KR20190095086A - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 - Google Patents

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

Info

Publication number
KR20190095086A
KR20190095086A KR1020180110975A KR20180110975A KR20190095086A KR 20190095086 A KR20190095086 A KR 20190095086A KR 1020180110975 A KR1020180110975 A KR 1020180110975A KR 20180110975 A KR20180110975 A KR 20180110975A KR 20190095086 A KR20190095086 A KR 20190095086A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
processing
substrate
gas supply
wafer
Prior art date
Application number
KR1020180110975A
Other languages
English (en)
Inventor
츠카사 가마쿠라
가즈히로 모리미츠
히데하루 이타타니
에이수케 니시타니
? 마츠이
Original Assignee
가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 filed Critical 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
Publication of KR20190095086A publication Critical patent/KR20190095086A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/45542—Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/4557—Heated nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H01L21/02211—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound being a silane, e.g. disilane, methylsilane or chlorosilane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

본 발명은, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 플라스마를 기판에 대하여 교대로 공급하는 사이클릭 처리를 행하는 경우에, 그 기판에 대한 처리를 양호하게 행하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공한다. 기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 공정과, 기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 공정을 갖는 기술이 제공된다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND RECORDING MEDIUM}
본 개시는, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록매체에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 원료 가스 등의 제1 처리 가스와, 반응 가스 등의 제2 처리 가스의 플라스마를, 웨이퍼 등의 기판에 교대로 공급하는 사이클릭 처리를 행함으로써, 그 기판에 대하여 성막 처리 등의 처리를 행하는 경우가 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2015-92533호 공보
본 개시는, 기판에 대한 처리를 양호하게 행하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공한다.
일 형태에 의하면,
기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 공정과,
상기 기판을 수용한 상태의 상기 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 공정,
을 갖는 기술이 제공된다.
본 개시에 관한 기술에 의하면, 기판에 대한 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치가 갖는 컨트롤러의 구성예를 모식적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 기본적인 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 제1 처리 패턴의 예를 나타내는 차트 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 제2 처리 패턴의 예를 나타내는 차트 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 제3 처리 패턴의 예를 나타내는 차트 도이다.
<본 발명의 일 실시 형태>
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 구성에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 반도체 장치의 제조 공정에서 사용되는 것으로, 처리 대상이 되는 기판에 대하여 1매씩 처리를 행하는 낱장식 기판 처리 장치로서 구성되어 있다.
처리 대상이 되는 기판으로서는, 예를 들어, 반도체 집적 회로 장치(반도체 디바이스)가 내장되는 반도체 웨이퍼 기판(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 함)을 들 수 있다.
또한, 기판 처리 장치가 행하는 처리로서는, 예를 들어 산화 처리, 확산 처리, 이온 도핑 후의 캐리어 활성화나 평탄화를 위한 리플로우나 어닐, 성막 처리 등이 있다. 본 실시 형태에서는, 특히 성막 처리를 행하는 경우를 예로 든다.
이하, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
(챔버)
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 처리 용기로서의 챔버(202)를 구비하고 있다. 챔버(202)는, 예를 들어 횡단면이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성되어 있다. 또한, 챔버(202)는, 예를 들어 알루미늄(Al)이나 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 챔버(202) 내에는, 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 공간(205)과, 웨이퍼(200)를 처리 공간(205)에 반송할 때 웨이퍼(200)가 통과하는 반송 공간(206)이 형성되어 있다. 챔버(202)는, 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)의 사이에는, 구획판(208)이 설치된다.
하부 용기(202b)의 측면에는, 게이트 밸브(149)에 인접한 기판 반입출구(148)가 설치되어 있고, 그 기판 반입출구(148)를 통해서 웨이퍼(200)가 도시하지 않은 반송실과의 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부에는, 리프트 핀(207)이 복수 설치되어 있다. 또한, 하부 용기(202b)는, 접지되어 있다.
게이트 밸브(149)는, 밸브체(149a)와 구동체(149b)를 갖는다. 밸브체(149a)는, 구동체(149b)의 일부에 고정되어 있다. 게이트 밸브(149)를 개방할 때는, 구동체(149b)가 챔버(202)로부터 이격되도록 동작하여, 밸브체(149a)를 챔버(202)의 측벽으로부터 이격시킨다. 게이트 밸브를 폐쇄할 때는, 구동체(149b)가 챔버(202)를 향해서 움직여, 밸브체(149a)를 챔버(202)의 측벽에 압박하도록 해서 폐쇄한다.
처리 공간(205) 내에는, 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)가 설치되어 있다. 기판 지지부(210)는, 웨이퍼(200)를 적재하는 기판 적재면(211)과, 기판 적재면(211)을 표면에 갖는 기판 적재대(212)와, 기판 적재대(212)에 내포된 가열원으로서의 히터(213)를 주로 갖는다. 기판 적재대(212)에는, 리프트 핀(207)이 관통하는 관통 구멍(214)이, 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 형성되어 있다. 히터(213)에는, 히터(213)의 온도를 제어하는 온도 제어부(220)가 접속된다.
기판 적재대(212)는, 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)의 지지부는, 챔버(202)의 저벽에 형성된 구멍(215)을 관통하고 있고, 나아가 지지판(216)을 개재해서 챔버(202)의 외부에서 승강 기구(218)에 접속되어 있다. 그리고, 승강 기구(218)를 작동시켜 샤프트(217) 및 기판 적재대(212)를 승강시킴으로써, 기판 적재면(211) 상에 적재되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 샤프트(217) 하단부의 주위는, 벨로우즈(219)에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 챔버(202) 내는 기밀하게 유지되어 있다.
