KR20150018876A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 반응관 내에서의 처리 가스의 재액화를 억제하는 것이다. 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체와, 상기 기판에 반응물을 공급하는 공급부와, 상기 기판을 가열하는 제1 가열부와, 상기 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 상기 반응물을 가열하는 제2 가열부와, 상기 덮개체를 가열하는 발열체를 갖는다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
종래, 예를 들어 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판이 반입된 반응관 내에, 처리 가스를 공급하여 기판의 표면에 산화막을 형성하는 공정이 행해지는 경우가 있다. 이러한 공정은, 예를 들어, 기판을 수용하여 처리하는 반응관과, 액체 원료를 기화시킨 처리 가스를 반응관 내의 기판에 공급하는 공급부와, 반응관 내에 수용된 기판을 가열하는 가열부를 구비한 기판 처리 장치에 의해 실시되고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2011-86908호
그러나, 상술한 기판 처리 장치에서는, 반응관 내에 가열부에서 가열되기 어려운 저온 영역이 발생하는 경우가 있다. 처리 가스가 이러한 저온 영역을 통과하면, 처리 가스가 기화점보다도 낮은 온도까지 냉각되어 재액화되어 버리는 경우가 있었다.
본 발명은 반응관 내에서의 처리 가스의 재액화를 억제할 수 있는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체와, 상기 기판에 반응물을 공급하는 공급부와, 상기 기판을 가열하는 제1 가열부와, 상기 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 상기 반응물을 가열하는 제2 가열부와, 상기 덮개체를 가열하는 발열체를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
처리 용기 내에 수용된 기판을 제1 가열부에 의해 가열하는 공정과, 상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 공정과, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 반응물을 제2 가열부와 발열체에 의해 가열하는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
처리 용기 내에 수용된 기판을 제1 가열부에 의해 가열하는 수순과, 상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 수순과, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 반응물을 제2 가열부와 발열체에 의해 가열하는 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로의 종단면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 비교예에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
<본 발명의 일 실시 형태>
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대해, 주로 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면으로 나타내고 있다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)의 종단면 개략도이다. 기판 처리 장치에서는, 예를 들어, 반도체 장치를 제조하기 위한 일 공정이 행해진다.
(처리 용기)
도 1에 도시하는 바와 같이, 처리로(202)는 처리 용기로서의 반응관(203)을 구비하고 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료를 포함하고, 상단부 및 하단부가 개구(開口)된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성되고, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세로 수직 방향으로 다단으로 정렬한 상태로 수용 가능하게 구성되어 있다.
반응관(203)의 하부에는, 반응관(203)의 하단부 개구(노구)를 기밀하게 밀봉(폐색) 가능한 노구 덮개체로서의 시일 캡(219)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 하단부에 수직 방향 하측으로부터 접촉되도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은 원판 형상으로 형성되어 있다.
기판 보유 지지구로서의 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를 다단으로 보유 지지하도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를 보유 지지하는 복수개(예를 들어 3개)의 지주(217a)를 구비하고 있다. 복수개의 지주(217a)는 각각, 저판(217b)과 천장판(217c) 사이에 가설되어 있다. 복수매의 웨이퍼(200)가, 지주(217a)에 수평 자세이며 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 정렬되어 관축 방향으로 다단으로 보유 지지되어 있다. 천장판(217c)은, 보트(217)에 보유 지지되는 웨이퍼(200)의 최대 외경보다도 커지도록 형성되어 있다.
지주(217a), 천장판(217c)의 구성 재료로서, 예를 들어 탄화실리콘(SiC), 산화알루미늄(AlO), 질화알루미늄(AlN), 질화실리콘(SiN), 산화지르코늄(ZrO) 등의 열전도성이 좋은 비금속 재료가 사용되면 좋다. 특히 열전도율이 10W/mK 이상인 비금속 재료가 사용되면 좋다. 또한, 지주(217a)는 스테인리스(SUS) 등의 금속이나 석영 등에 의해 형성해도 된다. 지주(217a), 천장판(217c)의 구성 재료로서 금속이 사용되는 경우, 금속에 테플론(등록 상표) 가공이 실시되어 있으면 보다 좋다.
보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료를 포함하는 단열체(218)가 설치되어 있고, 제1 가열부(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측으로 전해지기 어려워지도록 구성되어 있다. 단열체(218)는, 단열 부재로서 기능함과 함께 보트(217)를 보유 지지하는 보유 지지체로서도 기능한다. 또한, 단열체(218)는, 도시하는 바와 같은 원판 형상으로 형성된 단열판이 수평 자세로 다단으로 복수매 설치된 것에 한하지 않고, 예를 들어 원통 형상으로 형성된 석영 캡 등이어도 된다. 또한, 단열체(218)는, 보트(217)의 구성 부재의 하나로서 생각해도 된다.
반응관(203)의 하방에는, 보트(217)를 승강시켜 반응관(203) 내외로 반송하는 승강 기구로서의 보트 엘리베이터가 설치되어 있다. 보트 엘리베이터에는, 보트 엘리베이터에 의해 보트(217)가 상승되었을 때에 노구를 밀봉(봉지)하는 시일 캡(219)이 설치되어 있다.
시일 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는, 보트(217)를 회전시키는 보트 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 보트 회전 기구(267)의 회전축(261)은 시일 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속되어 있고, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다.
(제1 가열부)
반응관(203)의 외측에는, 반응관(203)의 측벽면을 동심원 형상으로 둘러싸도록, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)를 가열하는 제1 가열부(207)가 설치되어 있다. 제1 가열부(207)는, 히터 베이스(206)에 의해 지지되어 설치되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 가열부(207)는 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)을 구비하고 있다. 각 히터 유닛(207a, 207b, 207c, 207d)은, 각각 반응관(203) 내에서의 웨이퍼(200)의 적층 방향을 따라 설치되어 있다.
반응관(203) 내에는, 각 히터 유닛에 각각 대응한, 예를 들어 열전대 등으로 구성되는 제1 온도 센서(263a), 제2 온도 센서(263b), 제3 온도 센서(263c), 제4 온도 센서(263d)가 설치되어 있다. 각 온도 센서(263)는, 각각 반응관(203)과 보트(217) 사이에 설치되어 있다. 또한, 각 온도 센서(263)는, 각 히터 유닛에 의해 가열되는 복수매의 웨이퍼(200) 중, 그 중앙에 위치하는 웨이퍼(200)의 온도를 검출하도록 설치되어 있어도 된다.
제1 가열부(207), 각 온도 센서(263)에는, 후술하는 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(121)는, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)의 온도가 소정의 온도로 되도록, 각 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여, 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)으로의 공급 전력을, 각각 소정의 타이밍으로 제어한다. 이와 같이 하여, 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)의 온도 설정이나 온도 조정을 개별적으로 행하도록 구성되어 있다.
(공급부)
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 반응관(203)과 제1 가열부(207) 사이에는, 반응물이 통과하는 공급 노즐(230)이 설치되어 있다. 여기서, 반응물이라 함은, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200) 상에 공급되고, 웨이퍼(200)와 반응하는 물질을 말한다. 반응물로서는, 예를 들어 산화제로서 사용되는 과산화수소(H2O2)나 물(H2O)을 사용할 수 있다. 공급 노즐(230)은, 예를 들어 열전도율이 낮은 석영 등에 의해 형성되어 있다. 공급 노즐(230)은 이중관 구조를 갖고 있어도 된다. 공급 노즐(230)은, 반응관(203)의 외벽의 측부를 따라 배치되어 있다. 공급 노즐(230)의 상단부(하류 단부)는, 반응관(203)의 정상부(상단부 개구)에 기밀하게 설치되어 있다. 반응관(203)의 상단부 개구에 위치하는 공급 노즐(230)에는, 공급 구멍(231)이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 복수개 형성되어 있다(도 2 참조). 공급 구멍(231)은, 반응관(203) 내에 공급된 반응물을 반응관(203) 내에 수용된 보트(217)의 천장판(217c)을 향해 분사시키도록 형성되어 있다.
