KR20190029458A - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 - Google Patents

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

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Abstract

본 발명은 기판 상에 형성하는 상변화막의 막질을 향상한다.
바닥에 제1 금속 함유막이 노출된 홈을 복수 포함하는 절연막이 형성된 기판을 가열하면서 기판에 환원성의 제1 가스를 공급하는 제1 처리 공정; 및 제1 처리 공정 후에 제2 가스와 제3 가스와 제4 가스를 복수의 홈 내에 공급하여 홈 내에 상변화막을 형성하는 제2 처리 공정을 포함한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 상변화막(相變化膜)을 형성하는 성막 처리가 수행되고 있다. (예컨대 특허문헌 1 참조)
1. 일본 특개 2016-63091호 공보
기판 상에 형성하는 상변화막의 막질을 향상시키는 것이 요구되고 있다.
그래서 본 발명에서는 기판 상에 형성하는 상변화막의 막질을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 바닥에 제1 금속 함유막이 노출된 홈[溝]을 복수 포함하는 절연막이 형성된 기판을 가열하면서 기판에 환원성의 제1 가스를 공급하는 제1 처리 공정; 및 제1 처리 공정 후에 제2 가스와 제3 가스와 제4 가스를 복수의 홈 내에 공급하여 홈 내에 상변화막을 형성하는 제2 처리 공정을 포함하는 기술이 제공된다.
본 발명의 기술에 따르면, 기판 상에 형성하는 상변화막의 막질을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 공급계의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 상태를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 상태를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제3 처리 공정을 수행하는 경우의 기판 상태를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 처리 공정의 흐름도.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제2 처리 공정의 흐름도.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제2 처리 공정의 흐름도.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제2 처리 공정의 흐름도.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제4 처리 공정의 흐름도.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제4 처리 공정의 가스 공급 시퀀스예.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제3 처리 공정의 흐름도.
도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성도.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연마 장치를 설명하는 설명도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
<일 실시 형태>
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 도면에 입각하여 설명한다.
[1] 기판 처리 장치의 구성
먼저 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 대해서 설명한다. 기판 처리 장치(100)는 도 1에 도시되는 바와 같이 매엽식(枚葉式) 기판 처리 장치로서 구성된다.
도 1에 도시하는 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 기판(300)을 처리하는 처리 공간(처리실)(201)과 이재 공간(이재실)(203)이 형성된다. 처리 용기(202)는 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 경계부(204)가 설치된다. 처리실(201)은 적어도 상부 처리 용기(202a)와 후술하는 재치면(211)으로 구성된다. 또한 이재실(203)은 적어도 하부 용기(202b)와 후술하는 기판 재치대(212)의 하면으로 구성된다.
하부 용기(202b)의 측면에는 게이트 밸브(1490)에 인접한 기판 반입출구(1480)가 설치되고, 기판(300)은 기판 반입출구(1480)를 개재하여 도시되지 않는 반송실과 이재실(203) 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부(底部)에는 리프트 핀(207)이 복수 설치된다. 또한 하부 용기(202b)는 접지(接地)된다.
처리실(201) 내에는 기판(300)을 지지하는 기판 지지부(210)가 설치된다. 기판 지지부(210)는 기판(300)을 재치하는 재치면(211)과, 재치면(211)을 표면에 가지는 기판 재치대(212), 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 히터(213)는 온도 제어부(258)에 접속되고 온도 제어 가능하도록 구성된다. 또한 기판 재치대(212)에는 기판(300)이나 처리실(201)에 바이어스를 인가하는 제2 전극(256)이 설치되어도 좋다. 제2 전극(256)은 바이어스 제어부(257)에 접속되고, 바이어스 제어부(257)에 의해 바이어스가 조정 가능하도록 구성된다. 또한 제2 전극(256)에는 제2 고주파 전원(352)과 제2 정합기(351)가 접속되어도 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 승강부(218)에 접속된다. 승강부(218)를 작동시켜서 샤프트(217) 및 기판 재치대(212)를 승강시키는 것에 의해 기판 재치면(211) 상에 재치되는 기판(300)을 승강시키는 것이 가능하도록 이루어진다. 또한 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로즈(219)에 의해 피복되고, 처리실(201) 내는 기밀하게 보지(保持)된다.
기판 재치대(212)는 기판(300) 반송 시에는 웨이퍼 이재 위치에 이동하고, 기판(300) 처리 시에는 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)에 이동한다. 또한 웨이퍼 이재 위치는 리프트 핀(207)의 상단이 기판 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하는 위치다.
구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 이재 위치까지 하강시켰을 때는 리프트 핀(207)의 상단부가 기판 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하여 리프트 핀(207)이 기판(300)을 하방(下方)으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때는 리프트 핀(207)은 기판 재치면(211)의 상면으로부터 매몰하여 기판 재치면(211)이 기판(300)을 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 리프트 핀(207)은 기판(300)과 직접 접촉하기 때문에 예컨대 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
[배기부]
처리실(201)[상부 용기(202a)]의 내벽에는 처리실(201)의 분위기를 배기하는 제1 배기부로서의 제1 배기구(221)가 설치된다. 제1 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 제1 배기구(221), 배기관(224), 압력 조정기(227)에 의해 제1 배기부(배기 라인)가 구성된다. 또한 진공 펌프(223)도 제1 배기부의 구성으로 해도 좋다. 또한 이재실(203)의 내벽 측면에는 이재실(203)의 분위기를 배기하는 제2 배기구(1481)가 설치된다. 또한 제2 배기구(1481)에는 배기관(1482)이 설치된다. 배기관(1482)에는 압력 조정기(228)가 설치되고, 이재실(203) 내의 압력을 소정의 압력으로 배기 가능하도록 구성된다. 또한 이재실(203)을 개재하여 처리실(201) 내의 분위기도 배기할 수 있다. 주로 제2 배기구(1481), 배기관(1482), 압력 조정기(228)에 의해 제2 배기부(배기 라인)가 구성된다. 제1 배기부와 제2 배기부에 의해서 배기부가 구성된다.
[가스 도입구]
처리실(201)의 상부에 설치되는 샤워 헤드(234)의 상면(천장벽)에는 처리실(201) 내에 각종 가스를 공급하기 위한 가스 도입구(241)가 설치된다. 가스 공급부인 가스 도입구(241)에 접속되는 각 가스 공급 유닛의 구성에 대해서는 후술한다.
[가스 분산 유닛]
가스 분산 유닛으로서의 샤워 헤드(234)는 버퍼실(232), 활성화부로서의 제1 전극(244)을 포함한다. 제1 전극(244)에는 가스를 기판(300)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)(분산부라고도 부른다.)에 공급되고, 공(234a)을 개재하여 처리실(201)에 공급된다.
또한 제1 전극(244)은 도전성의 금속으로 구성되고, 가스를 활성화하기 위한 활성화부[여기부(勵起部)]의 일부로서 구성된다. 제1 전극(244)에는 전자파(고주파 전력이나 마이크로파)가 공급 가능하도록 구성된다. 또한 덮개(231)를 도전성 부재로 구성하는 때는 덮개(231)와 제1 전극(244) 사이에 절연 블록(233)이 설치되고, 덮개(231)와 제1 전극부(244) 사이를 절연하는 구성으로 이루어진다.
[제1 활성화부(제1 플라즈마 생성부)]
제1 활성화부로서의 제1 전극(244)에는 정합기(251)와 고주파 전원부(252)가 접속되고, 전자파(고주파 전력이나 마이크로파)가 공급 가능하도록 구성된다. 이에 의해 처리실(201) 내에 공급된 가스를 활성화시킬 수 있다. 또한 제1 전극(244)은 용량 결합형의 플라즈마를 생성 가능하도록 구성된다. 구체적으로는 제1 전극(244)은 도전성의 판 형상으로 형성되고, 상부 용기(202a)에 지지되도록 구성된다. 제1 활성화부는 적어도 전극부(244), 정합기(251), 고주파 전원부(252)로 구성된다.