기판 적재대(212)는, 웨이퍼(200)의 반송 시에는, 기판 적재면(211)이 기판 반입출구(148)에 대향하는 위치까지 하강한다. 또한, 웨이퍼(200)의 처리 시에는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 웨이퍼(200)가 처리 공간(205) 내의 처리 위치로 될 때까지 상승한다.
구체적으로는, 기판 적재대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때는, 리프트 핀(207)의 상단부가 기판 적재면(211)의 상면으로부터 돌출되어, 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 되어 있다. 또한, 기판 적재대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때는, 리프트 핀(207)은 기판 적재면(211)의 상면으로부터 매몰되어, 기판 적재면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 되어 있다. 또한, 리프트 핀(207)은, 웨이퍼(200)와 직접 접촉하기 때문에, 예를 들어 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
(샤워 헤드)
처리 공간(205)의 상부(상류측)에는, 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(230)가 설치되어 있다. 샤워 헤드(230)의 덮개(231)에는, 제1 분산 기구(241)가 삽입되는 관통 구멍(231a)이 형성된다. 제1 분산 기구(241)는, 샤워 헤드 내에 삽입되는 선단부(241a)와, 덮개(231)에 고정되는 플랜지(241b)를 갖는다.
선단부(241a)는 기둥 형상이며, 예를 들어 원기둥 형상으로 구성된다. 원기둥의 측면에는, 분산 구멍이 형성되어 있다. 후술하는 챔버의 가스 공급부(공급계)로부터 공급되는 가스는, 선단부(241a)를 통해서 버퍼 공간(232)에 공급된다.
샤워 헤드(230)는, 가스를 분산시키기 위한 제2 분산 기구로서의 분산판(234)을 구비하고 있다. 이 분산판(234)의 상류측이 버퍼 공간(232)이며, 하류측이 처리 공간(205)이다. 분산판(234)에는, 복수의 관통 구멍(234a)이 형성되어 있다. 분산판(234)은, 기판 적재면(211)과 대향하도록 배치되어 있다.
덮개(231)에는, 샤워 헤드(230)를 가열하는 샤워 헤드 가열부(231b)가 설치된다. 샤워 헤드 가열부(231b)는, 버퍼 공간(232)에 공급된 가스가 재액화하지 않는 온도로 가열한다. 예를 들어, 100℃ 정도로 가열하도록 제어된다.
분산판(234)은, 예를 들어 원반 형상으로 구성된다. 관통 구멍(234a)은, 분산판(234)의 전체면에 걸쳐 설치되어 있다. 인접하는 관통 구멍(234a)은, 예를 들어 등거리로 배치되어 있다. 또한, 최외주에 배치된 관통 구멍(234a)은 기판 적재대(212) 상에 적재된 웨이퍼의 외주보다도 외측에 배치된다.
또한, 샤워 헤드(230)는, 제1 분산 기구(241)로부터 공급되는 가스를 분산판(234)까지 안내하는 가스 가이드(235)를 갖는다. 가스 가이드(235)는, 분산판(234)을 향함에 따라서 직경이 넓어지는 형상이며, 가스 가이드(235)의 내측이 뿔체 형상(예를 들어 원추 형상. 추상이라고도 칭함)으로 되어 있다. 가스 가이드(235)는, 그 하단이, 분산판(234)의 가장 외주측에 형성되는 관통 구멍(234a)보다도 더 외주측에 위치하도록 형성된다.
샤워 헤드(230)의 지지 블록(233)은, 상부 용기(202a)가 갖는 플랜지 상에 적재되어 고정된다. 또한, 분산판(234)은, 지지 블록(233)이 갖는 플랜지(233a) 상에 적재되어 고정된다. 또한, 덮개(231)는, 지지 블록(233)의 상면에 고정된다. 이러한 구조로 함으로써, 상방으로부터, 덮개(231), 분산판(234), 지지 블록(233)의 순서대로 제거하는 것이 가능하게 된다.
(가스 공급계)
샤워 헤드(230)의 덮개(231)에 형성된 가스 도입 구멍(231a)에는, 챔버측의 가스 공급관이기도 한 제1 분산 기구(241)가 접속되어 있다. 제1 분산 기구(241)에는, 공통 가스 공급관(242)이 접속되어 있다. 제1 분산 기구(241)에는, 플랜지가 설치되고, 나사 등에 의해 덮개(231)에 고정됨과 함께, 공통 가스 공급관(242)의 플랜지에 고정된다.
제1 분산 기구(241)와 공통 가스 공급관(242)은, 관의 내부에서 연통하고 있다. 이에 의해, 공통 가스 공급관(242)으로부터 공급되는 가스가, 제1 분산 기구(241), 가스 도입 구멍(231a)을 통해서, 샤워 헤드(230) 내에 공급되도록 되어 있다.
공통 가스 공급관(242)에는, 제1 가스 공급관(243a), 제2 가스 공급관(244a), 제3 가스 공급관(245a)이 접속되어 있다. 제2 가스 공급관(244a)은, 상세를 후술하는 바와 같이 가스를 여기해서 플라스마 상태로 하는 플라스마 생성부로서의 리모트 플라스마 유닛(RPU)(244e)을 통해서, 공통 가스 공급관(242)에 접속된다.
