KR20160074378A - 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

제1 가스와 제2 가스를 사이클릭 공급하는 성막법에서는 제1 가스와 제2 가스에 의해 부생성물이 생성되고, 부생성물에 의해 반응이 저해된다. 부생성물은 잔류한 제1 가스와 제2 가스가 반응하는 것에 의해 발생하기 때문에, 제1 가스 및 제2 가스 중 적어도 하나의 잔류량을 저감시킨다. 기판을 처리하는 처리실; 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 제1 가스를 분산시키는 제1 분산부를 포함하는 제1 가스 공급부; 제2 가스를 분산시키는 제2 분산부를 포함하는 제2 가스 공급부; 및 상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하며, 상기 제2 가스를 상기 처리실에 공급하는 분산관;을 포함하고, 상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작은 기판 처리 장치가 제공된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치(Integrated Circuits: IC), 특히 DRAM의 고집적화 및 고성능화에 따라 기판의 상면(上面) 내 및 그 패턴의 면상(面上)에 균일한 두께를 가지는 막을 형성하는 기술이 요구되고 있다. 그 요구에 부응하는 기법 중 하나로서 복수의 원료를 이용하여 기판에 막을 형성하는 방법이 있다. 상기 방법에 따르면 특히 애스펙트비가 높은 예컨대 DRAM커패시터 전극 등을 형성하는 것에 있어서 스텝 커버리지가 높은 컨포멀한 성막을 가능하도록 한다. 예컨대 특허문헌 1, 2, 3 등에 기재되어 있다.
1. 일본 특개2012-231123호. 2. 일본 특개2012-104719호. 3. 일본 특개2012-69998호.
제1 가스와 제2 가스를 사이클 공급하는 성막 방법에서는 제1 가스와 제2 가스에 의해 의도하지 않은 반응이 발생되는 경우가 있다. 따라서 의도하지 않은 반응에 따라 원하는 막 특성을 얻지 못하고 반도체 장치의 특성이 악화된다는 과제가 있다.
본 발명은 기판 상에 형성되는 막의 특성을 향상시키는 것이 가능한 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 처리하는 처리실; 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 제1 가스를 분산시키는 제1 분산부를 포함하는 제1 가스 공급부; 제2 가스를 분산시키는 제2 분산부를 포함하는 제2 가스 공급부; 및 상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하며, 상기 제2 가스를 상기 처리실에 공급하는 분산관;을 포함하고, 상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작은 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 처리실 내의 기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 공정; 및 상기 기판에 제2 분산부 및 상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하는 분산관을 통하여 제2 가스를 공급하는 공정;을 포함하고, 상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작은 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 처리실 내의 기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 순서; 및 상기 기판에 제2 분산부 및 분산관을 통하여 제2 가스를 공급하되, 상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작고 상기 분산관은 상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하는 것인 상기 제2 분산부와 상기 분산관을 통하여 상기 제2 가스를 공급하는 순서;를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 2a는 제1 실시 형태에 따른 샤워 헤드를 기판 측에서 본 도면.
도 2b는 제1 실시 형태에 따른 샤워 헤드의 제1 버퍼 공간 및 제2 버퍼 공간을 나타내는 도면.
도 3은 제1 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 가스 공급 계통의 개략 구성도.
도 4는 제1 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성도.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
본 실시 형태에 따른 처리 장치(100)를 설명한다. 기판 처리 장치(100)는 고유전율 절연막을 형성하는 유닛이며, 도 1에 도시되듯이 매엽식(枚葉式) 기판 처리 장치로서 구성된다. 기판 처리 장치(100)에서 전술과 같은 반도체 디바이스의 제조의 일 공정이 수행된다.
도 1에 도시하는 바와 같이 기판 처리 장치(100)는 처리 용기(202)를 구비한다. 처리 용기(202)는 예컨대 횡단면(橫斷面)이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성된다. 또한 처리 용기(202)는 예컨대 알루미늄(Al)이나 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료 또는 석영에 의해 구성된다. 처리 용기(202) 내에는 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 공간(처리실)(201), 반송 공간(203)이 형성된다. 처리 용기(202)는 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 칸막이 판(204)이 설치된다. 상부 용기(202a)에 둘러싸인 공간이며 칸막이 판(204)보다 상방(上方)의 공간을 처리 공간(201)(처리실이라고도 부른다)이라 부르고, 하부 용기(202b)에 둘러싸인 공간이며 칸막이 판보다 하방(下方)의 공간을 반송 공간(203)이라 부른다.
하부 용기(202b)의 측면에는 게이트 밸브(205)에 인접한 기판 반입출구(搬入出口)(206)가 설치되고, 웨이퍼(200)는 기판 반입출구(206)를 개재하여 도시되지 않는 반송실 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부(底部)에는 리프트 핀(207)이 복수 설치된다. 또한 하부 용기(202b)는 접지된다.
처리실(201) 내에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)가 설치된다. 기판 지지부(210)는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(211)과, 재치면(211)을 표면에 가지는 기판 재치대(212)와, 가열부로서의 히터(213)를 포함한다. 가열부를 설치하는 것에 의해 기판을 가열시켜 기판 상에 형성되는 막의 품질을 향상시킬 수 있다. 기판 재치대(212)에는 리프트 핀(207)이 관통하는 관통공(214)이 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 설치되어도 좋다.
기판 재치대(212)는 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는 처리 용기(202)의 저부를 관통하고, 또한 처리 용기(202)의 외부에서 승강 기구(218)에 접속된다. 승강 기구(218)를 작동시켜서 샤프트(217) 및 기판 재치대(212)를 승강시키는 것에 의해 기판 재치면(211) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능하도록 구성된다. 또한 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로즈(219)에 의해 피복되고, 처리실(201) 내는 기밀하게 보지(保持)된다.
기판 재치대(212)는 웨이퍼(200)의 반송 시에는 기판 재치면(211)이 기판 반입출구(206)의 위치(웨이퍼 반송 위치)가 되도록 하강하고, 웨이퍼(200)의 처리 시에는 도 1에서 도시되는 바와 같이 웨이퍼(200)가 처리실(201) 내의 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다.
구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때에는 리프트 핀(207)의 상단부가 기판 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하여, 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때에는 리프트 핀(207)은 기판 재치면(211)의 상면으로부터 매몰하여, 기판 재치면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 리프트 핀(207)은 웨이퍼(200)와 직접 접촉하기 때문에 예컨대 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 리프트 핀(207)에 승강 기구를 설치하고, 기판 재치대(212)와 리프트 핀(207)이 상대적으로 움직이도록 구성해도 좋다.
[배기계]
처리실(201)[상부 용기(202a)]의 내벽 상면에는 처리실(201)의 분위기를 배기하는 제1 배기부로서의 배기구(221)가 설치된다. 배기구(221)에는 제1 배기관으로서의 배기관(224)이 접속되고, 배기관(224))에는 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 등의 압력 조정기(222), 진공 펌프(223)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 배기구(221), 배기관(224), 압력 조정기(222)에 의해 제1 배기부(배기 라인)가 구성된다. 또한 진공 펌프(223)를 제1 배기부에 포함시키도록 구성해도 좋다.
제1 버퍼 공간(232a)의 내벽 상면에는 제1 버퍼 공간(232a)의 분위기를 배기하는 제2 배기부로서의 샤워 헤드 배기구(240a)가 설치된다. 샤워 헤드 배기구(240a)에는 제2 배기관으로서의 배기관(236)이 접속되고, 배기관(236)에는 밸브(237a), 제1 버퍼 공간(232a) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 등의 압력 조정기(238), 진공 펌프(239)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 샤워 헤드 배기구(240a), 밸브(237a), 배기관(236), 압력 조정기(238)에 의해 제2 배기부(배기 라인)가 구성된다. 또한 진공 펌프(239)를 제2 배기부에 포함시키도록 구성해도 좋다. 또한 진공 펌프(239)를 설치하지 않고, 배기관(236)을 진공 펌프(223)에 접속하도록 구성해도 좋다.
