KR20140005819A - 성막 장치 및 성막 방법 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

진공 용기 내에서, 회전 테이블의 일면측에 배치된 기판을 당해 회전 테이블에 의해 공전시켜, 서로 다른 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 반복하여 반응 생성물의 층을 적층하여 박막을 얻는 성막 장치에 있어서,
상기 기판에 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 흡착시키기 위해, 상기 기판에 대해 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와,
이 제1 처리 가스 공급부에 대해 상기 회전 테이블의 회전 방향으로 이격되어 설치되고, 기판에 흡착된 제1 처리 가스를 산화시켜 실리콘 산화물을 생성하기 위해, 산소를 활성화하여 얻어진 활성종을 포함하는 제2 처리 가스를 공급하기 위한 제2 처리 가스 공급부와,
상기 회전 테이블의 주위 방향에 있어서 상기 제1 처리 가스 공급부와 제2 처리 가스 공급부 사이에 설치되고, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 혼합을 피하기 위한 분리 영역과,
상기 회전 테이블을 가열함으로써 당해 회전 테이블을 통해 기판을 하방측으로부터 가열하기 위한 주 가열 기구와,
상기 회전 테이블 상의 기판의 통과 영역과 대향하도록 당해 회전 테이블의 상방측에 설치되고, 상기 주 가열 기구에 의해 가열된 기판에, 기판의 흡수 파장 영역의 광을 조사하여 당해 기판을 복사열에 의해 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 직접 가열하는 가열 램프로 이루어지는 보조 가열 기구를 구비하고,
장치의 성능상 허용되는 회전 테이블의 최고 온도는 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도이고,
상기 처리 온도에서, 상기 제1 처리 가스가 기판에 흡착되고, 흡착된 제1 처리 가스가 제2 처리 가스에 의해 산화되는 것을 특징으로 하는 성막 장치를 제공한다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM FORMING APPARATUS AND FILM FORMING METHOD}
본원은, 2012년 7월 6일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-152940호를 우선권 주장의 기초 출원으로 하고 있고, 여기서 이것에 기초하는 우선권을 주장하는 동시에, 그 전체 내용을 참조에 의해 삽입한다.
본 발명은, 회전 테이블에 의해 기판을 공전시켜, 서로 반응하는 처리 가스를 차례로 공급함으로써, 기판의 표면에 반응 생성물을 적층하여 실리콘 산화막을 성막하는 기술에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 함) 등의 기판에 대해, 예를 들어 실리콘 산화막(SiO2) 등의 박막의 성막을 행하는 방법 중 하나로서, ALD(Atomic Layer Deposition)법이 알려져 있다. 이 ALD법은, 서로 반응하는 복수 종류의 처리 가스(반응 가스)를 웨이퍼의 표면에 차례로 공급하여 반응 생성물을 적층하는 방법이다. 일본 특허 출원 공개 제2010-245448에는, ALD법에 의해 성막을 행하는 성막 장치로서, 진공 용기 내에, 복수매의 웨이퍼가 주위 방향으로 배열되도록 적재된 회전 테이블을 설치하는 동시에, 이 회전 테이블에 대향하도록 복수의 가스 노즐을 배치한 구성이 제안되어 있다. 처리 가스로서는, 예를 들어 실리콘(Si)을 포함하는 가스, 예를 들어 BTBAS(비스터셜부틸아미노실란) 가스와, 산화용 가스, 예를 들어 오존(O3) 가스가 사용된다. 성막 처리는, 회전 테이블의 하방측에 설치된 히터에 의해 웨이퍼를 가열하면서, 회전 테이블을 가스 노즐에 대해 회전시킴으로써 행해진다. 이에 의해 웨이퍼에는 Si 함유 가스와 오존 가스가 차례로 공급되고, Si 함유 가스를 오존 가스에 의해 산화시키는 반응을 거쳐 SiO2막이 성막된다.
그런데 금후, 반도체 디바이스에 있어서의 SiO2막의 적용 부위에 따라서는, 높은 치밀도가 요구되는 것이 예상된다. 이러한 SiO2막을 얻기 위해서는, 예를 들어 650℃를 초과한 고온에서 반응시키는 것이 필요해지지만, 회전 테이블에 의해 웨이퍼(W)를 공전시키는 성막 장치를 이용하려고 하면, 진공 분위기를 유지하기 위한 시일 부위의 내열 구조의 구축이 용이하지 않다. 또한, 회전 테이블의 열에 의해 당해 회전 테이블의 상방측으로 신장되도록 설치된 가스 노즐이 가열되므로, 회전 테이블이 650℃를 초과하면, 가스 노즐의 온도가 상승해 버리고, 그 내부의 온도는, 오존 가스가 열분해되는 온도(550℃)를 초과해 버린다. 이로 인해, 오존 가스가 회전 테이블에 도달하기 전에, 열분해되어 산소로 되어, 산화력이 저하되어 버리므로, 오존 가스를 산화 가스로서 사용할 수 없게 된다. 이러한 점으로부터, 오존 가스를 사용하는 형식의 장치와는 다른 특수 사양의 장치를 제조하려고 하면, 장치의 제조 비용이 높아져 버린다.
일본 특허 출원 공개 제2010-245448호에는, 회전 테이블의 하방측에 설치된 히터 유닛 외에, 회전 테이블의 상방측에 막대 형상의 적외선 램프를 구비하는 구성이 기재되어 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는, 상기 사정을 감안하여 이것을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 신규이며 또한 유용한 성막 장치 및 성막 방법을 제공하는 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예는, 회전 테이블에 의해 기판을 공전시키면서 처리 가스의 흡착과 산화를 반복하여 실리콘 산화막을 성막하는 데 있어서, 장치 본체의 내열성에 관한 설계에 대해, 산화 가스로서 오존 가스를 사용하는 사양으로 하면서, 오존 가스의 열분해 온도 이상의 고온에서 성막 처리를 행할 수 있는 성막 장치 및 성막 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점에 따르면,
진공 용기 내에서, 회전 테이블의 일면측에 배치된 기판을 당해 회전 테이블에 의해 공전시켜, 서로 다른 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 반복하여 반응 생성물의 층을 적층하여 박막을 얻는 성막 장치에 있어서,
상기 기판에 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 흡착시키기 위해, 상기 기판에 대해 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와,
이 제1 처리 가스 공급부에 대해 상기 회전 테이블의 회전 방향으로 이격되어 설치되고, 기판에 흡착된 제1 처리 가스를 산화시켜 실리콘 산화물을 생성하기 위해, 산소를 활성화하여 얻어진 활성종을 포함하는 제2 처리 가스를 공급하기 위한 제2 처리 가스 공급부와,
상기 회전 테이블의 주위 방향에 있어서 상기 제1 처리 가스 공급부와 제2 처리 가스 공급부 사이에 설치되고, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 혼합을 피하기 위한 분리 영역과,
상기 회전 테이블을 가열함으로써 당해 회전 테이블을 통해 기판을 하방측으로부터 가열하기 위한 주 가열 기구와,
상기 회전 테이블 상의 기판의 통과 영역과 대향하도록 당해 회전 테이블의 상방측에 설치되고, 상기 주 가열 기구에 의해 가열된 기판에, 기판의 흡수 파장 영역의 광을 조사하여 당해 기판을 복사열에 의해 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 직접 가열하는 가열 램프로 이루어지는 보조 가열 기구를 구비하고,
장치의 성능상 허용되는 회전 테이블의 최고 온도는 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도이고,
상기 처리 온도에서, 상기 제1 처리 가스가 기판에 흡착되고, 흡착된 제1 처리 가스가 제2 처리 가스에 의해 산화되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 목적과 이점은, 일부는 명세서에 기재되고, 일부는 명세서로부터 자명하다. 본 발명의 목적과 이점은 첨부한 클레임에서 특히 지적되는 요소와 그 조합에 의해 실현되어 달성된다. 상기한 일반적인 기재와 하기하는 상세한 설명은 예시로서 설명하는 것이며, 클레임된 본 발명을 한정적으로 하는 것은 아니다.
도 1은 제1 실시예의 성막 장치의 일례를 도시하는 종단 단면도.
도 2는 성막 장치의 횡단 평면도.
도 3은 성막 장치의 횡단 평면도.
도 4는 성막 장치의 일부를 도시하는 사시도.
도 5는 성막 장치에 설치된 활성화 가스 인젝터를 도시하는 사시도.
도 6은 활성화 가스 인젝터를 도시하는 종단 단면도.
도 7은 성막 장치의 내부의 일부를 도시하는 분해 사시도.
도 8은 성막 장치의 일부를 도시하는 종단 단면도.