제1 가스 공급관(243a)을 포함하는 제1 가스 공급계(243)로부터는 주로 처리 가스의 하나(이하, 「제1 처리 가스」라고 함)가 공급되고, 제2 가스 공급관(244a)을 포함하는 제2 가스 공급계(244)로부터는 주로 처리 가스의 다른 하나(이하, 「제2 처리 가스」라고 함)가 공급된다. 제3 가스 공급관(245a)을 포함하는 제3 가스 공급계(245)로부터는, 예를 들어 불활성 가스가 공급된다.
(제1 가스 공급계)
제1 가스 공급관(243a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제1 가스 공급원(243b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(243c), 및 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치되어 있다. 그리고, 제1 가스 공급관(243a)으로부터는, 제1 처리 가스가, MFC(243c), 밸브(243d), 공통 가스 공급관(242)을 통해서 샤워 헤드(230)에 공급된다.
제1 처리 가스는, 제1 원소를 함유하는 원료 가스이다. 여기서, 제1 원소는, 예를 들어 실리콘(Si)이다. 즉, 제1 원소 함유 가스는, 예를 들어 실리콘 함유 가스이다. 구체적으로는, 실리콘 함유 가스로서는, 예를 들어 디클로로실란(Dichlorosilane(SiH2Cl2): DCS) 가스를 사용할 수 있다. 또한, 제1 원소 함유 가스는, 상온 상압에서 고체, 액체 또는 기체 중 어느 것이어도 된다. 제1 원소 함유 가스가 상온 상압에서 액체인 경우에는, 제1 가스 공급원(243b)과 MFC(243c)의 사이에, 도시하지 않은 기화기를 설치하면 된다. 여기에서는 기체로서 설명한다.
주로, 제1 가스 공급관(243a), MFC(243c), 밸브(243d)에 의해, 제1 가스 공급계(243)(이하, 「실리콘 함유 가스 공급계」라고도 함)가 구성된다. 또한, 제1 가스 공급원(243b), 공통 가스 공급관(242)을, 제1 가스 공급계(243)에 포함해서 생각해도 된다.
(제1 불활성 가스 공급계)
제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d)보다도 하류측에는, 제1 불활성 가스 공급관(246a)의 하류단이 접속되어 있다. 제1 불활성 가스 공급관(246a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(246b), MFC(246c) 및 밸브(246d)가 설치되어 있다. 그리고, 제1 불활성 가스 공급관(246a)으로부터는, 불활성 가스가, MFC(246c), 밸브(246d), 제1 가스 공급관(243a), 공통 가스 공급관(242)을 통해서, 샤워 헤드(230)에 공급된다.
여기서, 불활성 가스는, 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 작용하는 것이다. 구체적으로는, 예를 들어 질소(N2) 가스를 사용할 수 있다.
주로, 제1 불활성 가스 공급관(246a), MFC(246c), 밸브(246d)에 의해, 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한, 불활성 가스 공급원(246b), 제1 가스 공급관(243a)을, 제1 불활성 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다.
또한, 제1 불활성 가스 공급계에 대해서는, 제1 가스 공급계(243)에 포함해서 생각해도 된다.
(제2 가스 공급계)
제2 가스 공급관(244a)에는, 하류에 RPU(244e)가 설치되어 있다. 상류에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제2 가스 공급원(244b), MFC(244c) 및 밸브(244d)가 설치되어 있다. 그리고, 제2 가스 공급관(244a)으로부터는, 제2 처리 가스가, MFC(244c), 밸브(244d), RPU(244e), 공통 가스 공급관(242)을 통해서, 샤워 헤드(230) 내에 공급된다. 제2 처리 가스는, RPU(244e)에 의해 플라스마 상태로 되어 활성종이 되어, 웨이퍼(200) 상에 조사된다.
제2 처리 가스는, 제1 원소와는 상이한 제2 원소를 함유하는 가스이다. 여기서, 제2 원소는, 예를 들어 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나이다. 본 실시 형태에서, 제2 원소 함유 가스는, 예를 들어 질소 함유 가스인 것으로 한다. 구체적으로는, 질소 함유 가스로서는, 암모니아(NH3) 가스가 사용된다. 또한, 제2 원소 함유 가스인 제2 처리 가스에 대해서는, 반응 가스 또는 개질 가스로서 생각해도 된다.
주로, 제2 가스 공급관(244a), MFC(244c), 밸브(244d)에 의해, 제2 가스 공급계(이하, 「질소 함유 가스 공급계」라고도 함)(244)가 구성된다. 또한, 제2 가스 공급원(244b), RPU(244e), 공통 가스 공급관(242)을, 제2 가스 공급계(244)에 포함해서 생각해도 된다.
(활성 보조 가스 공급계)
제2 가스 공급관(244a)의 밸브(244d)보다도 하류측에는, 활성 보조 가스 공급관(247a)의 하류단이 접속되어 있다. 활성 보조 가스 공급관(247a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 활성 보조 가스 공급원(247b), MFC(247c) 및 밸브(247d)가 설치되어 있다. 그리고, 활성 보조 가스 공급관(247a)으로부터는, 활성 보조 가스가, MFC(247c), 밸브(247d), 제2 가스 공급관(244a), RPU(244e)를 통해서, 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
활성 보조 가스는, 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 작용하는 것이며, 나아가 활성종의 실활을 억제하는 가스이다. 구체적으로는, 예를 들어 Ar 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 또한, 제18족 원소를 함유하는 것이라면, Ar 가스 이외에, 예를 들어 He 가스, Ne 가스 등을 사용해도 된다.
주로, 활성 보조 가스 공급관(247a), MFC(247c), 밸브(247d)에 의해, 활성 보조 가스 공급계가 구성된다. 또한, 활성 보조 가스 공급원(247b), RPU(244e), 제2 가스 공급관(244a)을, 활성 보조 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다.