제2 버퍼 공간(232b)의 내벽 상면에는 제2 버퍼 공간(232b)의 분위기를 배기하는 제3 배기부로서의 샤워 헤드 배기구(240b)가 설치된다. 샤워 헤드 배기구(240b)에는 제3 배기관으로서의 배기관(236)이 접속되고, 배기관(236)에는 밸브(237b), 제2 버퍼 공간(232b) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 등의 압력 조정기(238), 진공 펌프(239)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 샤워 헤드 배기구(240b), 밸브(237b), 배기관(236), 압력 조정기(238)에 의해 제3 배기부(배기 라인)가 구성된다. 또한 진공 펌프(223)를 제3 배기부에 포함시키도록 구성해도 좋다. 여기서는 배기관(236), 압력 조정기(238), 진공 펌프(239)는 제2 배기부와 공용하는 경우를 도시한다. 또한 진공 펌프(239)를 설치하지 않고, 배기관(236)을 진공 펌프(223)에 접속하도록 구성해도 좋다.
[가스 도입구]
상부 용기(202a)의 측벽에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 제1 가스 도입구(241a)가 제1 가스 도입관(150a)을 개재하여 설치된다. 또한 처리실(201)의 상부에 설치되는 샤워 헤드(234)의 상면[천정벽(天井壁)]에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 제2 가스 도입구(241b)가 제2 가스 도입관(150b)을 개재하여 설치된다. 제1 가스 공급부인 제1 가스 도입구(241a) 및 제2 가스 공급부인 제2 가스 도입구(241b)에 접속되는 가스 공급계의 구성에 대해서는 후술한다.
[가스 분산 유닛]
가스 분산 유닛으로서의 샤워 헤드(234)는 제1 버퍼실(공간)(232a), 제1 분산공(234a), 제2 버퍼실(공간)(232b) 및 제2 분산공(234b)(234b)을 구비한 분산관(232c)에 의해 구성된다. 샤워 헤드(234)는 제2 가스 도입구(241b)와 처리실(201) 사이에 설치된다. 제1 가스 도입구(241a)를 통하여 도입되는 제1 가스는 샤워 헤드(234)의 제1 버퍼 공간(232a)(제1 분산부)에 공급된다. 또한 제2 가스 도입구(241b)는 샤워 헤드(234)의 덮개(231)에 접속되고, 제2 가스 도입구(241b)를 통하여 도입되는 제2 가스는 덮개(231)에 설치된 공(231a)(孔)을 개재하여 샤워 헤드(234)의 제2 버퍼 공간(232b)(제2 분산부)에 공급된다. 샤워 헤드(234)는 예컨대 석영, 알루미나, 스텐레스, 알루미늄 등의 재료로 구성된다.
또한 샤워 헤드(234)의 덮개(231)를 도전성이 있는 금속으로 형성하고, 제1 버퍼 공간(232a), 제2 버퍼 공간(232b) 또는 처리실(201) 내에 존재하는 가스를 여기(勵起)하기 위한 활성화부(여기부)로 해도 좋다. 이 경우에는 덮개(231)와 상부 용기(202a) 사이에는 절연 블록(233)이 설치되고, 덮개(231)와 상부 용기(202a) 사이를 절연한다. 활성화부로서의 전극[덮개(231)]에는 정합기(251)와 고주파 전원(252)을 접속하여, 전자파(고주파 전력이나 마이크로파)를 공급 가능하도록 구성되어도 좋다.
샤워 헤드(234)는 제1 버퍼 공간(232a) 및 제2 버퍼 공간(232b)과 처리실(201) 사이에서 제1 가스 도입구(241a), 제2 가스 도입구(241b)를 통하여 도입되는 가스를 분산시키기 위한 기능을 가진다. 샤워 헤드(234)에는 복수의 제1 분산공(234a)과, 제2 분산공(234b)을 구비한 분산관(232c)이 설치된다. 제1 분산공(234a)을 통하여는 제1 버퍼 공간(232a)을 개재하여 제1 가스가 처리 공간(201)에 공급되고, 분산관(232c)에 구비되는 제2 분산공(234b)을 통하여는 제2 버퍼 공간(232b)을 개재하여 제2 가스가 처리 공간(201))에 공급된다. 제1 분산공(234a) 및 분산관(232c)의 제2 분산공(234b)은 기판 재치면(211)과 대향하도록 배치된다.
제2 버퍼 공간(232b)에 공급된 제2 가스의 흐름을 형성하는 가스 가이드(235)가 설치되어도 좋다. 가스 가이드(235)는 공(231a)을 중심으로 하여 웨이퍼(200)의 지름 방향을 향함에 따라 지름이 커지는 원추 형상이다. 가스 가이드(235)의 하단의 수평 방향의 지름은 제1 분산공(234a) 및 분산관(234b)의 단부(端部)보다 한층 더 외주(外周)까지 연장하여 형성된다.
도 2a에 샤워 헤드(234)를 기판(200)측에서 본 도면을 도시한다. 본 도면에서는 이해하기 쉽도록 분산공들의 수를 생략한다. 도면과 같이 제1 가스 분산공(234a)과 제2 가스 분산공(234b)은 동일한 지름을 가지며, 규칙적으로 배열되도록 설치된다. 또한 각 분산공(234a, 234b)의 지름이나 분산공(234a, 234b)의 위치는 기판 처리의 종류나 이용되는 가스의 종류 등에 따라 변경해도 좋다.
[공급계]
상부 용기(202a)에 접속된 제1 가스 공급부인 제1 가스 도입구(241a)에는 제1 가스 공급관(150a)이 접속된다. 샤워 헤드(234)의 덮개(231)에 접속된 제2 가스 공급부인 가스 도입구(241b)에는 제2 가스 공급관(150b)이 접속된다. 제1 가스 공급관(150a)을 통하여는 후술하는 원료 가스 및 퍼지 가스가 공급되고, 제2 가스 공급관(150b)을 통하여는 후술하는 반응 가스 및 퍼지 가스가 공급된다.
도 3에 제1 가스 공급부, 제2 가스 공급부, 퍼지 가스 공급부의 개략 구성도를 도시한다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제1 가스 공급관(150a)에는 제1 가스 공급관 집합부(140a)가 접속된다. 제2 가스 공급관(150b)에는 제2 가스 공급관 집합부(140b)가 접속된다. 제1 가스 공급관 집합부(140a)에는 제1 가스 공급관(150a)과, 퍼지 가스 공급부(131a)가 접속된다. 제2 가스 공급관 집합부(140b)에는 제2 가스 공급관(150b)과 퍼지 가스 공급부(131b)가 접속된다.
[제1 가스 공급부]
제1 가스 공급부에는 제1 가스 원료 밸브(160), 기화기(180), 제1 가스 공급관(150a), 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(115), 밸브(116), 기화기 잔량 측정부(190)가 설치된다. 또한 제1 가스원(113)을 제1 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 기화기(180)는 액체 상태의 가스 원료 중에 캐리어 가스를 공급하여 버블링시키는 것에 의해 가스를 기화시키도록 구성된다.
캐리어 가스는 퍼지 가스 공급원(133)에 접속된 가스 공급관(112)을 통하여 공급된다. 캐리어 가스 유량은 가스 공급관(112)에 설치된 MFC(145)로 조정되고, 가스 밸브(114)를 개재하여 기화기(180)에 공급된다. 기화기 잔량 측정부(190)는 기화기(180) 내의 가스 원료의 중량, 수위 등으로 가스 원료의 양을 측정하도록 구성된다. 기화기 잔량 측정부(190)에서 측정된 결과에 기초하여 기화기(180) 내의 가스 원료가 소정의 양이 되도록 가스 밸브(114)를 개폐되도록 제어된다.
