 구성된다.
또한, 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(125b) 및 보트 엘리베이터(115)측과 반 대 측인 광체(111)의 좌측 단부에는, 클린 에어를 공급하도록 공급 팬과 방진 필터를 구비한 클린 유닛(도시하지 않음)이 설치된다. 도시하지 않은 상기 클린 유닛으로부터 취출(吹出)된 클린 에어는, 웨이퍼 이재 장치(125a), 보트(11)를 유통한 후에, 도시하지 않은 배기 장치에 흡입되어 광체(111)의 외부로 배기되도록 구성된다.
(2) 기판 처리 장치의 동작
다음에, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(101)의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 카세트(110)가 도시하지 않은 공정 내 반송 장치에 의해, 웨이퍼(10)가 수직 자세로 되고 카세트(110)의 웨이퍼 출입구가 상방향을 향하도록 카세트 스테이지(114) 상에 재치된다. 그 후, 카세트(110)는 카세트 스테이지(114)에 의해, 광체(111)의 후방을 향하여 종방향으로 90°회전된다. 그 결과, 카세트(110) 내의 웨이퍼(10)는 수평 자세로 되고, 카세트(110)의 웨이퍼 출입구는 광체(111) 내의 후방을 향한다.
다음에, 카세트(110)는 카세트 반송 장치(118)에 의해, 카세트 선반(105) 내지 예비 카세트 선반(107)의 지정된 선반 위치로 자동적으로 반송되어 수도(受渡)되고 일시적으로 보관된 후, 카세트 선반(105) 내지 예비 카세트 선반(107)으로부터 이재 선반(123)로 이재되거나 또는 이재 선반(123)으로 직접 반송된다.
카세트(110)가 이재 선반(123)에 이재되면, 웨이퍼(10)는 웨이퍼 이재 장치(125a)의 트위저(125c)에 의해, 웨이퍼 출입구를 통하여 카세트(110)로부터 픽업 되고, 웨이퍼 이재 장치(125a)와 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(125b)의 연계 동작에 의해 이재실(124)의 후방에 있는 보트(11)에 장전(charging) 된다. 보트(11)에 웨이퍼(10)를 수도한 웨이퍼 이재 기구(125)는 카세트(110)로 되돌아오고, 다음의 웨이퍼(10)를 보트(11)에 장전한다.
미리 지정된 매수의 웨이퍼(10)가 보트(11)에 장전되면, 노구 셔터(147)에 의해 닫혀져 있던 처리로(202) 하단부의 개구가 노구 셔터(147)에 의해 개방된다. 이어서, 씰 캡(9)이 보트 엘리베이터(115)에 의해 상승됨으로써, 처리 대상인 웨이퍼(10) 군(群)을 보지한 보트(11)가 처리로(202) 내로 반입(loading)된다. 로딩 후에는, 처리로(202) 내에서 웨이퍼(10)에 임의 처리가 실시된다. 이러한 처리에 대해서는 후술한다. 처리 후에는, 웨이퍼(10) 및 카세트(110)는 상술한 순서와는 반대의 순서로 광체(111)의 외부로 꺼내진다.
(3) 처리로의 구성
이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치인 처리로(202)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수직 단면도이다. 도 2는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수평 단면도이다. 도 3은 처리로 내에 있어서의 처리 가스 및 불활성 가스의 흐름을 나타내는 개략도이다. 한편, 본 실시 형태에 따른 처리로(202)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 CVD 장치[배치(batch)식 종형 핫 월(hot-wall)형 감압 CVD 장치]로서 구성된다.
<프로세스 튜브>
처리로(202)는 중심선이 수직이 되도록 종방향으로 배치되고 광체(111)에 의해 고정적으로 지지된 종형의 프로세스 튜브(1)를 구비한다. 프로세스 튜브(1)는 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3)를 구비한다. 이너 튜브(2) 및 아우터 튜브(3)는 석영(SiO2)이나 탄화규소(SiC) 등의 내열성이 높은 재료에 의해 원통 형상으로 각각 일체로 형성된다.
이너 튜브(2)는 상단이 폐색하고 하단이 개구한 원통 형상으로 형성된다. 이너 튜브(2) 내에는, 기판 보지구로서의 보트(11)에 의해 수평 자세로 다단으로 적층된 웨이퍼(10)를 수납하여 처리하는 처리실(4)이 형성된다. 이너 튜브(2) 하단 개구는 웨이퍼(10) 군을 보지한 보트(11)를 출입하기 위한 노구(5)를 구성한다. 따라서, 이너 튜브(2)의 내경은 웨이퍼(10) 군을 보지한 보트(11)의 최대 외경보다 크게 설정된다. 아우터 튜브(3)는 이너 튜브(2)에 비하여 다소 크게 서로 비슷하고, 상단이 폐색하고 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되며, 이너 튜브(2)의 외측을 둘러싸도록 동심원으로 덮여 있다. 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3) 사이의 하단부는, 원형 링 형상으로 형성된 매니폴드(manifold)(6)에 의해 각각 기밀하게 봉지(封止)되어 있다. 매니폴드(6)는 이너 튜브(2) 및 아우터 튜브(3)에 대한 보수 점검 작업이나 청소 작업을 위하여, 이너 튜브(2) 및 아우터 튜브(3)에 착탈이 자유자재로 가능하도록 부착된다. 매니폴드(6)가 광체(111)에 지지됨으로써, 프로세스 튜브(1)는 수직으로 고정된 상태로 된다.
<배기 유닛>
매니폴드(6) 측벽 일부에는, 처리실(4) 내의 분위기를 배기하는 배기 라인으로서의 배기관(7a)이 접속된다. 매니폴드(6)와 배기관(7a)의 접속부에는, 처리실(4) 내의 분위기를 배기하는 배기구(7)가 형성된다. 배기관(7a) 내는 배기구(7)를 개재하여 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3) 사이에 형성된 극간(隙間)으로 이루어지는 배기로(8) 내에 연통(連通)하고 있다. 배기로(8)의 횡단면 형상은, 일정한 폭의 원형 링 형상으로 되어 있다. 배기관(7a)에는, 상류부터 순서대로, 압력 센서(7d), 압력 조정 밸브로서의 APC(Auto　Pressure　Controller) 밸브(7b), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(7c)가 설치된다. 진공 펌프(7c)는 처리실(4) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성된다. APC 밸브(7b) 및 압력 센서(7d)에는 압력 제어부(236)가 전기적으로 접속된다. 압력 제어부(236)는 처리실(4) 내의 압력이 원하는 타이밍에 원하는 압력이 되도록, 압력 센서(7d)에 의해 검출된 압력을 토대로 APC 밸브(7b)의 개방도를 제어하도록 구성된다. 주로, 배기관(7a), 배기구(7), 배기로(8), 압력 센서(7d), APC 밸브(7b), 진공 펌프(7c)에 의해, 본 실시 형태에 따른 배기 유닛이 구성된다.
<기판 보지구>
매니폴드(6)에는 매니폴드(6)의 하단 개구를 폐색하는 씰 캡(9)이 수직 방향 하측으로부터 당접(當接)되도록 되어 있다. 씰 캡(9)은 아우터 튜브(3)의 외경과 동등 이상의 원반 형상으로 형성되고, 프로세스 튜브(1)의 외부에 수직으로 설비된 보트 엘리베이터(115)에 의해 수평 자세로 수직 방향으로 승강되도록 구성된다.
씰 캡(9) 상에는, 웨이퍼(10)를 보지하는 기판 보지구로서의 보트(11)가 수 직으로 입각(立脚)되어 지지되도록 되어 있다. 보트(11)는 상하로 한 쌍의 단판(端板)(12, 13)과, 단판(12, 13) 사이에 수직으로 설치된 복수 개의 보지 부재(14)를 구비한다. 단판(12, 13) 및 보지 부재(14)는, 예를 들면 석영(SiO2)이나 탄화규소(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어진다. 각 보지 부재(14)에는, 다수 개의 보지홈(保持溝)(15)이 길이 방향으로 등(等)간격으로 설치된다. 각 보지 부재(14)는 보지홈(15)이 서로 대향하도록 설치된다. 웨이퍼(10)의 원주연(圓周緣)이 복수 개의 보지 부재(14)에 있어서의 동일한 단(端)의 보지홈(15) 내에 각각 삽입됨으로써, 복수 매의 웨이퍼(10)는 수평 자세이면서 서로 중심을 맞춘 상태에서 다단으로 적층되어 보지되도록 구성된다.