공급 노즐(230)의 상류 단부에는, 반응물을 공급하는 반응물 공급관(232a)의 하류 단부가 접속되어 있다. 반응물 공급관(232a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 반응물 공급 탱크(233), 액체 유량 제어기(액체 유량 제어부)인 액체 유량 컨트롤러(LMFC)(234), 개폐 밸브인 밸브(235a), 세퍼레이터(236) 및 개폐 밸브인 밸브(237)가 설치되어 있다. 또한, 반응물 공급관(232a)의 적어도 밸브(237)보다도 하류측에는, 서브 히터(262a)가 설치되어 있다.
반응물 공급 탱크(233)의 상부에는, 압송 가스를 공급하는 압송 가스 공급관(232b)의 하류 단부가 접속되어 있다. 압송 가스 공급관(232b)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 압송 가스 공급원(238b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(239b) 및 개폐 밸브인 밸브(235b)가 설치되어 있다.
반응물 공급관(232a)의 밸브(235)와 세퍼레이터(236) 사이에는, 불활성 가스 공급관(232c)이 접속되어 있다. 불활성 가스 공급관(232c)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(238c), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(239c) 및 개폐 밸브인 밸브(235c)가 설치되어 있다.
반응물 공급관(232a)의 밸브(237)보다도 하류측에는, 제1 가스 공급관(232d)의 하류 단부가 접속되어 있다. 제1 가스 공급관(232d)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 원료 가스 공급원(238d), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(239d) 및 개폐 밸브인 밸브(235d)가 설치되어 있다. 제1 가스 공급관(232d)의 적어도 밸브(235d)보다 하류측에는, 서브 히터(262d)가 설치되어 있다. 제1 가스 공급관(232d)의 밸브(235d)보다도 하류측에는, 제2 가스 공급관(232e)의 하류 단부가 접속되어 있다. 제2 가스 공급관(232e)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 원료 가스 공급원(238e), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(239e) 및 개폐 밸브인 밸브(235e)가 설치되어 있다. 제2 가스 공급관(232e)의 적어도 밸브(235e)보다 하류측에는, 서브 히터(262e)가 설치되어 있다.
주로, 반응물 공급관(232a), 액체 유량 컨트롤러(234), 밸브(235a), 세퍼레이터(236), 밸브(237) 및 공급 노즐(230)에 의해, 반응물 공급계가 구성된다. 또한, 반응물 공급 탱크(233)나, 압송 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급원(238b), 매스 플로우 컨트롤러(239b), 밸브(235b)를 반응물 공급계에 포함하여 생각해도 된다. 주로, 반응물 공급계에 의해 공급부가 구성된다.
또한, 주로, 불활성 가스 공급관(232c), 매스 플로우 컨트롤러(239c) 및 밸브(235c)에 의해, 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한, 불활성 가스 공급원(238c)이나, 반응물 공급관(232a), 세퍼레이터(236), 밸브(237), 공급 노즐(230)을 불활성 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다. 또한, 주로, 제1 가스 공급관(232d), 매스 플로우 컨트롤러(239d) 및 밸브(235d)에 의해, 제1 처리 가스 공급계가 구성된다. 또한, 원료 가스 공급원(238d)이나, 반응물 공급관(232a), 공급 노즐(230)을 제1 처리 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다. 또한, 주로, 제2 가스 공급관(232e), 매스 플로우 컨트롤러(239e) 및 밸브(235e)에 의해, 제2 처리 가스 공급계가 구성된다. 또한, 원료 가스 공급원(238e)이나, 반응물 공급관(232a), 제1 가스 공급관(232b), 공급 노즐(230)을 제2 처리 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다. 또한, 불활성 가스 공급계, 제1 처리 가스 공급계, 제2 처리 가스 공급계를 공급부에 포함하여 생각해도 된다.
(상태 변환부)
반응관(203)의 상부에는, 제3 가열부(209)가 설치되어 있다. 여기에서는, 제3 가열부(209)를 반응관(203)의 외측에 설치한 예를 나타내지만, 이에 한하지 않고, 반응관(203) 내에 설치해도 된다. 제3 가열부(209)는, 보트(217)의 천장판(217c)을 가열하도록 구성되어 있다. 제3 가열부(209)로서는, 예를 들어 램프 히터 유닛 등을 사용할 수 있다. 제3 가열부(209)에는, 후술하는 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(121)는, 보트(217)의 천장판(217c)이 소정의 온도로 되도록, 제3 가열부(209)에의 공급 전력을 소정의 타이밍으로 제어하도록 구성되어 있다. 주로, 제3 가열부(209), 천장판(217c)에 의해 상태 변환부가 구성된다. 상태 변환부는, 예를 들어, 반응관(203) 내에 공급된 액체 상태의 반응물이나 반응물을 용매에 용해시켜 생성된 액체 원료를 기체 상태로 상태 변환시킨다. 또한, 이하, 이들을 총칭하여 단순히 액체 상태의 반응물이라고도 한다.
이하, 예를 들어, 액체 상태의 반응물을 기화시켜 처리 가스(기화 가스)를 생성하는 동작을 설명한다. 우선, 압송 가스 공급관(232b)으로부터 매스 플로우 컨트롤러(239b), 밸브(235b)를 통해, 압송 가스가 반응물 공급 탱크(233) 내에 공급된다. 이에 의해, 반응물 공급 탱크(233) 내에 저류되어 있는 액체 원료가 반응물 공급관(232a) 내로 송출된다. 반응물 공급 탱크(233)로부터 반응물 공급관(232a) 내에 공급된 액체 원료는, 액체 유량 컨트롤러(234), 밸브(235a), 세퍼레이터(236), 밸브(237) 및 공급 노즐(230)을 통하여 반응관(203) 내에 공급된다. 그리고, 반응관(203) 내에 공급된 액체 원료가 제3 가열부(209)에 의해 가열한 천장판(217c)에 접촉함으로써 기화, 혹은 미스트화되어, 처리 가스(기화 가스, 혹은 미스트 가스)가 생성된다. 이 처리 가스가 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)에 공급되어, 웨이퍼(200) 상에 소정의 기판 처리가 행해진다.
또한, 액체 상태의 반응물의 기화를 촉진하기 위해, 서브 히터(262a)에 의해 반응물 공급관(232a) 내를 흐르는 액체 상태의 반응물을 예비 가열해도 된다. 이에 의해, 액체 상태의 반응물을 보다 기화시키기 쉬운 상태에서 반응관(203) 내에 공급할 수 있다.
(배기부)
반응관(203)에는, 반응관(203) 내[처리실(201) 내]의 분위기를 배기하는 제1 배기관(241)의 상류 단부가 접속되어 있다. 제1 배기관(241)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 반응관(203) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서, 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(242), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246a)가 설치되어 있다. 제1 배기관(241)은, 진공 펌프(246a)에 의해, 반응관(203) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)으로 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, APC 밸브(242)는 밸브를 개폐하여 반응관(203) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 할 수 있고, 또한 밸브 개방도를 조절하여 압력 조정 가능하게 되어 있는 개폐 밸브이다.