[제2 활성화부(제2 플라즈마 생성부)]
제2 활성화부로서의 제2 전극(256)에는 스위치(274)를 개재하여 제2 정합기(351)와 제2 고주파 전원부(352)가 접속되고, 전자파(고주파 전력이나 마이크로파)가 공급 가능하도록 구성된다. 또한 제2 고주파 전원(352)으로부터는 제1 고주파 전원(252)과는 다른 주파수의 전자파가 공급된다. 구체적으로는 제1 고주파 전원(252)이 출력하는 주파수보다 낮은 주파수가 출력된다. 이에 의해 처리실(201) 내에 공급된 가스를 활성화시킬 수 있다. 또한 스위치(274)를 설치하지 않고, 정합기(351)와 고주파 전원부(352)를 설치하여 고주파 전원부(352)로부터 제2 전극(256)에 전력을 공급 가능하도록 구성해도 좋다.
[가스 공급계]
가스 도입구(241)에는 가스 공급관(150)이 접속된다. 가스 공급관(150)으로부터는 후술하는 제1 가스, 제2 가스, 제3 가스, 제4 가스, 제5 가스, 제6 가스, 제7 가스, 제8 가스 중 적어도 어느 하나가 공급 가능하도록 구성된다.
도 2에 제1 가스 공급부, 제2 가스 공급부, 제3 가스 공급부, 제4 가스 공급부, 제5 가스 공급부, 제6 가스 공급부, 제7 가스 공급부, 제8 가스 공급부 등의 가스 공급계의 개략 구성도를 도시한다.
도 2에 도시하는 바와 같이 가스 공급관(150)에는 제1 가스 공급관(113a), 제2 가스 공급관(123a), 제3 가스 공급관(133a), 제4 가스 공급관(143a), 제5 가스 공급관(153a), 제6 가스 공급관(163a), 제7 가스 공급관(173a,) 제8 가스 공급관(183a)이 접속된다.
[제1 가스 공급부]
제1 가스 공급부에는 제1 가스 공급관(113a), 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(115), 밸브(116)가 설치된다. 또한 제1 가스 공급관(113a)에 접속되는 제1 가스 공급원(113)을 제1 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제1 가스 공급원(113)으로부터는 환원성의 가스가 공급된다. 환원성의 가스란 산소를 환원하는 가스이며, 예컨대 수소(H) 함유 가스다. 구체적으로는 수소(H2) 가스가 공급된다. 수소 함유 가스는 바람직하게는 산소(O) 원소가 포함되지 않는 가스라면 좋고, 수소와 질소(N)를 포함하는 포밍 가스이어도 좋다. 또한 리모트 플라즈마 유닛(RPU)(114)을 설치하여 제1 가스를 활성화하도록 구성해도 좋다.
[제2 가스 공급부]
제2 가스 공급부에는 제2 가스 공급관(123a), MFC(125), 밸브(126)가 설치된다. 또한 제2 가스 공급관(123a)에 접속되는 제2 가스 공급원(123)을 제2 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제2 가스 공급원(123)으로부터는 제14족 원소(IVA족)를 포함하는 가스가 공급된다. 구체적으로는 게르마늄(Ge)을 포함하는 가스가 공급된다. 예컨대 이소부틸게르만(Isobutylgermane: IBGe) 가스, 테트라키스디메틸아미노게르마늄[Tetrakis(dimethylamino)Germanium: TDMAGe] 가스, 디메틸아미노게르마늄트리클로라이드(Dimethylamino-Germanium-Trichloride: DMAGeC), GeH4, GeCl2, GeF2, GeBr2 등 중에서 적어도 어느 하나가 공급된다.
[제3 가스 공급부]
제3 가스 공급부에는 제3 가스 공급관(133a), MFC(135), 밸브(136)가 설치된다. 또한 제3 가스 공급관(133a)에 접속되는 제3 가스 공급원(133)을 제3 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제3 가스 공급원(133)으로부터는 제15족 원소(VA족)를 포함하는 가스가 공급된다. 구체적으로는 안티몬(Sb)을 포함하는 가스가 공급된다. 예컨대 트리스디메틸아미노안티몬[Tris(DiMethylAmido)Antimony: TDMASb], 트리이소프로필안티몬(TIPSb) 가스, 트리에틸안티몬(TriEthylAntimony: TESb) 가스, 터셔리부틸디메틸안티몬(tertButylDiMethylAntimony: TBDMSb) 가스 등 중에서 적어도 어느 하나가 공급된다.
[제4 가스 공급부]
제4 가스 공급부에는 제4 가스 공급관(143a), MFC(145), 밸브(146)가 설치된다. 또한 제4 가스 공급관(143a)에 접속되는 제4 가스 공급원(143)을 제4 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제4 가스 공급부(143)로부터는 제16족 원소(VIA족)를 포함하는 가스가 공급된다. 구체적으로는 텔루륨(Te)을 포함하는 가스가 공급된다. 예컨대 디이소프로필텔루륨(DiIsoPropylTelluride: DIPTe), 디메틸텔루륨(DiMethylTelluride: DMTe), 디에틸텔루륨(DiEthylTelluride: DETe), 디터셔리부틸텔루륨(DitertButyltellurium: DtBTe) 등 중에서 적어도 어느 하나가 공급된다.
[제5 가스 공급부]
제5 가스 공급부에는 제5 가스 공급관(153a), MFC(155), 밸브(156)가 설치된다. 또한 제5 가스 공급관(153a)에 접속되는 제5 가스 공급원(153)을 제5 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제5 가스 공급부(153)로부터는 불활성 가스로서의 질소(N2) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 중에서 적어도 어느 하나가 공급된다.
[제6 가스 공급부]
제6 가스 공급부에는 제6 가스 공급관(163a), MFC(165), 밸브(166)가 설치된다. 또한 제6 가스 공급관(163a)에 접속되는 제6 가스 공급원(163)을 제6 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제6 가스 공급부(163)로부터는 티타늄(Ti) 함유 가스가 공급된다. 예컨대 TiCl4 가스가 공급된다.
[제7 가스 공급부]
제7 가스 공급부에는 제7 가스 공급관(173a,) MFC175, 밸브(176)가 설치된다. 또한 제7 가스 공급관(173a)에 접속되는 제7 가스 공급원(173)을 제7 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제7 가스 공급부(173)로부터는 실리콘(Si) 함유 가스가 공급된다. 예컨대 모노실란(SiH4) 가스가 공급된다.
[제8 가스 공급부]
제8 가스 공급부에는 제8 가스 공급관(183a), MFC(185), 밸브(186)가 설치된다. 또한 제8 가스 공급관(183a)에 접속되는 제8 가스 공급원(183)을 제8 가스 공급부에 포함시켜서 구성해도 좋다. 제8 가스 공급부(183)로부터는 질소(N) 함유 가스가 공급된다. 예컨대 암모니아(NH3) 가스가 공급된다. 또한 RPU(184)를 설치하여 제8 가스를 활성화하도록 구성해도 좋다.
다음으로 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(2000)에 대해서 도 15를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리는 후술하는 바와 같이 제1 처리 공정(S101), 제2 처리 공정(S201), 제3 처리 공정(S301)이 있다. 각각의 처리는 동일한 기판 처리 장치(100)로 수행해도 좋지만, 각각에서 사용하는 가스에 의한 오염(contamination)의 방지나 각 처리 온도가 다른 경우에서의 기판 온도의 조정 시간의 단축 때문에 각각 다른 기판 처리 장치(100)로 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대 도 15에 도시하는 기판 처리 시스템(2000)을 구성한다. 기판 처리 시스템(2000)은 기판(300)을 처리하는 것으로, IO 스테이지(2100), 대기 반송실(2200), 로드록(L/L) 실(2300), 진공 반송실(2400), 기판 처리 장치[100(100a, 100b, 100c, 100d)]로 주로 구성된다. 다음으로 각 구성에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 15의 설명에서는 전후좌우는 X1 방향이 오른쪽, X2 방향이 왼쪽, Y1 방향이 앞쪽, Y2 방향이 뒤쪽으로 한다. 기판 처리 장치(100a 내지 100d)의 구성은 전술한 기판 처리 장치(100)와 마찬가지의 구성이므로 설명은 생략한다.