또한, 활성 보조 가스 공급계에 대해서는, 제2 가스 공급계(244)에 포함해서 생각해도 된다.
(제3 가스 공급계)
제3 가스 공급관(245a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제3 가스 공급원(245b), MFC(245c) 및 밸브(245d)가 설치되어 있다. 그리고, 제3 가스 공급관(245a)으로부터는, 퍼지 가스로서의 불활성 가스가, MFC(245c), 밸브(245d), 공통 가스 공급관(242)을 통해서, 샤워 헤드(230)에 공급된다.
여기서, 불활성 가스는, 챔버(202) 내 및 샤워 헤드(230) 내에 고인 가스를 퍼지하는 퍼지 가스로서 작용하는 것이다. 구체적으로는, 예를 들어 N2 가스를 사용할 수 있다.
주로, 제3 가스 공급관(245a), MFC(245c), 밸브(245d)에 의해, 제3 가스 공급계(245)가 구성된다. 또한, 제3 가스 공급원(245b), 공통 가스 공급관(242)을, 제3 가스 공급계(245)에 포함해서 생각해도 된다.
여기에서는, 제3 가스 공급계(245)가 퍼지 가스로서의 불활성 가스를 공급하는 경우를 예로 들었지만, 제3 가스 공급계(245)로부터는, 챔버(202) 내 및 샤워 헤드(230) 내에 부착된 부생성물 등을 제거하는 클리닝 가스를 공급하도록 해도 된다. 클리닝 가스로서는, 예를 들어 삼불화질소(NF3) 가스를 사용할 수 있다. 또한, NF3 가스 이외에, 예를 들어 불화수소(HF) 가스, 삼불화염소(ClF3) 가스, 불소(F2) 가스 등을 사용해도 되고, 또한 이들을 조합해서 사용해도 된다.
(배기계)
챔버(202)의 분위기를 배기하는 배기계는, 챔버(202)에 접속된 복수의 배기관을 갖는다. 구체적으로는, 버퍼 공간(232)에 접속되는 배기관(제1 배기관)(263)과, 처리 공간(205)에 접속되는 배기관(제2 배기관)(262)과, 반송 공간(206)에 접속되는 배기관(제3 배기관)(261)을 갖는다. 또한, 각 배기관(261, 262, 263)의 하류측에는, 배기관(제4 배기관)(264)이 접속된다.
배기관(261)은, 하부 용기(202b)의 측면 또는 저면에 접속하도록 설치된다. 배기관(261)에는, 펌프(265)(TMP: Turbo Morecular Pump)가 설치된다. 배기관(261)에 있어서, 펌프(265)의 상류측에는, 반송 공간용 제1 배기 밸브로서의 밸브(266)가 설치된다.
배기관(262)은, 상부 용기(202a)이며, 처리 공간(205)의 측방에 접속하도록 설치된다. 배기관(262)에는, 처리 공간(205) 내를 소정의 압력으로 제어하는 압력 제어기인 APC(Auto Pressure Controller)(276)가 설치된다. APC(276)는, 개방도 조정 가능한 밸브체(도시하지 않음)를 갖고, 후술하는 컨트롤러(280)로부터의 지시에 따라서 배기관(262)의 컨덕턴스를 조정한다. 또한, 배기관(262)에 있어서, APC(276)의 상류측에는, 밸브(275)가 설치된다. 배기관(262), 밸브(275), APC(276)를 통합해서 처리 공간 배기부라 칭한다.
배기관(263)은, 버퍼 공간(232)에 연통하도록, 샤워 헤드(230)에 접속된다. 배기관(263)은, 높이 방향에 있어서, 분산 구멍(234a)과 가스 가이드(235)의 하단의 사이에 접속된다. 배기관(263)에는 밸브(279)가 구비된다. 배기관(263), 밸브(279)를 통합해서 샤워 헤드 배기부라 칭한다.
배기관(264)에는, DP(Dry Pump. 드라이 펌프)(278)가 설치된다. 도시한 바와 같이, 배기관(264)에는, 그 상류측으로부터 배기관(263), 배기관(262), 배기관(261)이 접속되고, 또한 그것들의 하류에 DP(278)가 설치된다. DP(278)는, 배기관(262), 배기관(263), 배기관(261) 각각을 통해서 버퍼 공간(232), 처리 공간(205) 및 반송 공간(206) 각각의 분위기를 배기한다. 또한, DP(278)는, TMP(265)가 동작할 때, 그 보조 펌프로서도 기능한다. 즉, 고진공(또는 초고진공) 펌프인 TMP(265)는, 대기압까지의 배기를 단독으로 행하는 것은 곤란하기 때문에, 대기압까지의 배기를 행하는 보조 펌프로서 DP(278)가 사용된다. 상기 배기계의 각 밸브에는, 예를 들어 에어 벨브가 사용된다.
(컨트롤러)
기판 처리 장치(100)는, 기판 처리 장치(100)의 각 부의 동작을 제어하는 제어부로서의 컨트롤러(280)를 갖고 있다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 컨트롤러의 구성예를 모식적으로 도시하는 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(280)는, CPU(Central Processing Unit)(280a), RAM(Random Access Memory)(280b), 기억부(280c), 송수신부(280d)를 적어도 가진 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(280b), 기억부(280c), 송수신부(280d)는, 내부 버스(280e)를 통해서, CPU(280a)와 데이터 교환 가능하게 구성되어 있다.