[제2 가스 공급부]
제2 가스 공급부에는 제2 가스 공급관(150b), MFC(125), 밸브(126)가 설치된다. 또한 제2 가스원(123)을 제2 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 또한 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(124)을 설치하여 제2 가스를 활성화시키도록 구성해도 좋다. 또한 벤트 밸브(170)와 벤트 관(171)을 설치하여 제2 가스 공급관(150b) 내에 쌓인 불활성으로 된 반응 가스를 배기 가능하도록 구성해도 좋다.
[퍼지 가스 공급부]
퍼지 가스 공급부에는 가스 공급관(112, 131a, 131b), MFC(145, 135a, 135b), 밸브(114, 136a, 136b)가 설치된다. 또한 퍼지 가스원(133)을 퍼지 가스 공급부에 포함시키도록 구성해도 좋다.
[제어부]
도 1에 도시하는 바와 같이 기판 처리 장치(100)는 기판 처리 장치(100)의 각(各) 부(部)의 동작을 제어하는 컨트롤러(260)를 포함한다.
컨트롤러(260)의 개략을 도 4에 도시한다. 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(260)는 CPU(260a)(Central Processing Unit), RAM(260b)(Random Access Memory), 기억 장치(260c), I/O 포트(260d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(260b), 기억 장치(260c), I/O 포트(260d)는 내부 버스(260e)를 개재하여 CPU(260a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(260)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(261)나, 외부 기억 장치(262)가 접속 가능하도록 구성된다.
기억 장치(260c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(260c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(260)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 프로그램 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(260b)는 CPU(260a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(260d)는 게이트 밸브(205), 승강 기구(218), 히터(213), 압력 조정기(222, 238), 진공 펌프(223, 239), 기화기(180), 기화기 잔량 측정부(190) 등에 접속된다. 또한 후술하는 MFC[115, 125, 135(135a, 135b), 145], 밸브[237(237a, 237b)], 가스 밸브[114, 116, 126, 136(136a, 136b)], 제1 가스 원료 밸브(160), 벤트 밸브(170), 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(124), 정합기(251), 고주파 전원(252), 반송 로봇(105), 대기(大氣) 반송 유닛(102), 로드록 유닛(103) 등에도 접속되어도 좋다.
CPU(260a)는 기억 장치(260c)로부터의 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(261)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(260c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(260a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 기화기 잔량 측정부(190)의 잔량 측정 동작, 게이트 밸브(205)의 개폐 동작, 승강 기구(218)의 승강 동작, 히터(213)로의 전력 공급 동작, 압력 조정기(222, 238)의 압력 조정 동작, 진공 펌프(223, 239)의 ON/OFF 제어, 리모트 플라즈마 유닛(124)의 가스의 활성화 동작, MFC[115, 125, 135(135a, 135b)]의 유량 조정 동작, 밸브[237(237a, 237b)], 가스 밸브[114, 116, 126, 136(136a, 136b)], 제1 가스 원료 밸브(160), 벤트 밸브(170)의 개폐 제어, 정합기(251)의 전력의 정합 동작, 고주파 전원(252)의 ON/OFF 제어 등을 제어 가능하도록 구성된다.
또한 컨트롤러(260)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(262)[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光)디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 이와 같은 외부 기억 장치(262)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(260)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(262)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(262)를 개재하지 않고 프로그램을 공급해도 좋다. 또한 기억 장치(260c)나 외부 기억 장치(262)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(260c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(262) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 전술한 기판 처리 장치의 처리로를 이용하여 반도체 장치(반도체 디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 도전막이며, 예컨대 금속 함유막인 변이 금속질화막으로서의 티타늄질화(TiN)막을 성막하는 시퀀스예를 도 5를 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(260)에 의해 제어된다.
또한 본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우에는 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등과 그 적층체(집합체)」를 의미하는 경우(즉 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함시켜서 웨이퍼라고 칭하는 경우)가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 이용한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면(最表面)」을 의미하는 경우가 있다.
따라서 본 명세서에서 「웨이퍼에 소정의 가스를 공급한다」고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)에 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼에 형성되는 층이나 막 등에, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면에 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼에 형성되는 층이나 막 등의 상, 즉 적층체로서의 웨이퍼 최표면 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 이용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우와 마찬가지이며, 그 경우 상기 설명에서 「웨이퍼」를 「기판」으로 치환하여 생각하면 좋다.
이하, 기판 처리 공정을 설명한다.
[기판 반입 공정(S201)]
성막 처리에서는 우선 웨이퍼(200)가 처리실(201)에 반입된다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 승강 기구(218)에 의해 하강시켜 리프트 핀(207)이 관통공(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출시킨 상태로 한다. 또한 처리실(201) 내가 소정의 압력으로 조압(調壓)된 후, 게이트 밸브(205)가 개방되고 게이트 밸브(205)를 통하여 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)가 재치된다. 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207) 상에 재치된 후, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)가 소정의 위치까지 상승되는 것에 의해 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207)으로부터 기판 지지부(210)에 재치된다.
[감압·공정(S202)·계속해서 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내가 배기된다. 이때 압력 센서가 측정한 압력값에 기초하여 압력 조정기(222)로서의 APC밸브의 개도(開度)가 피드백 제어된다. 또한 온도 센서(도시되지 않음)가 검출한 온도값에 기초하여 처리실(201) 내가 소정의 온도가 되도록 히터(213)로의 통전량이 피드백 제어된다. 구체적으로는 기판 지지부(210)가 히터(213)에 의해 미리 가열되고, 웨이퍼(200) 또는 기판 지지부(210)의 온도 변화가 없어지고 나서 일정 시간까지 통전량의 피드백 제어가 유지된다. 그 동안 처리실(201) 내에 잔류하는 수분 또는 부재로부터의 탈(脫)가스 등이 있는 경우에는 진공 배기나 N2가스의 공급에 의한 퍼지에 의해 상기 수분 또는 상기 탈(脫)가스가 제거되도 좋다. 이것으로 성막 프로세스 전의 준비가 완료된다. 또한 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 배기할 때에 1회, 도달 가능한 진공도까지 진공 배기해도 좋다.
[성막 공정(S301)]
계속해서 웨이퍼(200)에 TiN막을 성막하는 예를 설명한다. 성막 공정(S301)의 상세를 도 5를 이용하여 설명한다.
웨이퍼(200)가 기판 지지부(210)에 재치되고, 처리실(201) 내의 분위기가 안정된 후, 도 5에 도시하는 S203 내지 S207의 스텝이 수행된다.
[제1 가스 공급 공정(S203)]
제1 가스 공급 공정(S203)에서는 제1 가스 공급계를 통하여 처리실(201) 내에 제1 가스(원료 가스)로서의 4염화티타늄(TiCl4) 가스가 공급된다. 구체적으로는 가스 밸브(160)가 열리고 TiCl4가 기화기(180)에 공급된다. 그때 가스 밸브(114)가 열리고 MFC(145)로 소정 유량으로 조정된 캐리어 가스를 기화기(180)에 공급하여 TiCl4를 버블링시키는 것에 의해 TiCl4가 가스화된다. 또한 이 가스화는 기판 반입 공정(S201) 전에 시작해두어도 좋다. 가스화한 TiCl4가스는 MFC(115)로 유량 조정된 후, 기판 처리 장치(100)에 공급된다. 유량 조정된 TiCl4가스는 제1 버퍼 공간(232a)을 통하여 샤워 헤드(234)의 가스 공급공(234a)을 통하여 감압 상태인 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 배기계에 의한 처리실(201) 내의 배기를 계속하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력 범위(제1 압력)가 되도록 제어한다. 이때 웨이퍼(200)에 공급하는 TiCl4가스는 소정의 압력(제1 압력: 예컨대 100Pa 이상 20,000Pa 이하)으로 처리실(201) 내에 공급된다. 이와 같이 하여 웨이퍼(200)에 TiCl4를 공급한다. TiCl4가 공급되는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 Ti함유층이 형성된다.