제1 배기관(241)의 APC 밸브(242)보다도 상류측에는, 제2 배기관(243)의 상류 단부가 접속되어 있다. 제2 배기관(243)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 개폐 밸브인 밸브(240), 반응관(203)으로부터 배기된 배기 가스를 액체와 기체로 분리하는 분리기(244), 및 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246b)가 설치되어 있다. 분리기(244)에는, 제3 배기관(245)의 상류 단부가 접속되어 있고, 제3 배기관(245)에는, 액체 회수 탱크(247)가 설치되어 있다. 분리기(244)로서는, 예를 들어 가스 크로마토그래프 등을 사용할 수 있다.
주로, 제1 배기관(241), 제2 배기관(243), 분리기(244), 액체 회수 탱크(247), APC 밸브(242), 밸브(240) 및 압력 센서에 의해 배기부가 구성된다. 또한, 진공 펌프(246a)나, 진공 펌프(246b)를 배기부에 포함하여 생각해도 된다.
(반응관 냉각부)
도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 가열부(207)의 외주에는, 반응관(203) 및 제1 가열부(207)를 덮도록 단열 부재(210)가 설치되어 있다. 단열 부재(210)는, 반응관(203)의 측벽을 둘러싸도록 설치되는 측부 단열 부재(210a)와, 반응관(203)의 상방 단부를 덮도록 설치되는 상부 단열 부재(210b)를 구비하여 구성되어 있다. 측부 단열 부재(210a)와 상부 단열 부재(210b)는 각각 기밀하게 접속되어 있다. 또한, 단열 부재(210)는, 측부 단열 부재(210a)와 상부 단열 부재(210)가 일체로 형성되어 있어도 된다. 단열 부재(210)는, 예를 들어 석영이나 탄화실리콘 등의 내열성 재료로 구성되어 있다.
측부 단열 부재(210a)의 하방에는, 냉각 가스를 공급하는 공급구(248)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 공급구(248)는, 측부 단열 부재(210a)의 하단부와 히터 베이스(206)에 의해 형성되어 있지만, 예를 들어 측부 단열 부재(210a)에 개구를 형성함으로써 형성되어 있어도 된다. 공급구(248)에는, 냉각 가스 공급관(249)의 하류 단부가 접속되어 있다. 냉각 가스 공급관(249)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 냉각 가스 공급원(250), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(251), 차단 밸브로서의 셔터(252)가 설치되어 있다.
주로, 냉각 가스 공급관(249) 및 매스 플로우 컨트롤러(251)에 의해, 냉각 가스 공급계가 구성된다. 또한, 냉각 가스 공급원(250)이나, 셔터(252)를 냉각 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다.
상부 단열 부재(210b)에는, 반응관(203)과 단열 부재(210) 사이의 공간(260) 내의 분위기를 배기하는 냉각 가스 배기관(253)의 상류 단부가 접속되어 있다. 냉각 가스 배기관(253)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 차단 밸브로서의 셔터(254), 냉각수 등을 순환시켜 냉각 가스 배기관(253) 내를 흐르는 배기 가스를 냉각시키는 라디에이터(255), 차단 밸브로서의 셔터(256), 냉각 가스 배기관(253)의 상류측으로부터 하류측으로 배기 가스를 흘리는 블로어(257), 및 배기 가스를 처리로(202)의 외부로 배출하는 배기구를 구비하는 배기 기구(258)가 설치되어 있다. 블로어(257)에는, 예를 들어 인버터 등의 블로어 회전 기구(259)가 접속되어 있고, 블로어 회전 기구(259)에 의해 블로어(257)를 회전시키도록 구성되어 있다.
주로, 냉각 가스 배기관(253), 라디에이터(255), 블로어(257) 및 배기 기구(258)에 의해, 단열 부재(210)와 반응관(203) 사이의 공간(260)의 분위기를 배기하는 냉각 가스 배기계가 구성된다. 또한, 셔터(254)나, 셔터(256)를 냉각 가스 배기계에 포함하여 생각해도 된다. 또한, 주로, 상술한 냉각 가스 공급계 및 냉각 가스 배기계에 의해, 반응관 냉각부가 구성된다.
(제2 가열부)
예를 들어, 반응물로서 과산화수소가 사용되고, 처리 가스로서, 액체 상태의 과산화수소인 과산화수소수를 기화 또는 미스트화시킨 과산화수소 가스가 사용되는 경우, 과산화수소 가스가, 반응관(203) 내에서 과산화수소의 기화점보다도 낮은 온도로 냉각되어 재액화되어 버리는 경우가 있었다.
이러한 과산화수소 가스의 재액화는, 반응관(203) 내의 제1 가열부(207)에 의해 가열되는 영역 이외의 영역에서 발생해 버리는 경우가 많다. 제1 가열부(207)는, 상술한 바와 같이 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)를 가열하도록 설치되어 있으므로, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)가 수용된 영역은 제1 가열부(207)에 의해 가열된다. 그러나, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)의 수용 영역 이외의 영역은, 제1 가열부(207)에 의해서는 가열되기 어렵다. 그 결과, 반응관(203) 내의 제1 가열부(207)에 의해 가열되는 영역 이외의 영역에서 저온 영역이 발생하여, 과산화수소 가스가 이 저온 영역을 통과할 때에 냉각되어 재액화되어 버리는 경우가 있다. 참고로 도 11에 도시하는 바와 같이, 종래의 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)에는, 반응관(203) 내를 흐르는 처리 가스를, 반응관(203) 내의 하류측[반응관(203) 내의 단열체(218)가 수용된 영역]에서 가열하는 가열부가 설치되어 있지 않았다. 이로 인해, 반응관(203) 내의 하류측에서 처리 가스가 재액화되어 버리는 경우가 있었다.
과산화수소 가스가 재액화되어 발생해 버린 액체(이하에서는, 단순히 「액체」라고도 함)는, 반응관(203) 내의 저부[시일 캡(219)의 상면]에 저류되는 경우가 있다. 이로 인해, 재액화된 과산화수소와 시일 캡(219)이 반응하여, 시일 캡(219)이 손상을 받는 경우가 있다.
또한, 보트(217)를 반응관(203) 밖으로 반출하기 위해 시일 캡(219)을 하강시키고, 노구[반응관(203)의 하단부 개구]를 개방하였을 때, 액체가 시일 캡(219) 상에 저류되어 있으면, 시일 캡(219) 상의 액체가 노구로부터 반응관(203) 밖으로 떨어지는 경우가 있다. 이로 인해, 처리로(202)의 노구 주변 부재가 손상을 입는 경우가 있음과 함께, 작업원 등이 안전하게 처리로(202) 부근에 출입할 수 없는 경우가 있다.
과산화수소수는, 예를 들어 상온에서 고체 또는 액체인 원료(반응물)로서 과산화수소(H2O2)를 사용하고, 용매로서 물(H2O)을 사용하고, 과산화수소를 물에 용해시켜 제조되어 있다. 즉, 과산화수소수는, 다른 기화점을 갖는 과산화수소와 물에 의해 구성되어 있다. 이로 인해, 과산화수소 가스가 재액화되어 발생해 버린 액체는, 반응관(203) 내에 공급될 때의 과산화수소수와 비교하여 과산화수소의 농도가 높아지는 경우가 있다.
그리고, 과산화수소 가스가 재액화되어 발생해 버린 액체가 반응관(203) 내에서 다시 기화되어 버려, 재기화 가스가 발생해 버리는 경우가 있다. 상술한 바와 같이 과산화수소와 물의 기화점이 다르므로, 재기화 가스는, 웨이퍼(200)에 공급될 때의 과산화수소 가스와 비교하여 과산화수소의 농도가 높아지는 경우가 있다.