또한, 보트(11)와 씰 캡(9) 사이에는, 상하로 한 쌍의 보조 단판(端板)(16, 17)이 복수 개의 보조 보지 부재(18)에 의해 지지되어 설치된다. 각 보조 보지 부재(18)에는 다수 개의 보지홈(19)이 설치된다. 보지홈(19)에는, 예를 들면 석영(SiO2)이나 탄화규소(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지는 원판 형상을 한 복수 매의 단열판(216)이, 수평 자세로 다단으로 장전되도록 구성된다. 단열판(216)에 의해, 후술하는 히터 유닛(20)으로부터의 열이 매니폴드(6) 측에 전달되기 어렵도록 구성된다.
씰 캡(9)의 처리실(4)과 반대 측에는 보트를 회전시키는 회전 기구(254)가 설치된다. 회전 기구(254)의 회전축(255)은 씰 캡(9)을 관통하여 보트(11)를 하방으로부터 지지하고 있다. 회전축(255)을 회전시킴으로써 처리실(4) 내에서 웨이 퍼(10)를 회전시킬 수 있도록 구성되어 있다. 씰 캡(9)은 상술한 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되고, 이에 의해 보트(11)를 처리실(4) 내외로 반송할 수 있도록 되어 있다.
회전 기구(254) 및 보트 엘리베이터(115)에는 구동 제어부(237)가 전기적으로 접속된다. 구동 제어부(237)는 회전 기구(254) 및 보트 엘리베이터(115)가 원하는 타이밍으로 원하는 동작을 할 수 있게 제어하도록 구성된다.
<히터 유닛>
아우터 튜브(3)의 외부에는, 프로세스 튜브(1) 내를 전체에 걸쳐서 균일 또는 소정의 온도 분포로 가열하는 가열 기구로서의 히터 유닛(20)이, 아우터 튜브(3)를 포위하도록 설치된다. 히터 유닛(20)은 기판 처리 장치(101)의 광체(111)에 지지됨으로써 수직으로 설치된 상태로 되고, 예를 들면 카본 히터 등의 저항 가열 히터로서 구성된다.
프로세스 튜브(1) 내에는, 온도 검출기로서 도시하지 않은 온도 센서가 설치된다. 히터 유닛(20)과 온도 센서에는 온도 제어부(238)가 전기적으로 접속된다. 온도 제어부(238)는 처리실(4) 내의 온도가 원하는 타이밍에 원하는 온도 분포가 되도록, 상기 온도 센서에 의해 검출된 온도 정보를 토대로 히터 유닛(20)에 대한 통전 상태를 제어하도록 구성된다.
주로, 히터 유닛(20), 도시하지 않은 온도 센서에 의해, 본 실시 형태에 따른 가열 유닛이 구성된다.
<처리 가스 공급 유닛, 불활성 가스 공급 유닛>
이너 튜브(2)의 측벽[후술하는 배기공(25)과는 180°반대 측의 위치]에는, 채널 형상의 예비실(21)이, 이너 튜브(2)의 측벽으로부터 이너 튜브(2)의 직경 방향 바깥쪽으로 돌출하여 수직 방향으로 길게 연재하도록 형성된다. 예비실(21)의 측벽(26)은 이너 튜브(2)의 측벽의 일부를 구성한다. 또한, 예비실(21)의 내벽은 처리실(4)의 내벽 일부를 형성하도록 구성된다. 예비실(21)의 내부에는, 예비실(21)의 내벽[즉 처리실(4)의 내벽]을 따르도록 웨이퍼(10)의 적층 방향으로 연재되고 처리실(4) 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)이 설치된다. 또한, 예비실(21)의 내부에는, 예비실(21)의 내벽[즉 처리실(4)의 내벽]을 따르도록 웨이퍼(10)의 적층 방향으로 연재됨과 동시에 웨이퍼(10)의 둘레 방향을 따라서 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)을 양쪽으로부터 사이에 두도록 설치되고, 처리실(4) 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)이 설치된다.
처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)의 상류측 단부인 처리 가스 도입구부(23a, 23b) 및 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 상류측 단부인 불활성 가스 도입구부(23c, 23d)는, 각각 매니폴드(6)의 측벽을 매니폴드(6)의 직경 방향 바깥쪽으로 관통하여 프로세스 튜브(1)의 외부에 돌출하여 있다.
처리 가스 도입구부(23a, 23b)에는, 처리 가스 공급 라인으로서의 처리 가스 공급관(25a, 25b)이 각각 접속된다.
처리 가스 공급관(25a)에는 상류 측부터 순서대로, 예를 들면 액체 원료로서 의 TEMAH(Hf［NCH3C2H5］4, Tetrakis ethylmethylamino hafnium)나 TEMAZ(Zr［NCH3C2H5］4, tetrakis ethylmethylamino zirconium)를 기화시킨 가스(TEMAH 가스나 TEMAZ 가스) 등의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급원(28a), 유량 제어 장치로서의 MFC(mass flow controller)(27a) 및 개폐 밸브(26a)가 각각 설치된다. 이와 같이, 불활성 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓여지는 처리 가스로서는, 열분해 온도가 처리 온도(성막 온도)보다 낮은 가스로서, 예를 들면 TEMAH나 TEMAZ를 기화시킨 가스(TEMAH 가스나 TEMAZ 가스) 등이 사용된다. 한편, 처리 가스 공급관(25a)의 개폐 밸브(26a)보다 하류 측에는, 도시하지 않은 캐리어 가스 공급관이 접속된다. 이러한 캐리어 가스 공급관으로부터 캐리어 가스로서의 N2 가스를 공급함으로써, 처리 가스를 희석하여, 처리실(4) 내에 대한 처리 가스의 공급이나 처리실(4) 내에서의 처리 가스의 확산을 촉진할 수 있도록 구성된다.
또한, 처리 가스 공급관(25b)에는, 상류 측부터 순서대로, 예를 들면 O3(오존) 가스 등의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급원(28b), 유량 제어 장치로서의 MFC(mass flow controller)(27b) 및 개폐 밸브(26b)가 각각 설치된다. 한편, 처리 가스 공급관(25b)의 개폐 밸브(26b)보다 하류 측에는, 도시하지 않은 캐리어 가스 공급관이 접속된다. 이러한 캐리어 가스 공급관으로부터 캐리어 가스로서의 N2 가스를 공급함으로써, 처리 가스를 희석하여, 처리실(4) 내에 대한 처리 가스 공급이나 처리실(4) 내에서의 처리 가스의 확산을 촉진할 수 있도록 구성되어 있다.
불활성 가스 도입구부(23c, 23d)에는, 불활성 가스 공급 라인으로서의 불활성 가스 공급관(25c, 25d)이 각각 접속된다. 불활성 가스 공급관(25c, 25d)에는, 상류 측부터 순서대로, 예를 들면 N2 가스, Ar 가스, He 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(28c, 28d), 유량 제어 장치로서의 MFC(mass flow controller)(27c, 27d) 및 개폐 밸브(26c, 26d)가 각각 설치된다.
주로, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b), 처리 가스 공급관(25a, 25b), 처리 가스 공급원(28a, 28b), MFC(27a, 27b), 개폐 밸브(26a, 26b), 도시하지 않은 2개의 캐리어 가스 공급관에 의해, 본 실시 형태에 따른 처리 가스 공급 유닛이 구성된다. 또한, 주로, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d), 불활성 가스 공급관(25c, 25d), 불활성 가스 공급원(28c, 28d), MFC(27c, 27d), 개폐 밸브(26c, 26d)에 의해, 본 실시 형태에 따른 불활성 가스 공급 유닛이 구성된다.
MFC(27a, 27b, 27c, 27d) 및 개폐 밸브(26a, 26b, 26c, 26d)에는 가스 공급ㆍ유량 제어부(235)가 전기적으로 접속된다. 가스 공급ㆍ유량 제어부(235)는 후술하는 각 스텝에서 처리실(4) 내로 공급하는 가스의 종류가 원하는 타이밍에 원하는 가스종이 되도록, 또한, 공급하는 가스의 유량이 원하는 타이밍에 원하는 양이 되도록, 그리고, 불활성 가스에 대한 처리 가스의 농도가 원하는 타이밍에 원하는 농도가 되도록, MFC(27a, 27b, 27c, 27d) 및 개폐 밸브(26a, 26b, 26c, 26d)를 제어하도록 구성된다.
처리실(4) 내에 있어서의 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)의 통부(筒部)에는, 복수 개의 분출구(24a, 24b)가 수직 방향으로 배열하도록 설치되고, 처리실(4) 내에 있어서의 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 통부에는, 복수 개의 분출구(24c, 24d)가 수직 방향으로 배열하도록 설치된다.
처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)이나 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)이 예비실(21) 내에 설치됨으로써, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)의 분출구(24a, 24b) 및 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24c, 24d)는 이너 튜브(2)의 내주면보다, 이너 튜브(2)의 직경 방향 외측으로 배치된 상태로 되어 있다.