[대기 반송실·IO 스테이지]
기판 처리 시스템(2000)의 바로 앞에는 IO 스테이지(로드 포트)(2100)가 설치된다. IO 스테이지(2100) 상에는 복수의 포드(2001)가 탑재된다. 포드(2001)는 기판(300)을 반송하는 캐리어로서 이용되고, 포드(2001) 내에는 미처리 기판(300)이나 처리 완료된 기판(300)이 각각 수평 자세로 복수 격납되도록 구성된다. 여기서는 미처리 기판(300)은 도 5 내지 도 7에 도시하는 기판 상태(B)에 도시하는 기판이다.
포드(2001)는 포드를 반송하는 반송 로봇(미도시)에 의해 IO 스테이지(2100)에 반송된다.
IO 스테이지(2100)는 대기 반송실(2200)에 인접한다. 대기 반송실(2200)은 IO 스테이지(2100)와 다른 면에 후술하는 로드록 실(2300)이 연결된다.
대기 반송실(2200) 내에는 기판(300)을 이재하는 제1 반송 로봇으로서의 대기 반송 로봇(2220)이 설치된다.
[로드록(L/L) 실]
로드록 실(2300)은 대기 반송실(2200)에 인접한다. L/L실(2300) 내의 압력은 대기 반송실(2200)의 압력과 진공 반송실(2400)의 압력에 맞춰서 변동되기 때문에 부압에 견딜 수 있는 구조로 구성된다.
[진공 반송실]
기판 처리 시스템(2000)은 부압 하에서 기판(300)이 반송되는 반송 공간이 되는 반송실로서의 진공 반송실(트랜스퍼 모듈: TM)(2400)을 구비한다. TM(2400)을 구성하는 광체(筐體)(2410)는 평면시가 오각형으로 형성되고, 오각형의 각 변(邊)에는 L/L실(2300) 및 기판(300)을 처리하는 기판 처리 장치(100)가 연결된다. TM(2400)의 대략 중앙부에는 부압 하에서 기판(300)을 이재(반송)하는 제2 반송 로봇으로서의 진공 반송 로봇(2700)이 설치된다. 또한 여기서는 진공 반송실(2400)을 오각형의 예를 제시했지만, 사각형이나 육각형 등의 다각형이어도 좋다.
TM(2400) 내에 설치되는 진공 반송 로봇(2700)은 독립해서 동작이 가능한 2개의 암(2800 및 2900)을 포함한다. 진공 반송 로봇(2700)은 전술한 컨트롤러(260)에 의해 제어된다.
게이트 밸브(GV)(1490)는 도 15에 도시되는 바와 같이 기판 처리 장치마다 설치된다. 구체적으로는 기판 처리 장치(100a)와 TM(2400) 사이에는 게이트 밸브(1490a)가 설치되고, 기판 처리 장치(100b) 사이에는 GV(1490b)가 설치된다. 기판 처리 장치(100c) 사이에는 GV(1490c)가 설치되고, 기판 처리 장치(100d) 사이에는 GV(1490d)가 설치된다.
각 GV(1490)에 의해 개방·폐쇄하는 것에 의해 각 기판 처리 장치(100)에 설치된 기판 반입출구(1480)를 개재한 기판(300)의 출입을 가능하도록 한다.
후술에서는 제1 처리 공정(S101)을 기판 처리 장치(100a)로 실행하고, 제2 처리 공정(S201)을 기판 처리 장치(100b)로 실행하고, 제3 처리 공정(S301)을 기판 처리 장치(100c)로 실행하는 예에 대해서 설명한다. 또한 기판 처리 장치(100a)의 가스 공급관(150)에는 전술한 제1 가스 공급부, 제5 가스 공급부가 접속된다. 기판 처리 장치(100b)의 가스 공급관(150)에는 전술한 제2 가스 공급부, 제3 가스 공급부, 제4 가스 공급부, 제5 가스 공급부가 접속된다. 기판 처리 장치(100c)의 가스 공급관(150)에는 제5 가스 공급부, 제6 가스 공급부, 제8 가스 공급부가 접속되고, 제7 가스 공급부가 접속되어도 좋다.
또한 도 15에 도시하는 제4 기판 처리 장치(100d)는 각 처리 중 가장 시간이 오래 걸리는 제2 처리 공정(S201)을 수행하도록 구성해도 좋고, 설치하지 않아도 좋다. 또한 여기서는 기판 처리 장치(100)를 4개 설치한 구성을 도시했지만 이에 한정되지 않는다.
[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 3에 도시한다. 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(260)는 CPU(Central Processing Unit)(260a), RAM(Random Access Memory) (260b), 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), 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, 기판(300)에 대한 처리에 이용하는 프로세스 레시피를 설정하기까지의 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 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로세스 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(260b)은 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), 승강부(218), 온도 제어부(258), 압력 조정기(227), 진공 펌프(223), 제1 정합기(251)[제2 정합기(351)], 제1 고주파 전원(252)[제2 고주파 전원(352)], MFC(115, 125, 135, 145, 155, 165, 175, 185), 밸브(116, 126, 136, 146, 156, 166, 176, 186), RPU(114, 184), 바이어스 제어부(257) 등에 접속된다. 또한 스위치(274)에도 접속되어도 좋다.
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 설정값과 기억 장치(260c)에 기억된 프로세스 레시피나 제어 데이터를 비교·연산하여 연산 데이터를 산출 가능하도록 구성된다. 또한 연산 데이터로 대응하는 처리 데이터(프로세스 레시피)의 결정 처리 등을 실행 가능하도록 구성된다. 그리고 CPU(260a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 게이트 밸브(1490)의 개폐 동작, 승강부(218)의 승강 동작, 온도 제어부(258)를 개재하여 히터(213)로의 전력 공급 동작, 압력 조정기(227)의 압력 조정 동작, 진공 펌프(223)의 ON/OFF 제어, MFC(115, 125, 135, 145, 155, 165, 175, 185)에서의 가스 유량 제어 동작, RPU(114, 184)의 가스의 활성화 동작, 밸브(116, 126, 136, 146, 156, 166, 176, 186)에서의 가스의 ON/OFF 제어, 정합기(251)의 전력의 정합 동작, 고주파 전원부(252)의 전력 제어, 바이어스 제어부(257)의 제어 동작, 고주파 전원(252)(352)의 전력 제어 동작, 스위치(274)의 ON/OFF 동작 등을 제어하도록 구성된다. 각 구성의 제어를 수행할 때는 CPU(260a) 내의 송수신부가 프로세스 레시피의 내용을 따른 제어 정보를 송신/수신하는 것에 의해 제어한다.
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, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 이러한 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 수신부(285)나 네트워크(263)(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 한다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(260c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(262) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다.
[2] 기판 처리 공정
전술한 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판으로서의 기판(300) 상에 상변화막으로서의 GeSbTe(게르마늄안티몬텔루륨)막을 형성하는 기판 처리 시퀀스의 예에 대해서 도 4 내지 도 14를 이용하여 설명한다. 또한 본 발명에서의 상변화막이란 전압이나 전류 등으로 전기적 특성이 변화되는 막을 말하며, 예컨대 저항값이나 결정 구조가 변화되는 막이다.
이하의 설명에서 각 기기의 동작 순서는 프로세스 레시피(프로그램)에 의해 설정된다. 컨트롤러(260)는 프로그램에 따라 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작을 제어한다. 도 4는 반도체 장치의 제조 공정의 일부를 도시한 흐름도다. 도 5 내지 도 7은 제조 공정별 기판의 상태를 도시하는 도면이다. 도 8 내지 도 14는 도 4에 도시한 각 공정의 상세를 설명하는 흐름도다.