따라서, 재기화 가스가 발생한 반응관(203) 내에서는, 과산화수소 가스의 농도가 불균일해지는 경우가 있다. 그 결과, 반응관(203) 내의 복수개의 웨이퍼(200) 사이에서 기판 처리가 불균일해져, 기판 처리의 특성에 차이가 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 또한, 로트 사이에서의 기판 처리가 불균일해지는 경우도 있다.
또한, 과산화수소의 재액화와 재기화가 반복됨으로써, 과산화수소의 농도가 높아져 가는 경우가 있다. 그 결과, 과산화수소수의 고농도화에 의한 폭발이나 연소의 우려가 높아지는 경우가 있다.
따라서, 도 1, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 가열부(207)에 의해 가열되는 영역 이외의 영역을 가열하도록, 제2 가열부(208)가 설치되어 있다. 즉, 제2 가열부(208)가, 반응관(203)의 하부의 외측(외주)에, 반응관(203)의 측벽면을 동심원 형상으로 둘러싸도록 설치되어 있다.
제2 가열부(208)는, 예를 들어, 저항 가열체와 방사 가열체 중 어느 하나 혹은 양쪽이 사용된다. 저항 가열체는, 예를 들어, 니크롬선, 칸탈선, SiC, 텅스텐 중 어느 하나가 사용된다. 방사 가열체는, 물분자(H2O)가 흡수하기 쉬운 중파장 적외선을 발하는 방사 가열체를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 칸탈선 히터, 카본 히터, SiC 히터, 텅스텐을 사용한 램프 히터 또는 할로겐 램프 등이 사용된다.
제2 가열부(208)는, 배기부를 향해 반응관(203)의 상측(상류측)으로부터 하측(하류측)으로 흐르는 과산화수소 가스를, 반응관(203) 내의 하류측[즉, 반응관(203) 내의 단열체(218)가 수용되는 영역]에서 가열하도록 구성되어 있다. 또한, 제2 가열부(208)는, 반응관(203)의 하단부 개구를 밀봉하는 시일 캡(219)이나, 반응관(203)의 하부, 반응관(203) 내의 저부에 배치되는 단열체(218) 등의 반응관(203)의 하부를 구성하는 부재를 가열하도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면, 보트(217)가 처리실(201)에 장전되었을 때에, 저판(217b)보다도 하방에 위치하도록, 제2 가열부(208)를 배치한다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 반응관(203)의 하단부 개구를 밀봉하는 부재[시일 캡(219)]에 발열체(212)를 설치해도 된다. 또한, 발열체(212)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 시일 캡(219)의 외측에 설치되어 있어도 된다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 발열체(212)는, 반응관(203)의 하부의 외측과 시일 캡(219)의 내부의 2개소에 설치되어 있어도 되고, 나아가서는 3개소 이상에 설치되어 있어도 된다.
제2 가열부(208)에는, 후술하는 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(121)는, 반응관(203) 내에서의 처리 가스(과산화수소 가스)의 액화를 억제할 수 있는 온도(예를 들어 150℃ 내지 170℃)로 되도록, 제2 가열부(208)로의 공급 전력을 소정의 타이밍으로 제어하도록 구성되어 있다.
(제어부)
도 9에 도시하는 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는, 내부 버스(121e)를 통하여, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에 있어서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 프로그램이라고 하는 말을 사용한 경우에는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 액체 유량 컨트롤러(234), 매스 플로우 컨트롤러(239b, 239c, 239d, 239e, 251), 밸브(235a, 235b, 235c, 235d, 235e, 237, 240), 셔터(252, 254, 256), APC 밸브(242), 제1 가열부(207), 제2 가열부(208), 제3 가열부(209), 발열체(212), 블로어 회전 기구(259), 제1 온도 센서(263a), 제2 온도 센서(263b), 제3 온도 센서(263c), 제4 온도 센서(263d), 보트 회전 기구(267) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(121a)는, 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, 액체 유량 컨트롤러(234)에 의한 액체 원료의 유량 조정 동작, 매스 플로우 컨트롤러(239b, 239c, 239d, 239e, 251)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(235a, 235b, 235c, 235d, 235e, 237, 240)의 개폐 동작, 셔터(252, 254, 256)의 차단 동작, APC 밸브(242)의 개방도 조정 동작, 및 제1 온도 센서(263a), 제2 온도 센서(263b), 제3 온도 센서(263c), 제4 온도 센서(263d)에 기초하는 제1 가열부(207)의 온도 조정 동작, 온도 센서에 기초하는 제2 가열부(208) 및 제3 가열부(209)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246a, 246b)의 기동 및 정지, 블로어 회전 기구(259)의 회전 속도 조절 동작, 보트 회전 기구(267)의 회전 속도 조절 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 컨트롤러(121)는, 전용의 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한하지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(123)를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(123)를 사용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(121)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(123)를 통하여 공급하는 경우에 한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하고, 외부 기억 장치(123)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 기록 매체라고 하는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
계속해서, 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 실시되는 기판 처리 공정에 대해, 도 10을 사용하여 설명한다. 이러한 공정은, 상술한 기판 처리 장치에 의해 실시된다. 본 실시 형태에서는, 이러한 기판 처리 공정의 일례로서, 반응물로서 과산화수소를 사용하고, 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si막을 SiO막으로 개질하는(산화하는) 공정(개질 처리 공정)을 행하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은, 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
여기에서는, 웨이퍼(200)로서, 미세 구조인 요철 구조를 갖고, 실리콘을 포함하는 재료를 오목부(홈)에 충전하도록 공급하고, 홈 내에 실리콘(Si) 함유막이 형성된 기판을 사용한다. 실리콘 함유막에는, Si 원소나, 질소(N) 원소, 수소(H) 원소가 포함되어 있고, 경우에 따라서는, 탄소(C)나 다른 불순물이 혼합되어 있는 경우가 있다. 실리콘을 포함하는 재료는 바람직하게는, 실라잔 결합(-Si-N-결합)을 포함하는 재료이며, 더욱 바람직하게는, 폴리실라잔(SiH2NH)이다. 또한, 미세 구조를 갖는 기판이라 함은, 실리콘 기판에 대해, 수직 방향으로 깊은 홈(오목부), 혹은 예를 들어 10㎚∼50㎚ 정도의 폭의 횡방향으로 좁은 홈(오목부) 등의 어스팩트비가 높은 구조를 갖는 기판을 말한다.
폴리실라잔은, 종래부터 사용되고 있는 SOG를 대신하는 재료이다. 이 폴리실라잔은, 예를 들어, 디클로로실란이나 트리클로로실란과 암모니아의 촉매 반응에 의해 얻어지는 재료이며, 스핀 코터를 사용하여, 기판 상에 도포함으로써, 박막을 형성할 때에 사용된다. 막 두께는, 폴리실라잔의 분자량, 점도나 코터의 회전수에 의해 조정된다. 이 폴리실라잔에 수분을 공급함으로써, 실리콘 산화막을 형성할 수 있다.
