KR20180006836A - 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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

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Abstract

기판마다의 처리 후의 막 특성의 균일성을 향상시킨다.
(a) 기판을 처리실에 반입하는 공정; (b) (b-1) 상기 기판에 처리 가스를 활성화하지 않고 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 공정과, (b-2) 상기 기판에 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 공정과, (b-3) 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하는 동안에 상기 기판으로부터 탈리(脫離)하는 불순물을 측정하는 공정과, (b-4) 상기 (b-3) 공정 후에 상기 처리실로부터 배기되는 가스를 측정하는 공정을 포함하는 처리 공정; (c) 상기 (b-3) 공정과 상기 (b-4) 공정을 반복하는 것에 의해서 상기 (b-3)에서 생성되는 제1 측정 데이터와 상기 (b-4) 공정에서 생성되는 제2 측정 데이터를 기초로 처리 데이터를 산출하는 공정; 및 (d) 상기 처리 데이터에 기초하여 상기 (b) 공정을 종료할 지를 판정하는 공정;을 포함한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시(開示)는 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
대규모 집적 회로(Large Scale Integrated Circuit:이하 LSI), DRAM(Dynamic Random Access Memory), 플래시 메모리(Flash Memory) 등으로 대표되는 반도체 장치의 고집적화에 따라 회로 패턴이나 제조 과정에서 형성되는 구조물의 미세화가 진행된다. 반도체 장치의 제조 공정에서는 미세화를 실현하는 처리로서 처리 후에 막의 특성을 변화시키는 처리가 수행된다. 예컨대 특허문헌 1에 기재된 기술이 있다.
일본 특개 2012-193457
막의 특성을 변화시키는 처리에서는 막의 상태에 따라서 처리 후의 막 특성이 기판에서 변화되는 과제가 있다.
따라서 본 개시에서는 기판의 처리 후의 막 특성의 균일성을 향상시키는 기술을 제공한다.
일 형태에 의하면 (a) 기판을 처리실에 반입하는 공정; (b) (b-1) 상기 기판에 처리 가스를 활성화하지 않고 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 공정과, (b-2) 상기 기판에 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 공정과, (b-3) 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하는 동안에 상기 기판으로부터 탈리(脫離)하는 불순물을 측정하는 공정과, (b-4) 상기 (b-3) 공정 후에 상기 처리실로부터 배기되는 가스를 측정하는 공정을 포함하는 처리 공정; (c) 상기 (b-3) 공정과 상기 (b-4) 공정을 반복하는 것에 의해서 상기 (b-3)에서 생성되는 제1 측정 데이터와 상기 (b-4) 공정에서 생성되는 제2 측정 데이터를 기초로 처리 데이터를 산출하는 공정; 및 (d) 상기 처리 데이터에 기초하여 상기 (b) 공정을 종료할 지를 판정하는 공정;을 포함하는 기술이 제공된다.
본 개시에 따른 기술에 의하면 기판의 처리 후의 막 특성의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 가스 공급계의 개략 구성도.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 공정의 시퀀스예.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 측정값과 처리 시간과의 관계 및 누적 측정값과 처리 시간의 관계를 도시하는 도면.
이하에 본 개시의 실시예에 대해서 설명한다.
<일 실시예>
이하 본 개시의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 처리 장치(100)에 대해서 설명한다. 기판 처리 장치(100)는 예컨대 절연막 형성 유닛이며, 도 1에 도시된 바와 같이 매엽식(枚葉式) 기판 처리 장치로서 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이 기판 처리 장치(100)는 처리 용기(202)를 구비한다. 처리 용기(202)는 예컨대 수평 단면이 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(201)(처리실) 및 이재(移載) 공간(203)(이재실)이 형성된다. 처리 용기(202)는 상부 용기(202a) 및 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 칸막이 판(204)이 설치된다. 상부 처리 용기(202a)에 둘러싸여진 공간이며 칸막이 판(204)보다 상방(上方)의 공간을 처리실(201)이라고 부르고, 하부 용기(202b)에 둘러싸여진 공간이며 칸막이 판보다 하방(下方)의 공간을 이재실(203)이라고 부른다.
하부 용기(202b)의 측면에는 게이트 밸브(1490)에 인접한 기판 반입 출구(1480)가 설치되고, 웨이퍼(200)는 기판 반입 출구(1480)를 개재하여 반송실(미도시)과 이재실(203) 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 재치(載置)하는 재치면(211)을 표면에 구비하는 재치대(212) 및 가열부로서의 히터(213)를 주로 포함한다. 기판 재치대(212)에는 리프트 핀(207)이 관통하는 관통공(214)이 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 설치된다. 또한 기판 재치대(212)에는 웨이퍼(200)나 처리실(201)에 바이어스를 인가하는 바이어스 전극(256)이 설치되어도 좋다. 바이어스 전극(256)은 바이어스 조정부(257)에 접속되고, 바이어스 조정부(257)에 의해 바이어스가 조정 가능하도록 구성된다.
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 지지대(212)를 승강시키는 것에 의해, 기판 재치면(211) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능해진다. 또한 샤프트(217)의 하단부의 주위는 벨로즈(219)(bellows)에 의해 피복되어 처리실(201) 내는 기밀하게 보지(保持)된다.
기판 재치대(212)는 웨이퍼(200)의 반송 시에는 도 1의 파선으로 도시된 웨이퍼 이재 위치까지 하강하고, 웨이퍼(200)의 처리 시에는 도 1이 도시한 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다.
구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 이재 위치까지 하강시켰을 때에는 리프트 핀(207)의 상단부가 기판 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하고, 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 매몰하고, 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.