도 4에 도시하는 바와 같이 본 발명에서는 제1 처리 공정(S101)과 제2 처리 공정(S201)을 포함한다. 바람직하게는 제1 처리 공정(S101)과 제2 처리 공정(S201) 사이에 파선으로 나타낸 제3 처리 공정(S301)이 수행되도록 구성된다. 더 바람직하게는 제2 처리 공정(S201) 후에 화학 기계 연마 공정(S501)이 수행되도록 구성된다. 이하에 각 처리 공정에 대해서 설명한다.
우선 제1 처리 공정(S101)이 수행되는 기판(300)에 대해서 설명한다. 기판(300) 상에는 예컨대 도 5의 기판 상태(A)에 도시하는 바와 같이 제1 금속 함유막으로서의 도전막(301)과 절연막(302)이 형성된다. 여기서 도전막(301)은 금속 함유막이며, 예컨대 텅스텐(W)막, 텅스텐질화(WN)막, 또는 SeAsGe막, SeAsGeSi막이다. 또한 절연막(302)은 예컨대 실리콘(Si) 원소와 산소(O) 원소를 함유하는 막이며, 실리콘산화(SiO)막이다. 또한 절연막(302)은 유전율이 낮은 low-k막으로 구성되어도 좋다. 이와 같은 기판(300)에 대해서 패터닝 공정(미도시)이 수행되고, 기판 상태(B)에 도시하는 홈(303)이 복수 형성된 기판(300)이 형성된다. 홈(303)의 저면(303b)은 도전막(301)이 노출된 상태가 된다. 본 발명에서는 이러한 기판(300)에 대해서 상변화막(304)을 형성하는 것에 의해 상변화막(304)과 상변화막(304)에 인접하는 절연막(302)이 서로 지탱하는 구조를 형성할 수 있다. 이에 의해 상변화막(304)의 형성 후에 수행되는 화학 기계 연마(CMP) 공정에서의 상변화막(304)의 패턴 붕괴를 억제할 수 있다. 또한 종래의 반도체 디바이스의 제조 공정과 같이 절연막(302)이나 홈(303)을 포함하지 않는 도전막(301) 상에 직접 상변화막(304)을 형성하고, 상변화막(304)에 홈을 한 후에 그 홈에 절연막(302)을 형성하는 종래의 경우에는 절연막(302)의 절연 특성이 저하되는 과제가 발생해버린다. 왜냐하면 상변화막(304)이나 상변화막(304) 형성 후에 다른 막을 형성한 후에는, 기판(300)이 견딜 수 있는 온도(허용 온도)가 저하되고, 양질의 특성의 상변화막(304)을 성막 가능한 성막 온도를 실현하는 것이 곤란해지기 때문이다.
한편 본 발명과 같이 절연막(302)의 패터닝 공정 사이나 패터닝 공정 후의 반송 공정에서 홈(303)의 저면(303b)에 노출한 도전막(301) 상에 산소가 흡착한 상태가 된다. 이는 반송 공정 중의 분위기에 존재하는 산소(O2) 가스나 패터닝 공정에서 이용되는 수분(H2O, OH)이 흡착되는 것에 의해 발생한다. 이 산소가 흡착된 상태에서 후술하는 다음 제2 처리 공정(S201)에서 홈(303) 내에 상변화막(304)을 형성했을 경우 상변화막(304)이나 도전막(301)의 특성을 저하시키는 과제가 발생한다. 구체적으로는 도전막(301) 또는 상변화막(304)과 도전막(301)의 계면의 저항값을 상승시킨다. 또한 제2 처리 공정(S201)에서는 기판 상태(B)를 이용한 경우에 저면(303b) 상과 절연막(302)의 상면(302a)에서 성막 레이트를 다르게 하여 홈(303) 내에 우선적으로 상변화막(304)을 형성시킬 수 있다. 즉 홈(303)의 저면(303b) 상에 선택적으로 상변화막(304)을 퇴적시킬 수 있다. 하지만 저면(303b)에 산소가 흡착된 경우에는 이 효과가 작아져 저면(303b) 상으로의 성막 레이트가 저하된다. 이에 의해 제2 처리 공정(S201)의 처리 시간의 증가나 제2 처리 공정(S201) 후에 수행되는 화학 기계 연마(CMP) 공정의 처리의 조정이 곤란해지는 과제가 발생한다. 제2 처리 공정(S201)의 처리 시간의 증가란 예컨대 홈(303)을 메울 때까지의 시간을 말한다.
계속해서 제1 처리 공정(S101)을 포함하는 기판 처리 공정을 기판 처리 장치(100a)로 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 여기서는 도 5 내지 도 7의 기판 상태(B)와 도 8을 이용하여 설명한다.
[기판 반입 공정(S102)]
우선 기판 상태(B)의 기판(300)을 기판 처리 장치(100a)의 처리실(201)에 반입시킨다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 승강부(218)에 의해 하강시키고, 리프트 핀(207)이 관통공(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출시킨 상태로 한다. 또한 처리실(201) 내나 이재실(203)을 소정의 압력으로 조압한 후, 게이트 밸브(1490)를 개방하여 게이트 밸브(1490)로부터 리프트 핀(207) 상에 기판(300)을 재치시킨다. 기판(300)을 리프트 핀(207) 상에 재치한 후, 게이트 밸브(1490)를 닫고 승강부(218)에 의해 기판 지지부(210)를 소정의 위치까지 상승시키는 것에 의해 기판(300)이 리프트 핀(207)으로부터 기판 지지부(210)에 재치된다.
[감압·승온 공정(S103)]
계속해서 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내를 배기한다. 이때 압력 센서(미도시)가 계측한 압력값에 기초하여 압력 조정기(227)로서의 APC 밸브의 개도(開度)를 피드백 제어한다. 또한 온도 센서(미도시)가 검출한 온도값에 기초하여 기판(300)이 소정의 온도가 되도록 히터(213)로의 통전량을 피드백 제어한다. 구체적으로는 기판 지지부(210)를 히터(213)에 의해 미리 가열해 두고, 기판(300) 또는 기판 지지부(210)의 온도 변화가 없어지고 나서 일정시간 둔다. 그 동안 처리실(201) 내에 잔류하는 수분 또는 부재로부터의 탈(脫) 가스 등이 있는 경우에는 진공 배기나 N2 가스의 공급에 의한 퍼지에 의해 제거해도 좋다. 이것으로 성막 프로세스의 사전 준비가 완료된다. 또한 처리실(201) 내를 소정의 압력으로 배기할 때 1회 도달 가능한 진공도까지 진공 배기해도 좋다.
이때의 히터(213)의 온도는 100℃ 내지 700℃, 바람직하게는 200℃ 내지 400℃의 범위 내의 일정한 온도가 되도록 설정한다.
[제1 처리 공정(S101)]
계속해서 제1 처리로서 저면(303b)에 흡착한 산소를 제거하는 환원 공정의 예에 대해서 설명한다.
[제1 가스 공급 공정(S104)]
기판(300)에 제1 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제1 가스로서의 H2 가스가 공급된다. 구체적으로는 제1 가스 공급원(113)으로부터 공급된 H2 가스를 MFC(115)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100a)에 공급된다. 유량 조정된 H2 가스는 버퍼실(232)을 통과하여 샤워 헤드(234)의 가스 공급공(234a)으로부터 감압 상태의 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 배기부에 의한 처리실(201) 내의 분위기의 배기를 계속하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력 범위가 되도록 제어한다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. H2 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 저면(303b)에 흡착한 산소가 제거(환원)된다.