도 9는 성막 장치에 설치된 램프 유닛의 일부를 도시하는 종단 단면도.
도 10은 램프 유닛의 가열 램프를 모식적으로 도시하는 개략 사시도.
도 11은 성막 장치의 일부를 도시하는 사시도.
도 12는 성막 장치에 있어서의 처리 영역, 분해 영역 및 가열 영역을 도시하는 종단 단면도.
도 13은 성막 장치에 있어서의 가스의 흐름을 도시하는 모식도.
도 14는 제2 실시예에 의한 성막 장치를 도시하는 종단 단면도.
도 15는 제2 실시예에 의한 성막 장치의 또 다른 예를 도시하는 종단 단면도.
도 16은 상기 성막 장치를 도시하는 횡단 평면도.
도 17은 램프 유닛에 의한 가열의 시뮬레이션에 사용한 해석 모델을 도시하는 사시도.
도 18은 램프 유닛에 의한 가열의 시뮬레이션 결과를 나타내는 특성도.
도 19는 램프 유닛에 의한 가열의 시뮬레이션 결과를 나타내는 특성도.
도 20은 램프 유닛에 의한 가열의 시뮬레이션 결과를 나타내는 특성도.
상기한 배경 기술의 구성에서는 웨이퍼는 히터 유닛에 의해 예를 들어 350℃로 가열되는 동시에, 가열 램프에 의해 웨이퍼의 표층부가 350℃ 이상으로 가열되어, 실리콘 산화막 중의 불순물(유기물)이 제거된다. 또한, 실리콘 산화막에 인(P)을 혼입시키는 경우에, 웨이퍼를 700℃∼800℃로 가열하여 당해 막 중에 인을 도입하는 것에 대해서도 기재되어 있다. 그러나, 회전 테이블을 700℃ 이상으로 가열하면 상술한 바와 같이 오존 가스가 웨이퍼에 공급되기 전에 열분해되어 버린다.
이하에, 도 1 내지 도 14를 사용하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
또한, 이하의 실시예 중, 하기의 부호는 전형적으로는 하기의 요소를 나타낸다.
W : 웨이퍼
1 : 진공 용기
2 : 회전 테이블
31 : 처리 가스 노즐
32 : 활성화 가스 인젝터
42 : 분리 가스 노즐
5 : 히터 유닛
7 : 램프 유닛
71 : 가열 램프
73 : 반사체
P1 : 제1 처리 영역
P2 : 제2 처리 영역
D1, D2 : 분리 영역
H : 가열 영역
<제1 실시예>
제1 실시예에 의한 성막 장치는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 평면 형상이 대략 원형인 진공 용기(1)와, 이 진공 용기(1) 내에 설치되고, 당해 진공 용기(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다. 진공 용기(1)는, 천장판(11) 및 용기 본체(12)를 구비하고 있고, 천장판(11)을 용기 본체(12)로부터 착탈할 수 있도록 구성되어 있다. 천장판(11)의 상면측에 있어서의 중앙부에는, 분리 가스 공급관(40)이 접속되어 있다. 이 분리 가스 공급관(40)은, 진공 용기(1) 내의 중심부 영역(C)에 있어서 서로 다른 처리 가스끼리가 혼합되는 것을 억제하기 위해, 질소(N2) 가스를 분리 가스로서 공급하기 위한 수단이다. 도 1 중 부호 13은, 용기 본체(12)의 상면의 주연부에 링 형상으로 설치된 시일 부재, 예를 들어 O링이다.
회전 테이블(2)은, 중심부에서 개략 원통 형상의 코어부(21)에 고정되어 있고, 이 코어부(21)의 하면에 접속되는 동시에 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)에 의해, 연직축 주위, 본 예에서는 시계 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전 테이블(2)은, 재질로서 석영이 사용되어 있다. 도 1 중 부호 23은 회전축(22)을 연직축 주위로 회전시키는 구동부이고, 20은 회전축(22) 및 구동부(23)를 수납하는 케이스체이다. 처리량의 향상을 도모하기 위해서는, 회전 테이블(2)은 60rpm 이상의 회전 속도로 회전시키는 것이 바람직하다. 상기 케이스체(20)는, 상면측의 플랜지 부분이 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 장착되어 있다. 또한, 이 케이스체(20)에는, 회전 테이블(2)의 하방 영역에 N2 가스를 퍼지 가스로서 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관(15)이 접속되어 있다. 진공 용기(1)의 저면부(14)에 있어서의 코어부(21)의 외주측은, 회전 테이블(2)에 하방측으로부터 근접하도록 링 형상으로 형성되어 돌출부(12a)를 이루고 있다.
회전 테이블(2)의 표면부에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 방향(주위 방향)을 따라 복수매, 예를 들어 5매의 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 기판 적재 영역으로서 형성되어 있다. 오목부(24)는, 직경 치수가 예를 들어 300㎜ 사이즈인 웨이퍼(W)를 당해 오목부(24)에 낙하시키면(수납하면), 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면[웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역]이 일치하도록 그 직경 치수 및 깊이 치수가 설정되어 있다. 오목부(24)의 저면에는, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 하방측으로부터 밀어올려 승강시키기 위한 승강 핀이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또한, 도 2는 후술하는 램프 유닛(7)을 제거한 상태, 도 3은 상기 램프 유닛(7)을 장착한 상태를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)에 있어서의 오목부(24)의 통과 영역과 각각 대향하는 위치에는, 예를 들어 석영으로 이루어지는 3개의 노즐(31, 41, 42)이 설치되어 있다. 이들 각 노즐(31, 41, 42)은, 진공 용기(1)의 주위 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되어 있다. 또한, 이들 각 노즐(31, 41, 42)은, 예를 들어 진공 용기(1)의 외주벽으로부터 중심부 영역(C)을 향해 웨이퍼(W)에 대향하여 수평하게 신장되도록 각각 설치되어 있다. 본 예에서는, 후술하는 반송구(16)로부터 보아 시계 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로, 분리 가스 노즐(41), 처리 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42)이 이 순서로 배열되어 있다. 이들 각 노즐(31, 41, 42)은, 당해 노즐(31, 41, 42)의 하단부 테두리와 회전 테이블(2)의 상면의 이격 거리가 예를 들어 1∼5㎜ 정도로 되도록 배치되어 있다.
상기 처리 가스 노즐(31)은 제1 처리 가스 공급부를 이루고, 분리 가스 노즐(41, 42)은 각각 분리 가스 공급부를 이루고 있다. 각 노즐(31, 41, 42)은, 유량 조정 밸브를 통해 각각 이하의 각 가스 공급원(도시하지 않음)에 각각 접속되어 있다. 즉, 처리 가스 노즐(31)은, Si를 포함하는 가스(이하 「Si 함유 가스」라 함)인 제1 처리 가스, 예를 들어 3DMAS[트리스디메틸아미노실란:Si(N(CH3)2))3H)] 가스의 공급원에 접속되어 있다. 이 제1 처리 가스는 실리콘 산화막의 원료 가스라고 할 수 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 분리 가스인 N2 가스의 가스 공급원에 각각 접속되어 있다. 가스 노즐(31, 41, 42)의 하면측에는, 예를 들어 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라 복수 개소에 가스 토출 구멍(33)(도 12 참조)이, 예를 들어 등간격으로 형성되어 있다.
또한, 분리 가스 노즐(42)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측이며, 분리 가스 노즐(41)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측에는, 활성화 가스 인젝터(32)가 설치되어 있다. 이 활성화 가스 인젝터(32)는, 도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이, 하우징으로 이루어지는 인젝터 본체(321)를 구비하고 있다. 이 인젝터 본체(321) 내에는, 격벽(322)에 의해 길이 방향으로 구획된 폭이 다른 2개의 공간이 형성되어 있고, 일측은 처리 가스를 플라즈마화(활성화)하기 위한 가스 활성화용 유로인 가스 활성화실(323)로서 구성되어 있다. 또한, 타측은 이 가스 활성화실(323)에 처리 가스를 공급하기 위한 가스 도입용 유로인 가스 도입실(324)로 되어 있다.