(제1 측정부)
상부 용기(202a)의 측방에는 제1 측정부(271a)로서의 분광기를 접속하기 위한 창(271b)이 설치된다. 창(271b)으로서, 자외광(紫外光) 내지 원(遠)적외광의 광을 투과시키는 창이 설치된다. 제1 측정부(271a)로서의 분광기는 처리실(201)에 생성되는 플라즈마가 발하는 발광 중 웨이퍼(200)로부터 탈리하는 가스의 발광 강도를 측정 가능하도록 구성된다. 측정되고 생성된 측정 데이터는 컨트롤러(260)나 처리 데이터 생성부로서의 로크인 앰프(274)에 출력 가능하도록 구성된다.
(배기계)
처리실(201)[상부 용기(202a)]의 내벽의 측면에는 처리실(201)의 분위기를 배기하는 제1 배기부로서의 배기구(221)가 설치된다. 배기구(221)에는 배기관(224)이 접속되고 배기관(224)에는 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 제어하는 APC(Automatic Pressure Controller) 등의 압력 조정기(227)와 진공 펌프(223)가 순서대로 직렬로 접속된다. 주로 배기구(221), 배기관(224) 및 압력 조정기(227)에 의해 제1 배기계(배기 라인)가 구성된다. 또한 진공 펌프(223)도 제1 배기계의 구성으로서도 좋다. 또한 이재실(203)의 내벽 측면에는 이재실(203)의 분위기를 배기하는 배기관(1481)이 설치된다. 배기관(1481)에는 압력 조정기(228)가 설치되고, 이재실(203) 내의 압력을 소정의 압력으로 배기 가능하도록 구성된다. 또한 이재실(203)을 개재하여 처리실(201) 내의 분위기를 배기할 수도 있다.
(제2 측정부)
또한 배기관(224)에는 제2 측정부(272a)에 배기 가스의 일부를 공급하기 위한 제2 측정부 도입관(225)과 측정 챔버(272c)가 접속된다. 제2 측정부 도입관(225)에는 밸브(238)가 설치된다. 밸브(238)는 제2 측정부(272a)로 가스를 분석할 때에 열리도록 구성된다. 또한 밸브(238)는 오리피스나 니들 밸브 및 MFC 등으로 구성해도 좋다. 또한 측정 챔버(272c)는 밸브(239)를 개재하여 진공 펌프(223)에 접속되고, 측정 챔버(272c) 내가 소정의 압력이 되도록 배기 제어된다. 측정 챔버(272c) 내는 예컨대 0.1Pa 내지 10-5Pa 정도로배기된다. 제2 측정부(272a)는 질량 분석 장치로 구성되고, 측정 챔버(272c)에 도입된 배기 가스 중의 가스 분자량이 측정된다. 측정되어 생성된 데이터는 컨트롤러(260)나 로크인 앰프(274)에 출력 가능하도록 구성된다.
(가스 도입구)
처리실(201)의 상부에 설치되는 샤워 헤드(234)의 상면[천정벽(天井壁)]에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 가스 도입구(241)가 설치된다. 가스 공급부인 가스 도입구(241)에 연통하도록 접속되는 각 가스 공급 유닛의 구성에 대해서는 후술한다.
(가스 분산 유닛)
가스 분산 유닛으로서의 샤워 헤드(234)는 버퍼실(232) 및 활성화부로서의 전극부(244)를 포함한다. 전극부(244)에는 가스를 웨이퍼(200)에 분산 공급하는 공[孔(234a)]이 복수 설치된다. 샤워 헤드(234)는 가스 도입구(241)와 처리실(201) 사이에 설치된다. 가스 도입구(241)로부터 도입되는 가스는 샤워 헤드(234)의 버퍼실(232)(분산부)에 공급되고, 공(234a)을 개재하여 처리실(201)에 공급된다.
또한 전극부(244)는 도전성의 금속으로 구성되고, 가스를 여기(勵起)하기 위한 활성화부(여기부)의 일부로서 구성된다. 전극부(244)에는 정합기(251)와 고주파 전원(252)이 접속되고, 전자파(고주파 전력이나 마이크로파)가 공급 가능하도록 구성된다. 또한 덮개(231)를 도전성 부재로 구성하는 경우에는 덮개(231)와 전극부(244) 사이에 절연 블록(233)이 설치되고, 덮개(231)와 전극부(244) 사이를 절연하는 구성이 된다. 또한 전극부(244)는 상부 용기(202a)에 지지되도록 구성된다. 여기부는 적어도 전극부(244), 정합기(251) 및 고주파 전원(252)으로 구성된다. 또한 고주파 전원(252)과 어스 사이에는 펄스 생성부(254)가 설치된다.
또한 버퍼실(232)에 가스 가이드(235)가 설치되어도 좋다. 가스 가이드(235)는 가스 도입공(241)을 중심으로 하여 웨이퍼(200)의 경방향(經方向)을 향할수록 지름이 커지는 원추(圓錐) 형상이다. 가스 가이드(235)의 하단의 수평 방향의 지름은 공(234a)이 설치되는 영역의 단부(端部)보다 더 외주까지 연장하여 형성된다. 가스 가이드(235)가 설치되는 것에 의해 복수의 공(234a) 각각에 균일하게 가스를 공급할 수 있고, 웨이퍼(200)의 면내에 공급되는 활성종의 양을 균일화시킬 수 있다.
(제3 측정부)
덮개(231)에는 제3 측정부(273a)로서의 변위(變位) 측정부가 설치된다. 변위 측정부는 웨이퍼(200)에 레이저 광 등을 조사(照射)하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 표면의 높이를 측정 가능하도록 구성된다. 또한 덮개(231) 및 전극부(244)에는 이 레이저광 등을 통과시키는 공 또는 창이 설치된다. 제3 측정부(273a)를 이용하여 제3 측정부(273a)로부터 웨이퍼(200)의 표면까지의 거리를 측정하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 변형(휘어짐)을 측정할 수 있다. 측정되어 생성된 데이터는 컨트롤러(260)나 로크인 앰프(274)에 출력 가능하도록 구성된다. 또한 거리가 아니고 웨이퍼(200)의 표면의 위치를 측정하도록 구성해도 좋다.