[퍼지 공정(S204)]
웨이퍼(200) 상에 티타늄 함유층이 형성된 후, 제1 가스 공급관(150a)의 가스 밸브(116)가 닫히고 TiCl4가스의 공급이 정지된다. 원료 가스의 공급이 정지되는 것에 의해 처리실(201) 중에 잔류하는 원료 가스나 제1 버퍼 공간(232a) 중에 잔류하는 원료 가스가 제1 배기부를 통하여 배기되는 것에 의해 퍼지 공정(S204)이 수행된다.
또한 퍼지 공정에서는 단순히 가스를 배기(진공 흡입)하여 가스를 배출하는 것 외에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출(押出)하는 것에 의한 배출 처리를 수행하도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호(交互)적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 이때 배기관(236)의 밸브(237a)를 열고 배기관(236)을 개재하여 제1 버퍼 공간(232a) 내에 존재하는 가스를 진공 펌프(239)를 통하여 배기해도 좋다. 이때 진공 펌프(239)는 미리 작동시켜두고, 적어도 기판 처리 공정의 종료 시까지 작동시켜둔다. 또한 배기 중에 APC밸브(238)에 의해 배기관(236)과 제1 버퍼 공간(232a) 내의 압력(배기 컨덕턴스)이 제어된다. 배기 컨덕턴스의 제어는 제1 버퍼 공간(232a)에서의 제1 배기계의 배기 컨덕턴스가 처리실(201)을 개재한 진공 펌프(223)의 컨덕턴스보다 높아지도록 압력 조정기(238) 및 진공 펌프(239)를 제어하는 것에 의해 수행되도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 제1 버퍼 공간(232a)의 단부(端部)인 제1 가스 도입구(241a)로부터 다른 일방(一方)의 단부인 샤워 헤드 배기구(240a)를 향한 가스 흐름이 형성된다. 이와 같이 하는 것에 의해 제1 버퍼 공간(232a)의 벽에 부착된 가스나 제1 버퍼 공간(232a) 내에 부유(浮遊)한 가스가 처리실(201)에 진입하지 않고 제1 배기계를 통하여 배기될 수 있다. 또한 처리실(201)로부터 제1 버퍼 공간(232a) 내로의 가스의 역류를 억제하도록 제1 버퍼 공간(232a) 내의 압력과 처리실(201)의 압력(배기 컨덕턴스)가 조정되도 좋다.
또한 퍼지 공정에서는 진공 펌프(223)의 동작이 계속되고 처리 공간(201) 내에 존재하는 가스가 진공 펌프(223)를 통하여 배기된다. 또한 처리실(201)로부터 진공 펌프(223)로의 배기 컨덕턴스가 제1 버퍼 공간(232a)으로의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 압력 조정기(222)가 조정되도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 처리실(201)을 경유한 제2 배기계를 향한 가스 흐름이 형성되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스가 배기될 수 있다. 또한 여기서 가스 밸브(136a)를 열고 MFC(135)a를 조정하여, 불활성 가스를 공급하는 것에 의해 불활성 가스를 확실하게 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 높아진다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(136a)를 닫고 불활성 가스의 공급을 정지하는 것과 함께 밸브(237a)를 닫아서 제1 버퍼 공간(232a)과 진공 펌프(239) 사이가 차단된다.
보다 바람직하게는 소정 시간이 경과한 후, 진공 펌프(223)를 계속해서 작동시키면서 밸브(237a)를 닫는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 처리실(201)을 경유한 제2 배기계를 향한 흐름이 제1 배기계의 영향을 받지 않기 때문에, 보다 확실하게 불활성 가스를 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 한층 더 향상될 수 있다.
또한 처리실의 퍼지도 단순히 진공 흡입하여 가스를 배출하는 것 외에 불활성 가스의 공급에 의한 가스의 압출 동작도 의미한다. 따라서 퍼지 공정에서, 버퍼 공간(232a) 내에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출하는 것에 의한 배출 동작을 수행하도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 이때 처리실(201) 내에 공급하는 N2가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 처리실(201)의 용적과 같은 정도의 양을 공급하는 것에 의해 다음 공정에서 악영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지를 수행할 수 있다. 이와 같이 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않는 것에 의해 퍼지 시간을 단축하여, 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한 N2가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
이때의 히터(213)의 온도는 웨이퍼(200)로의 원료 가스 공급 시와 마찬가지로 200℃ 내지 750℃, 바람직하게는 300℃ 내지 600℃, 보다 바람직하게는 300℃ 내지 550℃의 범위 내의 일정한 온도가 되도록 설정한다. 각 불활성 가스 공급계를 통하여 공급하는 퍼지 가스로서의 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 20,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 퍼지 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
[제2 가스 공급 공정(S205)]
제1 가스 퍼지 공정 후, 밸브(126)가 열리고, 가스 도입구(241b), 제2 버퍼 공간(232b), 복수의 제2 분산공(234b)을 구비한 분산관(232c)을 개재하여 처리실(201) 내에 제2 가스(반응 가스)로서의 암모니아 가스(NH3)가 공급된다. 제2 가스(반응 가스)가 제2 버퍼 공간(232b), 분산관(232c)을 개재하여 처리실(201)에 공급되기 때문에, 기판 상에 균일하게 제2 가스(반응 가스)가 공급될 수 있다. 이에 따라 막 두께가 균일하게 될 수 있다. 또한 제2 가스를 공급할 때에, 활성화부(여기부)로서의 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(124)을 개재하여 활성화시킨 제2 가스가 처리실(201) 내에 공급되도록 구성해도 좋다.
이때 NH3가스의 유량이 소정의 유량이 되도록, 매스 플로우 컨트롤러(125)에 의해 NH3가스의 유량이 조정된다. 또한 NH3가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 10,000sccm 이하다. 또한 압력 조정기(238)가 적절히 조정되는 것에 의해, 제2 버퍼 공간(232b) 내의 압력이 소정의 압력 범위 내로 된다. 또한 NH3가스가 RPU(124) 내를 흐를 때에는 RPU(124)을 ON상태(전원이 들어간 상태)로 하여 NH3가스를 활성화(여기)시키도록, RPU(124)가 제어된다.
NH3가스가 웨이퍼(200) 상에 형성되는 티타늄 함유층에 공급되면 티타늄 함유층이 개질된다. 예컨대 티타늄 원소를 함유하는 개질층이 형성된다. 또한 RPU(124)을 설치하고 활성화한 NH3가스를 웨이퍼(200) 상에 공급하는 것에 의해, 보다 많은 개질층이 형성될 수 있다.
개질층은 예컨대 처리실(201) 내의 압력, NH3가스의 유량, 웨이퍼(200)의 온도, RPU(124)의 전력 공급 상태에 따라 소정의 두께, 소정의 분포, 티타늄 함유층에 대한 소정의 질소 성분 등의 침입 깊이를 가지도록 형성된다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(126)가 닫히고 NH3가스의 공급이 정지된다.
[퍼지 공정(S206)]
NH3가스의 공급이 정지되고 처리실(201) 중에 존재하는 원료 가스나 제2 버퍼 공간(232b) 중에 존재하는 원료 가스가 제1 배기부를 통하여 배기되는 것에 의해 퍼지 공정(S206)이 수행된다.