도 2 내지 도 6에 있어서, 부호 325는 가스 도입 노즐, 326은 가스 구멍, 327은 가스 도입 포트, 328은 조인트부, 329는 가스 공급 포트이다. 플라즈마화하려고 하는 처리 가스가 가스 도입 노즐(325)의 가스 구멍(326)으로부터 토출되어 가스 도입실(324) 내에 공급된다. 이어서, 처리 가스는 이 가스 도입실(324)로부터 격벽(322)의 상부에 형성된 절결부(331)를 통해 가스 활성화실(323)에 통류되도록 구성되어 있다. 가스 활성화실(323) 내에는, 2개의 유전체로 이루어지는 예를 들어 세라믹스제의 시스관(332, 332)이 당해 가스 활성화실(323)의 기단부측으로부터 선단측을 향해 격벽(322)을 따라 신장되어 있고, 이들 시스관(332, 332)의 관 내에는, 막대 형상의 전극(333, 333)이 관통 삽입되어 있다. 이들 전극(333, 333)의 기단부측은 인젝터 본체(321)의 외부로 인출되고, 진공 용기(1)의 외부에서 정합기(334)를 통해 고주파 전원(335)과 접속되어 있다.
인젝터 본체(321)의 저면에는, 당해 전극(333, 333) 사이의 영역인 플라즈마 발생부(340)에서 플라즈마화되어 활성화된 플라즈마를 하방측으로 토출시키기 위한 가스 토출 구멍(341)이 인젝터 본체(321)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 이 인젝터 본체(321)는, 그 선단측이 회전 테이블(2)의 중심부를 향해 신장된 상태로 되도록 배치되어 있다. 도면 중 부호 351은 밸브, 352는 유량 조정부, 353은 처리 가스, 예를 들어 산소(O2) 가스가 저류된 가스원이다.
이러한 활성화 가스 인젝터(32)에서는, 처리 가스인 O2 가스를 공급하는 동시에, 고주파 전원(335)으로부터 플라즈마 발생부(340)[전극(333, 333)]에 고주파 전력을 공급한다. 한편, 진공 용기(1) 내는 진공 분위기로 되어 있으므로, 가스 활성화실(323)의 상방측으로 유입된 O2 가스는, 상기한 고주파 전력에 의해 플라즈마화(활성화)되고, 이와 같이 하여 얻어진 플라즈마(이하, 산소 플라즈마라 함)가 가스 토출 구멍(341)을 통해 웨이퍼(W)를 향해 공급된다. 상기 산소 플라즈마는, 산소를 전계에 의해 활성화하여 얻어진 활성종을 포함하는 제2 처리 가스에 상당하는 것이다.
처리 가스 노즐(31)의 하방 영역은, 제1 처리 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(P1)으로 되고, 활성화 가스 인젝터(32)의 하방측 영역은, 웨이퍼(W) 표면에 흡착된 제1 처리 가스에 대해 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 영역(P2)으로 된다.
분리 가스 노즐(41, 42)은, 각각 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2)을 분리하는 분리 영역(D)을 형성하기 위한 것이다. 제1 처리 영역(P1)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측을 제1 분리 영역(D1), 제1 처리 영역(P1)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측을 제2 분리 영역(D2)으로 하여 설명을 진행한다. 이들 분리 영역(D1, D2)에 있어서의 진공 용기(1)의 천장판(11)에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 평면에서 볼 때 개략 부채형의 볼록 형상부(4)가 설치되어 있다. 상기 분리 가스 노즐(41, 42)은, 예를 들어 도 12에 도시하는 바와 같이, 이 볼록 형상부(4)에 형성된 홈부(43) 내에 수납되어 있다. 따라서, 분리 가스 노즐(41, 42)에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향 양측에는, 제1 및 제2 처리 가스끼리의 혼합을 저지하기 위해, 상기 볼록 형상부(4)의 하면인 낮은 천장면(44)(제1 천장면)이 배치된다(도 12 참조). 한편, 천장판(11)의 볼록 형상부(4)가 설치되어 있지 않은 영역에는, 상기 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 배치되게 된다.
회전 테이블(2)과 진공 용기(1)의 저면부(14) 사이의 공간에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 히터 유닛(5)이 설치되어 있다. 이 히터 유닛(5)은, 주 가열 기구를 이루는 것으로, 회전 테이블(2)을 가열함으로써, 당해 회전 테이블(2)을 통해 웨이퍼(W)를 하방측으로부터 가열하도록 구성되어 있다. 본 예에서는, 히터 유닛(5)으로부터의 복사열이 석영인 회전 테이블(2)에 흡수되어 당해 회전 테이블(2)이 가열된다. 또한, 장치의 성능상 허용되는 회전 테이블(2)의 최고 온도(허용 최고 온도)는, 회전 테이블(2)에 도달하기 전에 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도로 설정되어 있다. 즉, 회전 테이블(2)을 히터 유닛(5)에 의해 가열하였을 때(후술하는 보조 가열 기구에 의해 가열되어 있지 않을 때)에, 기판 적재 영역의 온도는, 오존 가스가 당해 기판 적재 영역에 도달하기 전에 열분해되는 온도보다도 낮은 온도로 설정된다. 이 회전 테이블(2)의 허용 최고 온도는, 예를 들어 불소계 고무로 이루어지는 시일 부재[O링(13)]나 가스 노즐(31, 41, 42)의 시일 부재(도시하지 않음)의 내열 온도를 고려하여 설정되는 온도이다. 도 1 중 부호 51은 히터 유닛(5)의 측방측에 설치된 커버 부재, 52는 이 히터 유닛(5)의 상방측을 덮는 덮개 부재이다. 또한, 진공 용기(1)의 저면부(14)에는, 히터 유닛(5)의 하방측에 있어서, 히터 유닛(5)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(53)이 주위 방향에 걸쳐 복수 개소에 설치되어 있다.
여기서 오존 가스가 열분해되는 온도에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 성막 장치는, 활성화 인젝터(32)를 사용하여 산소 플라즈마를 생성하는 형식의 것이다. 이에 대해 보조 가열 기구 및 활성 인젝터(32)를 제외한 다른 장치 구성을 이용하여, 산소 플라즈마 대신에 오존을 사용하는 형식의 장치를 구성하는 경우에는, 처리 가스 노즐(31)과 마찬가지로 예를 들어 회전 테이블(2)의 주연측으로부터 중앙부측으로 신장되도록 가스 노즐(인젝터)을 배치한다. 이 경우, 오존용 가스 노즐은 회전 테이블(2)의 상방측으로 신장되어 있으므로, 회전 테이블(2)로부터의 열에 의해 가열되고, 회전 테이블(2)의 기판 적재 영역의 온도가 630℃로 가열된 경우, 가스 노즐의 온도는 530℃ 정도로 된다. 따라서, 가스 노즐 내의 오존 가스의 온도는 530℃ 정도로 된다. 한편, Si 함유 가스의 오존 가스에 의한 산화 반응은 오존 가스의 공급과 함께 순식간에 행해진다. 이로 인해, 가령 상기 기판 적재 영역의 온도가 오존 가스가 열분해되는 온도(550℃)를 초과하고 있었다고 해도, 오존 가스가 열분해되어 산소로 되어, 산화력이 저하되기 전에 Si 함유 가스와 반응한다. 이와 같이, 오존 가스가 열분해되지 않는 경우라 함은, 오존 가스가 기판 적재 영역에 도달하기 전에 열분해되지 않는 경우를 나타낸다. 따라서, 본 제1 실시예에서 말하는 오존 가스가 열분해되는 온도보다 낮은 온도라 함은, 실제로 가스 노즐로부터 공급된 오존 가스가 기판 적재 영역에 도달하기 전에 열분해되지 않는 온도로 회전 테이블이 가열되어 있는 상태이면 된다. 이로 인해, 온도는 실제로는 가스 노즐과 회전 테이블의 이격 거리나, 가스 노즐의 형상이나 재질, 가스 노즐에 공급하는 오존 가스의 온도 등에 따라 바뀌는 것이다. 따라서, 회전 테이블(2)(기판 적재 영역)의 온도를 630℃ 이상의 온도, 예를 들어 650℃로 설정해도, 가스 노즐로부터 공급된 오존 가스가 기판 적재 영역에 도달하기 전에 열분해되지 않는 경우도 있다. 이러한 것으로부터, 본 예에서는, 회전 테이블(2)의 온도는 550℃∼650℃로 설정된다.
또한, 천장판(11)에는 투과 부재(6)가 설치되는 동시에, 이 투과 부재(6)의 상방측에는 램프 유닛(7)이 배치되어 있다. 이들은 예를 들어 활성화 가스 인젝터(32)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측이며, 제2 분리 영역(D2)보다도 약간 활성화 가스 인젝터(32)측으로 치우친 위치에 설치되어 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 천장판(11)에는, 투과 부재(6)를 장착하기 위해, 예를 들어 평면에서 볼 때 개략 부채형의 개구부(17)가 형성되어 있다. 이 개구부(17)는, 예를 들어 회전 테이블(2)의 회전 중심으로부터 예를 들어 60㎜ 정도 외측 테두리측으로 이격된 위치로부터, 회전 테이블(2)의 외측 테두리보다도 80㎜ 정도 외측으로 이격된 위치까지에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 개구부(17)는, 진공 용기(1)의 중심부 영역(C)에 설치된 후술하는 래버린스 구조부(18)와 간섭하지 않도록, 평면에서 보았을 때에 회전 테이블(2)의 중심측에 있어서의 단부가 당해 래버린스 구조부(18)의 외측 테두리를 따르도록 원호 형상으로 우묵하게 들어가 있다.