(가스 공급계)
가스 도입공(241)에는 가스 공급관(150)이 접속된다. 가스 공급관(150)으로부터는 후술의 제1 가스, 제2 가스 및 불활성 가스가 공급된다.
도 2에 제1 가스 공급부, 제2 가스 공급부, 불활성 가스 공급부 및 제3 가스 공급부의 개략 구성도를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이 가스 공급관(150)에는 가스 공급관 집합부(140)가 접속된다. 가스 공급관 집합부(140)에는 제1 가스 공급관(113a), 제2 가스 공급관(123a), 불활성 가스 공급관(133a) 및 제3 가스(트리트먼트 가스) 공급관(143a)이 접속된다.
(제1 가스 공급부)
제1 가스 공급부는 제1 가스 공급관(113a)을 포함하고, 상류로부터 순서대로 매스 플로우 컨트롤러(115)(MFC) 및 밸브(116)가 설치된다. 또한 제1 가스 공급부에는 제1 가스 공급관(113a)에 접속되는 제1 가스 공급원(113)을 포함시켜서 구성해도 좋다. 또한 처리 가스 원료가 액체나 고체의 경우에는 기화기(180)가 설치되어도 좋다.
(제2 가스 공급부)
제2 가스 공급부는 제2 가스 공급관(123a)을 포함하고, 상류로부터 순서대로 MFC(125) 및 밸브(126)가 설치된다. 또한 제2 가스 공급부에는 제2 가스 공급관(123a)에 접속되는 제2 가스 공급원(123)을 포함시켜서 구성해도 좋다. 또한 리모트 플라즈마 유닛(124)(RPU)을 설치하고 제2 가스를 활성화 시키도록 구성해도 좋다.
(불활성 가스 공급부)
불활성 가스 공급부는 불활성 가스 공급관(133a)을 포함하고, 상류로부터 순서대로 MFC(135), 밸브(136)가 설치된다. 또한 불활성 가스 공급관(133a)에 접속되는 불활성 가스 공급원(133)을 불활성 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다.
(제3 가스 공급부)
제3 가스 공급부(트리트먼트 가스 공급부, 개질 가스 공급부라고도 부른다.)는 제3 가스 공급관(143a)을 포함하고, 상류로부터 순서대로 MFC(145) 및 밸브(146)가 설치된다. 또한 제3 가스 공급부에는 제3 가스 공급관(143a)에 접속되는 제3 가스 공급원(143)을 포함시켜서 구성해도 좋다.
본 실시예에서는 제1 가스 공급부, 제2 가스 공급부, 제3 가스 공급부 및 불활성 가스 공급부의 적어도 어느 하나 또는 조합한 구성을 가스 공급부라고 부른다.
(제어부)
도 1에 도시된 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 3에 도시한다. 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(260)는 CPU(Central Processing Unit, 260a), RAM(Random Access Memory, 260b), 기억 장치(260c) 및 I/O 포트(260d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(260b), 기억 장치(260c) 및 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), 외부 기억 장치(262), 수신부(285) 등이 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 프로세스 레시피, 웨이퍼(200)의 처리에 이용되는 프로세스 레시피를 설정할 때까지의 과정에서 발생하는 연산 데이터나 처리 데이터 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 레시피와 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 말한다. 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 프로그램, 연산 데이터, 처리 데이터 등의 데이터가 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(260d)는 게이트 밸브(1490), 승강 기구(218), 히터(213), 압력 조정기(227), 진공 펌프(223), 정합기(251), 고주파 전원(252), MFC(115, 125, 135, 145), 밸브(116, 126, 136, 228, 238, 239), RPU(124), 기화기(180), 바이어스 제어부(257), 펄스 생성부(254), 제1 측정부(271a), 제2 측정부(272a), 제3 측정부(273a), 로크인 앰프(274) 등에 접속된다.
연산부로서의 CPU(260a)는 기억 장치(260c)로부터의 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(261)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(260c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 또한 수신부(285)로부터 입력된 설정 값과 기억 장치(260c)에 기억된 프로세스 레시피나 제어 데이터를 비교·연산하여 연산 데이터를 산출 가능하도록 구성된다. 또한 연산 데이터로부터 대응하는 처리 데이터(프로세스 레시피)의 결정 처리 등을 실행 가능하도록 구성된다. 그리고 CPU(260a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용에 따라서 게이트 밸브(1490)의 개폐 동작, 승강 기구(218)의 승강 동작, 히터(213)로의 전력 공급 동작, 압력 조정기(227)의 압력 조정 동작, 진공 펌프(223)의 온 오프 제어, MFC(115, 125, 135, 145)에서의 가스 유량 제어 동작, RPU(124)의 가스의 활성화 동작, 밸브(116, 126, 136, 228, 238, 239)에서의 가스의 온 오프 제어, 정합기(251)의 전력 정합 동작, 고주파 전원(252)의 전력 제어, 바이어스 제어부(257)의 제어 동작 등을 제어하도록 구성된다. 제1 측정부(271a), 제2 측정부(272a), 제3 측정부(273a) 및 펄스 생성부(254) 등의 적어도 어느 하나의 정보에 기초하여 정합기(251)와 고주파 전원(252)의 동작 등을 제어하도록 구성되어도 좋다. 각 구성의 제어를 수행할 때는 CPU(260a) 내의 송수신부가 프로세스 레시피의 내용에 따른 제어 정보를 송신/수신하는 것에 의해 제어한다.