분출구(24a, 24b, 24c, 24d)의 개수는, 예를 들면 보트(11)에 보지된 웨이퍼(10)의 매수와 일치하도록 구성된다. 각 분출구(24a, 24b, 24c, 24d)의 높이의 위치는, 예를 들면 보트(11)에 보지된 상하에서 서로 이웃하는 웨이퍼(10) 사이의 공간에 대향하도록 각각 설정되어 있다. 한편, 각 분출구(24a, 24b, 24c, 24d)의 구경(口徑)은, 각 웨이퍼(10)에 대한 가스 공급량이 균일하게 되도록 각각 다른 크기로 설정되어도 된다. 한편, 분출구(24a, 24b, 24c, 24d)는 복수 매의 웨이퍼(10)에 대하여 1 개씩(예를 들면 여러 매의 웨이퍼(10)에 대하여 1 개씩) 설치해도 된다.
이너 튜브(2)의 측벽으로서 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)에 대향한 위치, 즉 예비실(21)과는 180°반대 측의 위치에는, 예를 들면 슬릿(slit) 형상의 관통공인 배기공(25)이 수직 방향으로 가늘고 길게 개설(開設)되어 있다. 처리실(4) 내와 배기로(8) 내는 배기공(25)을 개재하여 연통하고 있다. 따라서, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)의 분출구(24a, 24b)로부터 처리실(4) 내로 공급된 처리 가스 및 불활 성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24a, 24b)로부터 처리실(4) 내로 공급된 처리 가스는, 배기공(25)을 개재하여 배기로(8) 내로 흐른 후, 배기구(7)를 개재하여 배기관(7a) 내로 흐르고, 처리로(202) 외부로 배출되도록 구성된다. 한편, 배기공(25)은 슬릿 형상의 관통공으로서 구성되는 경우에 국한하지 않고, 복수 개의 구멍에 의해 구성되어도 무방하다.
한편, 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 가스 공급 노즐(22a)과 배기공(25)을 연결하는 직선 및 처리 가스 공급 노즐(22b)과 배기공(25)을 연결하는 제1 직선은, 각각 웨이퍼(10)의 중심 부근을 지나도록 구성된다. 한편, 분출구(24a, 24b)의 방향은 이들 제1 직선과 실질적으로 평행으로 설정되어 있다. 또한, 불활성 가스 공급 노즐(22c)과 배기공(25)을 연결하는 제2 직선 및 불활성 가스 공급 노즐(22c)과 배기공(25)을 연결하는 제3 직선은, 처리 가스 공급 노즐(22a)과 배기공(25)을 연결하는 제1 직선 및 처리 가스 공급 노즐(22b)과 배기공(25)을 연결하는 제1 직선을 각각 양쪽으로부터 사이에 놓여지도록 구성된다. 한편, 분출구(24c, 24d)의 방향은 이들 직선보다 외측으로 개방된 방향으로 설정되어도 되고, 이들 직선과 실질적으로 평행으로 설정되어도 된다. 즉, 분출구(24c)는 제2 직선보다 외측으로 개방된 방향으로 개구하도록 구성되어도 되고, 제2 직선과 실질적으로 평행으로 개구하도록 구성되어도 된다. 또한, 분출구(24d)의 방향은 제3 직선보다 외측으로 개방된 방향으로 개구하도록 구성되어도 되고, 제3 직선과 실질적으로 평행으로 개구하도록 구성되어도 된다.
따라서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 처리 가스와 불활성 가스를 처리실(4) 내로 동시에 공급하도록 하면, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)의 분출구(24a, 24b)로부터 처리실(4) 내로 공급된 처리 가스의 가스류(30a, 30b)는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4) 내로 공급된 불활성 가스의 가스류(30c, 30d)에 의해 양측으로부터 사이에 놓이게 되고, 그 유로가 제한되게 된다. 예를 들면, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 불활성 가스가 공급되면, 이러한 영역의 압력이 상대적으로 높아지고, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 처리 가스가 흘러들어가는 것이 억제된다. 그 결과, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 처리 가스 공급이 촉진되고, 각 웨이퍼(10)의 외주 부근과 중심 부근에 있어서의 처리 가스 공급량이 더욱 균일화된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서의 처리 가스가 불활성 가스에 의해 희석되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 억제된다.
<컨트롤러>
가스 공급ㆍ유량 제어부(235), 압력 제어부(236), 구동 제어부(237) 및 온도 제어부(238)는, 조작부, 입출력부를 구성하고, 기판 처리 장치 전체를 제어하는 주제어부(239)에 전기적으로 접속된다. 이들, 가스 공급ㆍ유량 제어부(235), 압력 제어부(236), 구동 제어부(237), 온도 제어부(238) 및 주제어부(239)는 컨트롤러(240)로서 구성된다.
(4) 기판 처리 공정
다음에, 상술한 기판 처리 장치(101)에 의해 실시되는 반도체 장치(device) 의 제조 공정의 일 공정을 설명한다. 상술한 바와 같이, 불활성 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓여지는 처리 가스로서는, 열분해 온도가 처리 온도(성막 온도)보다 낮은 가스로서, 예를 들면 TEMAH나 TEMAZ를 기화시킨 가스(TEMAH 가스나 TEMAZ 가스) 등을 사용할 수 있다. 이하에서는, 처리 가스로서 TEMAH 가스 및 O3 가스를 사용하여 ALD(Atomic　Layer　Deposition)법에 의해 HfO2 막을 성막하는 예를 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치(101)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(240)에 의해 제어된다.
CVD(Chemical　Vapor　Deposition)법의 하나인 ALD법은, 어떤 성막 조건(온도, 시간 등) 하에서, 성막에 사용하는 적어도 2 종류의 상호 반응하는 처리 가스를 1 종류씩 교대로 기판 상에 공급하고, 1 원자 단위로 기판 상에 흡착시켜 표면 반응을 이용하여 성막을 수행하는 방법이다. 이 때, 막 두께의 제어는, 반응성 가스를 공급하는 사이클 수로 수행한다(예를 들면, 성막 속도가 1Å／사이클이라고 하면, 20Å의 막을 형성하는 경우, 20 사이클을 수행한다). 예를 들면 ALD법에 의해 HfO2 막을 형성하는 경우, TEMAH(Hf［NCH3C2H5］4, Tetrakis ethylmethylamino hafnium) 가스와 O3(오존) 가스를 사용하여 180~250℃의 저온에서 고품질의 성막이 가능하다.
먼저, 상술한 바와 같이 처리 대상의 웨이퍼(10) 군을 보트(11)에 장전하여 처리실(4) 내로 반입한다. 보트(11)를 처리실(4) 내로 반입한 후, 처리실(4) 내의 압력이 10~1000Pa의 범위 내로서 예를 들면 50Pa가 되고, 또한 처리실(4) 내의 온 도가 180~250℃의 범위로서 예를 들면 220℃가 되면, 이하에 나타내는 4개의 스텝(스텝 1~4)을 1 사이클로 하여 이 사이클을 소정 회수 반복한다. 한편, 이하의 스텝 1~4를 실행하는 동안, 회전 기구(254)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(10) 표면으로 공급되는 가스의 유량을 더욱 균일화시킬 수 있게 된다.
<스텝 1>
처리 가스 공급관(25a)의 개폐 밸브(26a) 및 배기관(7a)의 APC 밸브(7b)를 함께 개방하고, 진공 펌프(7c)에 의해 처리실(4) 내를 배기하면서, 처리 가스 공급 노즐(22a)의 분출구(24a)로부터 처리 가스로서의 TEMAH 가스를 처리실(4) 내로 공급한다. TEMAH 가스는, 도시하지 않은 캐리어 가스 공급관으로부터 공급되는 캐리어 가스(N2 가스)에 의해 희석하여 공급한다.
한편, TEMAH 가스는, 기판 처리의 면내 균일성[웨이퍼(10)의 표면에 형성되는 HfO2 막 두께의 면내 균일성]에 큰 영향을 미치는 가스이다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 스텝 1에서는, TEMAH 가스를 처리실(4) 내로 공급할 때, 동시에, 불활성 가스 공급관(25c, 25d)의 개폐 밸브(26c, 26d)를 개방하고, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24c, 24d)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 각각 처리실(4) 내로 공급한다. 그 결과, 처리 가스 공급 노즐(22a)의 분출구(24a)로부터 처리실(4) 내로 공급된 TEMAH 가스는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4) 내로 공급된 N2 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓이게 되고, 그 유로가 제한되게 된다. 예를 들면, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 불활성 가스가 공급되면, 이러한 영역의 압력이 상대적으로 높아지고, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 TEMAH 가스가 흘러들어가는(배출되는) 것이 억제된다. 그 결과, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 TEMAH 가스의 공급이 촉진되고, 각 웨이퍼(10)의 외주 부근과 중심 부근에 있어서의 TEMAH 가스의 공급량이 더욱 균일화된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 TEMAH 가스가 N2 가스에 의해 희석되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 억제된다. 이와 같이, 스텝 1에 있어서 불활성 가스 공급관(25c, 25d)으로부터 공급하는 불활성 가스(N2 가스)는, 처리 가스의 유로를 제한하고, 웨이퍼(10)에 대한 처리 가스의 공급량을 균일화시키는 어시스트 가스(assist gas)로서 기능한다.