그리고, 이 개구부(17)에는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 천장판(11)의 상단부측으로부터 하단부측을 향해 당해 개구부(17)의 개구 직경이 단계적으로 작아지도록, 예를 들어 3단의 단차부(17a)가 주위 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 이들 단차부(17a) 중 최하단의 단차부(입구 테두리부)(17a)의 상면에는, 주위 방향에 걸쳐 홈(19a)이 형성되어 있고, 이 홈(19a) 내에는 시일 부재, 예를 들어 O링(19)이 배치되어 있다. 이 O링(19)은 내열성이 있는 재료, 예를 들어 퍼플루오로 엘라스토머에 의해 구성되어 있다. 또한, 도시의 편의상, 도 7에서는 단차부(17a)를 2단으로 하고, 홈(19a) 및 O링(19), 후술하는 압박 부재(65)에 대해서는 도시를 생략하고 있다.
상기 개구부(17)에는, 적외선광을 투과하는 재질, 예를 들어 석영에 의해 구성된 투과 부재(6)가 끼워 맞추어져 있다. 이 투과 부재(6)는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 수평한 창부(61)를 구비하고 있고, 이 창부(61)의 주연부는 주위 방향에 걸쳐 상방측으로 상승하여, 측벽부(62)를 이루고 있다. 또한, 측벽부(62)의 상단부는, 주위 방향에 걸쳐 외측을 향해 수평하게 신장되어 플랜지부(63)로서 구성되고, 투과 부재(6)의 하면측은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 외측 테두리부가 주위 방향에 걸쳐 하방측[회전 테이블(2)측]으로 수직하게 신장되어, 가스 규제용 돌기부(64)를 이루고 있다. 이 돌기부(64)에 의해, 당해 투과 부재(6)의 하방 영역에의 N2 가스나 산소 플라즈마 등의 침입이 저지되어, 창부(61)에의 성막이 억제된다.
이 투과 부재(6)를 상술한 개구부(17) 내에 낙하시키면, 플랜지부(63)와 단차부(17a) 중 최하단의 단차부(17a)가 서로 걸린다. 그리고 O링(19)에 의해, 당해 단차부(17a)[천장판(11)]와 투과 부재(6)가 기밀하게 접속된다. 투과 부재(6)의 상방측에는, 개구부(17)의 외측 테두리를 따르도록 프레임 형상으로 형성된 압박 부재(65)가 설치되어 있다. 이 압박 부재(65)에 의해 상기 플랜지부(63)를 하방측을 향해 주위 방향에 걸쳐 압박하는 동시에, 당해 압박 부재(65)를 도시하지 않은 볼트 등에 의해 천장판(11)에 고정함으로써, 진공 용기(1)의 내부 분위기가 기밀하게 설정된다.
도 3 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 이 투과 부재(6)는, 당해 투과 부재(6)의 하방에 웨이퍼(W)가 위치하였을 때에, 웨이퍼(W)의 표면 전체를 덮도록, 그 크기나 형상이 설정되어 있다. 그 일례를 들면, 상기 창부(61)의 두께 치수 t1은 예를 들어 20㎜로 설정되어 있다. 또한, 중심부 영역(C)측에 있어서의 투과 부재(6)의 내벽면과 웨이퍼(W)의 외측 테두리 사이의 거리가 70㎜로 되고, 회전 테이블(2)의 외측 테두리측에 있어서의 투과 부재(6)의 내벽면과 웨이퍼(W)의 외측 테두리 사이의 거리가 70㎜로 되도록 구성되어 있다. 또한, 투과 부재(6)의 창부(61)의 하면과 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)의 표면 사이의 이격 치수 t2는, 4㎜∼60㎜, 본 예에서는 30㎜로 설정된다. 또한, 투과 부재(6)의 돌기부(64)의 하단부와 회전 테이블(2)의 표면의 이격 치수는, 예를 들어 0.5㎜∼4㎜, 본 예에서는 2㎜로 설정되어 있다.
상기 램프 유닛(7)은 다수의 가열 램프(71)를 구비하고 있다. 이 가열 램프(71)는, 상기 히터 유닛(5)에 의해 가열된 웨이퍼(W)에, 웨이퍼(W)의 흡수 파장 영역의 광을 조사하여 당해 웨이퍼(W)를 복사열에 의해, 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 직접 가열하는 보조 가열 기구를 이루는 것이다. 상기 처리 온도는, 오존 가스가 열분해되는 온도 이상이며, 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스가 열분해되지 않는 온도인 동시에, 웨이퍼(W)가 당해 처리 온도로 가열되어도, 장치의 내열성에 영향을 미치지 않는 온도로 설정된다.
예를 들어, 가열 램프(71)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 글래스체(72a)의 내부에, 복사원을 이루는 광원(72b)이 설치된 램프체(72)를 구비하고, 이 램프체(72)의 주위에 반사체(73)를 설치하여 구성되어 있다. 상기 광원(72b)은, 투과 부재(6)를 구성하는 재료(석영)를 투과하여, 웨이퍼(W)를 구성하는 재료(실리콘)에 흡수되는 흡수 파장 영역의 적외선광을 복사하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 램프체(72)로서는, 예를 들어 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하의 파장의 적외선광을 조사하는 할로겐 램프 등이 사용된다. 본 예에서는, 램프체(72)로부터 조사되는 적외의 파장 영역이, 웨이퍼(W)를 구성하는 실리콘에는 흡수되고, 회전 테이블(2)을 구성하는 석영에 대해서는 투과하는 영역으로 설정되어 있다. 상기 반사체(73)는 광원(72b)으로부터의 적외선광을 회전 테이블(2)측(하방측)을 향하도록 반사시키기 위한 것이다. 이 반사체(73)는, 광원(72b)으로부터의 광 에너지가 효율적으로 웨이퍼(W)에 조사되도록, 예를 들어 회전 테이블(2)측을 향해 서서히 넓어지는 원뿔 형상으로 구성되고, 그 내벽에는 예를 들어 금 도금이 실시되어 있다. 또한, 반사체(73)에 의해 광원(72b)으로부터의 광 에너지가 웨이퍼(W)에 조사되므로, 웨이퍼(W) 방향 이외로의 복사열의 확산이 억제되도록 되어 있다.
가열 램프(71)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(74a, 74b)에 지지되어, 투과 부재(6)의 상방측에 배열되어 있다. 구체적으로는, 상기 램프체(72)는, 길이 방향의 일단부측에 형성된 전극부(72c)를 통해 제1 지지 부재(74a)에 장착되고, 반사체(73)는 제2 지지 부재(74b)에 장착되어 있다. 이와 같이 하여 가열 램프(71)는, 램프체(72)의 길이 방향이 상하 방향으로 정렬되도록 배열된다. 도 8 중 부호 75는, 각 램프체(72)의 전극부(72c)에, 급전선(75a)을 통해 급전하기 위한 전원부이다.
본 예에 있어서는, 가열 램프(71)는 동일한 크기(용량)의 것이 사용되고 있고, 도 10에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 회전 중심을 중심으로 하는 동심원의 라인 L1∼L5를 따라 배열되어 있다. 또한, 상기 라인 L1∼L5 상에 배열되는 가열 램프(71)의 개수는, 회전 테이블(2)의 중심부로부터 외측 테두리부를 향함에 따라 많아지도록 설정되어 있다. 이들 가열 램프(71)는, 도시하지 않은 열전대 등의 온도 검출부의 측정 결과에 기초하여, 웨이퍼(W)를 후술하는 가열 처리를 행하기 위해 적합한 처리 온도로 가열할 수 있도록, 개개의 가열 램프(71)에의 전력의 공급량이 제어되어 있다.