[플라즈마 생성 공정(S105)]
도 8의 파선에서 도시하는 바와 같이 플라즈마 생성 공정(S105)을 수행해도 좋다. 플라즈마 생성 공정(S105)에서는 제1 고주파 전원(252), 제2 고주파 전원(352), RPU(114) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 처리실(201)에 공급되는 H2 가스를 활성화하는 것에 의해 수행된다. 제1 고주파 전원(252)을 이용한 경우에는 제1 고주파 전원(252)으로부터 제1 전극(244)에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 처리실(201) 내에 공급된 H2 가스가 플라즈마 상태가 된다. 제2 고주파 전원(352)을 이용한 경우에는 제2 고주파 전원(352)으로부터 제2 전극(256)에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 처리실(201) 내에 공급된 H2 가스가 플라즈마 상태가 된다. 또한 제1 고주파 전원(252)과 제2 고주파 전원(352)을 조합해서 이용하는 경우에는 제2 고주파 전원(352)으로부터 공급되는 고주파 전력의 주파수를 제1 고주파 전원(252)으로부터 공급되는 고주파 전력의 주파수보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 낮은 주파수의 전력을 기판 지지부(210)측에 공급하는 것에 의해 기판(300)에 인입(引入)되는 활성한 수소의 양을 증가시킬 수 있다. 즉 향후의 미세화 기술의 발전에 따라 홈(303)의 애스펙트비가 커져도 저면(303b)에 흡착한 산소를 제거하는 것이 가능해진다. 또한 RPU(114)을 이용하는 경우에는 RPU(114)가 제1 가스 공급관(113a) 내의 H2 가스를 활성화시킨다. 이 경우에는 활성한 수소의 일부가 샤워 헤드(234)에서 실활하기 때문에 처리실(201)에서 직접 활성화시킬 경우에 비해 소프트한 처리를 수행하는 것이 가능해진다.
또한 고주파 전력의 공급은 제1 가스의 공급 후에 시작되고 있지만, 제1 가스의 공급 시작 전부터 고주파 전력을 공급하고, 제1 가스의 공급에 의해 플라즈마가 생성되도록 구성해도 좋다.
[제1 퍼지 공정(S106)]
홈(303)의 저면(303b)의 산소가 제거된 후, 제1 가스 공급관(113a)의 가스 밸브(116)를 닫고 H2 가스의 공급을 정지한다. 제1 가스를 정지하는 것에 의해 처리실(201) 내에 존재하는 제1 가스나 버퍼실(232) 내에 존재하는 제1 가스를 배기부로부터 배기하는 것에 의해 제1 퍼지 공정(S106)이 수행된다.
또한 제1 퍼지 공정(S106)에서는 단순히 가스를 배기(진공 흡입)하여 가스를 배출하는 것 이외에 제5 가스 공급부로부터 불활성 가스를 공급하여 잔류 가스를 압출(押出)하는 것에 의한 배출 처리를 수행하도록 구성해도 좋다. 이 경우, 밸브(156)를 열고 MFC(155)로 불활성 가스의 유량 조정을 수행한다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 조합하여 수행해도 좋다. 또한 진공 흡입과 불활성 가스의 공급을 교호적으로 수행하도록 구성해도 좋다.
소정 시간 경과 후, 밸브(156)를 닫고 불활성 가스의 공급을 정지한다. 또한 밸브(156)를 연 상태에서 불활성 가스의 공급을 계속해도 좋다.
제5 가스 공급부로부터 공급하는 불활성 가스로서의 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 20,000sccm 범위 내의 유량으로 한다.
퍼지 공정(S106) 종료 후, 도 8에 도시하는 바와 같이 반송 압력 조정 공정(S107)과 기판 반출 공정(S108)을 수행해도 좋고, 계속해서 도 9에 도시하는 제2 처리 공정(S201)이나 도 14에 도시하는 제3 처리 공정(S301)을 수행해도 좋다.
[반송 압력 조정 공정(S107)]
퍼지 공정(S106) 후, 반송 압력 조정 공정(S107)에서는 처리실(201) 내나 이재실(203)이 소정의 압력(진공도)이 되도록 제1 배기구(221)를 개재하여 배기한다. 또한 이 반송 압력 조정 공정(S107) 도중이나 전후에 기판(300)의 온도가 소정의 온도까지 냉각되도록 리프터 핀(207)으로 보지하도록 구성해도 좋다.
[기판 반출 공정(S108)]
반송 압력 조정 공정(S107)으로 기판 처리 장치(100a)의 처리실(201) 내가 소정 압력이 된 후, 게이트 밸브(1490)를 열고 이재실(203)로부터 진공 반송실(2400)에 기판(300)을 반출한다.
계속해서 기판 상태(B)의 기판(300)의 홈(303) 내에 상변화막(304)(Phase Change Memory: PCM)을 형성하는 제2 처리 공정(S201)을 포함하는 기판 처리 공정을 기판 처리 장치(100b)로 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 여기서는 제2 처리 공정(S201)에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다.
[기판 반입 공정(S202)]
우선 제1 처리 공정(S101)이 수행된 기판(300)을 기판 처리 장치(100b)의 처리실(201)에 반입시킨다. 구체적인 공정에 대해서는 전술한 기판 반입 공정(S102)과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
[감압·승온 공정(S203)]
계속해서 감압·승온 공정(S103)과 마찬가지로 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내를 배기한다.
[제2 처리 공정(S201)]
계속해서 제2 처리로서 기판(300)의 홈(303) 내에 상변화막(304)을 형성하는 공정의 예에 대해서 설명한다.
[제2 가스 공급 공정(S204)]
우선 기판(300)에 제2 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제2 가스로서의 TDMAGe 가스가 공급된다. 구체적으로는 제2 가스 공급원(123)으로부터 공급된 TDMAGe 가스를 MFC(125)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100b)에 공급된다. 유량 조정된 TDMAGe 가스는 버퍼실(232)을 통과하여 샤워 헤드(234)의 가스 공급공(234a)으로부터 감압 상태의 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 배기부에 의한 처리실(201) 내의 분위기의 배기를 계속하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력 범위가 되도록 제어한다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. TDMAGe 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 홈(303) 내에 Ge를 포함하는 층이 퇴적한다.
[제2 퍼지 공정(S205)]
다음으로 제2 퍼지 공정(S205)이 수행된다. 제2 가스 공급관(123a)의 가스 밸브(126)를 닫고 TDMAGe 가스의 공급을 정지한다. 제2 가스를 정지하는 것에 의해 처리실(201) 중에 존재하는 제2 가스나 버퍼실(232) 내에 존재하는 제2 가스를 배기부로부터 배기하는 것에 의해 제2 퍼지 공정(S205)이 수행된다. 또한 전술한 제1 퍼지 공정(S106)과 마찬가지로, 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
[제3 가스 공급 공정(S206)]
다음으로 제3 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제3 가스로서의 TDMASb 가스가 공급된다. 구체적으로는 제3 가스 공급원(133)으로부터 공급된 TDMASb 가스를 MFC(135)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100b)에 공급된다. 유량 조정된 TDMASb 가스는 전술한 제2 가스 공급 공정(S204)과 마찬가지로 처리실(201)에 공급·배기된다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. TDMASb 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 홈(303) 내의 Ge를 포함하는 층 상에 Sb를 포함하는 층이 퇴적한다.
[제3 퍼지 공정(S207)]
다음으로 제3 퍼지 공정(S207)이 수행된다. 밸브(136)를 닫고 TDMASb 가스의 공급을 정지한다. 제3 가스를 정지하는 것에 의해 처리실(201) 중에 존재하는 제3 가스나, 버퍼실(232) 내에 존재하는 제3 가스를 배기부로부터 배기하는 것에 의해 제3 퍼지 공정(S207)이 수행된다. 또한 전술한 제1 퍼지 공정(S106)과 마찬가지로, 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
[제4 가스 공급 공정(S208)]
다음으로 제4 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제4 가스로서의 DtBTe 가스가 공급된다. 구체적으로는 제4 가스 공급원(144)으로부터 공급된 DtBTe 가스를 MFC(145)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100b)에 공급된다. 유량 조정된 DtBTe 가스는 전술한 제2 가스 공급 공정(S204)과 마찬가지로 처리실(201)에 공급·배기된다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. DtBTe 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 홈(303) 내의 Sb를 포함하는 층 상에 Te를 포함하는 층이 퇴적한다. 이에 의해 홈(303) 내에 Ge와 Sb와 Te를 포함하는 층이 퇴적한다.