또한 컨트롤러(260)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한하지 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, 이러한 외부 기억 장치(262)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시예에 따른 컨트롤러(260)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(262)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 수신부(285)나 네트워크(263)(인터넷이나 전용 회선) 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(262)를 개재하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 좋다. 또한 기억 장치(260c)나 외부 기억 장치(262)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 한다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(260c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(262) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들의 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 예컨대 질화막으로서의 실리콘 질화(SiN)막을 성막하는 플로우와 시퀀스예에 대해서 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다. SiN막은 예컨대 절연막으로서 이용된다. 또한 이하 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 대하여 소정의 가스를 공급한다」라고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)에 대하여 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나 「웨이퍼에 형성되는 층이나 막 등에 대하여 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면에 대하여 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」라고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면) 상에 소정의 층(또는 막)을 직접 형성한다」는 것을 의미하는 경우나 「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.
이하에 도 4를 이용하여 기판 처리 공정에 대해서 설명한다.
[기판 반입 공정(S201)]
성막 처리 시에는 우선, 웨이퍼(200)를 처리실(201)에 반입한다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 승강 기구(218)에 의해 하강시키고 리프트 핀(207)을 관통공(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출시킨 상태로 한다. 또한 처리실(201) 내나 이재실(203)을 소정의 압력으로 조압(調壓)한 후, 게이트 밸브(1490)를 개방하고 게이트 밸브(1490)를 통해 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 재치한다. 웨이퍼(200)를 리프트 핀(207) 상에 재치한 후, 게이트 밸브(1490)를 닫고, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)를 소정의 위치까지 상승시키는 것에 의해 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207)으로부터 기판 지지부(210)에 재치되도록 이루어진다.
[감압·승온 공정(S202)]
계속해서 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내를 배기한다. 이때 압력 센서(미도시)가 측정한 압력값에 기초하여 압력 조정기(227)로서의 APC밸브의 밸브의 개도(開度)를 피드백 제어한다. 또한 온도 센서(미도시)가 측정한 온도 값에 기초하여 처리실(201) 내가 소정의 온도가 되도록 히터(213)로의 통전량을 피드백 제어한다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 히터(213)에 의해 미리 가열하고, 웨이퍼(200) 또는 기판 지지부(210)의 온도 변화가 없어진 후, 일정 시간 둔다. 이때 처리실(201) 내에 잔류하는 수분 혹은 부재로부터의 탈 (脫)가스 등이 있는 경우는 진공 배기나 N2가스의 공급에 의한 불활성으로 제거해도 좋다. 이것으로 성막 프로세스 전의 준비가 완료된다. 또한 처리실(201) 내를 소정의 압력에 배기할 때에 한번에 도달 가능한 진공도까지 진공 배기해도 좋다.
이때 히터(213)의 온도는 100℃ 내지 600℃, 바람직하게는 100℃ 내지 500℃, 보다 바람직하게는 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 일정한 온도가 되도록 설정한다.
또한 웨이퍼(200)의 전위가 소정의 전위로 되도록 바이어스 조정부(257)와 바이어스 전극(256)에 의해 조정되어도 좋다.
또한 웨이퍼(200)가 소정 온도로 안정되었을 때에 제1 측정부(271a), 제2 측정부(272a), 제3 측정부(273a) 중의 어느 하나 또는 복수로 웨이퍼(200)나 처리실(201) 내의 상태를 측정하고, 초기값을 컨트롤러(260)의 기억 장치(260c)나 RAM(260b) 등에 기록하도록 구성해도 좋다. 구체적으로는 제3 측정부(273a)로 웨이퍼(200)의 면의 위치(높이)의 정보를 기록 장치(260c)와 RAM(260b)의 어느 하나 또는 양방에 기억시킨다.
처리실(201) 내의 분위기나 웨이퍼(200)의 상태(온도 전위 등)가 안정된 후, S203 내지 S207의 스텝이 수행된다.
[처리 공정(S301)]
웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN막을 개질 처리[처리 공정(S301)]하는 것의 상세한 사항에 대해서 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다. 처리 공정(S301)은 적어도 플라즈마 처리 공정(S204), 제1 측정 공정(S205) 및 제2 측정 공정(S206)을 포함하고, 제1 가스 공급 공정(S203)도 처리 공정(S301)에 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 처리 공정은 개질 공정 또는 트리트먼트 공정 등이라고도 말한다. 또한 웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN막은 디클로로실란(SiH2Cl2, dichlorosilane:DCS) 가스와 암모니아(NH3) 가스 등의 가스를 이용하여 형성되고, 막 중에 염소 등의 불순물이 잔류한 상태가 된다.
[제1 가스 공급 공정(S203)]
제1 가스 공급 공정(S203)에서는 제1 가스 공급계로부터 처리실(201) 내에 제1 가스(처리 가스)로서의 수소 함유 가스를 공급한다. 구체적으로는 제1 가스 공급원(113)으로부터 공급된 수소 함유 가스를 MFC(115)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100)에 공급한다. 유량 조정된 수소 함유 가스는 버퍼실(232)을 통하여 공(234a)으로부터 감압 상태의 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 배기계에 의한 처리실(201) 내의 배기를 계속해서 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력 범위(제1 압력)가 되도록 제어한다. 이때 처리실(201)의 내부 압력이 제1 압력(예컨대 10Pa 이상 1000Pa 이하)인 상태에서, 수소 함유 가스가 처리실(201) 내에 공급된다. 이와 같이 하여 웨이퍼(200) 상에 수소 함유 가스가 공급된다. 또한 처리 가스는 예컨대 웨이퍼(200) 상에 형성된 막 중의 불순물을 제거하는 불순물 제거를 목적으로 하는 가스와 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막을 구성하는 원소를 보충하는 것이나 막질을 변화시키는 것을 목적으로 하는 가스의 어느 하나 또는 양방을 포함하는 가스로 구성된다. 본 실시예의 수소 함유 가스는 예컨대 수소(H2) 가스, 암모니아(NH3) 가스 등의 어느 하나 또는 복수를 포함하도록 구성되어도 좋다. 수소 원소는 웨이퍼(200) 상에 형성된 막 중의 염소를 제거하고, 질소 원소는 웨이퍼(200) 상에 형성된 막의 질소를 보충할 수 있다. 이 제1 가스의 공급은 반송 압력 조정 공정(S209)의 시작 전까지 계속된다. 또한 제1 가스의 공급과 병행되어 희석 가스를 공급하도록 구성해도 좋다. 여기서는 NH3가스를 예로 하여 설명한다.