과산화수소수는, 수증기(물, H2O)와 비교하면, 활성화 에너지가 높고, 1분자 중에 포함되는 산소 원자의 수가 많으므로 산화력이 강하다. 그로 인해, 처리 가스로서 과산화수소 가스가 사용됨으로써, 웨이퍼(200)의 홈 내에 형성된 막의 심부(홈의 저부)까지 산소 원자(O)를 도달시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(200) 상의 막의 표면부와 심부 사이에서 개질 처리의 정도를 보다 균일하게 할 수 있다. 즉, 웨이퍼(200)에 형성된 막의 표면부와 심부 사이에서 보다 균일한 기판 처리를 행할 수 있고, 개질 처리 후의 웨이퍼(200)의 유전율 등을 균일하게 할 수 있다. 또한, 개질 처리 공정을 40℃ 내지 100℃의 저온에서 행할 수 있고, 웨이퍼(200) 상에 형성된 회로의 성능 열화 등을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 반응물로서의 과산화수소를 기화 혹은 미스트화한 것(즉, 기체 상태의 과산화수소)을 과산화수소 가스라고 하고, 액체 상태의 과산화수소를 과산화수소수라고 한다.
[기판 반입 공정(S10)]
우선, 미리 지정된 매수의 웨이퍼(200)를 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)한다. 복수매의 웨이퍼(200)를 보유 지지한 보트(217)를, 보트 엘리베이터에 의해 들어올려 반응관(203) 내[처리실(201) 내]에 반입(보트 로드)한다. 이 상태에서, 처리로(202)의 개구부인 노구는 시일 캡(219)에 의해 시일된 상태로 된다.
[압력·온도 조정 공정(S20)]
반응관(203) 내가 원하는 압력(진공도)으로 되도록 진공 펌프(246a) 또는 진공 펌프(246b) 중 적어도 어느 하나에 의해 진공 배기한다. 이때, 반응관(203) 내의 압력은, 압력 센서에 의해 측정하고, 이 측정한 압력에 기초하여 APC 밸브(242)의 개방도 또는 밸브(240)의 개폐를 피드백 제어한다(압력 조정).
반응관(203) 내에 수용된 웨이퍼(200)가 원하는 온도(예를 들어 40℃ 내지 100℃)로 되도록 제1 가열부(207)에 의해 가열한다. 이때, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 온도로 되도록, 제1 온도 센서(263a), 제2 온도 센서(263b), 제3 온도 센서(263c), 제4 온도 센서(263d)가 검출한 온도 정보에 기초하여 제1 가열부(207)가 구비하는 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)으로의 공급 전력을 피드백 제어한다(온도 조정). 이때, 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)의 설정 온도는 모두 동일한 온도로 되도록 제어한다. 나아가서는, 반응관(203) 내[특히 반응관(203)의 하방]에서, 과산화수소 가스가 재액화되지 않는 온도로 되도록, 제2 가열부(208)를 제어한다.
또한, 웨이퍼(200)를 가열하면서, 보트 회전 기구(267)를 작동하여, 보트(217)의 회전을 개시한다. 이때, 보트(217)의 회전 속도를 컨트롤러(121)에 의해 제어한다. 또한, 보트(217)는, 적어도 후술하는 개질 처리 공정(S30)이 종료될 때까지의 동안에는, 항상 회전시킨 상태로 한다.
[개질 처리 공정(S30)]
웨이퍼(200)를 가열하여 원하는 온도에 달하고, 보트(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 반응물 공급관(232a)으로부터 반응관(203) 내에 과산화수소수의 공급을 개시한다. 즉, 밸브(235c, 235d, 235e)를 폐쇄하고, 밸브(235b)를 개방한다. 다음으로, 압송 가스 공급원(238b)으로부터 반응물 공급 탱크(233) 내에, 매스 플로우 컨트롤러(239b)에 의해 유량 제어하면서 압송 가스를 공급한다. 또한 밸브(235a) 및 밸브(237)를 개방하고, 반응물 공급 탱크(233) 내에 저류되어 있는 과산화수소수를, 액체 유량 컨트롤러(234)에 의해 유량 제어하면서, 반응물 공급관(232a)으로부터 세퍼레이터(236), 공급 노즐(230), 공급 구멍(231)을 통하여 반응관(203) 내에 공급한다. 압송 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스나, He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
여기서, 과산화수소 가스가 아니라, 과산화수소수를 공급 노즐(230)에 통과시키는 이유에 대해 설명한다. 공급 노즐(230)에 과산화수소 가스를 통과시키면, 공급 노즐(230)의 열 조건에 의해 과산화수소 가스의 농도에 차이가 나 버리는 경우가 있다. 그로 인해, 재현성 좋게 기판 처리를 행하는 것이 어려워지는 경우가 있다. 또한, 과산화수소 농도가 높은 과산화수소 가스가 공급 노즐(230) 내를 통과하면, 공급 노즐(230)이 부식되어 버리는 것을 생각할 수 있다. 그로 인해, 부식에 의해 발생한 이물질이 예를 들어 막 처리 등의 기판 처리에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 과산화수소수를 공급 노즐(230)에 통과시키고 있다.
공급 노즐(230)을 통하여 반응관(203) 내에 공급한 과산화수소수를, 제3 가열부(209)에 의해 가열한 보트(217)의 천장판(217c)에 접촉시켜, 처리 가스인 과산화수소 가스(즉, 과산화수소수 가스)를 생성한다.
그리고, 과산화수소 가스를 웨이퍼(200) 상에 공급하고, 과산화수소 가스가 웨이퍼(200)의 표면과 산화 반응함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si막은 SiO막으로 개질된다.
반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급하면서, 진공 펌프(246b), 액체 회수 탱크(247)로부터 배기한다. 즉, APC 밸브(242)를 폐쇄하고, 밸브(240)를 개방하고, 반응관(203) 내로부터 배기된 배기 가스를, 제1 배기관(241)으로부터 제2 배기관(243)을 통하여 분리기(244) 내를 통과시킨다. 그리고, 배기 가스를 분리기(244)에 의해 과산화수소를 포함하는 액체와 과산화수소를 포함하지 않는 기체로 분리한 후, 기체를 진공 펌프(246b)로부터 배기하고, 액체를 액체 회수 탱크(247)에 회수한다.
또한, 반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급할 때, 밸브(240) 및 APC 밸브(242)를 폐쇄하고, 반응관(203) 내를 가압하도록 해도 된다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 과산화수소수 분위기를 균일하게 할 수 있다.
소정 시간 경과 후, 밸브(235a, 235b, 237)를 폐쇄하고, 반응관(203) 내로의 과산화수소수의 공급을 정지한다.
[퍼지 공정(S40)]
개질 처리 공정(S30)이 종료된 후, APC 밸브(242)를 폐쇄하고, 밸브(240)를 개방하여 반응관(203) 내를 진공 배기하고, 반응관(203) 내에 잔류하고 있는 과산화수소 가스를 배기한다. 즉, 밸브(235a)를 폐쇄하고, 밸브(235c, 237)를 개방하고, 불활성 가스 공급관(232c)으로부터 공급 노즐(230)을 통하여 반응관(203) 내에, 퍼지 가스로서의 N2 가스(불활성 가스)를, 매스 플로우 컨트롤러(239c)에 의해 유량 제어하면서 공급한다. 퍼지 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스나, 예를 들어 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 잔류 가스의 배출을 촉진할 수 있다. 또한, 공급 노즐(230) 내를 N2 가스가 통과함으로써, 공급 노즐(230) 내에 잔류하는 과산화수소수(액체 상태의 과산화수소)를 압출하여 제거할 수도 있다. 이때, APC 밸브(242)의 개방도 및 밸브(240)의 개폐를 조정하고, 진공 펌프(246a)로부터 배기해도 된다.