또한, 컨트롤러(280)는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(281), 외부 기억 장치(282)가 접속 가능하게 구성되어 있다. 입출력 장치(281)로부터는, 컨트롤러(280)에 대하여 정보 입력을 행할 수 있다. 또한, 입출력 장치(281)는, 컨트롤러(280)의 제어에 따라서 정보의 표시 출력을 행하도록 되어 있다. 또한, 컨트롤러(280)에는, 수신부(283)를 통해서 네트워크가 접속 가능하게 구성되어 있다. 이것은, 컨트롤러(280)가 네트워크(8) 상에 존재하는 호스트 컴퓨터 등의 상위 장치(270)와도 접속 가능한 것을 의미한다.
기억부(280c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억부(280c) 내에는, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피, 웨이퍼(200)에의 처리에 사용하는 프로세스 레시피를 설정할 때까지의 과정에서 발생하는 연산 데이터나 처리 데이터 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피는, 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(280)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 프로그램이라는 용어를 사용한 경우에는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(280b)은, CPU(280a)에 의해 판독된 프로그램, 연산 데이터, 처리 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
송수신부(280d)에는, MFC(243c 내지 247c), 밸브(243d 내지 247d), RPU(244e) 등을 비롯한 기판 처리 장치(100)의 각 구성이 접속되어 있다. 또한, CPU(280a)는, 기억부(280c)로부터 프로그램을 판독해서 실행하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 컨트롤러(280)는, 상위 장치(270)나 입출력 장치(281)를 조작하는 조작자로부터의 지시에 따라서 CPU(280a)가 프로그램을 판독하고, 그 내용에 따라 기판 처리 장치(100)의 각 구성의 동작을 제어한다.
또한, 컨트롤러(280)는, 전용의 컴퓨터로서 구성해도 되고, 범용의 컴퓨터로서 구성해도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리(USB Flash Drive)나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(282)를 준비하여, 외부 기억 장치(282)를 사용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨함으로써, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(280)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(282)를 통해서 공급하는 경우에 제한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해도 되고, 상위 장치(270)로부터 수신부(283)를 통해서 정보를 수신하여, 외부 기억 장치(282)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 키보드나 터치 패널 등의 입출력 장치(281)를 사용하여, 컨트롤러(280)에 지시를 해도 된다.
컨트롤러(280)에 있어서의 기억부(280c) 및 컨트롤러(280)에 접속 가능한 외부 기억 장치(282)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 기록 매체라는 용어를 사용한 경우에는, 기억부(280c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(282) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정의 개요
이어서, 기판 처리 장치(100)를 사용해서 웨이퍼(200)에 대한 소정 처리를 행하는 기판 처리 공정에 대해서, 그 개요를 설명한다. 여기에서는, 기판 처리 공정으로서, 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 경우를 예로 든다. 또한, 이하의 설명에서, 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(280)에 의해 제어된다.
(기판 반입·적재 공정)
기판 반입·적재 공정을 설명한다.
기판 처리 공정 시에는, 우선, 웨이퍼(200)를 처리 공간(205)에 반입시킨다. 구체적으로는, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)를 하강시켜, 리프트 핀(207)을 관통 구멍(214)으로부터 기판 지지부(210)의 상면측에 돌출시킨 상태로 한다. 또한, 처리 공간(205) 내 및 반송 공간(206) 내를 소정의 압력으로 압력 조절한 후, 게이트 밸브(149)를 개방하고, 게이트 밸브(149)로부터 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 적재시킨다. 웨이퍼(200)를 리프트 핀(207) 상에 적재시킨 후, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)를 소정의 위치까지 상승시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207) 상에서 기판 지지부(210) 상으로 이동 탑재되어, 기판 적재대(212)의 기판 적재면(211) 상에 적재되게 된다. 즉, 웨이퍼(200)는, 상술한 처리 공간(205) 내의 처리 위치(기판 처리 포지션)에 위치하게 된다.
(감압·승온 공정)
계속해서, 감압·승온 공정을 설명한다.
처리 공간(205) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록, 배기관(262)을 통해서 처리 공간(205) 내를 배기한다. 이때, 도시하지 않은 압력 센서가 측정한 압력값에 기초하여, APC(276)의 밸브 개방도를 피드백 제어한다. 이에 의해, 처리 공간(205)의 압력을, 예를 들어 10-5 내지 10-1Pa의 고진공으로 유지한다. 또한, 도시하지 않은 온도 센서가 검출한 온도 값에 기초하여, 처리 공간(205) 내가 원하는 온도로 되도록, 히터(213)에의 통전량을 피드백 제어한다. 구체적으로는, 기판 적재대(212)를 미리 가열해 두고, 웨이퍼(200) 또는 기판 적재대(212)의 온도 변화가 없어지고 나서 일정 시간 방치한다. 웨이퍼(200)의 온도는, 예를 들어 실온 이상 800℃ 이하이며, 바람직하게는 실온 이상이며 500℃ 이하이다. 그 동안에, 처리 공간(205) 내에 잔류하고 있는 수분 또는 부재로부터의 탈가스 등을 진공 배기나 N2 가스의 공급에 의한 퍼지에 의해 제거한다. 이것으로 성막 공정 전의 준비가 완료되게 된다.
(성막 공정)
성막 공정을 설명한다.
처리 공간(201) 내의 처리 위치에 웨이퍼(200)를 위치시키면, 계속해서, 기판 처리 장치(100)에서는, 성막 공정을 행한다. 성막 공정은, 서로 다른 처리 가스인 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)와 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)를 교대로 공급하는 공정을 반복하는 교대 공급 처리를 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 공정이다. 또한, 성막 공정에 대해서는, 그 상세를 후술한다.
