KR20110120859A - 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
처리 용기 내의 기판에 대하여 소정 원소 및, 염소 및 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원료 가스를 공급함으로써, 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하는 공정과, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산화막 또는 산질화막을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다
Description
도 2는 본 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이고, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 나타내는 도.
도 3은 본 실시 형태의 제1 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 4는 본 실시 형태의 제2 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 5는 종래 기술의 순서에 의해 성막한 실리콘 산화막과 본 실시 형태의 제1 순서, 제2 순서에 의해 성막한 실리콘 산화막의 성막 속도 비율을 나타내는 도.
도 6은 종래 기술의 순서에 의해 성막한 실리콘 산화막과 본 실시 형태의 제1 순서, 제2 순서에 의해 성막한 실리콘 산화막의 막두께 분포 균일성 비율을 나타내는 도.
도 7은 다른 실시 형태의 제1 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 8은 다른 실시 형태의 제2 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 9는 종래 기술의 순서에 있어서의 SiO2 퇴적 모델을 나타내는 개략도.
도 10은 본 실시 형태의 제2 순서에 있어서의 SiO2 퇴적 모델을 나타내는 개략도.
도 11(a)는 일반적인 CVD법에 의해 형성한 실리콘 산화막의 막 속에 포함되는 불순물(H, C, N, Cl)의 농도를 나타내는 그래프도이고, 도 11(b)는 본 실시 형태의 제2 순서에 의해 형성한 실리콘 산화막의 막 속에 포함되는 불순물(H, C, N, Cl)의 농도를 나타내는 그래프도.
도 12는 다른 실시 형태의 제1 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 13은 다른 실시 형태의 제2 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 14는 다른 실시 형태의 H2 가스를 연속적으로 흘리는 경우의 제1 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
도 15는 다른 실시 형태의 H2 가스를 연속적으로 흘리는 경우의 제2 순서에 있어서의 가스 공급 및 플라즈마 파워 공급의 타이밍을 나타내는 도.
121 : 컨트롤러 200 : 웨이퍼
201 : 처리실 202 : 처리로
203 : 반응관 207 : 히터
231 : 가스 배기관 232a : 제1 가스 공급관
232b : 제2 가스 공급관 232c : 제3 가스 공급관
269 : 제1 막대 형상 전극 270 : 제2 막대 형상 전극
272 : 정합기 273 : 고주파 전원
Claims (19)
- 처리 용기 내의 기판에 대하여 소정 원소 및, 염소 및 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원료 가스를 공급함으로써, 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산화막 또는 산질화막을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정에서는, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 상기 산소를 포함하는 가스를 플라즈마로 활성화하여 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층으로 개질하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정에서는, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 상기 산소를 포함하는 가스를 열로 활성화하여 공급함으로써, 상기 질화층을 산질화층으로 개질하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 소정 원소 함유층이 상기 원료 가스의 흡착층 또는 상기 소정 원소의 층인 반도체 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하는 공정 및 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정에서는, 상기 기판의 온도를 동일한 온도로 보지하는 반도체 장치의 제조 방법. - 처리 용기 내의 기판에 대하여 실리콘 및, 염소 및 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원료 가스를 공급함으로써 상기 기판 상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 실리콘 함유층을 실리콘 질화층으로 개질하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 실리콘 질화층을 실리콘 산화층 또는 실리콘 산질화층으로 개질하는 공정
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 실리콘 산화막 또는 실리콘 산질화막을 형성하는 반도체장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 실리콘 질화층을 실리콘 산화층 또는 실리콘 산질화층으로 개질하는 공정에서는, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 상기 산소를 포함하는 가스를 플라즈마로 활성화하여 공급함으로써, 상기 실리콘 질화층을 실리콘 산화층으로 개질하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 실리콘 질화층을 실리콘 산화층 또는 실리콘 산질화층으로 개질하는 공정에서는, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 상기 산소를 포함하는 가스를 열로 활성화하여 공급함으로써, 상기 실리콘 질화층을 실리콘 산질화층으로 개질하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 실리콘 함유층이 상기 원료 가스의 흡착층 또는 실리콘층인 반도체장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 실리콘 함유층을 형성하는 공정, 상기 실리콘 함유층을 실리콘 질화층으로 개질하는 공정 및 상기 실리콘 질화층을 실리콘 산화층 또는 실리콘 산질화층으로 개질하는 공정에서는, 상기 기판의 온도를 동일한 온도로 보지하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 원료 가스는, 클로로실란 및 아미노실란 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 원료 가스는, 클로로실란을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 원료 가스는, Si2Cl6, SiCl4 및 SiH2Cl2 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 원료 가스는, 아미노실란을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 원료 가스는, Si(N(CH3)2)4, Si(N(CH3)2)3H, Si(N(C2H5)2)2H2 및 SiH2(NH(C4H9))2 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법. - 처리 용기 내의 기판에 대하여 소정 원소 및 염소를 포함하는 원료 가스를 공급함으로써 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산화막 또는 산질화막을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법. - 처리 용기 내의 기판에 대하여 소정 원소 및 탄소를 포함하는 원료 가스를 공급함으로써, 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산화막 또는 산질화막을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법. - 처리 용기 내의 기판에 대하여 소정 원소 및, 염소 및 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원료 가스를 공급함으로써, 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하는 공정과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하는 공정
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산화막 또는 산질화막을 형성하는 기판 처리 방법. - 기판을 수용하는 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에 소정 원소 및, 염소 및 탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계와,
상기 처리 용기 내에 질소를 포함하는 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급계와,
상기 처리 용기 내에 산소를 포함하는 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계와,
상기 질소를 포함하는 가스 또는 상기 산소를 포함하는 가스를 활성화하는 활성화 기구와,
상기 처리 용기 내의 기판에 대하여 상기 원료 가스를 공급함으로써, 상기기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하고, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 상기 질소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 소정 원소 함유층을 질화층으로 개질하고, 상기 처리 용기 내의 상기 기판에 대하여 활성화된 산소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 상기 질화층을 산화층 또는 산질화층으로 개질하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 복수 회 반복함으로써, 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산화막 또는 산질화막을 형성하도록 상기 원료 가스 공급계, 상기 질소함유 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 활성화 기구를 제어하는 컨트롤러
를 포함하는 기판 처리 장치.
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