[플라즈마 처리 공정(S204)]
웨이퍼(200) 상에 제1 가스의 공급이 개시된 후, 고주파 전원(252)으로부터 정합기(251)를 개재하여 전극부(244)에 고주파 전력을 공급한다. 전극부(244)에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 처리실(201) 내에 제1 가스의 플라즈마(제1 가스의 활성종)가 생성된다. 이와 같이 하여 활성화 공정으로서의 플라즈마 처리 공정(S204)이 수행된다. 활성화된 수소 함유 가스가 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막에 공급되면, SiN막 중의 염소가 제거되고 SiN막이 개질된다. 또한 플라즈마의 생성은 고주파 전원(252)에 접속된 펄스 생성부(254)의 출력에 의해 소정의 주기로 ON/OFF되도록 구성된다. 또한 펄스 생성부(254)의 펄스 신호는 고주파 전원(252)뿐만 아니라 컨트롤러(260)나 로크인 앰프(274)에도 공급되고, 후술의 제1 측정부(271a), 제2 측정부(272a), 제3 측정부(273a) 등을 통해 얻을 수 있는 측정 정보를 처리하는 신호로서도 사용된다.
개질은 예컨대 처리실(201) 내의 압력, NH3가스의 유량, 웨이퍼(200)의 온도 고주파 전원(252)의 전력 등에 따라서 소정의 두께, 소정의 분포, SiN막에 대한 소정의 질소 성분 등의 침입 깊이로 수행된다.
또한 플라즈마 처리 공정(S204)에서는 기판 재치대(212) 내에 설치된 바이어스 전극(256)의 전위를 바이어스 조정부(257)에 의해 조정시키는 것에 의해 웨이퍼(200)로의 하전荷電）입자의 공급량을 조정시킬 수도 있다.
[제1 측정 공정(S205)]
플라즈마의 생성과 병행하여 제1 측정 공정(S205)이 수행된다. 제1 측정 공정에서는 제1 측정부(271a)와 제2 측정부(272a)의 어느 하나 또는 양방에서 웨이퍼(200)에 형성된 막 중으로부터 탈리하는 불순물의 양을 측정하고, 제1 측정 데이터를 취득한다. 구체적으로는 제1 측정부(271a)에서는 처리실(201) 내에 생성되는 플라즈마의 발광 스펙트럼으로부터 불순물에 기인하는 발광 강도를 측정하고, 제1 측정 데이터를 생성한다. 제1 측정 데이터는 로크인 앰프(274)와 컨트롤러(260)에 보내진다.
제2 측정부(272a)에서는 배기관(224)에 접속된 제2 측정부 도입관(225)에 설치된 밸브(238) 및 밸브(272b)를 열고, 측정 챔버(272c)에 처리실(201)로부터 배기된 가스의 일부를 취입(取入)한다. 측정 챔버(272c)에 취입된 가스는 제2 측량기(272a)로서의 질량 분석 장치에 의해 분석되고, 불순물에 기인하는 제1 측정 데이터를 얻는다. 측정 챔버(272c)를 이용하여 측정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 플라즈마에 기인하는 측정 노이즈를 저감할 수 있다. 또한 측정 챔버(272c) 내는 진공 펌프(223)로 배기되고, 소정의 압력으로 유지된다.
[제2 측정 공정(S206)]
제2 측정 공정(S206)은 전술한 플라즈마가 OFF의 상태에서 제1 측정부(271a), 제2 측정부(272a) 및 제3 측정부(273a)중의 어느 하나 또는 2개 이상을 조합하여 측정된다. 제1 측정부(271a) 및 제2 측정부(272a)에서는 제1 측정 공정(S205)과 동등한 측정이 수행되고, 제2 측정 데이터를 생성한다. 제2 측정 데이터는 로크인 앰프(274)와 컨트롤러(260)에 보내진다. 플라즈마 ON상태의 제1 측정 공정(S205)에서 얻을 수 있는 제1 측정 데이터와 플라즈마 OFF상태의 제2 측정 공정(S206)에서 얻을 수 있는 제2 측정 데이터에 기초하여 연산 처리하는 것에 의해 제1 측정 공정(S205)에서 얻을 수 있는 측정 데이터에 포함되는 노이즈 성분을 저감시킬 수 있다. 또한 제3 측정부(273a)로서의 변위 측정 장치를 이용한 경우는 웨이퍼(200)에 레이저광 등을 조사하여 웨이퍼(200)의 표면까지의 거리를 측정한다. 웨이퍼(200)의 표면까지의 거리를 측정하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 휘어짐을 측정할 수 있다. 웨이퍼(200) 상에 형성된 막종에 따라서는 막의 특성이 변화되는 것에 의해 막응력이 변화되는 경우가 있다. 막의 응력이 변화되는 것에 의해 웨이퍼(200)가 휘어지는 경우가 있고, 웨이퍼(200)의 휘어짐으로부터 막 특성의 현상을 조사할 수 있다.