(기판 반출 공정)
기판 반출 공정을 설명한다.
성막 공정의 종료 후, 계속해서, 기판 처리 장치(100)에서는, 기판 반출 공정을 행하여, 웨이퍼(200)를 처리 공간(205)으로부터 반출시킨다. 구체적으로는, 챔버(202) 내를 웨이퍼(200)가 반출 가능 온도까지 강온시키고, 처리 공간(205) 내를 불활성 가스로서의 N2 가스로 퍼지하여, 챔버(202) 내가 반송 가능한 압력으로 압력 조절된다. 압력 조절 후, 승강 기구(218)에 의해 기판 지지부(210)를 하강시켜, 기판 적재대(212)의 표면으로부터 돌출시킨 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 지지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(200)는, 처리 위치에서 반송 위치로 이동한다. 그리고, 웨이퍼(200)가 리프트 핀(207) 상에 적재된 후, 게이트 밸브(149)를 개방하고, 웨이퍼(200)가 챔버(202)의 밖으로 반출된다.
(3) 성막 공정의 기본적인 수순
이어서, 상술한 기판 처리 공정 중 성막 공정에 대해서, 기본적인 수순을 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 기본적인 수순을 나타내는 흐름도이다.
성막 공정에서는, 웨이퍼(200)를 기판 처리 온도로 승온한 후, 웨이퍼(200)를 소정 온도로 유지하면서 가열 처리를 수반하는 박막 형성 처리를 행한다. 즉, 성막 공정에서는, 공통 가스 공급관(242) 및 샤워 헤드(230)를 통해서, 처리 공간(205) 내에 배치되어 있는 웨이퍼(200)의 표면(처리면)을 향하여 처리 가스를 샤워 형상으로 공급함으로써, 웨이퍼(200)의 표면 상에 박막을 형성하는 처리를 행한다.
이때, 처리 공간(205) 내의 웨이퍼(200)에 대해서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)의 공급과 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)의 공급을 교대로 반복하는 교대 공급 처리를 행한다. 이하, 성막 공정에서, 제1 처리 가스로서 DCS 가스를 사용하고, 제2 처리 가스로서 NH3 가스를 사용하여, 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 실리콘 질화(SiN)막을 형성하는 경우를 예로 든다.
(제1 처리 가스 공급 공정: S202)
제1 처리 가스 공급 공정(S202)을 설명한다.
성막 공정 시에는, 우선, 제1 가스 공급계(243)로부터 처리 공간(205) 내에 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)로서의 DCS 가스를 공급한다. 또한, 이때, DCS 가스의 캐리어 가스(예를 들어, N2 가스)를 제1 불활성 가스 공급관(246a)으로부터 처리 공간(205) 내에 공급한다.
처리 공간(205) 내에 공급된 DCS 가스는, 웨이퍼 처리 위치에 있는 웨이퍼(200)의 면 상에 도달한다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에는, DCS 가스가 접촉함으로써 「제1 원소 함유층」으로서의 실리콘 함유층이 형성된다. 실리콘 함유층이란, 실리콘(Si) 또는 실리콘과 염소(Cl)를 포함하는 층이다. 실리콘 함유층은, 예를 들어 챔버(202) 내의 압력, DCS 가스의 유량, 기판 적재대(212)의 온도, 처리 공간(205)의 통과에 걸리는 시간 등에 따라, 소정의 두께 및 소정의 분포로 형성된다. 또한, 웨이퍼(200) 상에는, 미리 소정의 막이 형성되어 있어도 된다. 또한, 웨이퍼(200) 또는 소정의 막에는 미리 소정의 패턴이 형성되어 있어도 된다.
DCS 가스의 공급을 개시하고 나서 소정 시간 경과 후, 밸브(243d)를 폐쇄하고, DCS 가스의 공급을 정지한다. 또한, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서는, 밸브(275)가 개방으로 되어, APC(276)에 의해 처리 공간(205)의 압력이 소정의 압력으로 되도록 제어된다. 또한, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서, 밸브(275) 이외의 배기계의 밸브는 모두 폐쇄가 된다.
이상과 같은 제1 처리 가스 공급 공정(S202)은, 본 발명에 따른 「제1 공정」의 일 구체예에 상당한다.
(퍼지 공정: S204)
퍼지 공정(S204)을 설명한다.
제1 처리 가스 공급 공정(S202) 후에는, 이어서, 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2 가스를 공급하여, 샤워 헤드(230) 및 처리 공간(205)의 퍼지를 행한다. 이때도, 밸브(275)는 개방으로 되어 APC(276)에 의해 처리 공간(205)의 압력이 소정의 압력으로 되도록 제어된다. 한편, 밸브(275) 이외의 배기계의 밸브는 모두 폐쇄로 된다. 이에 의해, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 웨이퍼(200)에 결합할 수 없었던 DCS 가스는, DP(278)에 의해, 배기관(262)을 통해서 처리 공간(205)으로부터 제거된다.
이어서, 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2 가스를 공급하여, 샤워 헤드(230)의 퍼지를 행한다. 이때는, 밸브(275)가 폐쇄로 되는 한편, 밸브(279)가 개방으로 된다. 다른 배기계의 밸브는 폐쇄 상태 그대로이다. 즉, 샤워 헤드(230)의 퍼지를 행할 때는, 처리 공간(205)과 APC(276)의 사이를 차단함과 함께, APC(276)과 배기관(264)의 사이를 차단하여, APC(276)에 의한 압력 제어를 정지한다. 한편, 버퍼 공간(232)과 DP(278)의 사이를 연통한다. 이에 의해, 샤워 헤드(230)(버퍼 공간(232)) 내에 잔류한 DCS 가스는, 배기관(263)을 통해서, DP(278)에 의해 샤워 헤드(230)로부터 배기된다.