또한 퍼지 공정에서는 단순히 가스를 배기(진공 흡입)하는 것에 의해 가스가 배출되는 것 외에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출하는 것에 의한 배출 처리가 수행되도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 밸브(237b)가 열리고 배기관(236)을 개재하여 제2 버퍼 공간(232b) 내에 존재하는 가스가 진공 펌프(239)를 통하여 배기되도 좋다. 또한 배기 중에 압력 조정기(238)에 의해 배기관(236)과 제2 버퍼 공간(232b) 내의 압력(배기 컨덕턴스)이 제어된다. 배기 컨덕턴스의 제어는 제2 버퍼 공간(232b)에서의 제1 배기계의 배기 컨덕턴스가 처리실(201)을 개재한 진공 펌프(223)의 컨덕턴스보다 높아지도록 압력 조정기(238) 및 진공 펌프(239)를 제어하는 것에 의해 수행되도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 제2 버퍼 공간(232b)의 중앙으로부터 샤워 헤드 배기구(240b)를 향한 가스 흐름이 형성된다. 이와 같이 하는 것에 의해 제2 버퍼 공간(232b)의 벽에 부착된 가스나 제2 버퍼 공간(232b) 내에 부유(浮遊)한 가스가 처리실(201)에 진입하지 않고 제3 배기계를 통하여 배기된다. 또한 처리실(201)로부터 제2 버퍼 공간(232b) 내로의 가스의 역류가 억제되도록, 제2 버퍼 공간(232b) 내의 압력과 처리실(201)의 압력(배기 컨덕턴스)이 조정되도 좋다.
또한 퍼지 공정에서는 진공 펌프(223)의 동작이 계속되어 처리 공간(201) 내에 존재하는 가스가 진공 펌프(223)를 통하여 배기된다. 또한 처리실(201)로부터 진공 펌프(223)로의 배기 컨덕턴스가 제2 버퍼 공간(232b)으로의 배기 컨덕턴스보다 높아지도록 압력 조정기(222)를 조정해도 좋다. 이와 같이 조정하는 것에 의해 처리실(201)을 경유한 제3 배기계를 향한 가스 흐름이 형성되고, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 배기할 수 있다. 또한 여기서 가스 밸브(136b)가 열리고 MFC(135b)가 조정되어 불활성 가스가 공급되는 것에 의해 불활성 가스를 확실하게 기판 상에 공급하는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 높아진다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(136b)가 닫히고 불활성 가스의 공급이 정지되는 것과 함께 밸브(237b)가 닫히고 제2 버퍼 공간(232b)과 진공 펌프(239) 사이가 차단된다.
보다 바람직하게는 소정 시간이 경과한 후, 진공 펌프(223)를 계속해서 작동시키면서 밸브(237b)를 닫는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 처리실(201)을 경유한 제3 배기계를 향한 흐름이 제1 배기계의 영향을 받지 않기 때문에, 보다 확실하게 불활성 가스가 기판 상에 공급되는 것이 가능해져, 기판 상의 잔류 가스의 제거 효율이 한층 더 향상될 수 있다.
또한 처리실의 퍼지도 단순히 진공 흡입하여 가스를 배출하는 것 외에 불활성 가스의 공급에 의한 가스의 압출 동작도 의미한다. 따라서 퍼지 공정에서 제2 버퍼 공간(232b) 내에 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출하는 것에 의한 배출 동작을 수행하도록 구성해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
또한 이때 처리실(201) 내에 공급하는 N2가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 처리실(201)의 용적과 같은 정도의 양을 공급하는 것에 의해 다음 공정에서 악영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지가 수행될 수 있다. 이와 같이 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않는 것에 의해 퍼지 시간이 단축되어, 제조 스루풋이 향상될 수 있다. 또한 N2가스의 소비도 필요 최소한으로 억제할 수 있다.
이때의 히터(213)의 온도는 웨이퍼(200)로의 원료 가스 공급 시와 마찬가지로 200℃ 내지 750℃, 바람직하게는 300℃ 내지 600℃, 보다 바람직하게는 300℃ 내지 550℃의 범위 내로 설정한다. 각 불활성 가스 공급계를 통하여 공급하는 퍼지 가스로서의 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 20,000sccm의 범위 내로 설정한다. 퍼지 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
[판정 공정(S207)]
퍼지 공정(S206)이 종료된 후, 컨트롤러(260)는 상기 성막 공정(S301)(S203 내지 S206)이 소정 사이클 수n이 실행되었는지에 대한 여부를 판정한다. 즉 컨트롤러(260)는 웨이퍼(200) 상에 원하는 두께의 막이 형성되었는지에 대한 여부를 판정한다. 전술한 스텝(S203 내지 S206)을 1사이클로 하여, 이 사이클을 적어도 1회 이상 수행하는[스텝(S207)] 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 티타늄 및 질소를 포함하는 도전막, 즉 TiN막이 성막될 수 있다. 또한 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 TiN막이 형성된다.
소정 횟수 실시되지 않았을 때(No 판정 시)에는 S203 내지 S206 사이클이 반복된다. 소정 횟수 실시되었을 때(Y 판정 시)에는 성막 공정(S301)이 종료되고, 기판 반출 공정(S208)이 실행된다.
[기판 반출 공정(S208)]
성막 공정(S301)이 끝난 후, 기판 지지부(210)가 승강 기구(218)에 의해 하강되어 리프트 핀(207)이 관통공(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출한 상태로 된다. 또한 처리실(201) 내가 소정의 압력으로 조압된 후, 게이트 밸브(205)자 열리고 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207) 상으로부터 게이트 밸브(205) 외로 반송된다.
전술한 제1 가스 공급 공정(S203)이나 제2 가스 공급 공정(S205)에서는 제1 가스가 공급될 때에는 제2 분산부인 제2 버퍼 공간(232b)에 불활성 가스가 공급되고, 제2 가스가 공급될 때에는 제1 분산부인 제1 버퍼 공간(232a)에 불활성 가스가 공급되면, 각각의 가스가 다른 버퍼 공간에 역류하는 것이 방지될 수 있다.
제1 가스로서의 티타늄 함유 가스와 제2 가스로서의 질소 함유 가스를 이용하여 질화티타늄(TiN) 막을 성막하는 경우, 의도하지 않은 반응에 의해서 원하는 막 특성이 되지 않는 원인은 다음과 같다. 하나는 부생성물로서의 NH4Cl이 생성되는 것에 의해 반응이 저해되는 경우다. 이 NH4Cl은 잔류한 티타늄 함유 가스로서의 TiCl4와 질소 함유 가스로서의 NH3가 반응하는 것에 의해 발생하기 때문에 NH3의 잔류량을 저감시키는 것이 과제가 된다. 또 하나는 잔류 또는 처리실 내의 부재에 흡착한 제2 가스(NH3)가 제1 가스나 다른 가스 공급 시에 부재로부터 탈리(脫離)하고, 탈리한 제2 가스가 기판에 공급되는 것에 의해 의도하지 않은 반응이 발생하는 경우다. 여기서 의도하지 않은 반응이란 예컨대 공간 중에서의 반응[기상(氣相) 반응]이다. 이들 원인에 의해 반도체 장치의 특성이 악화된다.
계속해서 제1 분산부인 제1 버퍼 공간(232a)과 제2 분산부인 제2 버퍼 공간(232b)의 관계를 설명한다. 제1 버퍼 공간(232a)으로부터 처리 공간(201)에 복수의 제1 분산공(234a)이 형성된다. 제2 버퍼 공간(232b)에서 처리 공간(201)으로 복수의 분산관(232c)이 연장된다. 제1 버퍼 공간(232a)의 상측에 제2 버퍼 공간(232b)이 설치된다. 이에 의해 도 1에 도시하는 바와 같이 제1 버퍼 공간(232a) 내를 제2 버퍼 공간(232b)의 분산관(232c)이 관통하도록 처리 공간(201)에 연장된다.