이와 같이, 가열 램프(71)의 개수나 배치, 각 가열 램프(71)에의 전력 공급량을 조정함으로써, 후술하는 실시예에 기재하는 바와 같이, 램프 유닛(7)의 하방측에 형성되는 가열 영역(H)의 온도 분포를 제어할 수 있다. 회전 테이블(2)이 회전하면, 중심부측에 비해 외측 테두리측에서는 주속도가 빨라진다. 그로 인해 본 예에서는, 외측 테두리측에서는 중심부측보다도 가열 램프(71)의 개수를 많게 하여 큰 열량을 확보하여, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 웨이퍼(W)에 공급되는 열량을 균일하게 하고 있다. 또한, 가열 램프(71)의 용량을 바꿈으로써, 동일한 전력을 공급하였을 때의 가열 램프(71)의 복사량(출력)을 바꾸어, 상기 가열 영역(H)의 온도 분포를 제어하도록 해도 된다.
이들 가열 램프(71)가 설치된 영역은, 도 8 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 커버 부재(76)에 의해 덮여 있다. 이 커버 부재(76)는, 예를 들어 스테인리스 등의 내열성이 있는 재료에 의해 구성되고, 예를 들어 상벽(76a)이나 측벽(76b, 76c)에는 방열용의 다수의 슬릿(77)이 형성되어 있다.
이와 같이, 회전 테이블(2)을, 히터 유닛(5)에 의해 오존 가스가 기판 적재 영역에 도달하기 전에 열분해되는 온도보다도 낮은 온도, 예를 들어 600℃로 가열하고 있는 상태에서, 램프 유닛(7)의 가열 램프(71)에 의해 웨이퍼(W)가 상방측으로부터 가열된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는, 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도, 예를 들어 700℃로 가열된다. 또한 회전 테이블(2)에 대해서는, 가열 램프(71)로부터의 적외선이 투과하므로, 당해 적외선에 의한 승온은 억제된다.
계속해서, 진공 용기(1)의 각 부의 설명으로 되돌아간다. 진공 용기(1)의 측벽에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 외부의 반송 아암과 회전 테이블(2) 사이에 있어서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(16)가 형성되어 있고, 이 반송구(16)는 게이트 밸브(G)에 의해 기밀하게 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또한 회전 테이블(2)의 오목부(24)는, 이 반송구(16)에 면하는 위치에서 반송 아암과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다. 이로 인해, 회전 테이블(2)의 하방측에 있어서 당해 전달 위치에 대응하는 부위에는, 오목부(24)를 관통하여 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 설치되어 있다.
회전 테이블(2)의 외측 테두리측에 있어서 당해 회전 테이블(2)보다도 약간 하방측의 위치에는, 도 2 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 사이드 링(81)이 배치되어 있다. 이 사이드 링(81)은, 예를 들어 장치의 클리닝시에 있어서, 각 처리 가스 대신에 불소계의 클리닝 가스를 통류시켰을 때에, 당해 클리닝 가스로부터 진공 용기(1)의 내벽을 보호하기 위한 것이다. 본 예에서는, 각 분리 영역(D) 및 투과 부재(6)에 있어서의 외측 테두리측의 영역은, 이 사이드 링(81)의 상방측으로 노출되어 있다. 회전 테이블(2)의 외주부와 진공 용기(1)의 내벽 사이에는, 횡방향으로 기류(배기류)가 형성되는 오목부 형상의 기류 통로가 주위 방향에 걸쳐 링 형상으로 형성되어 있다고 할 수 있다. 그로 인해, 이 사이드 링(81)은, 기류 통로에 진공 용기(1)의 내벽면이 가능한 한 노출되지 않도록, 당해 기류 통로에 설치되어 있다.
사이드 링(81)의 상면에는, 서로 주위 방향으로 이격되도록 2개소에 제1 배기구(82) 및 제2 배기구(83)가 각각 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 기류 통로의 하방측에 2개의 배기구가 형성되고, 이들 배기구에 대응하는 위치에 있어서의 사이드 링(81)에, 제1 및 제2 배기구(82, 83)가 각각 형성되어 있다. 상기 제1 배기구(82)는, 처리 가스 노즐(31)과, 당해 처리 가스 노즐(31)보다도 회전 테이블의 회전 방향 하류측의 분리 영역(D1)과의 사이에 있어서, 당해 분리 영역(D1)측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 제2 배기구(83)는, 활성화 가스 인젝터(32)와, 당해 활성화 가스 인젝터(32)보다도 회전 테이블의 회전 방향 하류측의 분리 영역(D2)과의 사이에 있어서, 당해 분리 영역(D2)측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 제1 배기구(82)는, 제1 처리 가스 및 분리 가스를 배기하기 위한 것이고, 제2 배기구(83)는, 제2 처리 가스 및 분리 가스를 배기하기 위한 것이다. 이들 제1 배기구(82) 및 제2 배기구(83)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 각각 버터플라이 밸브 등의 압력 조정부(85)가 개재 설치된 배기관(84)에 의해, 진공 배기 기구인, 예를 들어 진공 펌프(86)에 접속되어 있다.
상술한 바와 같이, 중심부 영역(C)측으로부터 외측 테두리측에 걸쳐 투과 부재(6)를 배치하고 있으므로, 이 투과 부재(6)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로 토출된 각 가스는, 당해 투과 부재(6)에 의해 제2 배기구(83)를 향하려고 하는 가스류가, 말하자면 규제되어 버린다. 따라서, 투과 부재(6)의 외측에 있어서의 상술한 사이드 링(81)의 상면에, 제2 처리 가스 및 분리 가스가 흐르기 위한 홈 형상의 가스 유로(87)를 형성하고 있다. 이 가스 유로(87)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 투과 부재(6)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측의 단부보다도 활성화 가스 인젝터(32)측으로 치우친 위치로부터, 상술한 제2 배기구(83)까지의 사이에 걸쳐 원호 형상으로 형성되어 있다.
천장판(11)의 하면에 있어서의 중앙부에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 볼록 형상부(4)에 있어서의 중심부 영역(C)측의 부위와 연속해서 주위 방향에 걸쳐 개략 링 형상으로 형성되는 동시에, 그 하면이 볼록 형상부(4)의 하면[천장면(44)]과 동일한 높이로 형성된 돌출부(10)가 설치되어 있다. 또한, 이 돌출부(10)보다도 회전 테이블(2)의 회전 중심측에 있어서의 코어부(21)의 상방측에는 래버린스 구조부(18)가 배치되어 있다. 이 래버린스 구조부(18)는, 가스의 유로를 확보하여, 중심부 영역(C)에 있어서 제1 처리 가스와 제2 처리 가스가 서로 혼합되는 것을 억제하기 위한 것이다. 이 래버린스 구조부(18)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)측으로부터 천장판(11)측을 향해 수직하게 신장되는 제1 벽부(18a)와, 천장판(11)측으로부터 회전 테이블(2)을 향해 수직하게 신장되는 제2 벽부(18b)를 구비하고 있다. 상기 제1 벽부(18a) 및 제2 벽부(18b)는, 각각 주위 방향에 걸쳐 형성되는 동시에, 이들 벽부(18a, 18b)가 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 교대로 배치된 구조를 채용하고 있다.
또한, 이 성막 장치에는, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(100)가 설치되어 있고, 이 제어부(100)의 메모리 내에는 후술하는 성막 처리 및 개질 처리를 행하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램은, 후술하는 장치의 동작을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있고, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 기억 매체인 기억부(110)로부터 제어부(100) 내에 인스톨된다.
다음에, 상술한 실시 형태의 작용에 대해 설명한다. 우선, 회전 테이블(2)을 히터 유닛(5)에 의해 가열한 상태에서, 게이트 밸브(G)를 개방하여, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시키면서, 도시하지 않은 반송 아암에 의해 반송구(16)를 통해 회전 테이블(2) 상에, 예를 들어 5매의 웨이퍼(W)를 순차 적재한다. 이 웨이퍼(W)에는, 드라이 에칭 처리나 CVD법 등을 사용한 배선 매립 공정이 이미 실시되어 있고, 당해 웨이퍼(W)의 내부에는 전기 배선 구조가 형성되어 있다. 이어서, 게이트 밸브(G)를 폐쇄하여, 진공 펌프(86)에 의해 진공 용기(1) 내를 진공 상태로 하는 동시에, 회전 테이블(2)을 예를 들어 120rpm으로 시계 방향으로 회전시킨다. 또한, 램프 유닛(7)을 작동시킨다.
램프 유닛(7)의 하방측의 가열 영역(H)에서는, 가열 램프(71)로부터 파장이 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하인 적외선광이 방사되고 있다. 이로 인해, 가열 램프(71)로부터의 광 에너지는 투과 부재(6)의 창부(61)는 투과하여, 당해 가열 영역(H)을 통과하는 웨이퍼(W)에 흡수되고, 이 복사열에 의해 웨이퍼(W)는 가열된다. 또한, 상술한 바와 같이, 반사체(73)에 의해 상기 광 에너지가 웨이퍼(W)에 효율적으로 조사되므로, 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 회전에 의해 가열 영역(H)을 통과할 때마다 램프 유닛(7)에 의해 가열되어, 표면 온도가 상승한다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)는 히터 유닛(5)에 의해 회전 테이블(2)을 통해 간접적으로 가열되는 동시에, 램프 유닛(7)에 의해 직접적으로 가열되어, 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 된다.