한편, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)은, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 TEMAH 가스를 공급할 때, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 공급되는 TEMAH 가스의 유량 이상의 유량으로 N2 가스를 공급하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 불활성 가스 공급 노즐(22c)의 분출구(24c)로부터 공급되는 N2 가스의 유량 및 불활성 가스 공급 노즐(22d)의 분출구(24d)로부터 공급되는 N2 가스의 유량이, 각각 처리 가스 공급 노즐(22a)의 분출구(24a)로부터 공급되는 TEMAH 가스의 유량 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. TEMAH 가스의 유량 및 N2 가스의 유량은, MFC(27a, 27c, 27d)에 의해 각각 제어한다. 그 결과, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 TEMAH 가 스의 공급이 더욱 촉진된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 N2 가스에 의한 TEMAH 가스의 희석이 더욱 촉진된다.
스텝 1의 실행 중에는, 처리실(4) 내의 압력이 20~900 Pa의 범위 내로서, 예를 들면 50Pa가 되도록 조정한다. 또한, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터의 TEMAH 가스의 공급 유량은, 0.01~0.35g/min의 범위 내로서, 예를 들면 0.3g/min가 되도록 조정한다. 처리 가스 공급관(25a)에 접속된 캐리어 가스 공급관(도시하지 않음)으로부터 N2 가스(캐리어 가스)의 공급 유량은, 0.1~0.5g/slm의 범위 내로서, 예를 들면 1.0slm가 되도록 조정한다. 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터의 N2 가스(어시스트 가스)의 공급 유량은, 각각 20~30slm의 범위 내로서, 예를 들면 30slm가 되도록 조정한다. 또한, 처리실(4) 내의 온도는, 180~250℃의 범위로서 예를 들면 220℃가 되도록 조정한다. 또한, TEMAH 가스에 웨이퍼(10)를 노출하는 시간(스텝 1의 실행 시간)은, 30~180초의 범위 내로서, 예를 들면 120초로 한다.
TEMAH 가스를 처리실(4) 내로 공급함으로써, TEMAH 가스의 가스 분자가 웨이퍼(10) 상의 하지막(下地膜)등의 표면 부분과 표면 반응(화학 흡착)한다.
<스텝 2>
처리 가스 공급관(25a)의 개폐 밸브(26a)를 닫고, 처리실(4) 내에 대한 TEMAH 가스의 공급을 정지한다. 이 때, 배기관(7a)의 APC 밸브(7b)는 개방한 상태로 하고, 진공 펌프(7c)에 의해 처리실(4) 내를 예를 들면 20Pa 이하가 될 때까지 배기하고, 잔류하는 TEMAH 가스를 처리실(4) 내로부터 배제한다. 또한, 불활성 가 스 공급관(25c, 25d)의 개폐 밸브(26c, 26d)를 개방하고 N2 가스를 처리실(4) 내에 공급하면, 잔류하는 TEMAH 가스를 처리실(4) 내로부터 배제하는 효과가 더욱 높아진다. 스텝 2에 있어서는, 불활성 가스 공급관(25c, 25d)으로부터 공급하는 N2 가스는 처리실(4) 내의 잔류 가스의 배출을 촉진하는 퍼지 가스로서 기능한다.
스텝 2의 실행 중에는, 처리실(4) 내의 압력이 예를 들면 20Pa 이하가 되도록 조정한다. 또한, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터의 N2 가스(퍼지 가스)의 공급 유량은, 각각 0.5~20slm의 범위 내로서, 예를 들면 12slm이 되도록 조정한다. 또한, 처리실(4) 내의 온도는, 180~250℃의 범위로서 예를 들면 220℃가 되도록 조정한다. 또한, 스텝 2의 실행 시간은, 30~150초의 범위 내로서 예를 들면 60초로 한다.
<스텝 3>
배기관(7a)의 APC 밸브(7b)를 개방한 상태로, 처리 가스 공급관(25b)의 개폐 밸브(26b)를 개방하고, 진공 펌프(7c)에 의해 처리실(4) 내를 배기하면서, 처리 가스 공급 노즐(22b)의 분출구(24b)로부터 처리 가스로서의 O3 가스를 처리실(4) 내로 공급한다. O3 가스는 도시하지 않은 캐리어 가스 공급관으로부터 공급되는 캐리어 가스(N2 가스)에 의해 희석하여 공급한다.
한편, O3 가스는 기판 처리의 면내 균일성[웨이퍼(10)의 표면에 형성되는 HfO2 막 두께의 면내 균일성]에 대한 영향이 작은 가스이다. 이 때문에, 본 실시 형 태에 따른 스텝 3에 있어서는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터 N2 가스(어시스트 가스)를 공급하지 않는 것으로 하고 있다. 단, 스텝 3에서 공급하는 처리 가스가 기판 처리의 면내 균일성에 영향을 미치는 가스인 경우에는, 스텝 3에 있어서도, 스텝 1과 마찬가지로, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터 N2 가스(어시스트 가스)를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, O3 가스를 공급하는 경우라 하더라도, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터 N2 가스(어시스트 가스)를 공급해도 무방하다.
스텝 3의 실행 중에는, 처리실(4) 내의 압력이 20~900Pa의 범위 내로서, 예를 들면 50Pa가 되도록 조정한다. 또한, 처리 가스 공급 노즐(22b)로부터의 O3 가스의 공급 유량은, 6~20slm의 범위 내로서, 예를 들면 17slm이 되도록 조정한다. 처리 가스 공급관(25b)에 접속된 캐리어 가스 공급관(도시하지 않음)으로부터의 N2 가스(캐리어 가스)의 공급 유량은, 0~2slm의 범위 내로서, 예를 들면 0.5slm가 되도록 조정한다. 또한, 처리실(4) 내의 온도는, 180~250℃의 범위로서 예를 들면 220℃가 되도록 조정한다. 또한, TEMAH 가스에 웨이퍼(10)를 노출하는 시간(스텝 3의 실행 시간)은, 10~300초의 범위 내로서 예를 들면 120초로 한다.
O3 가스를 처리실(4) 내로 공급함으로써, 웨이퍼(10)의 표면에 화학 흡착하고 있는 TEMAH 가스와 O3 가스가 표면 반응하여 웨이퍼(10) 상에 HfO2 막이 성막된다.
<스텝 4>
처리 가스 공급관(25b)의 개폐 밸브(26b)를 닫고, 처리실(4) 내에 대한 O3 가스의 공급을 정지한다. 이 때 배기관(7a)의 APC 밸브(7b)는 개방한 상태로 하고, 진공 펌프(7c)에 의해 처리실(4) 내를 20Pa 이하가 될 때까지 배기하고, 잔류하는 O3 가스를 처리실(4) 내로부터 배제한다. 또한, 불활성 가스 공급관(25c, 25d)의 개폐 밸브(26c, 26d)를 개방하여 N2 가스를 처리실(4) 내에 공급하면, 잔류하는 O3 가스를 처리실(4) 내로부터 배제하는 효과가 더욱 높아진다. 스텝 4에 있어서는, 불활성 가스 공급관(25c, 25d)으로부터 공급하는 N2 가스는, 처리실(4) 내의 잔류 가스의 배출을 촉진하는 퍼지 가스로서 기능한다.
스텝 4의 실행 중에는, 처리실(4) 내의 압력이 예를 들면 20Pa 이하가 되도록 조정한다. 또한, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터의 N2 가스(퍼지 가스)의 공급 유량은, 각각 0.5~20slm의 범위 내로서, 예를 들면 12slm이 되도록 조정한다. 또한, 처리실(4) 내의 온도는, 180~250℃의 범위로서 예를 들면 220℃가 되도록 조정한다. 또한, 스텝 2의 실행 시간은, 30~150초의 범위 내로서 예를 들면 60초로 한다.
그리고, 상술한 스텝 1~4를 1 사이클로 하고, 이 사이클을 여러 차례 반복함으로써 웨이퍼(10) 상에 소정 막 두께의 HfO2 막을 성막한다. 그 후, 처리 후의 웨이퍼(10) 군을 보지한 보트(11)를 처리실(4) 내로부터 반출하고 본 실시 형태에 따 른 기판 처리 공정을 종료한다.