[제4 퍼지 공정(S209)]
다음으로 제4 퍼지 공정(S209)이 수행된다. 밸브(146)를 닫고 DtBTe 가스의 공급을 정지한다. 제4 가스의 공급을 정지하는 것에 의해 처리실(201) 내에 존재하는 제4 가스나 버퍼실(232) 내에 존재하는 제4 가스를 배기부로부터 배기되는 것에 의해 제4 퍼지 공정(S209)이 수행된다. 또한 전술한 제1 퍼지 공정(S106)과 마찬가지로, 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
[판정 공정(S210)]
제4 퍼지 공정(S209) 종료 후, 컨트롤러(260)는 상기 제2 처리 공정[S201(S204 내지 S209)]이 소정의 수n이 실행되었는지의 여부를 판정한다. 즉 기판(300)의 홈(303)이 매워지는 원하는 두께의 상변화막(304)으로서의 GeSbTe 함유막이 형성되었는지의 여부를 판정한다. 전술한 스텝(S204 내지 S209)을 1사이클로 하고, 이 사이클을 적어도 1회 이상 수행하는 것에 의해 기판(300)의 홈(303) 내에 소정 막 두께의 상변화막(304)을 성막할 수 있다. 또한 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 이에 의해 소정 막 두께의 상변화막(304)이 형성된다. 또한 이 사이클에서는 제2 가스를 처음 공급하는 경우에 대해서 기재했지만 이에 한정되지 않고 제3 가스로부터 공급을 시작하도록 구성해도 좋다. 이와 같이 구성하는 것에 의해 도전막(301)과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그러므로 상변화막(304) 형성 후에 수행되는 CMP 공정에서 상변화막(304)이 훼손되는 것을 억제할 수 있다.
판정 공정(S210)에서 제2 처리 공정(S201)이 소정 횟수 실시되지 않았을 때(No 판정 시)는 제2 처리 공정(S201) 사이클을 반복하고, 소정 횟수 실시되었을 때(Yes 판정 시)는 제2 처리 공정(S201)이 종료되고 반송 압력 조정 공정(S211)과 기판 반출 공정(S212)이 실행된다.
또한 도 9에서는 제2 가스와 제3 가스와 제4 가스를 순서대로 공급하는 흐름을 도시하였지만 이에 한정되지 않는다. 예컨대 도 6, 도 10에 도시하는 바와 같이 Sb와 Te를 포함하는 막(304a, 304b)과 Ge와 Te를 포함하는 막(304c)을 적층한 적층막으로 상변화막(304)을 구성해도 좋다. Sb와 Te를 포함하는 막(304a, 304b)을 형성하는 공정(S201a)의 흐름은 도 10에 도시하고, Ge와 Te를 포함하는 막(304c)을 형성하는 공정(S201c)의 흐름은 도 11에 도시한다.
도 10에 도시하는 바와 같이 Sb와 Te를 포함하는 막(304a, 304b)의 형성에서는 제3 가스 공급 공정(S206a)과 제3 퍼지 공정(S207a)과 제4 가스 공급 공정(S208a)과 제4 퍼지 공정(S209a)과 판정 공정(S210a)을 포함한다. 각 공정의 내용은 도 9의 공정과 마찬가지이므로 생략한다. Sb와 Te를 포함하는 막(304a, 304b)은 예컨대 조성이 다른 막이며, 막(304a)은 Sb2Te이며, 막(304b)은 Sb2Te3이 되도록 구성한다. 이와 같은 조성 제어는 각 가스 공급 공정에서의 가스 공급 유량이나 가스 공급 시간에 의해 제어된다. 구체적으로는 Sb의 비율을 많게 하는 경우에는 제3 가스의 공급 유량과 공급 시간 중 어느 하나 또는 양방을 제4 가스의 공급 유량과 공급 시간 중 어느 하나 또는 양방보다 많아지도록 각 부를 제어한다. 막(304a)의 막 두께(304aH)는 막(304b)의 막 두께(304bH)보다 크게 되도록 형성된다. 예컨대 막 두께(304aH)를 10nm로 하고, 막 두께(304bH)는 4nm이 되도록 형성한다. 이와 같이 형성하는 것에 의해 상변화막(304)의 특성을 향상시키는 것과 함께 홈(303) 내로의 성막의 선택성을 향상시킬 수 있다. 또한 상변화막(304)과 그 하방의 도전막(301)의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그러므로 상변화막(304) 형성 후에 수행되는 CMP공정에서 상변화막(304)이 훼손되는 것을 억제할 수 있다. 이들에 의해 반도체 디바이스의 특성을 향상시킬 수 있다.
다음으로 Ge와 Te를 포함하는 막(304c)의 형성 공정(S201c)은 도 11에 도시하는 바와 같이 제2 가스 공급 공정(S204c)과 제2 퍼지 공정(S205c)과 제4 가스 공급 공정(S208c)과 제4 퍼지 공정(S209c)과 판정 공정(S210c)을 포함한다. 각 공정의 내용은 도 9의 공정과 마찬가지이므로 생략한다. 이와 같이 제2 가스와 제4 가스를 교호적으로 공급하는 것에 의해 GeTe막을 형성하는 것에 의해 도 6의 기판 상태(C1)에 도시하는 상변화막(304)이 형성된다. 또한 여기서 형성되는 막(304c)의 막 두께(304cH)는 막 두께(304bH)의 막 두께보다 작아지도록 형성된다.
또한 전술에서는 Ge층, Sb층, Te층, SbTe층, GeTe층의 각각의 층을 적층하는 것에 의해 상변화막(304)으로서의 GeSbTe막을 형성하는 처리 공정에 대해서 기재했지만 이에 한정되지 않고, GeSbTe의 화합물층을 처음부터 형성하여 상변화막(304)을 형성하도록 처리 공정을 구성해도 좋다. 이를 실현하는 제4 처리 공정(S401)에 대해서 도 12, 도 13을 이용하여 설명한다. 도 12는 제4 처리 공정(S401)의 처리 흐름도이며, 도 13은 제4 처리 공정(S401)의 가스 공급 시퀀스도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이 제4 처리 공정(S401)의 전후에는 도 9에 도시하는 제2 처리 공정과 마찬가지로 기판 반입 공정(S402), 감압·승온 공정(S403), 판정 공정(S410), 반송 압력 조정 공정(S411), 기판 반출 공정(S412) 등을 포함한다. 각각의 공정의 내용은 전술한 제2 처리 공정과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
다음으로 제4 처리 공정(S401)의 상세에 대해서 설명한다.
[제4 처리 공정(S401)]
제4 처리 공정(S401)에서는 제2 가스 공급 공정(S404), 제3 가스 공급 공정(S406), 제4 가스 공급 공정(S408)을 포함한다. 이들 가스 공급 공정은 도 13에 도시하는 바와 같이 소정 시간만 동시에 공급되도록 구성된다. 이들 가스 공급 공정 후에는 퍼지 공정(S405)을 수행하도록 구성해도 좋다.
다음으로 도 13에 대해서 설명한다. 도 13의 (a)의 경우에는 제2 가스 공급과 제3 가스 공급과 제4 가스 공급을 각각 동시에 공급하여 동시에 멈추도록 구성한다. 또한 도 13의 (b)의 경우에는 각각의 가스를 동시에 공급하여 소정 시간 공급한 후, 제2 가스와 제3 가스의 공급을 정지하고 제4 가스를 소정 시간 더 공급하도록 구성해도 좋다. 이렇게 구성하는 것에 의해 GeSbTe의 화합물 막을 한 번에 형성하는 것이 가능해진다. 또한 GeSbTe막의 조성비의 조정은 도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이 각각의 가스 공급 유량으로 조정한다. 각 가스의 공급 유량의 비율은 예컨대 제2 가스(Ge) : 제3 가스(Sb) : 제4 가스(Te) = 1~3 : 1~3 : 4~6로 하는 것에 의해 양호한 특성의 상변화막(304)을 형성할 수 있다. 바람직하게는 각 가스의 공급 유량 비율을 Ge:Sb:Te=2:2:5로 한다. 양호한 특성의 상변화막(304)의 조성비는 가스 공급 유량과 마찬가지로 Ge:Sb:Te=1~3:1~3:4~6이며, 바람직하게는 Ge:Sb:Te=2:2:5이다. 또한 도 13의 (a)에서는 가스 공급 유량으로 조정하는 예를 도시하였지만 이에 한정되지 않고, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이 가스 공급 시간으로 조정하도록 구성해도 좋다. 예컨대 각 가스의 유량을 대략 동일하게 하고 가스 공급 시간이 전술한 비율이 되도록 조정하는 것에 의해 수행한다.