여기서 로크인 앰프(274)에서의 측정 데이터의 연산에 대해서 설명한다. 로크인 앰프(274)에 보내진 제1 측정 데이터와 제2 측정 데이터는 펄스 생성부(254)로부터 보내지는 펄스에 기초하여 연산되고, 측정 데이터(측정값)를 생성한다. 생성된 측정 데이터는 컨트롤러(260)에 보내진다. 컨트롤러(260)에서는 수신한 측정 데이터를 기초로 처리 데이터(누적 측정값)를 산출한다.
[제1 판정 공정(S207)]
제2 측정 공정(S206) 종료 후, 컨트롤러(260)에서는 처리 데이터를 기초로 웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN막이 개질되기 시작되는지를 판정한다. 예컨대 웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN막의 특성이 변하기 시작되었는지를 판정한다.
SiN막에 따라서는 막 중의 불순물의 농도가 SiN막의 표면측으로부터 막의 최하층까지 동일하지 않은 경우가 있다. 예컨대 SiN막의 표면측의 불순물량이 막의 최하층측보다 적은 경우가 있다. 또한 웨이퍼(200)의 SiN막 중의 불순물량이 다른 웨이퍼(200)에 형성된 SiN막보다 적은 경우가 있다. 이 경우, 처리 시작 직후에 탈리하는 불순물량이 적어지고, 처리를 소정 시간 수행하여도 원하는 막 특성에 도달하기 전에 처리가 끝나고, 처리된 복수의 웨이퍼(200)마다 막 특성이 각각 달라지는 과제가 발생한다. SiN막이 개질되기 시작되는지를 판정하는 것에 의해 복수의 웨이퍼(200) 각각의 막 특성의 균일성을 구현할 수 있다.
여기서 제1 판정은 제1 측정 데이터와 제2 측정 데이터를 기초로 연산한 처리 데이터(누적 측정값)에 기초하여 수행되고, 누적 측정값이 제1 규정값(規定値) 이상이 되었는지를 판정한다. 누적 측정값이 제1 규정값 이상이 되면, Yes(Y) 판정으로 하여 제2 처리 공정(S302)을 수행한다. 제1 규정의 값 이상이 되지 않으면, No(N) 판정으로 하여 제1 처리 공정(S301)의 플라즈마 처리 공정(S204), 제1 측정 공정(S205) 및 제2 측정 공정(S206)을 수행한다.
또한 도 6에 도시된 처리 시간과 측정값의 데이터로 측정값의 증가 그래프의 경사 데이터를 산출하여 판정해도 좋다. 예컨대 그래프의 경사가 소정 범위 내의 경우에 Yes 판정으로 하고, 소정 범위 내가 아닌 경우에 No 판정으로 한다. 예컨대 그래프의 경사가 정(正)의 값이 되면, Yes 판정으로 한다.
또한 여기서는 누적 측정값에 기초하여 판정하는 예를 제시했지만, 측정값으로 판정해도 좋다. 하지만 전술한 바와 같이 막의 깊이 방향에서의 불순물량이 편재(偏在)하는 경우에는 측정값만으로는 정상적으로 판정할 수 없는 가능성이 있기 때문에 누적 측정값으로 판정하는 것이 바람직하다.
[처리 조건 판정 공정(S401)]
또한 제1 판정 공정(S207)에서 No 판정한 후, 처리 조건 판정 공정(S401)및 처리 조건 조정 공정(S402)을 수행하도록 구성해도 좋다. 처리 조건 판정 공정(S401)에서는 누적 측정값 데이터와 측정값 데이터 중의 적어도 하나, 처리 시간 데이터 및 반복 횟수 데이터 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 판정한다. 예컨대 소정의 처리 시간 동안에 누적 측정값 데이터와 측정값 데이터의 어느 하나 또는 양방이 소정 값에 도달하지 않는 경우, 원하는 처리가 진행되지 않고 있다고 판정(Yes 판정)하고 처리 조건 조정 공정(S402)을 수행한다. 소정 값에 도달한 경우는 원하는 처리가 진행되고 있다고 판정(No 판정)하고 처리 공정(S301)을 수행시킨다.
[처리 조건 조정 공정(S402)]
처리 조건 조정 공정(S402)에서는 예컨대 플라즈마 처리 공정(S204)에서 공급하는 고주파 전력을 증가시키도록 고주파 전원(252)을 제어한다. 또한 히터(213)로 공급하는 전력을 증가시켜도 좋다. 또한 바이어스 전극(256)에 공급하는 바이어스를 조정하도록 바이어스 조정부(257)를 제어해도 좋다.
[제2 처리 공정(S302)]
제2 처리 공정(S302)에서는 제2 플라즈마 처리 공정(S208), 제1 측정 공정(S205), 제2 측정 공정(S206)이 수행된다. 또한 제2 플라즈마 처리 공정(S208)에서는 제1 플라즈마 처리 공정(S208)과 동등한 처리가 수행되어도 좋고, 다른 처리가 수행되어도 좋다. 다른 처리를 수행하는 경우는 예컨대 고주파 전력을 제1 플라즈마 처리 공정(S204) 때보다 작게 한다.
[제2 판정 공정(S209)]
제2 처리 공정(S302)의 후에 제2 판정 공정(S209)이 수행된다. 제2 판정 공정에서는 제2 처리 공정(S302)에서 얻은 제1 측정 데이터와 제2 측정 데이터를 기초로 연산된 제2 처리 데이터가 제2 규정값 이상이 되는지를 판정한다. 즉 웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN막이 충분히 개질되는지를 판정한다. 제2 처리 데이터가 제2 규정값 이상이 되지 않는 경우는 제2 처리 공정(S302)을 수행한다. 제2 처리 데이터가 제2 규정값 이상이 되는 경우는 Yes 판정으로 하고 반송 압력 조정 공정(S211)을 수행하고, 제2 처리 데이터가 제2 소정 값 이상 때는 No 판정으로 하고 제2 처리 공정(S302)을 수행한다. 또한 No 판정의 후에 제3 판정 공정(S210)을 수행해도 좋다.