(5) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
본 실시 형태에 따르면, 상술한 스텝 1에 있어서, 처리 가스 공급 노즐(22a)의 분출구(24a)로부터 처리실(4) 내로 공급된 TEMAH 가스는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4) 내로 공급된 N2 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓이게 되고, 그 유로가 제한된다. 예를 들면, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 N2 가스가 공급되면, 이러한 영역의 압력이 상대적으로 높아지고, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 TEMAH 가스가 흘러들어가는 것이 억제된다. 그 결과, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 TEMAH 가스의 공급이 촉진되고, 각 웨이퍼(10)의 외주 부근과 중심 부근에 있어서의 TEMAH 가스 공급량이 더욱 균일화된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 TEMAH 가스가 N2 가스에 의해 희석되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 억제된다.
한편, 본 실시 형태에 있어서, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)이, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 TEMAH 가스를 공급할 때, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 공급되는 TEMAH 가스의 유량 이상의 유량으로 N2 가스를 공급하도록 하면, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 TEMAH 가스의 공급이 더욱 촉진된다. 또한, 웨이 퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 N2 가스에 의한 TEMAH 가스의 희석이 더욱 촉진되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 HfO2막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 더욱 억제된다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, O3 가스는 웨이퍼(10)의 표면에 형성되는 HfO2 막 두께의 면내 균일성에 대한 영향이 작은 가스이기 때문에, 스텝 3에 있어서는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터의 N2 가스(어시스트 가스)의 공급을 수행하지 않는 것으로 했다. 단, 스텝 3에 있어서도, 스텝 1과 마찬가지로 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터의 N2 가스(어시스트 가스)를 공급해도 된다.
이러한 경우, 처리 가스 공급 노즐(22b)의 분출구(24b)로부터 처리실(4) 내로 공급된 O3 가스는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4) 내로 공급된 N2 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓이게 되고, 그 유로가 제한된다. 예를 들면, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 N2 가스가 공급되면, 이러한 영역의 압력이 상대적으로 높아지고, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 O3 가스가 흘러들어가는 것이 억제된다. 그 결과, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 O3 가스의 공급이 촉진되고, 각 웨이퍼(10)의 외주 부근과 중심 부근에 있어서의 O3 가스 공급량이 더욱 균일화된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 O3 가스가 N2 가스에 의해 희석되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 억제된다.
한편, 본 실시 형태에 있어서, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)이, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 O3 가스를 공급할 때, 처리 가스 공급 노즐(22b)로부터 공급되는 O3 가스의 유량 이상의 유량으로 N2 가스를 공급하도록 하면, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 O3 가스의 공급이 더욱 촉진된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 N2 가스에 의한 O3 가스의 희석이 더욱 촉진되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 HfO2막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 더욱 억제된다.
또한, 본 실시 형태의 스텝 2, 4에 있어서, 불활성 가스 공급관(25c, 25d)의 개폐 밸브(26c, 26d)를 개방하여 N2 가스를 처리실(4) 내로 공급하도록 하면, 잔류하는 TEMAH 가스나 O3 가스를 처리실(4) 내로부터 배제하는 효과가 더욱 높아진다. 그 결과, 스텝 2, 4의 실행에 필요한 시간이 단축되어 기판 처리의 생산성을 높일 수 있게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 보트(11)에 의해 지지되는 각 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4)의 내벽 사이에, 링 형상의 정류판을 각각 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 웨이퍼(10)의 적층 피치를 넓게 확보할 필요가 없어지고, 일괄 처리할 수 있는 기판의 매수가 적어지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 처리의 생산 성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 보트(11)에 의해 지지되는 각 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4)의 내벽 사이에, 링 형상의 정류판을 각각 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 보트(11)의 생산 비용 및 기판 처리 비용을 저감시킬 수 있다.
<본 발명의 제2 실시 형태>
상술한 실시 형태에서는, 처리실(4) 내로 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)과, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)을 양쪽으로부터 사이에 두도록 설치한 처리실(4) 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)을 각각 개별적으로 포함하고 있었다. 그리고, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 공급하는 처리 가스(예를 들면 TEMAH 가스)와, 처리 가스 공급 노즐(22b)로부터 공급하는 처리 가스(예를 들면 O3 가스)는, 각각 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)로부터 나오는 불활성 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓여지고 있었다.
그러나, 본 발명은 이러한 실시 형태에 국한되지 않는다. 즉 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐로부터 공급되는 복수 종류의 처리 가스 중, 어떤 한 종류의 처리 가스의 공급량의 면내 균일성만이 기판 처리의 면내 균일성에 영향을 주는 경우(다른 처리 가스 공급량의 면내 균일성이 기판 처리의 면내 균일성에 그다지 영향을 주지 않는 경우)에는, 기판 처리의 면내 균일성에 영향을 주는 처리 가스만을 불활성 가스에 의해 양측으로부터 사이에 두는 것으로 하고, 기판 처리의 면내 균 일성에 그다지 영향을 주지 않는 처리 가스는 불활성 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓이게 하지 않아도 된다.
이 경우, 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐 중 적어도 1개의 처리 가스 공급 노즐(기판 처리의 면내 균일성에 그다지 영향을 주지 않는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐)은, 다른 처리 가스 공급 노즐(기판 처리의 면내 균일성에 영향을 주는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐)로부터 처리 가스를 공급할 때, 상기 다른 처리 가스 공급 노즐로부터 공급되는 처리 가스의 유량 이상의 유량으로 불활성 가스를 공급하도록 구성되어도 된다.
예를 들면, TEMAH 가스 공급량의 면내 균일성이 기판 처리의 면내의 균일성에 크게 영향을 주는 한편, O3 가스 공급량의 면내 균일성이 기판 처리의 면내 균일성에 그다지 영향을 주지 않는 경우에는, TEMAH 가스만을 N2 가스에 의해 양측으로부터 사이에 두는 것으로 하고, O3 가스는 N2 가스에 의해 양측으로부터 사이에 놓이지 않는 것으로 해도 된다. 그리고, 불활성 가스 공급 노즐(22c) 및 처리 가스 공급 노즐(22b)은, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 TEMAH 가스를 공급할 때, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 공급되는 TEMAH 가스의 유량 이상의 유량으로 N2 가스를 각각 공급하도록 구성해도 된다. 그리고, 불활성 가스 공급 노즐(22d)을 설치하지 않는 것으로 한다면, 기판 처리 장치의 구조를 간소화할 수 있게 되어 기판 처리 비용을 저감시킬 수 있게 된다.
<본 발명의 제3 실시 형태>
이하에, 본 발명의 제3 실시 형태를, 도 10을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 불활성 가스 분출구(24c, 24d)는 웨이퍼(10)의 중심 방향이 아닌, 처리실(4)의 내벽과 웨이퍼(10)의 외주부 사이의 공간(극간)에 불활성 가스를 분사(噴射)하도록 개구되어 있는 점이, 상술한 실시 형태와 다르다. 그 이외의 구성은 상술한 실시 형태와 동일하다.
처리 가스 공급 노즐(22a)과 배기구(25)를 연결하는 직선 및 처리 가스 공급 노즐(22b)과 배기구(25)를 연결하는 직선은, 각각 웨이퍼(10)의 중심 부근을 지나도록 구성된다. 한편, 처리 가스 분출구(24a, 24b)의 방향은, 이들 직선과 실질적으로 평행으로 설정되어 있다. 즉, 처리 가스 분출구(24a, 24b)는, 웨이퍼(10)의 중심을 향하여 처리 가스를 공급하도록 개구되어 있다. 또한, 불활성 가스 공급 노즐(22c)과 배기구(25)를 연결하는 직선 및 불활성 가스 공급 노즐(22c)과 배기구(25)를 연결하는 직선은, 처리 가스 공급 노즐(22a)과 배기구(25)를 연결하는 직선 및 처리 가스 공급 노즐(22b)과 배기구(25)를 연결하는 직선을 각각 양쪽으로부터 사이에 두도록 구성된다. 한편, 불활성 가스 분출구(24c, 24d)의 방향은, 이들 직선보다 외측으로 개방된 방향으로 설정되어 있다. 그리고, 불활성 가스 분출구(24c, 24d)는 웨이퍼(10)의 중심 방향이 아닌, 처리실(4)의 내벽과 웨이퍼(10)의 외주부 사이의 공간(극간)에 불활성 가스를 분사하도록 개구된다. 한편, 예비실(21)의 측벽은, 불활성 가스 분출구(24c, 24d)의 방향과 실질적으로 평행이 되도록 구성된다.