샤워 헤드(230)의 퍼지가 종료되면, 밸브(275)를 개방으로 해서 APC(276)에 의한 압력 제어를 재개함과 함께, 밸브(279)를 폐쇄로 해서 샤워 헤드(230)와 배기관(264)의 사이를 차단한다. 다른 배기계의 밸브는 폐쇄 상태 그대로이다. 이때도 제3 가스 공급관(245a)으로부터의 N2 가스의 공급은 계속되어, 샤워 헤드(230) 및 처리 공간(205)의 퍼지가 계속된다. 또한, 퍼지 공정(S204)에서, 배기관(262)을 통한 퍼지의 전후로 배기관(263)을 통한 퍼지를 행하도록 했지만, 배기관(262)을 통한 퍼지만이어도 된다. 또한, 배기관(262)을 통한 퍼지와 배기관(263)을 통한 퍼지를 동시에 행하도록 해도 된다.
(제2 처리 가스 공급 공정: S206)
제2 처리 가스 공급 공정(S206)을 설명한다.
퍼지 공정(S204) 후에는, 이어서, 제2 가스 공급계(244)로부터 처리 공간(205) 내에 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)로서의 NH3 가스를 공급한다. 또한, 이때, NH3 가스의 캐리어 가스(예를 들어, Ar 가스)를 활성 보조 가스 공급관(247a)으로부터 처리 공간(205) 내에 공급한다.
이들 NH3 가스 및 Ar 가스는, RPU(244e)에 의해 플라스마 상태로 되어, 웨이퍼 처리 위치에 있는 웨이퍼(200)의 면 상에 조사된다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 면 상에서는, 이미 형성되어 있는 실리콘 함유층이 개질되어, 예를 들어 Si 원소 및 N 원소를 함유하는 층인 SiN막이 형성된다.
그리고, 소정 시간의 경과 후, 밸브(244d)를 폐쇄하고, NH3 가스의 공급을 정지한다. 또한, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서도, 상술한 제1 처리 가스 공급 공정(S202)과 마찬가지로, 밸브(275)가 개방으로 되어, APC(276)에 의해 처리 공간(205)의 압력이 소정의 압력으로 되도록 제어된다. 또한, 밸브(275) 이외의 배기계의 밸브는 모두 폐쇄로 된다.
이상과 같은 제2 처리 가스 공급 공정(S206)은, 본 발명에 따른 「제2 공정」의 일 구체예에 상당한다.
(퍼지 공정: S208)
퍼지 공정(S208)을 설명한다.
제2 처리 가스 공급 공정(S206) 후에, 퍼지 공정(S208)을 실행한다. 퍼지 공정(S208)에서의 각 부의 동작은, 상술한 퍼지 공정(S204)의 경우와 마찬가지이므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
(판정 공정: S210)
판정 공정(S210)을 설명한다.
퍼지 공정(S208)을 종료하면, 계속해서, 컨트롤러(280)는, 상술한 일련의 처리(S202 내지 S208)를 하나의 사이클로 하고, 그 1 사이클을 소정 횟수(n cycle) 실시했는지 여부를 판정한다. 그리고, 소정 횟수 실시하지 않았으면, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)부터 퍼지 공정(S208)까지의 1 사이클을 반복한다. 한편, 소정 횟수 실시했을 때는, 성막 공정을 종료한다.
이와 같이, 성막 공정에서는, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)부터 퍼지 공정(S208)까지의 각 공정을 순차 행함으로써, 웨이퍼(200)의 면 상에 소정의 두께의 SiN막이 퇴적된다. 그리고, 이들 각 공정을 1 사이클로 하고, 그 1 사이클을 소정 횟수 반복함으로써, 웨이퍼(200)의 면 상에 형성되는 SiN막이 원하는 막 두께로 제어된다.
(4) 성막 공정에서의 특징적인 처리
이어서, 본 실시 형태에 따른 성막 공정에서의 특징적인 처리에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 성막 공정에서는, 상술한 바와 같이, 웨이퍼 처리 위치에 있는 웨이퍼(200)에 대하여 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서의 DCS 가스의 공급과 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서의 NH3 가스의 플라스마의 공급을 반복함으로써, 원하는 막 두께의 SiN막을 형성한다. 이러한 성막 공정에서, SiN막의 형성을 양호하게 행하는 데 있어서는, 플라스마의 활성종(라디칼)의 실활을 억제할 필요가 있다.
그런데, 처리 대상이 되는 웨이퍼(200)에는, 미리 소정의 패턴이 형성된 것이 있을 수 있다. 구체적으로는, 깊은 홈 또는 깊은 구멍과 같은 3D(three-dimensions) 구조를 가진 웨이퍼(200)가 처리 대상으로 되는 경우가 있다. 이러한 웨이퍼(200)가 처리 대상으로 될 경우에는, 그 웨이퍼(200)에 3D 구조화가 진행됨에 따라서, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내에 대하여, 플라스마의 여기 상태를 유지한 채 도달시키는 것이 곤란해질 우려가 있다. 특히, 고압 조건 하에서는, 라디칼의 실활이 현저해질 것으로 추정된다. 3D 구조에서의 깊은 홈 또는 깊은 구멍의 저부에 도달하기 전에 플라스마의 라디칼이 실활해버리면, 그 저부에 대한 막 형성을 양호하게 행할 수 없고, 그 결과로서 형성 막 두께가 부족한 경우가 일어날 수 있다.