웨이퍼(W) 표면이 상기 처리 온도로 가열된 후, 처리 가스 노즐(31)로부터 3DMAS 가스를 소정의 유량으로 토출하는 동시에, 활성화 가스 인젝터(32)로부터 산소 플라즈마를 소정의 유량으로 공급한다. 또한, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 분리 가스를 토출하는 동시에, 분리 가스 공급관(40) 및 퍼지 가스 공급관(15, 53)으로부터도 N2 가스를 토출한다. 그리고, 압력 조정부(85)에 의해 진공 용기(1) 내를 미리 설정한 처리 압력, 예를 들어 400∼500Pa로 조정한다.
이때의 가스 흐름의 상태를 도 13에 도시한다. 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2) 사이에 있어서 분리 영역(D1, D2)에 각각 N2 가스를 공급하는 동시에, 제1 및 제2 배기구(82, 83)를 상술한 바와 같이 형성하고 있으므로, 3DMAS 가스 및 산소 플라즈마가 서로 혼합하지 않도록 흘러 배기되어 간다. 또한, 회전 테이블(2)의 하방측에 퍼지 가스를 공급하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 하방측으로 확산되려고 하는 가스는, 상기 퍼지 가스에 의해 상기 배기구(82, 83)측으로 되밀린다. 또한, 상기 중심부 영역(C)에는 래버린스 구조부(18)를 설치하고 있으므로, 상술한 바와 같이, 중심부 영역(C)에 있어서의 이들 처리 가스끼리의 혼합이 방지된다.
또한, 투과 부재(6)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로부터는, 회전 테이블(2)의 회전에 동반되어 산소 플라즈마 및 N2 가스가 당해 투과 부재(6)를 향해 통류해 온다. 그러나, 투과 부재(6)의 외주측에 있어서의 사이드 링(81)에 가스 유로(87)를 형성하고 있으므로, 상기 산소 플라즈마 및 N2 가스는, 투과 부재(6)를 피하도록 흘러, 당해 가스 유로(87)를 통해 배기된다.
한편, 상기 투과 부재(6)의 상류측이나 중심 영역(C)으로부터 당해 투과 부재(6)를 향해 통류해 오는 가스 중 일부의 가스는, 투과 부재(6)의 하방으로 침입하려고 한다. 그러나, 이 투과 부재(6)에는 돌기부(64)가 투과 부재(6)의 하방측 영역을 덮도록 형성되어 있다. 이로 인해, 가스는 이 돌기부(64)에 충돌하여 유로를 바꾸면서, 사이드 링(81)을 향해 흘러 가, 투과 부재(6)의 하방측으로의 산소 플라즈마나 N2 가스의 침입이 저지된다.
이와 같이, 제1 처리 영역(P1)에는 3DMAS 가스가 공급되고, 제2 처리 영역(P2)에는 산소 플라즈마가 공급되게 된다. 따라서, 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 웨이퍼(W)가 제1 처리 영역(P1)에 이르면, 당해 처리 영역(P1)에서는, 웨이퍼(W)의 표면에, 분자층이 1층 혹은 복수층인 3DMAS 가스가 흡착된다. 즉, 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도에서, 3DMAS 가스가 웨이퍼(W)에 흡착되고, 흡착된 3DMAS 가스가 산소 플라즈마에 의해 산화되어, 박막 성분인 실리콘 산화막(SiO2)이 성막된다.
이와 같이 하여 높은 처리 온도에서, 웨이퍼(W) 상에 흡착된 3DMAS 가스를 산소 플라즈마에 의해 산화시키면, 산소 플라즈마의 활성이 높아져, 실리콘과 산소의 결합이 빠르게 진행된다. 또한, 수소나 유기물 등의 불순물이 기화에 의해 제거되어 간다. 이로 인해, 막 중의 Si-O 결합이 많이 형성되어 SiOH 결합이 적어지고, 결합이 강고해지고 치밀화되어, 높은 치밀도의 막을 형성할 수 있다. 따라서, 사용자의 요청에 맞추어 SiO2막의 적용 부위에 따른 막질의 박막을 얻을 수 있다.
상술한 실시 형태에 따르면, 장치 본체의 내열성을 고려하여, 히터 유닛(5)에 의해 가열되는 회전 테이블(2)의 온도는 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도로 설정하고, 이것에 더하여 램프 유닛(7)으로부터의 복사열에 의해 당해 웨이퍼(W)를 가열하고 있다. 즉, 회전 테이블(2)의 구동부(23)의 시일 기구나, 천장판(11)과 용기 본체(12) 사이의 O링(13)의 내열 온도가 그다지 높지 않으므로, 장치의 성능상 허용되는 회전 테이블(2)의 최고 온도는, 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도로 설정하고 있다. 한편, 램프 유닛(7)으로부터의 복사열에 의해 웨이퍼(W)를 직접적으로 가열하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 온도의 상승을 억제하여 웨이퍼(W)만을 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 가열할 수 있다. 또한, 이와 같이 웨이퍼(W)를 고온의 처리 온도로 가열하였다고 해도, 회전 테이블(2) 자체는 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도로 설정되어 있으므로, 장치 본체의 내열성에 악영향을 미칠 우려는 없어, 회전 테이블(2)의 시일 기구 등에 큰 내열성을 갖게 할 필요가 없다. 또한, 제2 처리 가스로서, 오존 가스보다도 열분해되는 온도가 높은 산소의 활성종을 사용하고 있다.
이에 의해, 장치 본체의 내열성을, 산화 가스로서 오존 가스를 사용하는 경우의 사양으로 하면서, 웨이퍼(W)만을 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 가열할 수 있어, 오존 가스의 열분해 온도 이상인 고온에서의 실리콘 산화막의 성막 처리를 행할 수 있다.
이와 같이 높은 온도에서 실리콘 산화막의 성막 처리를 행하면, 상술한 바와 같이, 막의 치밀도를 높인 단단한 막을 얻을 수 있으므로, 예를 들어 습식 에칭 특성의 향상을 목적으로 하여 단단한 막이 요청되는 경우 등의 사용자의 요구에 따른 성막 처리를 행할 수 있다.
따라서, 장치 메이커측에서는, 장치 본체의 내열성의 설계에 대해, 오존 가스를 산화 가스로서 사용하는 사양의 장치를 준비해 두면, 오존 가스를 사용하는 사용자에 대해서는 보조 가열 기구를 사용하지 않고 구성하고, 오존 가스의 열분해 온도 이상으로 성막을 행하는 사용자에 대해서는 보조 가열 기구를 설치하는 구성으로 할 수 있다. 따라서, 오존 가스를 사용하도록 설계된 장치와는 다른 특수 사양의 장치를 제조하는 일 없이, 어느 사양에 대해서도 장치 본체의 구조를 공통화할 수 있으므로, 생산 효율이 좋고, 장치의 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 램프 유닛(7)은 활성화 가스 인젝터(32)의 회전 테이블(2)의 회전 방향의 하류측이며, 제2 분리 영역(D2)의 상류측 근방에 설치되어 있다. 이로 인해, 램프 유닛(7)은 활성화 가스 인젝터(32)에 의해 산소 플라즈마가 공급되는 영역으로부터 이격되어 있으므로, 웨이퍼(W)가 투과 부재(6)의 하방측을 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 이동과 함께, 웨이퍼(W)에 흡착되어 있지 않은 3DMAS 가스와 산소 플라즈마가 가열 영역(H)에 반입될 우려가 작다. 이에 의해, 투과 부재(6)에 3DMAS 가스와 산소 플라즈마의 반응 생성물이 부착되는 것과 같은 일이 일어나기 어려워, 창부(61)의 투과율을 일정한 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 로트마다 웨이퍼(W)의 온도에 편차가 발생할 우려가 적어, 안정된 성막 처리를 행할 수 있다. 또한, 창부(61)에 부착된 반응 생성물을 제거하는 클리닝 처리가 불필요해지거나, 클리닝 처리를 행한다고 해도 빈도가 작아진다.