이 때문에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 처리 가스와 불활성 가스를 처리 실(4) 내에 동시에 공급하도록 하면, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b)의 처리 가스 분출구(24a, 24b)로부터 처리실(4) 내로 공급된 처리 가스의 가스류(流)(도면 중 실선으로 나타내는 화살표)는, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 불활성 가스 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4) 내로 공급된 불활성 가스의 가스류(도면 중 실선으로 나타내는 화살표)에 의해 양측으로부터 사이에 놓이게 되고, 그 유로가 제한되게 된다. 예를 들면, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 공간으로 불활성 가스가 공급되면, 이러한 영역의 압력이 상대적으로 높아지고, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간으로 처리 가스가 흘러들어가는 것이 억제된다. 그 결과, 각 웨이퍼(10)의 중심 부근에 대한 처리 가스의 공급이 촉진되고, 각 웨이퍼(10)의 외주 부근과 중심 부근에 있어서의 처리 가스 공급량이 더욱 균일화된다. 또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 있어서 처리 가스가 불활성 가스에 의해 희석되고, 웨이퍼(10)의 외주 부근에 있어서 막이 지나치게 두껍게 형성되는 것이 억제된다.
또한, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 불활성 가스 분출구(24c, 24d)는, 웨이퍼(10)의 중심 방향이 아닌, 처리실(4)의 내벽과 웨이퍼(10)의 외주부 사이의 공간에 불활성 가스를 분사하도록 개구된다. 그 때문에, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 불활성 가스 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4) 내로 공급된 불활성 가스는, 주로 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 공간으로 흐르고, 웨이퍼(10) 군이 보지되어 있는 영역에는 실질적으로 흐르지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(10)에 공급되는 처리 가스의 불활성 가스에 의한 희석이 억제되고, 성막 속도의 저하가 회피된다.
또한, 웨이퍼(10)의 주연과 처리실(4) 사이의 극간에 대한 TEMAH 가스나 O3 가스의 유입이 억제되기 때문에, 처리실(4)의 측벽[이너 튜브(2)의 측벽]에 대한 성막이나 원료 성분의 부착, 처리실(4) 내에서의 이물질의 발생이 억제된다. 따라서, 기판 처리 장치(101)의 유지보수(maintenance) 사이클의 간격이 늘어나 기판 처리 장치(101)의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
<본 발명의 제4 실시 형태>
이하에, 본 발명의 제4 실시 형태를, 도 11을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 처리실(4) 내에 정류판(31c, 31d)을 포함하도록 구성되어 있는 점이, 상술한 실시 형태와 다르다. 그 이외의 구성은 상술한 실시 형태와 동일하다.
정류판(31c, 31d)은 불활성 가스 분출구로서의 불활성 가스 분출구(24c, 24d)로부터 처리실(4)의 내측(웨이퍼(10)측)인 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)의 외측에 연직 방향으로 연재하도록 설치된다. 구체적으로는, 정류판(31c)은 불활성 가스 공급 노즐(22c)과 웨이퍼(10) 사이에 연직 방향으로 연재하도록 설치되고, 아울러 불활성 가스 분출구(24c)의 방향과 실질적으로 평행이 되도록 설치된다. 정류판(31d)은 불활성 가스 공급 노즐(22d)과 웨이퍼(10) 사이에 연직 방향으로 연재하도록 설치되고, 아울러 불활성 가스 처리 가스 분출구(24d)의 방향과 실질적으로 평행이 되도록 설치된다. 정류판(31c)과 예비실(21)의 측벽 사이에는, 불활성 가스 분출구(24c)로부터 공급된 불활성 가스의 흐름을 유도하는 가스 유로가 형성되고, 정류판(31d)과 예비실(21)의 측벽 사이에는, 불활성 가스 처리 가스 분출구(24d)로부터 공급된 불활성 가스의 흐름을 유도하는 가스 유로가 형성된다. 정류판(31c, 31d)은 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)에 부착되어도 되고, 이너 튜브(2)의 내벽 등에 직접 부착되어도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 웨이퍼(10) 군이 보지되어 있는 영역에 대한 불활성 가스 유입이 더욱 억제된다. 그 결과, 웨이퍼(10)에 공급되는 처리 가스의 불활성 가스에 의한 희석이 억제되고, 성막 속도의 저하가 더욱 회피된다.
<본 발명의 제5 실시 형태>
이하에, 본 발명의 제5 실시 형태를, 도 12를 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 처리실(4)은, 배기구(25) 대신에, 처리 가스를 배기하는 처리 가스 배기구(35)와, 불활성 가스를 배기하는 불활성 가스 배기구(35c, 35d)를 각각 갖는 점이, 상술한 실시 형태와 다르다. 그 이외의 구성은 상술한 실시 형태와 동일하다.
처리 가스 배기구(35)는 상술한 배기구(25)와 동일하게 구성된다. 즉, 처리 가스 배기구(35)는, 이너 튜브(2)의 측벽으로서 예비실(21)과는 180°반대 측의 위치, 즉 배기구(7) 측의 위치에, 슬릿 형상의 관통공으로서 수직 방향으로 가늘고 길게 개설된다. 또한, 불활성 가스 배기구(35c, 35d)는 처리 가스 배기구(35)를 양측으로부터 사이에 두는 위치에, 슬릿 형상의 관통공으로서 수직 방향으로 가늘고 길게 각각 개설된다.
이와 같이 구성함으로써, 처리 가스 분출구(24a, 24b)로부터 공급된 처리 가 스가 처리 가스 배기구(35)로부터 각각 배기되고, 또한, 불활성 가스 분출구(24c, 24d)로부터 공급된 불활성 가스가 불활성 가스 배기구(35c, 35d)로부터 각각 배기된다. 그 결과, 처리 가스 배기구(35), 불활성 가스 배기구(35c, 35d) 부근에 있어서의 가스류가 각각 스무스하게 된다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
본 발명은 상기 실시 형태에 국한되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경할 수 있는 것은 말할 나위도 없다.
예를 들면, 이너 튜브(2)에는 예비실(21)이 설치되지 않아도 된다. 즉, 도 9에 예시하는 바와 같이, 처리 가스 공급 노즐(22a, 22b), 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d)이, 이너 튜브(2)의 내주면보다 이너 튜브(2)의 직경 방향 내측으로 배치되어도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 분출구(24a, 24b, 24c, 24d)의 개수는, 웨이퍼(10)의 매수에 일치시키는 경우에 국한하지 않는다. 예를 들면, 분출구(24a, 24b, 24c, 24d)는, 적층된 웨이퍼(10) 사이에 대응하는 높이 위치에 각각 설치하는[웨이퍼(10)의 매수와 동등한 수 만큼 설치하는] 경우에 국한하지 않고, 예를 들면 복수 매의 웨이퍼(10)에 대하여 1 개씩 설치해도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 이너 튜브(2)의 측벽에 개설하는 배기공(25)은, 슬릿 형상의 관통공으로서 구성되는 경우에 국한하지 않고, 예를 들면 복수 개의 장공(長孔), 원형공 및 다각형공 등에 의해 구성되어도 된다. 배기공(25)을 복수 개의 공(孔)에 의해 구성한 경우, 상기 공의 개수는, 웨이퍼(10)의 매수에 일치시키 는 경우에 국한하지 않고 증감시킬 수 있다. 예를 들면, 배기공(25)을 구성하는 복수의 공을, 적층된 웨이퍼(10) 사이에 대응하는 높이 위치에 각각 설치하는[웨이퍼(10)의 매수와 동등한 수 만큼 설치하는] 경우에 국한하지 않고, 예를 들면 복수 매의 웨이퍼(10)에 대하여 1 개씩 설치해도 된다. 또한, 배기공(25)을 일련의 장공(slit)으로서 구성하는 경우, 그 폭을 이너 튜브(2)의 상하에 있어서 증감시켜도 된다. 또한, 배기공(25)을 복수의 공으로 구성하는 경우, 이들 복수의 공의 구경을, 이너 튜브(2)의 상하에 있어서 증감시켜도 된다.
상기 실시 형태에서는 웨이퍼(10)에 처리가 시행되는 경우에 대하여 설명했는데, 처리 대상은 포토마스크(photo-mask)나 프린트 배선 기판(Printed Circuit Board), 액정 패널(LCD panel), 컴팩트 디스크(CD) 및 자기 디스크(Magnetic Disk) 등이어도 무방하다.
상술한 실시 형태에서는, ALD법에 의한 막의 퇴적에 대하여 설명했는데, 본 발명은 ALD에 국한하지 않고 CVD법에 의한 막의 퇴적에도 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 산화막 형성 방법이나 확산 방법 등의 기판 처리 방법 전반에 적용할 수 있다.
<실시예>
이하에, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 결과를 나타내는 다이어그램이다. 또한, 도 7은 비교예에 따른 기판 처리 결과를 나타내는 다이어그램이다. 한편, 본 실시예에서는, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 공정을 사용하고 있다.