[강온·대기압 복귀 공정(S50)]
퍼지 공정(S40)이 종료된 후, 밸브(240) 또는 APC 밸브(242) 중 적어도 어느 하나를 개방하고, 반응관(203) 내의 압력을 대기압으로 복귀시키면서, 웨이퍼(200)를 소정의 온도(예를 들어 실온 정도)로 강온시킨다. 구체적으로는, 밸브(235c)를 개방한 상태로 하고, 반응관(203) 내에 불활성 가스인 N2 가스를 공급하면서, 반응관(203) 내의 압력을 대기압으로 승압시킨다. 그리고, 제1 가열부(207) 및 제3 가열부(209)로의 공급 전력을 제어하여, 웨이퍼(200)의 온도를 강온시킨다.
웨이퍼(200)를 강온시키면서, 블로어(257)를 작동시킨 상태에서 셔터(252, 254, 256)를 개방하고, 냉각 가스 공급관(249)으로부터, 냉각 가스를 매스 플로우 컨트롤러(251)에 의해 유량 제어하면서 반응관(203)과 단열 부재(210) 사이의 공간(260) 내에 공급하면서, 냉각 가스 배기관(253)으로부터 배기해도 된다. 냉각 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스나, 공기 등을 단독으로 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 이에 의해, 공간(260) 내를 급냉시켜, 공간(260) 내에 설치되는 반응관(203) 및 제1 가열부(207)를 단시간에 냉각할 수 있다. 또한, 반응관(203) 내에서의 웨이퍼(200)를 보다 단시간에 강온시킬 수 있다.
또한, 셔터(254, 256)를 폐쇄한 상태에서, 냉각 가스 공급관(249)으로부터 N2 가스를 공간(260) 내에 공급하고, 공간(260) 내를 냉각 가스로 충만시켜 냉각한 후, 블로어(257)를 작동시킨 상태에서 셔터(254, 256)를 개방하고, 공간(260) 내의 냉각 가스를 냉각 가스 배기관(253)으로부터 배기해도 된다.
[기판 반출 공정(S60)]
그 후, 보트 엘리베이터에 의해 시일 캡(219)을 하강시켜 반응관(203)의 하단부를 개구함과 함께, 처리된 웨이퍼(200)를 보트(217)에 보유 지지한 상태에서 반응관(203)의 하단부로부터 반응관(203)[처리실(201)]의 외부로 반출(보트 언로드)한다. 그 후, 처리된 웨이퍼(200)는 보트(217)로부터 취출되고(웨이퍼 디스차지), 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제1 가열부(207) 및 제2 가열부(208)에 의해 반응관(203) 내를 가열함으로써 반응관(203) 내의 저온 영역이 저감되고, 과산화수소 가스가 반응관(203) 내에서 기화점보다도 낮은 온도로 냉각되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 과산화수소 가스가 반응관(203) 내에서 재액화되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 과산화수소 가스가 재액화되어 발생해 버린 액체가, 예를 들어 시일 캡(219) 상에 저류되는 것을 저감할 수 있다. 이에 의해, 시일 캡(219)이 액체 중의 과산화수소와 반응하여 손상을 입는 것을 저감할 수 있다. 또한, 보트(217)를 반응관(203) 밖으로 반출하기 위해 시일 캡(219)을 하강시켜 노구[반응관(203)의 하단부 개구]를 개방하였을 때, 시일 캡(219) 상에 저류된 액체가 노구로부터 반응관(203) 밖으로 떨어지는 것을 저감할 수 있다. 그 결과, 처리로(202)의 주변 부재가 과산화수소에 의해 받는 손상을 저감할 수 있다. 또한, 작업원 등이 보다 안전하게 처리로(202) 부근에 출입할 수 있다.
또한, 과산화수소 가스가 재액화되어 발생해 버린 액체가, 반응관(203) 내에서 다시 기화되어, 과산화수소의 농도가 높은 재기화 가스가 발생하는 것을 저감할 수 있다. 따라서, 반응관(203) 내에서 과산화수소수의 농도를 균일하게 할 수 있고, 반응관(203) 내의 복수개의 웨이퍼(200) 사이나 로트 사이에서, 보다 균일한 기판 처리를 행할 수 있다.
또한, 과산화수소수의 고농도화가 저감되므로, 과산화수소수의 고농도화에 의한 폭발이나 연소의 우려가 보다 저감된다.
또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 배기관(241)의 적어도 APC 밸브(242)보다도 상류측에는, 제1 배기관(241)을 가열하는 가열부로서의 서브 히터(211)가 설치되어 있어도 된다. 서브 히터(211)를 가열하여 제1 배기관(241)을 가열함으로써, 반응관(203) 내의 저온 영역이 보다 저감되어, 과산화수소 가스가 반응관(203) 내에서 재액화되는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 서브 히터(211)를 상술한 제2 가열부(208)에 포함하여 생각해도 된다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
상술한 실시 형태에서는, 처리 가스로서 과산화수소 가스를 사용하는 경우에 대해 설명하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 처리 가스는, 상온에서 고체 또는 액체인 원료(반응물)를 용매에 용해시킨 용액(액체 상태의 반응물)을 기화시킨 가스이면 된다. 또한, 원료(반응물)의 기화점이 용매의 기화점과 다르면, 상술한 실시 형태의 효과가 얻어지기 쉬워진다. 또한, 처리 가스인 기화 가스는, 재액화되면 원료의 농도가 높아지는 것에 한하지 않고, 재액화되면 원료의 농도가 낮아지는 것이어도 된다. 이러한 처리 가스라도, 반응 용기(203) 내에서의 처리 가스의 농도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 산화제로서 과산화수소 가스를 사용하는 경우에 한하지 않고, 예를 들어 수소(H2) 가스 등의 수소 원소(H)를 포함하는 가스(수소 함유 가스), 및 예를 들어 산소(O2) 가스 등의 산소 원소(O)를 포함하는 가스(산소 함유 가스)를 가열하여 수증기(H2O)화한 가스를 사용해도 된다. 즉, 밸브(235a, 235b, 237)를 폐쇄하고, 밸브(235d, 235e)를 개방하고, 제1 가스 공급관(232d) 및 제2 가스 공급관(232e)으로부터 각각, H2 가스 및 O2 가스를 반응관(203) 내에, 매스 플로우 컨트롤러(239d, 239e)에 의해 각각 유량 제어하면서 공급해도 된다. 그리고, 반응관(203) 내에 공급된 H2 가스 및 O2 가스를 제3 가열부(209)에 의해 가열한 보트(217)의 천장판(217c)에 접촉시켜 수증기화하고, 웨이퍼(200)에 공급함으로써 웨이퍼 상에 형성된 Si막을 SiO막으로 개질해도 된다. 또한, 산소 함유 가스로서는, O2 가스 외에, 예를 들어 오존(O3) 가스나 수증기(H2O) 등을 사용해도 된다. 단, 과산화수소는, 수증기(물, H2O)와 비교하면, 활성화 에너지가 높고, 1분자 중에 포함되는 산소 원자의 수가 많으므로 산화력이 강하다고 하는 점이 다르다. 그로 인해, 과산화수소 가스를 사용한 경우, 웨이퍼(200)의 홈 내에 형성된 막의 심부(홈의 저부)까지 산소 원자(O)를 도달시킬 수 있는 점에서 우위에 있다. 또한, 과산화수소를 사용한 경우, 개질 처리 공정을 40℃ 내지 100℃의 저온에서 행할 수 있고, 웨이퍼(200) 상에 형성된 회로, 특히 고온 처리에 약한 재질(예를 들어 알루미늄)을 사용한 회로의 성능 열화 등을 억제할 수 있다.