여기서 제1 버퍼 공간(232a) 내를 제2 버퍼 공간(232b)의 분산관(232c)이 관통하기 때문에 제1 버퍼 공간(232a) 내에는 분산관(232c)의 외면(234c, 234d)이 노출된다. 제1 버퍼 공간(232a) 내의 내면의 면적과 분산관(232c)의 외면의 면적의 합은 제2 버퍼 공간(232b) 내의 내면의 면적보다 크다. 이하에서는 제1 버퍼 공간(232a) 내의 내면의 면적과 분산관(232c)의 외면(234c, 234d)의 면적의 합을 간단히 "제1 버퍼 공간(232a) 내의 내면의 면적"이라 지칭한다. 제1 버퍼 공간(232a) 내의 분산관(232c)의 외면(234c, 234d)의 면적은 기판(200)에 대하여 수직 방향의 면적이라고 할 수 있다. 또한 제2 버퍼 공간(232b)의 측면(232ba, 232bb)의 면적은 제2 버퍼 공간(232b)의 기판(200)에 대하여 수직 방향의 면적이라고도 할 수 있다. 제1 버퍼 공간(232a) 내의 분산관(232c)이 다수 배치되므로, 도 2b를 참조하면 분산관(232c)의 외면(234c, 234d)의 면적은 제2 버퍼 공간(232b)의 기판(200)에 대하여 수직 방향의 면적보다 크다는 것을 알 수 있다.
각각의 버퍼 공간의 내벽에는 각각의 버퍼 공간에 공급되는 가스의 분자가 흡착된다. 가스 분자는 퍼지 공정(S204, S206)을 통하여 제거된다. 하지만 가스의 종류에 따라서는 가스 분자가 버퍼 공간의 내벽에 잔류하고 다른 공정에서 내벽으로부터 탈리하므로, 의도하지 않은 반응이 발생하는 과제를 발명자는 발견했다. 예컨대 전술한 TiCl4와 NH3를 교호적으로 공급하여 TiN이 성막된 경우, TiCl4의 공급 시에 버퍼 공간의 내벽으로부터 NH3분자가 탈리하여 처리 공간(201) 내에 공급되는 것에 의해, 처리 공간(201) 내에서 TiCl4와 NH3이 기상 반응하여 의도하지 않은 막이 형성되는 경우가 있다. 또한 부생성물인 NH4Cl이 생성되어 원하는 막 형성을 저해하는 경우가 있다.
또한 제1 버퍼 공간(232a) 내의 분산관(232c)의 외면 중 제1 가스 도입구(241a)의 방향에 구비된 부분(234c)은 공급되는 가스와 마주보는 부분[가스 공급관(150a)을 통하여 공급되는 가스의 흐름 방향과 반대 방향의 부분]이다. 따라서 부분(234c)에 흡착한 가스 분자는 퍼지 공정 시에 퍼지 가스가 접촉하여 제거되기 쉽다. 한편 제1 버퍼 공간(232a) 내의 분산관(232c)의 외면 중 제1 가스 도입구(241a)의 반대 방향에 구비된 부분(234d)은 공급되는 가스와 반대측의 부분[가스 공급관(150a)을 통하여 공급되는 가스의 흐름 방향과 같은 방향의 부분]이기 때문에 퍼지 시에 퍼지 가스가 공급되기 어렵고, 흡착한 가스 분자가 제거되지 않고, 가스 분자가 잔존하는 과제를 발견했다. 또한 부분(234d) 부근은 가스 분자가 침입하기 어려운 장소라고도 할 수 있다. 또한 부분(234c)과 부분(234d)은 제1 버퍼 공간(232a)에 접속되는 가스관의 위치, 즉 제1 가스 도입구(241a)의 위치에 따라서 변경된다. 예컨대 가스가 제1 버퍼 공간(232a)의 중심을 통하여 공급될 때에는 부분(234c)은 제1 버퍼 공간(232a)의 중심 방향에 형성되고, 부분(234d)은 제1 버퍼 공간(232a)의 외주 방향에 형성된다. 또한 제1 분산공(234a) 및 분산관(232c)의 제2 분산공(234b)은 동일한 지름의 원 형상의 공이다.
한편, 제2 버퍼 공간(232b)에서 가스 공급관(150b)을 통하여 공급되는 가스의 흐름과 반대 방향의 부분(234e)이 형성된다. 부분(234e)에 흡착된 가스 분자는 퍼지 공정 시에 퍼지 가스가 접촉하여 제거되기 쉽다. 도 2b를 참조하면, 제2 버퍼 공간(232b)에서의 가스 가이드(235)의 표면 중의 일부(232bc, 232bd, 232be, 232bf)는 가스 분자가 침입하기 어려운 장소라고 할 수 있다. 즉 가스 가이드(235)의 중심 부분(232bc, 232bd) 및 가스 가이드(235)의 가장자리 부분(232be, 232bf)은 가스 분자가 침입하기 어려운 장소라고 할 수 있다. 도 2b를 참조하면, 제2 버퍼 공간(232b)에서의 가스 가이드(235)의 중심 부분(232bc, 232bd) 및 가스 가이드(235)의 가장자리 부분(232be, 232bf)의 면적은 제1 버퍼 공간(232a)에서의 분산관(232c)의 외면 중 제1 가스 도입구(241a)의 반대 방향에 구비된 부분(234d)의 면적보다 작다.
부분(232bc, 232bd)을 제1 체류 영역의 표면이라고 불러도 좋고, 부분(234d)을 제2 체류 영역의 표면이라고 불러도 좋다. 여기서 "체류 영역"이란 가스가 주입되기 어려운 장소를 말한다.
그래서 발명자들은 원료 가스와 반응 가스의 특성(흡착성, 증기압 등)에 따라 공급 위치를 변경하는 것에 의해 의도하지 않은 반응을 저감할 수 있다는 것을 발견했다. 예컨대 TiCl4와 NH3을 공급하는 경우, TiCl4와 비교하여 버퍼 공간 내의 벽에 부착되기 쉬운 NH3가 내면의 면적이 작은 버퍼 공간에 공급되고, TiCl4가 내면의 면적이 큰 버퍼 공간에 공급되는 것에 의해, 의도하지 않은 반응(의도하지 않은 막 형성이나 NH4Cl의 발생)이 저감될 수 있다.
그래서 본 실시 형태에서는 제1 가스가 TiCl4를 버퍼실 내의 내면의 면적이 큰 제1 버퍼 공간(232a)에 공급되고, 제2 가스인 NH3가 버퍼실 내의 내면의 면적이 작은 제2 버퍼 공간(232b)에 공급된다. 여기서 제1 가스인 TiCl4는 제2 가스인 NH3보다 단위 면적당의 흡착량이 적은 가스다. 또한 제1 가스는 제2 가스보다 흡착 후에 탈리하기 쉬운 가스(제2 가스는 제1 가스보다 흡착 후에 탈리하기 어려운 가스)이어도 좋다.
또한 전술에서는 원료 가스가 내면의 면적이 큰 제1 버퍼 공간(232a)에 공급되고, 반응 가스가 내면의 면적이 작은 제2 버퍼 공간(232b)에 공급되도록 구성했지만, 가스 특성(흡착성, 증기압 등)에 따라 공급 장소가 교체되도 좋다.