또한 도 6에 도시된 처리 시간과 측정값의 데이터로 측정값의 증가 그래프의 경사 데이터를 산출하여 판정해도 좋다. 예컨대 그래프의 경사가 소정 범위 내의 경우에 Yes 판정으로 하고 소정 범위 내가 아닌 경우에 No 판정으로 한다. 예컨대 그래프의 경사가 부(負)의 값이 되는 경우에 Yes 판정으로 한다.
[제3 판정 공정(S210)]
제3 판정 공정(S210)에서는 제3 측정부(273a)를 이용하여 웨이퍼(200)가 변형하는지를 판정한다. 판정은 감압·승온 공정(S202)에서 측정된 초기값 데이터와 비교하는 것에 의해 수행된다. 초기값 데이터와의 차이가 소정의 범위 내의 경우, Yes 판정으로 하고 상기 제2 처리 공정(S302)을 수행한다. 또한 초기값 데이터와의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우, No 판정으로 하고 처리를 중지하고, 반송 압력 조정 공정(S211)을 수행한다. 또한 플라즈마 처리 공정(S204, S208) 동안에 플라즈마의 에너지나 반응 열에 의해 웨이퍼(200)가 일시적으로 변형하는(휘어지는) 경우가 있다. 이 경우에는 제2 처리 공정(S302)을 반복하여 수행하는 도중에 변형이 원래대로 돌아갈 때까지의 대기(待機)하는 공정을 수행해도 좋다.
[반송 압력 조정 공정(S211)]
반송 압력 조정 공정(S211)에서는 고주파 전원(252)의 출력을 OFF로 하고, 처리 가스의 공급을 OFF로 하고, 불활성 가스 공급부에서 처리실(201)에 불활성 가스를 공급하여 처리실(201) 내의 분위기를 치환하고, 소정의 반송 압력으로 되도록 압력 조정이 수행된다.
[기판 반출 공정(S212)]
반송 압력 조정 공정(S211)의 후, 기판 재치대(212)를 승강 기구(218)에 의해 이재 위치로 하강시켜서 리프트 핀(207)이 관통공(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출시킨 상태로 한다. 또한 게이트 밸브(1490)를 열어 웨이퍼(200)를 리프트 핀(207) 상으로부터 게이트 밸브(1490)의 바깥으로 반송한다. 이와 같이 하여 기판 처리 공정이 수행된다.
이상 본 개시의 실시예를 구체적으로 설명했지만, 본 개시는 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경 가능하다.
또한 전술에서는 웨이퍼(200)에 형성된 SiN막을 플라즈마 처리하는 예에 대해서 기재했지만, 이에 한정되지 않고, SiN막의 형성 도중에 트리트먼트 공정으로서 상기의 처리 공정(S301)을 수행해도 좋다. 예컨대 상기 제1 가스와 제2 가스의 2종류의 가스를 교호적(交互的)으로 사이클 공급해서 성막하는 방법에서, 2종류의 가스 공급의 사이클마다 상기 처리 공정(S301)과 처리 공정(S302)의 어느 하나 또는 양방을 수행해도 좋다.
또한 상기에서는 개질 처리의 예로서 불순물의 탈리에 대해서 기재했지만, 다른 처리에도 적용 가능하다. 예컨대 플라즈마를 이용한 확산 처리, 산화 처리, 질화 처리, 산질화 처리, 환원 처리, 산화 환원 처리, 가열 처리 등에 적용 가능하다. 예컨대 반응 가스만을 이용하여 기판의 표면이나 기판에 형성된 막을 플라즈마 산화 처리나 플라즈마 질화 처리할 때에도 본 개시를 적용할 수 있다. 또한 반응 가스만을 이용한 플라즈마 어닐링 처리에도 적용할 수 있다.
또한 상기에서는 반도체 장치의 제조 공정에 대해서 기재했지만, 실시예에 따른 기술은 반도체 장치의 제조 공정 뿐만 아니라 다른 공정에도 적용 가능하다. 예컨대 액정 디바이스의 제조 공정, 태양 전지의 제조 공정, 발광 디바이스의 제조 공정, 유리 기판의 처리 공정, 세라믹 기판의 처리 공정, 도전성 기판의 처리 공정 등의 기판 처리에도 적용 가능하다.
또한 상기에서는 DCS가스와 NH3가스를 이용하여 형성된 SiN막을 개질하는 예를 제시했지만, 다른 가스를 이용하여 형성된 막을 개질하는 경우에도 적용 가능하다. 예컨대 산소 함유막, 질소 함유막, 탄소 함유막, 붕소 함유막, 금속 함유막 및 이들의 원소를 복수 함유한 막 등을 개질하는 경우에도 적용 가능하다. 또한 이들의 막으로서는 예컨대 AlO막, ZrO막, HfO막, HfAlO막, ZrAlO막, SiC막, SiCN막, SiBN막, TiN막, TiC막, TiAlC막 등이 있다.
또한 상기에서는 하나의 처리실에서 1매의 기판을 처리하는 장치구성을 도시했지만, 이에 한정되지 않고, 복수 매의 기판을 수평 방향 또는 수직 방향으로 배열한 장치이어도 좋다.