또한, 램프 유닛(7)으로서는, 적외선광을 방사하는 복수의 가열 램프(71)를 사용하고 있으므로, 이 가열 램프(71)의 배열이나 전력 공급량에 따라, 가열하는 에어리어의 크기나, 가열할 때의 온도 분포 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상술한 예에서는, 회전 테이블(2)이 회전함으로써, 중심측보다도 외측 테두리측에 있어서 주속도가 빠르게 되어 있지만, 회전 테이블(2)의 외측 테두리측에서는 중심측보다도 가열 램프(71)의 개수를 증가시키고 있으므로, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 가열의 정도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 천장판(11)에 투과 부재(6)를 설치하고, 램프 유닛(7)은, 이 투과 부재(6)를 통해 회전 테이블(2)과 대향하도록, 상기 천장판(11)의 상방측에 설치되어 있다. 따라서, 램프 유닛(7)은 대기 분위기에 설치되어 있으므로, 메인터넌스가 용이하고, 또한 반응 생성물이 부착될 우려는 없다.
또한, 본 예의 투과 부재(6)는, 천장판(11)으로부터 회전 테이블(2)측으로 우묵하게 들어가는 오목부를 형성하도록 구성되어 있으므로, 램프 유닛(7)을 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)에 근접시킬 수 있어, 웨이퍼(W) 표면을 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 이와 같이 투과 부재(6)를 오목부 형상으로 형성하면, 진공 용기(1)의 용적의 삭감을 도모할 수도 있다.
또한, 램프 유닛(7)의 가열 램프(71)를, 평면적으로 보았을 때에 상기 회전 테이블(2)의 회전 중심측으로부터 외측 테두리측을 향해 넓어지도록 부채 형상으로 배열함으로써, 웨이퍼(W)의 통과 영역을 구석구석까지 가열할 수 있다.
<제2 실시예>
계속해서 본 발명의 다른 제2 실시예에 대해 열거한다. 도 14에 도시하는 제2 실시예는, 투과 부재(6)의 하방측에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급관(81)을 설치한 구성이다. 이 퍼지 가스 공급관(81)은, 예를 들어 돌기부(64)의 내주면, 투과 부재(6)의 하면 및 회전 테이블(2)의 상면에 의해 둘러싸인 영역에, 진공 용기(1)의 외주벽으로부터 중심부 영역(C)을 향해 웨이퍼(W)에 대향하여 수평하게 신장되도록 설치되어 있다. 또한, 퍼지 가스 공급관(81)은, 도시하지 않은 유량 조정 밸브를 구비한 공급로를 통해 퍼지 가스, 예를 들어 질소 가스의 공급원과 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 예를 들어 그 하면에 형성된 가스 토출 구멍을 통해 투과 부재(6)의 하방 영역에 퍼지 가스를 토출시키도록 구성되어 있다.
이 구성에서는, 투과 부재(6)의 하방측으로 퍼지 가스를 토출시키면서, 성막 처리가 행해진다. 이 퍼지 가스는 돌기부(64)의 하방측에 충돌하여, 상기 상류측으로부터 유입되려고 하는 산소 플라즈마나 N2 가스를 이 투과 부재(6)의 외측으로 몰아내므로, 투과 부재(6)의 하방측으로의 산소 플라즈마 등의 침입이 저지된다. 이에 의해, 창부(61)에의 반응 생성물의 성막을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 본 제2 실시예의 투과 부재(6A)는 반드시 천장판(11)으로부터 하방측으로 우묵하게 들어가는 오목부 형상으로 구성할 필요는 없고, 예를 들어 도 15에 도시하는 바와 같이, 투과 부재(6A)를 판 형상체에 의해 구성하고, 천장판(11)에 형성된 개구부(17)에 시일 부재(19)를 통해 끼워 맞춤시키도록 해도 된다. 또한, 이 도 15에 도시하는 바와 같이, 투과 부재(6A)의 이면측 주연부에는 돌기부를 반드시 설치할 필요는 없다. 도 3에 도시하는 예와 같이, 램프 유닛(7)을 활성화 가스 인젝터(32)로부터 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 충분히 이격시킨 위치에 설치하는 경우에는, 투과 부재(6A)의 하방측으로 산소 플라즈마가 침입하기 어렵다. 이로 인해, 3DMAS 가스와 산소 플라즈마의 반응 생성물이 투과 부재(6A)에 부착될 우려가 거의 없기 때문이다.
또한, 본 제2 실시예에 있어서 램프 유닛은, 분리 영역(D1, D2)과 간섭하지 않는 위치이면 어디에 설치하도록 해도 된다. 예를 들어 도 16은, 램프 유닛(7A)을 처리 가스 노즐(31)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측이며, 활성화 가스 인젝터(32)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측에 설치한 구성예이다. 또한, 투과 부재(6B)의 형상은 평면에서 볼 때 부채 형상에 한정되지 않고, 예를 들어 이 도 16에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면을 커버하는 크기의 평면에서 볼 때 원 형상으로 구성하도록 해도 된다. 또한, 램프 유닛(7A)의 가열 램프(71)의 배열도 투과 부재(6B)의 형상에 맞추어 적절하게 설정된다.
이상에 있어서, 상기 히터 유닛은, 회전 테이블(2)에 매설되어 있어도 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 램프 유닛(7)의 하방측을 통과할 때마다 가열되어, 최종적으로 상기 처리 온도에 이르면 되므로, 램프 유닛(7)은 반드시 웨이퍼(W) 표면 전체에 광 에너지를 조사하도록 구성할 필요는 없고, 웨이퍼(W) 표면의 일부에 광 에너지를 조사하는 것이어도 된다.
또한, 회전 테이블의 회전 방향으로 서로 이격시켜 복수개의 램프 유닛을 설치하도록 해도 된다. 또한, 투과 부재(6)를 구성하는 재질로서는, 석영 대신에 내열 글래스 등을 사용하도록 해도 된다.
또한, 상술한 장치에 오존 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 설치하도록 해도 된다. 이 경우에는, 1대의 장치를 사용하여, 오존 가스를 사용하는 프로세스를 행할 때에는, 보조 가열 기구를 사용하지 않고 성막 처리를 행하고, 오존 가스의 열분해 온도 이상의 처리 온도에서 행하는 성막 프로세스에는, 보조 가열 기구를 사용함으로써 대응할 수 있다. 이로 인해, 1대의 장치로, 복수 종별의 프로세스에서 실리콘 산화막의 성막 처리를 행할 수 있어, 사용자측에서 프로세스 선택의 자유도가 높아진다.
본 제2 실시예에서 적용되는 제1 처리 가스로서는, 상술한 예 외에, BTBAS 가스, DCS[디클로로실란], HCD[헥사클로로디실란], 모노아미노실란 등을 들 수 있다. 이때, 회전 테이블(2)의 표면의 온도를 630℃ 이상으로 가열하는 경우에는, 제1 처리 가스로서, 3DMAS 가스나 4DMAS[테트라키스디메틸아미노실란:Si(N(CH3)2))4] 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 2종류의 반응 가스를 사용하는 것에 한정되지 않고, 3종류 이상의 반응 가스를 차례로 기판 상에 공급하는 경우에도 적용할 수 있다. 그 경우에는, 예를 들어 제1 처리 가스(Si 함유 가스)로서 3DMAS 가스, 제2 처리 가스로서 산소 플라즈마, 제3 처리 가스로서 Ar 플라즈마 가스를 사용하여, 웨이퍼(W)를 히터 유닛과 램프 유닛에 의해 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 가열하여 실리콘 산화막을 성막한다.
또한 상술한 예에서는, 가열 램프로서, 기판인 실리콘 웨이퍼에 대해서는 흡수되고, 회전 테이블(2)의 재질인 석영에 대해서는 투과하는 파장 영역의 적외선을 사용하고 있다. 그러나 본 제2 실시예는, 회전 테이블(2)보다도 기판에 대한 흡수의 정도가 큰 파장의 복사광, 즉, 기판보다도 회전 테이블(2)에 대한 투과성이 큰 파장 영역의 복사광을 조사하는 램프이면, 상술한 가열 램프에 한정되지 않는다.
<제3 실시예>
계속해서, 상술한 램프 유닛(7)에 의해 웨이퍼(W)를 가열하였을 때의, 웨이퍼(W) 표면의 온도 분포의 시뮬레이션 결과에 대해 설명한다. 이 시뮬레이션은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 램프체(91)가 동심원 L1∼L5를 따른 원호 형상으로 형성되고, 당해 램프체(91)의 동심원 중심측 및 동심원 외측에 각각 반사체(92)를 설치한 해석 모델을 상정하여 행하였다. 이때, 히터 유닛(5)에 의해, 웨이퍼(W)를 600℃로 가열하고, 동심원 L1∼L5의 램프체(91)에의 전력 공급량을 바꾸어 해석을 행하였다.