도 8에 나타내는 실시예에 있어서는, 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 처리 가스로서 아민계 Zr 원료 가스를 공급함과 함께, 처리 가스 공급 노즐(22b)로부터 처리 가스로서 O3 가스를 공급하여 ALD법에 의해 Zr 산화막을 성막했다. Zr 산화막의 막 두께의 면내 균일성은, 아민계 Zr 원료 가스의 공급량의 면내 균일성에 의해 크게 영향을 받는다. 그 때문에, 본 실시예에 있어서는, 아민계 Zr 원료 가스를 N2 가스(불활성 가스)에 의해 양측으로부터 사이에 두는 것으로 했다. 구체적으로는, 스텝 1에서 처리 가스 공급 노즐(22a)로부터 아민계 Zr 원료 가스를 공급할 때, 불활성 가스 공급 노즐(22c) 및 처리 가스 공급 노즐(22b)로부터 각각 30slm의 유량으로 N2 가스를 공급했다[한편, N2 가스(불활성 가스) 공급 유량의 허용 범위는, 예를 들면 20~30slm이다]. 그 결과, 도 7에 나타내는 바와 같이, 보트(11) 내의 상부에 장전된 웨이퍼(10)에 있어서는 Zr 산화막의 평균 막 두께가 33.7(Å), 면내 균일도가 ±3.9(%)로 되고, 보트(11) 내의 중간부에 장전된 웨이퍼(10)에 있어서는 Zr 산화막의 평균 막 두께가 33.6(Å), 면내 균일도가 ±3.7(%)로 되며, 보트(11) 내의 하부에 장전된 웨이퍼(10)에 있어서는 Zr 산화막의 평균 막 두께가 33. 6(Å), 면내 균일도가 ±4.1(%)로 되고, 후술하는 비교예와 비교하여 기판 처리의 면내 균일성이 현저하게 개선되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 웨이퍼간 균일도가 ±0.2(%)로 되어, 후술하는 비교예와 비교하여 처리할 기판 사이의 균일성이 현저하게 개선되었음을 확인할 수 있었다.
도 7에 나타내는 비교예에 있어서는, 스텝 1에서 처리 가스 공급 노즐(22a) 로부터 아민계 Zr 원료 가스를 공급할 때, 불활성 가스 공급 노즐(22c, 22d) 및 처리 가스 공급 노즐(22b)로부터 N2 가스를 공급하지 않았다. 그 이외의 조건은 도 8에 나타내는 실시예와 실질적으로 동일하다. 그 결과, 도 7에 나타내는 바와 같이, 보트(11) 내의 상부에 장전된 웨이퍼(10)에 있어서는 Zr 산화막의 평균 막 두께가 37.6(Å), 면내 균일도가 ±9.7(%)로 되고, 보트(11) 내의 중간부에 장전된 웨이퍼(10)에 있어서는 Zr 산화막의 평균 막 두께가 36.7(Å), 면내 균일도가 ±8.5(%)가 되며, 보트(11) 내의 하부에 장전된 웨이퍼(10)에 있어서는 Zr 산화막의 평균 막 두께가 36.5(Å), 면내 균일도가 ±7.3(%)로 되어, 웨이퍼간 균일도는 ±1.4(%)로 되었다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하에, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 부기한다.
본 발명의 제1 형태에 따르면,
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 1 종류 이상의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과,
상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
상기 처리실 내를 배기하는 배기 유닛
을 구비하고,
상기 처리 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐을 포함하고,
상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 설치되고, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 형태에 따르면,
상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐은, 상기 기판의 중심 방향을 향하여 상기 불활성 가스를 공급하는 1개 이상의 불활성 가스 분출구를 포함하는 제1 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 형태에 따르면,
적어도 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제1 또는 제2 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 형태에 따르면,
상기 처리실 내의 분위기를 가열하는 가열 유닛과,
적어도 상기 가열 유닛을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 처리실 내의 분위기가 소정의 처리 온도가 되도록 상기 가열 유닛을 제어하는 제1 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제5 형태에 따르면,
상기 처리 가스의 열분해 온도는 상기 처리 온도보다 낮은 제4 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제6 형태에 따르면,
적어도 상기 처리 가스 공급 유닛, 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제4 또는 제5 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제7 형태에 따르면,
아우터 튜브와,
상기 아우터 튜브 내부에 설치되고, 적어도 하단이 개방되어 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하는 이너 튜브와,
상기 이너 튜브 내부에 1 종류 이상의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과,
상기 이너 튜브 내부에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
상기 이너 튜브 측벽으로서 상기 처리 가스 공급 노즐에 대향한 위치에 설치된 배기공을 구비하고,
상기 처리 가스 공급 유닛은,
상기 기판의 적층 방향으로 연재하도록 상기 이너 튜브 내부에 입설(立設)되고, 상기 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 분출구를 구비한 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐을 포함하며,
상기 불활성 가스 공급 유닛은,
상기 기판의 적층 방향으로 연재함과 함께 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 상기 이너 튜브 내부에 입설되고, 상기 불활성 가스를 공급하는 1개 이상의 불활성 가스 분출구를 구비한 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제8 형태에 따르면,
상기 이너 튜브에는 직경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 예비실이 형성되어 있고,
상기 예비실 내에는 상기 처리 가스 공급 노즐이 설치되고,
상기 처리 가스 분출구는 상기 이너 튜브의 내주면보다 직경 방향 외측으로 배치되어 있는 제7 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제9 형태에 따르면,
상기 이너 튜브에는 직경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 예비실이 형성되어 있고,
상기 예비실 내에는 상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐이 설치되고,
상기 불활성 가스 분출구는 상기 이너 튜브의 내주면보다 직경 방향 외측으로 배치되어 있는 제7 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제10 형태에 따르면,
상기 처리 가스 공급 노즐과 상기 배기공을 연결하는 제1 직선은, 상기 기판의 중심 부근을 지나도록 구성되어 있는 제7 내지 제9 형태 중 어느 한 형태의 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제11 형태에 따르면,
상기 처리 가스 분출구는, 상기 제1 직선과 실질적으로 평행으로 개구하도록 구성되어 있는 제10 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제12 형태에 따르면,
상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐과 상기 배기공을 연결하는 제2 및 제3 직선은, 상기 제1 직선을 각각 양측으로부터 사이에 두도록 구성되어 있는 제10 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제13 형태에 따르면,
상기 불활성 가스 분출구는, 제2 및 제3 직선과 실질적으로 평행으로 개구하도록 구성되어 있는 제12 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제14 형태에 따르면,
상기 불활성 가스 분출구는, 제2 및 제3 직선보다 각각 외측으로 개방된 방향으로 개구하도록 구성되어 있는 제12 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제15 형태에 따르면,
처리실 내의 분위기를 가열하는 가열 유닛과,
적어도 상기 처리 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 처리실 내의 분위기가 소정의 처리 온도가 되도록 상기 가열 유닛을 제어하는 제7 내지 제14 형태 중 어느 하나의 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제16 형태에 따르면,
상기 처리 가스의 열분해 온도는 상기 처리 온도보다 낮은 제15 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제17 형태에 따르면,
적어도 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제7 내지 제14 형태 중 어느 하나의 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제18 형태에 따르면,
상기 제어부는,
상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제15 또는 제16 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제19 형태에 따르면,
상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐은, 상기 기판의 중심 방향을 향하여 상기 불활성 가스를 공급하는 1개 이상의 불활성 가스 분출구를 각각 포함하는 제7 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제20 형태에 따르면,
2 종류 이상의 처리 가스를 서로 혼합하지 않도록 소정 회수 교대로 반복하여 기판의 표면에 공급하고, 상기 기판의 표면에 박막을 형성하는 기판 처리 장치로서,
수평 자세로 다단으로 적층된 상기 기판을 수납하여 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 2 종류 이상의 상기 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과,
상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
상기 처리실 내를 배기하는 배기 유닛
을 포함하고,
상기 처리 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 2개 이상의 처리 가스 공급 노즐을 포함하며,
상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께, 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 2개 이상의 처리 가스 공급 노즐 중 적어도 1개의 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 설치되고, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제21 형태에 따르면,
상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐에 의해 양측으로부터 사이에 놓이는 상기 적어도 1개의 처리 가스 공급 노즐은, 상기 박막 두께의 면내 균일성에 영향을 미치는 처리 가스를 공급하는 제20 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제22 형태에 따르면,
상기 처리 가스 공급 유닛은,
상기 박막 두께의 면내 균일성에 영향을 미치는 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급 노즐과,
상기 박막의 두께의 면내 균일성에 영향을 미치지 않는 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급 노즐
을 포함하고,
상기 제1 처리 가스 공급 노즐은, 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐에 의해 양측으로부터 사이에 놓이는 제20 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제23 형태에 따르면,
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과,
상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐과,
상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐과,
상기 처리실 내를 배기하는 배기 라인
을 구비하고,
상기 처리 가스 공급 노즐로부터 공급되는 상기 처리 가스의 가스류(流)가 상기 불활성 가스 공급 노즐로부터 공급되는 상기 불활성 가스의 가스류에 의해 유로가 제한되도록, 상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 배설하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제24 형태에 따르면,
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과,
상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐과,
상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐과,
상기 처리실 내를 배기하는 배기 라인
을 구비하고,