또한, 산화제로서, 물(H2O)을 기화시킨 가스(수증기화한 가스)를 사용하는 경우 웨이퍼(200) 상에 공급되는 기체(처리 가스)에는, H2O 분자 단체의 상태나, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태가 포함되어도 된다. 또한, 물(H2O)을 액체 상태로부터 기체 상태로 할 때, H2O 분자 단체까지 분열시키도록 해도 되고, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태까지 분열시키도록 해도 된다. 또한, 상기한 클러스터가 몇 개 모여서 생긴 안개(미스트) 상태여도 된다.
또한, 산화제로서 과산화수소수(H2O2)를 사용한 경우에도 마찬가지로, 웨이퍼(200) 상에 공급되는 기체에는, H2O2 분자 단체의 상태나, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태가 포함되어도 된다. 또한, 과산화수소수(H2O2)로부터 과산화수소 가스로 할 때에는, H2O2 분자 단체까지 분열시키도록 해도 되고, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태에까지 분열시키도록 해도 된다. 또한, 상기한 클러스터가 몇 개 모여서 생긴 안개(미스트) 상태여도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 처리 가스로서의 과산화수소 가스를, 반응관(203) 내에서 생성시켰지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들어, 반응관(203)의 밖에서 미리 기화시킨 과산화수소 가스를 공급 노즐(230)로부터 반응관(203) 내에 공급해도 된다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 과산화수소 가스의 분위기를 보다 균일하게 할 수 있다. 단, 이 경우, 과산화수소 가스가 공급 노즐(230) 내를 통과할 때, 공급 노즐(230) 내에서 재액화되어 버리는 경우가 있다. 특히, 공급 노즐(230)이 커브된(구부러진) 개소나 접합 개소 등에서, 과산화수소 가스가 체류하여 재액화되어 버리는 경우가 많다. 그 결과, 공급 노즐(230) 내에서 재액화되어 발생해 버린 액체에 의해, 공급 노즐(230) 내가 손상을 입는 경우가 있다.
상술한 처리로(202)에 있어서, 반응관(203) 밖에, 제1 가열부(207)가 구비하는 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)의 각각의 온도를 검출하는 온도 검출기로서, 예를 들어 열전대 등의 제1 외부 온도 센서(264a), 제2 외부 온도 센서(264b), 제3 외부 온도 센서(264c), 제4 외부 온도 센서(264d)(도 2 참조)가 설치되어 있어도 된다. 제1 외부 온도 센서(264a), 제2 외부 온도 센서(264b), 제3 외부 온도 센서(264c), 제4 외부 온도 센서(264d)는, 각각 컨트롤러(121)에 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 외부 온도 센서(264a), 제2 외부 온도 센서(264b), 제3 외부 온도 센서(264c), 제4 외부 온도 센서(264d)에 의해 각각 검출된 온도 정보에 기초하여, 제1 히터 유닛(207a), 제2 히터 유닛(207b), 제3 히터 유닛(207c), 제4 히터 유닛(207d)의 각각의 온도가 소정의 온도로 가열되어 있는지를 감시할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 퍼지 공정(S40)과 강온·대기압 복귀 공정(S50) 사이에, 예를 들어 웨이퍼(200)를 800℃ 내지 1000℃의 고온으로 가열하여 어닐 처리(열처리) 등을 행해도 된다. 어닐 처리를 행한 경우에는, 상술한 바와 같이 강온·대기압 복귀 공정(S50)에서, 웨이퍼(200)를 강온시키면서, 셔터(252)를 개방하고, 냉각 가스로서의 N2 가스를 냉각 가스 공급관(249)으로부터 반응관(203)과 단열 부재(210) 사이의 공간(260) 내에 공급하면 좋다. 이에 의해, 공간(260) 내에 설치되는 반응관(203) 및 제1 가열부(207)를 보다 단시간에 냉각할 수 있다. 그 결과, 다음의 개질 처리 공정(S30)의 개시 시간을 빠르게 할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 종형 처리로를 구비하는 기판 처리 장치에 대해 설명하였지만 이에 한하지 않고, 예를 들어, 매엽식, Hot Wall형, Cold Wall형의 처리로를 갖는 기판 처리 장치나, MMT 장치 등의 처리 가스를 여기시켜 웨이퍼(200)를 처리하는 기판 처리 장치에도 적합하게 적용할 수 있다.
또한, 덮개체로서의 시일 캡(219)은, 구성 재료로서, 예를 들어 탄화실리콘(SiC), 산화알루미늄(AlO), 질화알루미늄(AlN), 질화실리콘(SiN), 산화지르코늄(ZrO) 등의 열전도성이 좋은 비금속 재료가 사용되면 좋다. 특히 열전도율이 10W/mK 이상인 비금속 재료가 사용되면 좋다. 또한, 시일 캡(219)은 스테인리스(SUS) 등의 금속이나 석영 등에 의해 형성해도 된다. 시일 캡(219)의 구성 재료로서 금속이 사용되는 경우, 금속에 테플론(등록 상표) 가공이 실시되어 있으면 보다 좋다.
시일 캡(219)의 구성 재료로서 열전도성이 좋은 재료가 사용되면, 시일 캡(219)은 제2 가열부(208)에 의해 가열되기 쉬워지므로, 시일 캡(219)의 온도를 보다 단시간에 높게 할 수 있다. 따라서, 과산화수소 가스가 시일 캡(219)에 접촉한 경우라도, 과산화수소 가스가 시일 캡(219) 상에서 기화점보다 낮은 온도로 냉각되어, 재액화되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 시일 캡(219)의 구성 재료로서 비금속 재료가 사용되면, 재액화에서 발생해 버린 액체가 시일 캡(219) 상에 저류된 경우라도, 시일 캡(219)이 받는 손상을 저감할 수 있다.
또한, 시일 캡(219)을 스테인리스로 구성하고, 시일 캡 상에 시일 캡 보호부(272)를 설치함으로써, 시일 캡과 과산화수소가 접촉하는 것을 방지하여, 반응을 억제할 수 있다. 시일 캡 보호부(272)로서는, 예를 들어, 석영으로 구성된 플레이트가 설치된다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 석영 플레이트의 상면에 열전도체(285)를 설치함으로써, 시일 캡의 상부의 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 열전도체(285)는 예를 들어, 상술한 비금속 재료로 구성된 비금속 재료 플레이트이다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 석영 플레이트와 시일 캡 사이에 열전도체(285)를 설치함으로써, 시일 캡과 과산화수소의 접촉을 억제하면서, 시일 캡의 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 열전도체(285)는, 시일 캡 보호부(272)의 상면과 하면 중 어느 하나 혹은 양쪽에 설치할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 시일 캡 보호부(272)의 상부에, 열전도체(285)를 설치하고, 시일 캡 보호부(272) 하측에 발열체(212)를 설치함으로써, 노구부의 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼(200)를 처리 용기(203)에 반입할 때나, 웨이퍼(200)를 반출할 때에는, 웨이퍼(200)가 제2 가열부(208)에 의해 가열되는 것을 억제하기 위해, 제2 가열부(208)가 OFF로 제어되고, 제2 가열부(208)의 주변은 강온되지만, 열전도체(285)나 발열체(212)를 설치함으로써, 웨이퍼(200)의 반출이나 반입 시에도 시일 캡(219)을 가열할 수 있고, 노구부의 승온 시간을 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술에서는, 폴리실라잔막이 형성된 웨이퍼(200)를 처리하는 예를 나타냈지만, 이에 한하지 않고, CVD법으로 형성된 실리콘 함유막을 처리해도 산화시킬 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하에, 본 발명의 바람직한 형태에 대해 부기한다.