또한 단위 면적당의 흡착량이 적은 가스가 가스 분자가 제거되기 쉬운 부분의 면적<가스 분자가 침입하기 어려운 부분의 면적이 되는 버퍼 공간에 공급되고, 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스가 가스 분자가 제거되기 쉬운 부분의 면적>가스 분자가 침입하기 어려운 부분의 면적이 되는 버퍼 공간에 공급되는 것에 의해, 마찬가지의 효과가 얻어질 수 있다.
<본 실시 형태에 따른 효과>
본 실시 형태에 의하면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 2종류 이상의 가스를 공급하여 성막하는 장치에서, 흡착하기 쉬운 가스가 내면의 면적이 작은 버퍼 공간에 공급되고, 흡착하기 어려운 가스가 내면의 면적이 큰 버퍼 공간에 공급되는 것에 의해 의도하지 않은 반응이 억제될 수 있다.
(b) 흡착하기 쉬운 가스를 공급하는 제2 버퍼 공간의 내면의 면적이 흡착하기 어려운 가스를 공급하는 제1 버퍼 공간의 내면의 면적보다 작은 것에 의해 버퍼 공간 내에서의 가스의 흡착이 억제될 수 있다.
(c) NH3의 잔류량이 저감되는 것에 의해. NH4Cl의 발생량이 억제되거나 또는 의도하지 않은 반응이 억제될 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 6에 본 발명의 제2 실시 형태가 도시된다. 본 실시 형태에서는 제1 실시 형태에서의 기판(200)과 제1 분산부인 제1 버퍼 공간(232a) 사이에 단열부가 배치된다.
기판에 균일하게 가스를 공급시키기 위해서 샤워 헤드(234)에 제1 분산공(234a) 및 분산관(232c)이 설치되어도 샤워 헤드(234)의 온도가 기판의 지름 방향에서 균일하지 않을 경우, 샤워 헤드(234)의 위치(온도)에 의해 가스의 점도가 변화하기 때문에 기판(200)에 공급되는 가스 농도나 가스량이 장소에 따라 변화하는 문제가 있다. 상기 문제의 원인은 예컨대 기판 재치대(212)(서셉터)로부터의 열에 의해 샤워 헤드(234)가 가열되고 또한 샤워 헤드(234)의 외주로부터 상측 처리 용기(202a)에 열의 노출이 발생하는 것이다. 그래서 본 실시 형태에서는 기판(200)과 제1 분산부인 제1 버퍼 공간(232a) 사이에 단열부(250)가 설치된다. 이 구성에 의해 샤워 헤드(234)가 기판 재치대(212)로부터 받는 열을 차단하여 샤워 헤드(234)의 온도를 균일화하는 것이 가능해진다. 또한 단열부(250)가 설치되는 것에 의해, 열의 노출에 의한 기판 재치대(212)의 온도 변화나 히터(213)로의 전력량을 일정하게 할 수 있다는 효과가 있다. 또한 단열부(250)는 진공층으로 했지만 진공층에 한정되지 않고, 열의 전도를 저해하는 재료나 구조체이면 좋다. 예컨대 단열부(250)는 규소, 알루미늄, 카본 중 어느 하나를 포함하는 세라믹스나, 규소, 알루미늄, 카본 중 어느 하나를 포함하는 에어로 겔 등이어도 좋다.
<제3 실시 형태>
이상, 제2 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
예컨대 도 7에 도시하는 기판 처리 장치 시스템 구조가 있다.
여기서는 도 7에 도시하는 바와 같이 진공 반송실(104)에 4개의 기판 처리 장치(100a, 100b, 100c, 100d)가 설치된 기판 처리 시스템(400)이 설명된다. 각 기판 처리 장치(100a, 100b, 100c, 100d)에서 같은 종류의 처리가 수행된다. 각 기판 처리 장치에서는 진공 반송실(104)에 설치된 진공 반송 로봇(105)에 의해 웨이퍼(200)가 순서대로 반송된다. 또한 웨이퍼(200)는 대기 반송실(102)로부터 로드록 유닛(103)을 개재하여 진공 반송실(104)에 반입된다. 또한 도 7에서 기판 처리 장치가 4개 설치된 경우를 도시했지만, 이에 한정되지 않고, 2개 이상 설치되면 좋고, 5개 이상, 예컨대 8개 설치되어도 좋다.
또한 전술에서는 반도체 장치의 제조 공정이 기재되었지만, 본 발명은 반도체 장치의 제조 공정 이외에도 적용 가능하다. 예컨대 액정 디바이스의 제조 공정이나, 세라믹 기판에 대한 플라즈마 처리 등이 있다.
또한 전술에서는 원료 가스와 반응 가스를 교호적으로 공급하여 성막하는 방법이 기재됐지만, 원료 가스와 반응 가스의 기상 반응량이나 부생성물의 발생량이 허용 범위 내라면, 다른 방법에도 적용 가능하다. 예컨대 원료 가스와 반응 가스의 공급 타이밍이 겹치는 것과 같은 방법이다.
또한 전술에서는 성막 처리가 기재됐지만, 다른 처리에도 적용 가능하다. 예컨대 확산 처리, 산화 처리, 질화 처리, 산질화 처리, 환원 처리, 산화 환원 처리, 에칭 처리, 가열 처리 등이 있다.
또한 전술에서는 원료 가스로서 티타늄 함유 가스(TiCl4) 가스, 반응 가스로서 질소 함유 가스(NH3가스)를 이용하여 질화티타늄 막을 형성하는 예를 제시했지만, 다른 가스를 이용한 성막에도 적용 가능하다. 예컨대 산소 함유막, 질소 함유막, 탄소 함유막, 붕소 함유막, 금속 함유막과 이들 원소가 복수 함유된 막 등이 있다. 또한 이들 막으로서는 예컨대 SiO막, SiN막, AlO막, ZrO막, HfO막, HfAlO막, ZrAlO막, SiC막, SiCN막, SiBN막, TiC막, TiAlC막 등이 있다. 이들 막을 성막하기 위해서 사용되는 원료 가스와 반응 가스 각각의 가스 특성(흡착성, 탈리성, 증기압 등)을 비교하여 공급 위치나 샤워 헤드(234) 내의 구조를 적절히 변경하는 것에 의해 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 부기(附記)한다.
<부기1>
기판을 처리하는 처리실;
상기 기판을 지지하는 기판 지지부;
제1 가스를 분산시키는 제1 분산부를 포함하는 제1 가스 공급부; 및
제2 가스를 분산시키고 상기 제1 분산부의 표면적보다 작은 표면적을 가지는 제2 분산부를 포함하는 제2 가스 공급부;
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기2>
상기 제1 분산부 및 상기 제2 분산부의 표면적은 상기 기판 지지부에 대하여 수직 방향의 표면적인 부기1에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기3>
상기 제2 분산부에 설치된 가스 순방향 면의 표면적이 상기 제1 분산부에 설치된 가스 순방향 면의 표면적보다 작게 구성되는 부기1에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기4>
상기 제1 가스 공급부에는 원료 가스가 공급되고,
상기 제2 가스 공급부에는 반응 가스가 공급되는 부기1 또는 부기2에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기5>
상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 부기1 또는 부기2에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기6>
상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 교호(交互)적으로 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 부기1 내지 부기5 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기7>
상기 제1 분산부는 상기 기판과 대향하도록 설치되고,
상기 제2 분산부는 상기 제1 분산부 상에 설치되는 부기1 내지 부기6 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기8>
상기 제1 분산부와 상기 제2 분산부 각각에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부; 및
상기 제1 가스를 공급할 때에 상기 제2 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 제2 가스를 공급할 때에 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 불활성 가스 공급부를 제어하도록 구성되는 제어부;
를 더 포함하는 부기1 내지 부기7 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기9>
상기 기판과 상기 제1 분산부 사이에 단열부를 더 포함하는 부기1 내지 부기8 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기10>
상기 단열부는 진공으로 구성되는 부기9에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기11>
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 공정; 및
상기 기판에 상기 제1 분산부 내의 표면적보다 작은 표면적을 가지는 제2 분산부를 개재하여 제2 가스를 공급하는 공정;
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기12>
상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 부기11에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기13>
상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 교호적으로 공급하는 공정을 더 포함하는 부기10 또는 부기12에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기14>
상기 제1 가스를 공급하는 공정에서는 상기 제2 분산부에 불활성 가스를 공급하고,
상기 제2 가스를 공급하는 공정에서는 상기 제1 분산부에 불활성 가스를 공급하는 부기11 내지 부기13 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기15>
상기 제1 가스를 공급하는 공정 후, 상기 제2 분산부에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제1 분산부에 접속된 제1 분산부 배기구로부터 배기하는 공정;
상기 제2 가스를 공급하는 공정 후, 상기 제1 분산부에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제2 분산부에 접속된 제2 분산부 배기구로부터 배기하는 공정;
을 더 포함하는 부기14에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기16>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 순서; 및
상기 기판에 상기 제1 분산부 내의 표면적보다 작은 표면적을 가지는 제2 분산부를 개재하여 제2 가스를 공급하는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
<부기17>
상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 부기16에 기재된 프로그램이 제공된다.