또한 제2 가스, 제3 가스, 제4 가스를 각각 1회의 공급으로 상변화막(304)을 형성하는 것에 의해 성막 레이트를 향상시킬 수 있고, 반도체 디바이스의 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한 홈(303)이 깊어진 경우에는 바람직하게는 도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이 제2 가스 공급 공정(S404), 제3 가스 공급 공정(S406), 제4 가스 공급 공정(S408)을 간헐적으로 수행하는 사이클릭 처리를 수행한다. 즉 제2 가스 공급 공정(S404), 제3 가스 공급 공정(S406), 제4 가스 공급 공정(S408)의 가스 공급 공정과, 퍼지 공정(S405)을 교호적으로 수행한다. 이와 같이 처리 공정을 구성하는 것에 의해 깊어진 홈(303) 내로의 성막 레이트의 저하를 억제하면서 홈(303) 내에 균일하게 상변화막(304)을 형성할 수 있다.
계속해서 제1 처리 공정(S101)과 제2 처리 공정(S201) 사이에 수행되는 제3 처리 공정(S301)에 대해서 도 7과 도 14를 이용하여 설명한다. 여기서는 제3 처리 공정(S301)을 포함하는 기판 처리 공정을 기판 처리 장치(100c)로 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 제3 처리 공정(S301)에서는 도전막(301) 상에 제2 금속 함유막으로서의 티타늄 함유막을 형성한다. 예컨대 티타늄질화(TiN)막이나 티타늄실리콘질화(TiSiN)막이다. 또한 제2 금속 함유막은 반도체 디바이스에서 상변화막(304)을 가열하는 히터막으로서 작용한다. 상변화막(304)을 가열하는 것에 의해 상변화막(304)의 특성 변화 속도를 높일 수 있다. 즉 반도체 디바이스의 특성을 향상시킬 수 있다.
[기판 반입 공정(S302)]
우선 제1 처리 공정(S101)이 수행된 기판(300)을 기판 처리 장치(100c)의 처리실(201)에 반입시킨다. 구체적인 공정에 대해서는 전술한 기판 반입 공정(S102)과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
[감압·승온 공정(S303)]
계속해서 감압·승온 공정(S103)과 마찬가지로 처리실(201) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 배기관(224)을 개재하여 처리실(201) 내를 배기한다.
이때의 히터(213)의 온도는 100℃ 내지 600℃, 바람직하게는 100℃ 내지 500℃, 보다 바람직하게는 200℃ 내지 400℃의 범위 내의 일정한 온도가 되도록 설정한다.
[제3 처리 공정(S301)]
계속해서 제3 처리로서 저면(303b)에 티타늄(Ti) 함유막을 형성하는 처리에 대해서 설명한다.
[제6 가스 공급 공정(S304)]
기판(300)에 제6 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제6 가스로서의 TiCl4 가스가 공급된다. 구체적으로는 제6 가스 공급원(163)으로부터 공급된 TiCl4 가스를 MFC(165)로 유량 조정한 후 기판 처리 장치(100c)에 공급된다. 유량 조정된 TiCl4 가스는 버퍼실(232)을 통과하여 샤워 헤드(234)의 가스 공급공(234a)으로부터 감압 상태의 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 배기부에 의한 처리실(201) 내의 분위기의 배기를 계속하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력 범위가 되도록 제어한다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. TiCl4 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 홈(303)의 저면(303b)에 Ti 함유층이 형성된다.
[제6 퍼지 공정(S305)]
다음으로 제6 퍼지 공정(S405)이 수행된다. 제6 가스 공급관(163a)의 가스 밸브(166)를 닫고 TiCl4 가스의 공급을 정지한다. 제6 가스를 정지하는 것에 의해 처리실(201) 내에 존재하는 제6 가스나, 버퍼실(232) 내에 존재하는 제6 가스를 배기부로부터 배기되는 것에 의해 제6 퍼지 공정(S305)이 수행된다. 또한 전술한 제1 퍼지 공정(S106)과 마찬가지로, 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
[제7 가스 공급 공정(S306)]
다음으로 제7 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제7 가스로서의 SiH4 가스가 공급된다. 구체적으로는 제7 가스 공급원(174)으로부터 공급된 SiH4 가스를 MFC(175)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100c)에 공급된다. 유량 조정된 SiH4 가스는 전술한 제6 가스 공급 공정(S304)과 마찬가지로 처리실(201)에 공급·배기된다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. SiH4 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 홈(303) 내의 Ti 함유층 상에 Si를 포함하는 층이 퇴적한다.
[제7 퍼지 공정(S307)]
다음으로 제7 퍼지 공정(S307)이 수행된다. 밸브(176)를 닫고 SiH4 가스의 공급을 정지한다. 제7 가스를 정지하는 것에 의해 처리실(201) 내에 존재하는 제7 가스나 버퍼실(232) 내에 존재하는 제7 가스를 배기부로부터 배기되는 것에 의해 제7 퍼지 공정(S307)이 수행된다. 또한 전술한 제1 퍼지 공정(S106)과 마찬가지로, 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
[제8 가스 공급 공정(S308)]
다음으로 제8 가스 공급부로부터 처리실(201) 내에 제8 가스로서의 NH3 가스가 공급된다. 구체적으로는 제8 가스 공급원(183)으로부터 공급된 NH3 가스를 MFC(185)로 유량 조정한 후, 기판 처리 장치(100c)에 공급된다. 유량 조정된 NH3 가스는 전술한 제6 가스 공급 공정(S304)과 마찬가지로 처리실(201)에 공급·배기된다. 이때의 압력은 예컨대 10Pa 이상 1,000Pa 이하다. NH3 가스가 기판(300)에 공급되는 것에 의해 홈(303) 내의 Ti 함유층과 Si 함유층에 포함되는 염소(Cl)를 제거하면서 질소(N)를 공급하여 TiSiN막이 형성된다.
[제8 퍼지 공정(S309)]
다음으로 제8 퍼지 공정(S309)이 수행된다. 밸브(186)를 닫고 NH3 가스의 공급을 정지한다. 제8 가스의 공급을 정지하는 것에 의해 처리실(201) 내에 존재하는 제8 가스나 버퍼실(232) 내에 존재하는 제8 가스를 배기부로부터 배기하는 것에 의해 제8 퍼지 공정(S309)이 수행된다. 또한 전술한 제1 퍼지 공정(S106)과 마찬가지로, 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
[판정 공정(S310)]
제8 퍼지 공정(S309) 종료 후, 컨트롤러(260)는 상기 제3 처리 공정[S301(S304 내지 S309)]이 소정의 수n이 실행되었는지의 여부를 판정한다. 즉 기판(300)의 홈(303) 내에 원하는 두께의 TiSiN막이 형성되었는지의 여부를 판정한다. 전술한 스텝(S304 내지 S309)을 1사이클로 하고, 이 사이클을 적어도 1회 이상 수행하는 것에 의해 기판(300)의 홈(303) 내에 소정 막 두께의 TiSiN막(305)을 성막할 수 있다. 또한 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 이에 의해 소정 막 두께의 TiSiN막(305)이 형성된다.
판정 공정(S310)에서 제3 처리 공정(S301)이 소정 횟수 실시되지 않았을 때(No 판정 시)는 제3 처리 공정(S301) 사이클을 반복하고, 소정 횟수 실시되었을 때(Yes 판정 시)는 제3 처리 공정(S301)이 종료되고 반송 압력 조정 공정(S311)과 기판 반출 공정(S312)이 실행된다.
[반송 압력 조정 공정(S311)]
반송 압력 조정 공정(S311)에서는 전술한 반송 압력 조정 공정(S107)과 마찬가지의 순서에 의해 압력 조정이 수행된다.