<부기 1>
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 수용하는 처리 용기와,
상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체와,
상기 기판에 반응물을 공급하는 공급부와,
상기 기판을 가열하는 제1 가열부와,
상기 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 상기 반응물을 가열하는 제2 가열부
를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기 2>
부기 1에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제2 가열부는, 저항 가열체와 방사 가열체 중 어느 하나 혹은 양쪽으로 구성된다.
<부기 3>
부기 1 또는 부기 2에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제2 가열부는, 상기 제1 가열부에 의해 가열되는 영역 이외의 영역을 가열한다.
<부기 4>
부기 1 내지 부기 3 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 처리 용기 내에서의 기체 상태의 상기 반응물의 액화를 억제하도록 상기 제2 가열부의 온도를 제어하는 제어부를 갖는다.
<부기 5>
부기 1 내지 부기 4 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 처리 용기는, 상기 기판을 복수매 수용 가능한 반응관이며,
상기 제2 가열부는, 적어도 상기 반응관의 하부의 외측에 설치되어 있다.
<부기 6>
부기 1 내지 부기 5 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제2 가열부는, 상기 덮개체의 내부에 매립되어 있다.
<부기 7>
부기 1 내지 부기 6 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 제2 가열부는, 상기 덮개체의 하방 외측에 설치되어 있다.
<부기 8>
부기 1 내지 부기 7 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 덮개체는, 열전도성이 좋은 비금속 재료에 의해 형성되어 있다.
<부기 9>
부기 1 내지 부기 8 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 반응물은 상온에서 고체 또는 액체이며, 상기 반응물을 용매에 용해시킨 용액은 기화되는 성질을 갖는다.
<부기 10>
부기 9에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 반응물의 기화점이 상기 용매의 기화점과 다르다.
<부기 11>
부기 1 내지 부기 10 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 반응물은, 액체 상태에서 상기 처리 용기 내에 공급된 후, 상기 처리 용기 내에서 기체 상태로 기화된다.
<부기 12>
부기 1 내지 부기 11 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 처리 용기에 제3 가열부와 상태 변환부가 설치되어 있고,
상기 처리 용기 내에 액체 상태의 상기 반응물이 공급되는 경우, 액체 상태의 상기 반응물은, 상기 상태 변환부에 의해 상기 반응관 내에서 기체 상태로 변환된 후, 상기 반응관 내를 상기 배기부를 향해 흐른다.
<부기 13>
부기 1 내지 부기 11 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는,
상기 반응물은 상기 처리 용기의 밖에서 기체 상태로 기화된 후, 상기 처리 용기 내에 공급된다.
<부기 14>
또 다른 형태에 의하면,
처리 용기 내에 수용된 기판을 제1 가열부에 의해 가열하는 공정과,
상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 공정과,
상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 반응물을 제2 가열부에 의해 가열하는 공정
을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기 15>
부기 14에 기재된 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는,
상기 제2 가열부가, 상기 처리 용기 내에서 액화되는 것을 억제하도록 제어되는 공정을 갖는다.
<부기 16>
또 다른 형태에 의하면,
처리 용기 내에 수용된 기판을 제1 가열부에 의해 가열하는 수순과,
상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 수순과,
상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 반응물을 제2 가열부에 의해 가열하는 수순
을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
<부기 17>
또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리 용기 내에 반입하는 수순과,
상기 처리 용기 내의 상기 기판을 제1 가열부에 의해 가열하고, 공급부로부터 반응물을 상기 처리 용기 내에 공급하여 상기 기판을 처리하는 수순과,
상기 처리 용기 내로부터 처리 후의 상기 기판을 반출하는 수순을 갖고,
상기 기판을 처리하는 수순에서는,
상기 공급부로부터 상기 배기부를 향해 상기 처리 용기 내를 흐르는 기체 상태의 상기 반응물이 상기 처리 용기 내에서 액화되는 것을 억제하도록, 제2 가열부에 의해 기체 상태의 상기 반응물을 상기 처리 용기 내의 하류측에서 가열하는 수순을
컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
<부기 18>
또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리 용기 내에 반입하는 수순과,
상기 반응관 내의 상기 기판을 제1 가열부에 의해 가열하고, 공급부로부터 반응물을 상기 처리 용기 내에 공급하여 상기 기판을 처리하는 수순과,
상기 처리 용기 내로부터 처리 후의 상기 기판을 반출하는 수순을 갖고,
상기 기판을 처리하는 수순에서는,
상기 공급부로부터 상기 배기부를 향해 상기 처리 용기 내를 흐르는 기체 상태의 상기 반응물이 상기 처리 용기 내에서 액화되는 것을 억제하도록, 제2 가열부에 의해 기체 상태의 상기 반응물을 상기 처리 용기 내의 하류측에서 가열하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다.
200 : 웨이퍼(기판)
203 : 반응관
207 : 제1 가열부
208 : 제2 가열부
230 : 공급 노즐
231 : 공급 구멍
232a : 반응물 공급관
233 : 반응물 공급 탱크
241 : 제1 배기관
121 : 컨트롤러(제어부)

Claims (15)

  1. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체와,
    상기 기판에 반응물을 공급하는 공급부와,
    상기 기판을 가열하는 제1 가열부와,
    상기 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 상기 반응물을 가열하는 제2 가열부와,
    상기 덮개체를 가열하는 발열체
    를 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가열부는, 저항 가열체와 방사 가열체 중 어느 하나 혹은 양쪽으로 구성되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가열부는, 상기 제1 가열부에 의해 가열되는 영역 이외의 영역을 가열하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용기 내에서의 기체 상태의 상기 반응물의 액화를 억제하도록 상기 제2 가열부의 온도와 상기 발열체의 온도를 제어하는 제어부를 갖는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용기는, 상기 기판을 복수매 수용 가능한 반응관이며,
    상기 제2 가열부는, 적어도 상기 반응관의 하부의 외측에 설치되어 있는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가열부는, 상기 덮개체의 외측에 설치되어 있는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 덮개체는, 열전도성이 좋은 비금속 재료에 의해 형성되어 있는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 덮개체의 상부에, 열전도체가 설치되어 있는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용기에 제3 가열부와 상태 변환부가 설치되고,
    상기 반응물은 액체 상태에서 상기 처리 용기 내에 공급된 후, 상기 제3 가열부와 상태 변환부에 의해, 상기 처리 용기 내에서 기체 상태로 되는 기판 처리 장치.
  10. 처리 용기 내에 수용된 기판을 제1 가열부에 의해 가열하는 공정과,
    상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 공정과,
    상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 반응물을 제2 가열부와 발열체에 의해 가열하는 공정
    을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 공정에서는,
    상기 처리 용기 내에 액체 상태의 반응물이 공급되고, 상기 처리 용기에 설치된 제3 가열부와 상태 변환부에 의해, 당해 반응물이 기화되는 공정
    을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 가열부와 상기 발열체가, 상기 처리 용기 내에서 상기 반응물이 액화되는 것을 억제하도록 제어되는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 처리 용기 내에 수용된 기판을 제1 가열부에 의해 가열하는 수순과,
    상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 수순과,
    상기 처리 용기를 폐색하는 덮개체 부근을 흐르는 기체 상태의 반응물을 제2 가열부와 발열체에 의해 가열하는 수순
    을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 처리 용기 내에 반응물을 공급하는 수순에서는,
    상기 처리 용기 내에 액체 상태의 반응물을 공급하고, 상기 처리 용기에 설치된 제3 가열부와 상태 변환부에 의해, 당해 반응물을 기화시키는 수순
    을 갖는 기록 매체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 가열부와 상기 발열체가, 상기 처리 용기 내에서 상기 반응물이 액화되는 것을 억제하도록 제어시키는 수순을 갖는 기록 매체.
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