동심원 L1∼L5의 램프체(91)에의 전력 공급량이 각각 300W인 경우의 해석 결과를 도 18에 나타낸다. 또한, 동심원 L1의 램프체(91)에는 300W, 동심원 L2에는 280W, 동심원 L3에는 260W, 동심원 L4에는 240W, 동심원 L5에는 200W로 각각 전력을 공급하는 경우의 해석 결과를 도 19에 나타낸다. 또한, 동심원 L1에는 300W, 동심원 L2에는 250W, 동심원 L3에는 200W, 동심원 L4에는 150W, 동심원 L5에는 100W로 각각 전력을 공급하는 경우의 해석 결과를 도 20에 나타낸다.
이 시뮬레이션 해석에서는, 도 18의 예에서는, 최고 온도가 849℃, 최저 온도가 774℃일 때에, 온도 분포를 5단계의 온도로 나누어 표시하고 있다. 마찬가지로, 도 19의 예에서는, 최고 온도가 724℃, 최저 온도가 709℃, 도 20의 예에서는, 최고 온도가 679℃, 최저 온도가 633℃일 때에, 각각 온도 분포를 5단계의 온도로 나누어 표시하고 있다. 이들 도 18 내지 도 20의 해석 결과로부터, 히터 유닛(5)에 의해 웨이퍼(W)를 600℃로 가열하여, 램프 유닛(7)을 작동시킴으로써 웨이퍼(W) 표면을 700℃ 이상으로 가열 가능한 것이 확인되었다. 또한, 동심원 L1∼L5의 라인마다 배열되어 있는 가열 램프(71)에의 전력 공급량을 바꾸면, 웨이퍼(W) 표면의 온도 분포가 크게 다른 것이 확인되어, 가열 램프(71)에의 전력 공급량이나, 가열 램프(71)의 배열 등의 적정화를 도모함으로써, 원하는 온도 분포를 얻을 수 있다.
본 실시예는, 회전 테이블 상의 기판을 회전시켜, 이른바 ALD법에 의해 실리콘 산화막을 성막하는 데 있어서, 회전 테이블의 허용 최고 온도를 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도로 설정하고 있다. 한편, 주 가열 기구에 의해 회전 테이블을 통해 기판을 가열하는 간접 가열에 더하여 보조 가열 기구의 직접 가열을 행함으로써, 기판의 온도를 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 온도로 가열하는 동시에, 산화 가스로서 오존 가스가 아닌 산소의 활성종을 사용하는 것으로 하고 있다. 이로 인해, 회전 테이블의 시일 기구 등에 큰 내열성을 갖게 하는 일 없이, 사용자로부터의 요구에 따른, 오존 가스의 열분해 온도 이상인 고온에서의 성막 처리를 행할 수 있다. 그리고, 장치 메이커측에서는, 오존 가스를 산화 가스로서 사용하는 사양의 장치를 준비해 두면, 오존 가스를 사용하는 사용자에 대해서는 보조 가열 기구를 사용하지 않고 구성하고, 오존 가스의 열분해 온도 이상에서 성막을 행하는 사용자에 대해서는 보조 가열 기구를 설치하는 구성으로 하면 된다. 따라서, 어느 쪽의 사양에 대해서도 장치 본체의 구조를 공통화할 수 있으므로, 생산 효율이 좋고, 장치의 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
이상, 각 실시 형태에 기초하여 본 발명의 설명을 행해 온 것은, 설명을 다하여 발명의 이해를 촉진시키고, 기술을 더욱 진보시키는 것의 도움이 되도록 기재한 것이다. 따라서, 실시 형태에 나타낸 요건에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에서의 예시는 그 장단점을 의미하는 것은 아니다. 실시 형태에 상세하게 발명을 기재하였지만, 발명의 취지로부터 벗어나지 않는 범위에서 다종 다양한 변경, 치환, 개변이 가능하다.

Claims (7)

  1. 진공 용기 내에서, 회전 테이블의 일면측에 배치된 기판을 당해 회전 테이블에 의해 공전시켜, 서로 다른 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 반복하여 반응 생성물의 층을 적층하여 박막을 얻는 성막 장치에 있어서,
    상기 기판에 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 흡착시키기 위해, 상기 기판에 대해 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와,
    이 제1 처리 가스 공급부에 대해 상기 회전 테이블의 회전 방향으로 이격되어 설치되고, 기판에 흡착된 제1 처리 가스를 산화시켜 실리콘 산화물을 생성하기 위해, 산소를 활성화하여 얻어진 활성종을 포함하는 제2 처리 가스를 공급하기 위한 제2 처리 가스 공급부와,
    상기 회전 테이블의 주위 방향에 있어서 상기 제1 처리 가스 공급부와 제2 처리 가스 공급부 사이에 설치되고, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 혼합을 피하기 위한 분리 영역과,
    상기 회전 테이블을 가열함으로써 당해 회전 테이블을 통해 기판을 하방측으로부터 가열하기 위한 주 가열 기구와,
    상기 회전 테이블 상의 기판의 통과 영역과 대향하도록 당해 회전 테이블의 상방측에 설치되고, 상기 주 가열 기구에 의해 가열된 기판에, 기판의 흡수 파장 영역의 광을 조사하여 당해 기판을 복사열에 의해 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 직접 가열하는 가열 램프로 이루어지는 보조 가열 기구를 구비하고,
    장치의 성능상 허용되는 회전 테이블의 최고 온도는 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도이고,
    상기 처리 온도에서, 상기 제1 처리 가스가 기판에 흡착되고, 흡착된 제1 처리 가스가 제2 처리 가스에 의해 산화되는 것을 특징으로 하는, 성막 장치
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 가열 기구는, 기판의 재질에 대한 흡수보다도 회전 테이블에 대한 흡수의 정도가 작은 파장 영역의 광을 조사하는 것인 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보조 가열 기구는, 회전 테이블의 재질에 대해서는 투과 파장 영역의 광을 조사하는 것인 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼이고, 상기 회전 테이블의 재질은 석영이며,
    상기 보조 가열 기구는, 실리콘에 대해서는 흡수되고, 석영에 대해서는 투과하는 파장 영역의 복사광을 조사하는 것인 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보조 가열 기구로부터 조사되는 복사광의 파장은, 0.5㎛ 이상, 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  6. 서로 다른 처리 가스를 기판에 차례로 공급하는 사이클을 복수회 반복하여 반응 생성물의 층을 적층하여 실리콘 산화막을 얻는 성막 방법에 있어서,
    진공 용기 내에 배치된 회전 테이블과, 이 회전 테이블의 일면측에 배치된 기판에 대해 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 흡착시키기 위해, 상기 기판에 대해 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와, 이 제1 처리 가스 공급부에 대해 상기 회전 테이블의 회전 방향으로 이격되어 설치되고, 기판에 흡착된 제1 처리 가스를 산화시켜 실리콘 산화물을 생성하기 위해, 산소를 활성화하여 얻어진 활성종을 포함하는 제2 처리 가스를 공급하기 위한 제2 처리 가스 공급부와, 상기 회전 테이블의 주위 방향에 있어서 상기 제1 처리 가스 공급부와 제2 처리 가스 공급부 사이에 설치되고, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 혼합을 피하기 위한 분리 영역을 구비하고, 장치의 성능상 허용되는 회전 테이블의 최고 온도는 오존 가스가 열분해되는 온도보다도 낮은 온도인 성막 장치를 사용하고,
    상기 회전 테이블을 회전시킴으로써 기판을 공전시키는 공정과,
    주 가열 기구에 의해 상기 회전 테이블을 가열함으로써 당해 회전 테이블을 통해 기판을 하방측으로부터 가열하는 공정과,
    상기 회전 테이블 상의 기판의 통과 영역과 대향하도록 당해 회전 테이블의 상방측에 설치된 가열 램프로 이루어지는 보조 가열 기구로부터, 상기 주 가열 기구에 의해 가열된 기판에, 기판의 흡수 파장 영역의 광을 조사하여 당해 기판을 복사열에 의해 오존 가스가 열분해되는 온도 이상의 처리 온도로 직접 가열하는 공정과,
    상기 처리 온도에서, 상기 제1 처리 가스를 기판에 흡착시키는 공정과,
    상기 기판에 흡착된 제1 처리 가스를 제2 처리 가스에 의해 산화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보조 가열 기구는, 기판의 재질에 대한 흡수보다도 회전 테이블에 대한 흡수의 정도가 작은 파장 영역의 광을 조사하는 것인 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
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