<부기18>
상기 제1 가스를 공급하는 순서에서는 상기 제2 분산부에 불활성 가스가 공급되고,
상기 제2 가스를 공급하는 순서에서는 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스가 공급되는 부기16 또는 부기17에 기재된 프로그램이 제공된다.
<부기19>
상기 제1 가스를 공급하는 순서 후, 상기 제2 분산부에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제1 분산부에 접속된 제1 분산부 배기구로부터 배기하는 순서; 및
상기 제2 가스를 공급하는 순서 후, 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하면서 상기 제2 분산부에 접속된 제2 분산부 배기구로부터 배기하는 순서;
를 더 포함하는 부기18에 기재된 프로그램이 제공된다.
<부기20>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 순서; 및
상기 기판에 상기 제1 분산부 내의 표면적보다 작은 표면적을 가지는 제2 분산부를 개재하여 제2 가스를 공급하는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 순서대로 수행하도록 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
<부기21>
상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 부기20에 기재된 기록 매체가 제공된다.
<부기22>
상기 제1 가스를 공급하는 순서에서는 상기 제2 분산부에 불활성 가스가 공급되고,
상기 제2 가스를 공급하는 순서에서는 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스가 공급되는 부기20 또는 부기21에 기재된 기록 매체가 제공된다.
<부기23>
상기 제1 가스를 공급하는 순서 후, 상기 제2 분산부에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제1 분산부에 접속된 제1 분산부 배기구로부터 배기하는 순서; 및
상기 제2 가스를 공급하는 순서 후, 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하면서 상기 제2 분산부에 접속된 제2 분산부 배기구로부터 배기하는 순서;
를 더 포함하는 부기22에 기재된 기록 매체가 제공된다.
<부기24>
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실;
상기 기판을 지지하는 기판 지지부;
제1 가스를 분산시키는 제1 분산부를 포함하는 제1 가스 공급부;
제2 가스를 분산시키는 제2 분산부를 포함하는 제2 가스 공급부; 및
상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하고, 상기 제2 가스를 상기 처리실에 공급하는 분산관
을 포함하고,
상기 제2 분산부에 공급된 상기 제2 가스의 주류와 대향하지 않고 상기 제2 가스가 체류하는 제2 체류 영역의 표면적은 상기 제1 분산부에 공급된 상기 제1 가스의 주류와 대향하지 않고 상기 제1 가스가 체류하는 제1 체류 영역의 표면적보다 작은 기판 처리 장치 또는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
100: 기판 처리 장치 200: 웨이퍼(기판)
201: 처리실 202: 처리 용기
212: 기판 재치대 232a: 제1 버퍼 공간
232b: 제2 버퍼 공간 234: 샤워 헤드
234a: 제1 분산공 234b: 제2 분산공
241a: 제1 가스 도입구 241b: 제2 가스 도입구

Claims (19)

  1. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 기판을 지지하는 기판 지지부;
    제1 가스를 분산시키는 제1 분산부를 포함하는 제1 가스 공급부;
    제2 가스를 분산시키는 제2 분산부를 포함하는 제2 가스 공급부; 및
    상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하며, 상기 제2 가스를 상기 처리실에 공급하는 분산관;
    을 포함하고,
    상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작은 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 분산부의 내면 중 상기 기판 지지부에 대하여 수직 방향인 부분의 면적은 상기 분산관의 외면의 면적보다 작은 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제2 분산부에 내에 설치되는 가스 가이드를 더 포함하고,
    상기 가스 가이드의 중심 부분의 면적 및 상기 가스 가이드의 가장자리 부분의 면적의 합이 상기 분산관의 외면 중 상기 제1 가스가 도입되는 가스 도입구의 반대 방향에 구비된 부분의 합보다 작은 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스는 원료 가스를 포함하고, 상기 제2 가스는 반응 가스를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 교호(交互)적으로 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분산부는 상기 기판 지지부와 대향하도록 설치되고,
    상기 제2 분산부는 상기 제1 분산부 상에 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분산부와 상기 제2 분산부 각각에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부; 및
    상기 제1 가스를 공급할 때에 상기 제2 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하고, 상기 제2 가스를 공급할 때에 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하도록 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 불활성 가스 공급부를 제어하도록 구성되는 제어부;
    를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지부와 상기 제1 분산부 사이에 단열부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단열부는 진공으로 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 처리실 내의 기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 공정; 및
    상기 기판에 제2 분산부 및 상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하는 분산관을 통하여 제2 가스를 공급하는 공정;
    을 포함하고,
    상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작은 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 교호적으로 공급하는 공정을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가스를 공급하는 공정에서는 상기 제2 분산부에 불활성 가스를 공급하고,
    상기 제2 가스를 공급하는 공정에서는 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 가스를 공급하는 공정 후, 상기 제2 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하면서 상기 제1 분산부에 접속된 제1 분산부 배기구로부터 배기하는 공정;
    상기 제2 가스를 공급하는 공정 후, 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하면서 상기 제2 분산부에 접속된 제2 분산부 배기구로부터 배기하는 공정;
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 처리실 내의 기판에 제1 분산부를 개재하여 제1 가스를 공급하는 순서; 및
    상기 기판에 제2 분산부 및 분산관을 통하여 제2 가스를 공급하되, 상기 제2 분산부의 내면의 면적은 상기 제1 분산부의 내면의 면적 및 상기 분산관의 외면의 면적의 합보다 작고 상기 분산관은 상기 제1 분산부 내를 관통하여 상기 처리실과 상기 제2 분산부를 연결하는 것인 상기 제2 분산부와 상기 분산관을 통하여 상기 제2 가스를 공급하는 순서;
    를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 가스는 상기 제1 가스보다 단위 면적당의 흡착량이 많은 가스인 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 포함하는 기록 매체.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 가스를 공급하는 순서에서는 상기 제2 분산부에 불활성 가스가 공급되고,
    상기 제2 가스를 공급하는 순서에서는 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스가 공급되는 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 가스를 공급하는 순서 후, 상기 제2 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하면서 상기 제1 분산부에 접속된 제1 분산부 배기구로부터 배기하는 순서; 및
    상기 제2 가스를 공급하는 순서 후, 상기 제1 분산부에 상기 불활성 가스를 공급하면서 상기 제2 분산부에 접속된 제2 분산부 배기구로부터 배기하는 순서;
    를 더 포함하는 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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