200: 웨이퍼(기판) 201: 처리실
202: 처리 용기 212: 기판 재치대
213: 히터 221: 배기구(제1 배기부)
234: 샤워 헤드 244: 전극부
252: 고주파 전원 254: 펄스 생성부
257: 바이어스 제어부

Claims (20)

  1. (a) 기판을 처리실에 반입하는 공정;
    (b) (b-1) 상기 기판에 처리 가스를 활성화하지 않고 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 공정과, (b-2) 상기 기판에 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 공정과, (b-3) 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하는 동안에 상기 기판으로부터 탈리(脫離)하는 불순물을 측정하는 공정과, (b-4) 상기 (b-3) 공정 후에 상기 처리실로부터 배기되는 가스를 측정하는 공정을 포함하는 처리 공정;
    (c) 상기 (b-3) 공정과 상기 (b-4) 공정을 반복하는 것에 의해서 상기 (b-3)에서 생성되는 제1 측정 데이터와 상기 (b-4) 공정에서 생성되는 제2 측정 데이터를 기초로 처리 데이터를 산출하는 공정; 및
    (d) 상기 처리 데이터에 기초하여 상기 (b) 공정을 종료할 지를 판정하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (e) 상기 (d) 공정 전에 상기 처리 데이터에 기초하여 상기 (b-2) 공정에서 상기 가스에 공급되는 전력을 조정하는 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b-3) 공정에서, 상기 처리실로부터 배기되고 측정 챔버에 도입되는 가스가 분석되는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 (b-3) 공정에서, 상기 처리실로부터 배기되고 측정 챔버에 도입되는 가스가 분석되는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b-3) 공정에서, 활성화된 상기 처리 가스가 공급되는 동안에 상기 처리실 내의 상기 불순물의 플라즈마 발광의 강도가 측정되는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 (b-3) 공정에서, 활성화된 상기 처리 가스가 공급되는 동안에 상기 처리실 내의 상기 불순물의 플라즈마 발광의 강도가 측정되는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 (b-3) 공정에서, 활성화된 상기 처리 가스가 공급되는 동안에 상기 처리실 내의 상기 불순물의 플라즈마 발광의 강도가 측정되는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 (b-3) 공정에서, 활성화된 상기 처리 가스가 공급되는 동안에 상기 처리실 내의 상기 불순물의 플라즈마 발광의 강도가 측정되는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    (f) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 공정; 및
    (g) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 공정을 종료하는 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    (f) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 공정; 및
    (g) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 공정을 종료하는 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제3항에 있어서,
    (f) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 공정; 및
    (g) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 공정을 종료하는 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    (f) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 공정; 및
    (g) 상기 (b-2) 공정을 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 공정을 종료하는 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. (a) 기판을 처리실에 반입하는 단계;
    (b) (b-1) 상기 기판에 처리 가스를 활성화하지 않고 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 단계와, (b-2) 상기 기판에 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하면서 상기 처리실을 배기하는 단계와, (b-3) 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하는 동안에 상기 기판으로부터 탈리(脫離)하는 불순물을 측정하는 단계와, (b-4) 상기 (b-3) 단계 후에 상기 처리실로부터 배기되는 가스를 측정하는 단계를 포함하는 처리 단계;
    (c) 상기 (b-3) 단계와 상기 (b-4) 단계를 반복하는 것에 의해서 상기 (b-3)에서 생성되는 제1 측정 데이터와 상기 (b-4) 단계에서 생성되는 제2 측정 데이터를 기초로 처리 데이터를 산출하는 단계; 및
    (d) 상기 처리 데이터에 기초하여 상기 (b) 단계를 종료할 지를 판정하는 단계
    를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계에서, 상기 처리실로부터 배기되고 측정 챔버에 도입되는 가스가 분석되는 기록 매체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계에서, 활성화된 상기 처리 가스가 공급되는 동안에 상기 처리실 내의 상기 불순물의 플라즈마 발광의 강도가 측정되는 기록 매체.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계에서, 활성화된 상기 처리 가스가 공급되는 동안에 상기 처리실 내의 상기 불순물의 플라즈마 발광의 강도가 측정되는 기록 매체.
  17. 제13항에 있어서,
    (e) 상기 (b-2) 단계를 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 단계; 및
    (f) 상기 (b-2) 단계를 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 단계를 종료하는 단계
    를 더 포함하는 기록 매체.
  18. 제14항에 있어서,
    (e) 상기 (b-2) 단계를 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 단계; 및
    (f) 상기 (b-2) 단계를 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 단계를 종료하는 단계
    를 더 포함하는 기록 매체.
  19. 제15항에 있어서,
    (e) 상기 (b-2) 단계를 수행하기 전 및 수행한 후에 상기 기판의 응력을 측정하는 단계; 및
    (f) 상기 (b-2) 단계를 수행하기 전 및 수행한 후의 응력 데이터를 기초로 상기 (b) 단계를 종료하는 단계
    를 더 포함하는 기록 매체.
  20. 기판을 처리하는 처리실;
    상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부;
    상기 기판에 공급된 가스를 배기하는 가스 배기부;
    상기 처리 가스를 활성화시키는 활성화부;
    상기 기판으로부터 탈리하는 불순물을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 측정부;
    상기 측정부에 접속되고, 측정 데이터로부터 처리 데이터를 산출하는 처리 데이터 생성부; 및
    (a) 상기 처리 가스를 활성화하여 공급하는 동안에 상기 기판으로부터 탈리(脫離)하는 불순물을 측정하는 제1 측정 처리와, 상기 처리 가스를 활성화하지 않고 공급하는 동안에 상기 처리실로부터 배기되는 가스를 측정하는 제2 측정 처리를 포함하는 처리 단계, (b) 상기 제1 측정 처리와 상기 제2 측정 처리를 반복하는 것에 의해서 상기 제1 측정 처리에서 생성되는 제1 측정 데이터와 상기 제2 측정 처리에서 생성되는 제2 측정 데이터를 기초로 처리 데이터를 산출하는 단계 및 (c) 상기 처리 데이터에 기초하여 상기 처리 단계를 종료하는 단계를 수행하도록 상기 가스 공급부, 상기 가스 배기부, 상기 활성화부, 상기 측정부 및 상기 처리 데이터 생성부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
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