상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐은, 상기 처리실의 내벽과 상기 기판 사 이의 극간에 상기 불활성 가스를 공급하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제25 형태에 따르면,
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 처리실 내에 반입하는 공정과,
　상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재된 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급함과 함께, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 설치된 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐로부터 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하여 기판을 처리하는 공정과,
처리 후의 기판을 상기 처리실로부터 반출하는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제26 형태에 따르면,
상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐 중 각 노즐로부터 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 상기 처리 가스 공급 노즐로부터 공급하는 상기 처리 가스의 유량 이상으로 하는 제25 형태에 기재한 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제27 형태에 따르면,
2 종류 이상의 처리 가스를 서로 혼합하지 않도록 소정 회수 교대로 반복하여 기판 표면에 공급하고, 상기 기판의 표면에 소정의 박막을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법으로서,
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 처리실 내에 반입하는 공정과,
상기 처리실 내에 제1 처리 가스를 공급하는 제1 가스 공급 공정과,
상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 제1 배기 공정과,
상기 처리실 내에 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급 공정과,
상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 제2 배기 공정
을 포함하고,
상기 제1 가스 공급 공정 및 상기 제2 가스 공급 공정 중 적어도 어느 하나의 공정에서는, 상기 제1 처리 가스의 가스류 또는 상기 제2 처리 가스의 가스류를 양측으로부터 사이에 두도록 불활성 가스를 공급하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제28 형태에 따르면,
수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수용하여 처리하는 처리실과,
상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재되어 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐과,
상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 설치되고 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐과,
상기 불활성 가스 공급 노즐에 설치된 불활성 가스 분출구와,
상기 처리실 내를 배기하는 배기 라인
을 포함하고,
상기 불활성 가스 분출구는, 상기 처리실 내벽과 기판 외주부 사이의 공간에 불활성 가스를 분사하도록 개구되어 있는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제29 형태에 따르면,
상기 불활성 가스 분출구로부터 상기 처리실의 내측인 상기 불활성 가스 노즐의 외측에 한 쌍의 정류판을 구비하는 제1 내지 제28 형태 중 어느 하나에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제30 형태에 따르면,
상기 불활성 가스 공급 노즐과 상기 기판 사이에 연직 방향으로 연재하고, 상기 불활성 가스 분출구 방향과 실질적으로 평행이 되도록 배치된 한 쌍의 정류판을 구비하는 제28 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제31 형태에 따르면,
상기 정류판은 상기 불활성 가스 공급 노즐에 장착되어 있는 제29 또는 제30 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제32 형태에 따르면,
상기 정류판은 상기 처리실의 내벽에 부착되어 있는 제29 또는 제30 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수직 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수평 단면도.
도 3은 처리로 내에 있어서의 처리 가스 및 불활성 가스의 흐름을 나타내는 개략도.
도 4는 링 형상의 정류판이 설치된 기판 보지구의 개략 구성도.
도 5는 정류판을 포함하지 않는 기판 보지구의 개략 구성도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 7은 비교예에 따른 기판 처리 결과를 나타내는 다이어그램.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 결과를 나타내는 다이어그램.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수평 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수평 단면도.
도 11은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수평 단면도.
도 12는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로의 수평 단면도.
<도면 주요 부호의 설명>
2 : 이너 튜브 3 : 아우터 튜브
4 : 처리실 7a : 배기관(배기 라인)
10 : 웨이퍼(기판) 11 : 보트(기판 보지구)
20 : 히터 유닛 22a : 처리 가스 공급 노즐
22b : 처리 가스 공급 노즐 22c : 불활성 가스 공급 노즐
22d : 불활성 가스 공급 노즐 24a : 처리 가스 분출구
24b : 처리 가스 분출구 24c : 불활성 가스 분출구
24d : 불활성 가스 분출구 25 : 배기공
101 : 기판 처리 장치 202 : 처리로
240 : 컨트롤러(제어부)

Claims (20)

  1. 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과,
    상기 처리실 내에 1 종류 이상의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과,
    상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
    상기 처리실 내를 배기하는 배기 유닛
    을 구비하고,
    상기 처리 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재(延在)되어 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐(nozzle)을 포함하고,
    상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 상기 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 상기 기판의 둘레 방향을 따라 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 설치되고, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어 하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 가열하는 가열 유닛과,
    적어도 상기 가열 유닛을 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 처리실 내의 분위기가 소정의 처리 온도가 되도록 상기 가열 유닛을 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 처리 가스의 열분해 온도는 상기 처리 온도보다 낮은 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 적어도 상기 처리 가스 공급 유닛, 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 불활성 가스 분출구로부터 상기 처리실의 내측인 상기 불활성 가스 노즐의 외측에 한 쌍의 정류판(整流板)을 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 불활성 가스 공급 노즐과 상기 기판 사이에 연직 방향으로 연재하고, 상기 불활성 가스 분출구의 방향과 실질적으로 평행이 되도록 배치된 한 쌍의 정류판을 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  8. 아우터 튜브(outer tube)와,
    상기 아우터 튜브의 내부에 설치되고, 적어도 하단이 개방되어 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 수납하는 이너 튜브(inner tube)와,
    상기 이너 튜브의 내부에 1 종류 이상의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 유닛과,
    상기 이너 튜브의 내부에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
    상기 이너 튜브의 측벽으로서 상기 처리 가스 공급 노즐에 대향한 위치에 설치된 배기공
    을 구비하고,
    상기 처리 가스 공급 유닛은,
    상기 기판의 적층 방향으로 연재하도록 상기 이너 튜브의 내부에 입설(立設)되고, 상기 처리 가스를 공급하는 1개 이상의 처리 가스 분출구를 구비한 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐을 포함하고,
    상기 불활성 가스 공급 유닛은,
    상기 기판의 적층 방향으로 연재함과 함께 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양측으로부터 사이에 두도록 상기 이너 튜브의 내부에 입설되고, 상기 불활성 가스를 공급하는 1개 이상의 불활성 가스 분출구를 구비한 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이너 튜브에는 직경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 예비실이 형성되어 있고,
    상기 예비실 내에는 상기 처리 가스 공급 노즐이 설치되고,
    상기 처리 가스 분출구는 상기 이너 튜브의 내주면(內周面)보다 직경 방향 외측으로 배치되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 처리 가스 공급 노즐과 상기 배기공을 연결하는 제1 직선은, 상기 기판의 중심 부근을 지나가도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 처리 가스 분출구는 상기 제1 직선과 실질적으로 평행으로 개구(開口)하도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐과 상기 배기공을 연결하는 제2 및 제3 직선은, 상기 제1 직선을 각각 양측으로부터 사이에 두도록 구 성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 불활성 가스 분출구는, 제2 및 제3 직선과 실질적으로 평행으로 개구하도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 불활성 가스 분출구는 제2 및 제3 직선보다 각각 외측으로 개방된 방향으로 개구하도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  15. 제8항에 있어서, 처리실 내의 분위기를 가열하는 가열 유닛과,
    적어도 상기 처리 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 처리실 내의 분위기가 소정의 처리 온도가 되도록 상기 가열 유닛을 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 처리 가스의 열분해 온도는 상기 처리 온도보다 낮은 것인 기판 처리 장치.
  17. 제8항에 있어서, 적어도 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 불활성 가스의 공급 유량이 상기 처리 가스의 공급 유량보다 많아지도록 상기 처리 가스 공급 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  19. 수평 자세로 다단으로 적층된 기판을 처리실 내로 반입하는 공정과,
    상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재된 1개 이상의 처리 가스 공급 노즐로부터 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급함과 함께, 상기 처리실의 내벽을 따르도록 기판의 적층 방향으로 연재됨과 함께 기판의 둘레 방향을 따라서 상기 처리 가스 공급 노즐을 양쪽으로부터 사이에 두도록 설치된 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐로부터 상기 처리실 내로 불활성 가스를 공급하여 기판을 처리하는 공정과,
    처리 후의 기판을 상기 처리실로부터 반출하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 한 쌍의 불활성 가스 공급 노즐 중 각 노즐로부터 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 상기 처리 가스 공급 노즐로부터 공급하는 상기 처리 가스의 유량 이상으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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