[기판 반출 공정(S312)]
반송 압력 조정 공정(S312)에서는 전술한 기판 반출 공정(S109)과 마찬가지의 순서에 의해 기판이 반출된다.
[연마 공정(S501)]
다음으로 제2 처리 공정(S201) 후에 수행되는 연마 공정(S501)에 대해서 도 4, 도 5, 도 16을 이용하여 설명한다. 제2 처리 공정(S201)을 수행한 후의 기판(300)의 상태는 기판 상태(C1a)의 파선 부분의 확대도인 도 5의 (E)에 도시하는 바와 같이 절연막(302)의 상면(302a)에 여분의 상변화막(304d)이 얇게 형성된 상태가 되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 연마 공정(S501)에서 상변화막(304d)이 제거된다. 연마 공정(S501)은 도 16에 도시하는 연마 장치(400)로 수행된다. 도 16에서 부호(401)는 연마반(硏磨盤)이며, 부호(402)는 기판(300)을 연마하는 연마포(硏磨布)이다. 연마반(401)은 미도시의 회전 기구에 접속되고, 기판(300)을 연마할 때는 화살표(406) 방향으로 회전된다. 이 상변화막(304d)의 막 두께는 전술한 제1 처리 공정(S101)이 수행되는 경우에는 제1 처리 공정(S101)을 수행하지 않는 경우에 비해 작게 할 수 있다. 이에 의해 연마 공정(S501)에서의 연마 시간을 단축할 수 있다. 또한 연마 공정(S501)으로 상변화막(304d)이 형성되지 않은 부분의 상변화막(304)을 손상시키는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
부호(403)는 연마 헤드이며, 연마 헤드(403)의 상면에는 축(404)이 접속된다. 축(404)은 도시되지 않는 회전 기구·상하 구동(驅動) 기구에 접속된다. 기판(300)을 연마하는 동안 화살표(407) 방향으로 회전된다.
부호(405)는 슬러리(연마제)를 공급하는 공급관이다. 기판(300)을 연마하는 동안 공급관(405)으로부터 연마포(402)를 향하여 슬러리가 공급된다. 또한 여기서는 알카리성의 연마제가 공급된다. 알카리성의 연마제를 이용하는 것에 의해 상변화막(304)과 절연막(302)을 손상(산화)시키지 않고 여분의 상변화막(304d)을 제거하는 것이 가능해진다. 산성의 연마제를 이용한 경우, 상변화막(304)의 표면이 산화되어, 상변화막(304)의 전기적 특성의 악화나 상변화막(304)과 그 상에 형성되는 막과의 접촉 특성이 변화된다는 과제가 발생한다. 한편, 본 발명과 같이 알카리성 연마제 이용으로 상변화막(304)의 표면을 산화시키지 않고 연마하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
또한 전술에서는 복수의 가스를 교호적으로 공급하여 성막하는 방법에 대해서 기재했지만, 다른 방법에도 적용 가능하다. 예컨대 복수의 가스의 공급 타이밍이 겹치는 듯한 방법이다. 구체적으로는 CVD(Chemical Vapor Deposition)법이나, 사이클릭 CVD법, Sb-Te 타깃이나 Ge-Te 타깃을 이용한 스퍼터링법을 이용하는 것에 의해 각 막의 성막 레이트를 향상시킬 수 있고, 반도체 디바이스의 제조 스루풋을 단축할 수 있다.
또한 전술에서는 하나의 처리실에서 1매의 기판을 처리하는 장치 구성을 도시하였지만 이에 한정되지 않으며, 복수 매의 기판을 수평 방향 또는 수직 방향으로 배열한 장치이어도 좋다.
100: 기판 처리 장치 300: 기판
201: 처리실

Claims (16)

  1. 바닥에 제1 금속 함유막이 노출된 홈[溝]을 복수 포함하는 절연막이 형성된 기판을 가열하면서 상기 기판에 환원성의 제1 가스를 공급하는 제1 처리 공정; 및
    상기 제1 처리 공정 후에 제2 가스와 제3 가스와 제4 가스를 상기 복수의 홈 내에 공급하여 상기 홈 내에 상변화막을 형성하는 제2 처리 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리 공정과 상기 제2 처리 공정 사이에, 상기 제1 금속 함유막 상에 제2 금속 함유막을 형성하는 제3 처리 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리 공정은, 상기 제1 가스를 2개의 주파수의 전력으로 활성화하는 플라즈마 생성 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 처리 공정은, 상기 제1 가스를 2개의 주파수의 전력으로 활성화하는 플라즈마 생성 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 처리 공정 후에 상기 기판에 알카리성의 연마제를 공급하여 연마하는 연마 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 처리 공정 후에 상기 기판에 알카리성의 연마제를 공급하여 연마하는 연마 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 처리 공정 후에 상기 기판에 알카리성의 연마제를 공급하여 연마하는 연마 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제2 처리 공정 후에 상기 기판에 알카리성의 연마제를 공급하여 연마하는 연마 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 바닥에 제1 금속 함유막이 노출된 홈을 복수 포함하는 절연막이 형성된 기판을 처리하는 처리실;
    상기 기판이 재치되는 기판 재치대;
    상기 기판을 가열하는 가열부;
    상기 기판에 환원성의 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부;
    상기 기판에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부;
    상기 기판에 제3 가스를 공급하는 제3 가스 공급부;
    상기 기판에 제4 가스를 공급하는 제4 가스 공급부; 및
    상기 기판을 가열하면서 상기 기판에 상기 제1 가스를 공급하는 제1 처리 공정 후에 상기 제2 가스와 상기 제3 가스와 상기 제4 가스를 상기 복수의 홈 내에 공급하고, 상기 홈 내에 상변화막을 형성하는 제2 처리 공정을 수행하도록 상기 가열부와 상기 제1 가스 공급부와 상기 제2 가스 공급부와 상기 제3 가스 공급부와 상기 제4 가스 공급부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판에 제5 가스를 공급하는 제5 가스 공급부; 및
    상기 기판에 제6 가스를 공급하는 제6 가스 공급부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 처리 공정과 상기 제2 처리 공정 사이에 상기 제1 금속 함유막 상에 제2 금속 함유막을 형성하는 공정을 수행하도록 상기 제5 가스 공급부와 상기 제6 가스 공급부를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 처리실에 제1 주파수의 고주파를 공급하는 제1 고주파 전원; 및
    상기 처리실에 제2 주파수의 고주파를 공급하는 제2 고주파 전원;
    을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 처리 공정에서 상기 환원성 가스를 상기 제1 주파수의 고주파와 상기 제2 주파수의 고주파로 활성화하도록 상기 제1 고주파 전원과 상기 제2 고주파 전원을 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 처리실에 제1 주파수의 고주파를 공급하는 제1 고주파 전원; 및
    상기 처리실에 제2 주파수의 고주파를 공급하는 제2 고주파 전원;
    을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 처리 공정에서 상기 환원성 가스를 상기 제1 주파수의 고주파와 상기 제2 주파수의 고주파로 활성화하도록 상기 제1 고주파 전원과 상기 제2 고주파 전원을 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  13. 바닥에 제1 금속 함유막이 노출된 홈을 복수 포함하는 절연막이 형성된 기판을 가열하면서 상기 기판에 환원성의 제1 가스를 공급하는 제1 처리 순서; 및
    상기 제1 처리 순서 후에 제2 가스와 제3 가스와 제4 가스를 상기 복수의 홈 내에 공급하여 상기 홈 내에 상변화막을 형성하는 제2 처리 순서;
    를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 처리 순서와 상기 제2 처리 순서 사이에 상기 제1 금속 함유막 상에 제2 금속 함유막을 형성하는 제3 처리 순서를 더 포함하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 처리 순서는 상기 제1 가스를 2개의 주파수의 전력으로 활성화하는 플라즈마 생성 순서를 포함하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 처리 순서는 상기 제1 가스를 2개의 주파수의 전력으로 활성화하는 플라즈마 생성 순서를 포함하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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