본 실시 형태에 따른 성막 공정에서는, 예를 들어 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)라도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내에 대하여 실활을 억제하면서 여기 상태의 플라스마를 도달시키기 위해, 이하에 설명하는 패턴의 처리를 행하도록 되어 있다.
(제1 처리 패턴)
우선, 제1 처리 패턴에 대해서 설명한다.
도 4는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 제1 처리 패턴의 예를 나타내는 차트 도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 처리 패턴에서는, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서, 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)로서의 DCS 가스를 공급함과 함께, 그 DCS 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스인 N2 가스를 공급한다. 그리고, 퍼지 공정(S204)에서 퍼지 가스로서 불활성 가스인 N2 가스의 공급을 거친 후에, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서, 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)로서의 NH3 가스를 공급함과 함께, 그 NH3 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스인 Ar 가스를 공급한다. 또한, 그 후, 퍼지 공정(S208)에서 퍼지 가스로서 불활성 가스인 N2 가스를 공급하고, 이들 각 공정을 1 사이클로 해서 소정 횟수 반복한다.
이와 같이, 제1 처리 패턴에 있어서, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서는 캐리어 가스로서 불활성 가스인 N2 가스를 공급하고, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서는 캐리어 가스로서 활성 보조 가스인 Ar 가스를 공급한다. 즉, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)과 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서, 공급하는 캐리어 가스종의 전환을 행한다.
캐리어 가스종의 전환을 행하는 것은, 이하의 이유 때문이다. Ar 라디칼은, 준안정 상태이며 수명이 길고, 나아가 리액턴트인 NH3 가스를 활성화시키는 성질을 갖는다. 따라서, N2 가스에서 Ar 가스로 캐리어 가스종의 전환을 행함으로써, 리액턴트인 NH3 가스의 플라스마 성분의 수명을 연장시키는 것이 가능하게 된다. NH3 가스의 플라스마 성분의 수명이 연장되면, 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)가 처리 대상이 되는 경우에도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지 여기 상태의 NH3 가스의 플라스마가 도달할 확률이 높아진다. 따라서, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부에 대해서도, SiN막의 형성 막 두께가 부족해져버리는 경우가 없다.
또한, 제1 처리 패턴에서는, 비교적 고가인 Ar 가스를 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서 한정적으로 사용하고, 다른 각 공정에서는 비교적 저렴한 N2 가스를 공급하도록 하고 있다. 이와 같이, 활성 보조 가스인 Ar 가스를 필요한 타이밍에만 한정적으로 사용함으로써, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지 NH3 가스의 플라스마가 도달하는 것을 가능하게 하면서, 성막 공정에서 필요한 총비용이 과대해져버리는 것을 억제하는 것도 가능하게 된다.
(제2 처리 패턴)
이어서, 제2 처리 패턴에 대해서 설명한다. 여기에서는, 주로, 상술한 제1 처리 패턴과의 상위점을 설명한다.
도 5는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 제2 처리 패턴의 예를 나타내는 차트 도이다.
제2 처리 패턴에서는, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서 캐리어 가스로서 활성 보조 가스인 Ar 가스를 공급할 때와, 기타 각 공정에서 불활성 가스인 N2 가스를 공급할 때, 처리 공간(205) 내의 압력을 상이하게 한다. 구체적으로는, N2 가스를 공급할 때의 압력인 제1 압력보다도, Ar 가스를 공급할 때의 압력인 제2 압력을 저압으로 한다.
이러한 압력 제어는, 예를 들어 제2 가스 공급계(244)에 의한 NH3 가스의 공급 볼륨과, 활성 보조 가스 공급계에 의한 Ar 가스의 공급 볼륨을, 각각 조정함으로써 행하는 것을 생각할 수 있다.
제2 처리 가스 공급 공정(S206)만 저압으로 하는 것을 제외하면, 제2 처리 패턴에서도, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상술한 제1 처리 패턴의 경우와 마찬가지의 처리를 행한다.
제2 처리 가스 공급 공정(S206)만 저압으로 하는 것은, 이하의 이유 때문이다. 일반적으로, 고압 조건 하에서는, 플라스마의 라디칼끼리 충돌할 가능성이 높아지고, 이에 의해 라디칼의 실활이 현저해질 것으로 추정된다. 이것을 근거로 해서, 웨이퍼(200)에 대하여 플라스마를 공급하는 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서는, 다른 각 공정보다도 처리 공간(205) 내를 저압으로 함으로써, 플라스마의 라디칼끼리의 충돌 확률을 낮게 한다. 라디칼끼리의 충돌 확률이 낮아지면, 리액턴트인 NH3 가스의 플라스마 성분의 실활을 억제하는 것이 가능하게 된다. NH3 가스의 플라스마 성분의 실활을 억제할 수 있으면, 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)가 처리 대상이 되는 경우에도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지 여기 상태의 NH3 가스의 플라스마가 도달할 확률이 높아진다. 따라서, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부에 대해서도, SiN막의 형성 막 두께가 부족해져버리는 경우가 없다.
(제3 처리 패턴)
이어서, 제3 처리 패턴에 대해서 설명한다. 여기에서는, 주로, 상술한 제2 처리 패턴과의 상위점을 설명한다.
도 6은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 행하여지는 성막 공정의 제3 처리 패턴의 예를 나타내는 차트 도이다.
제3 처리 패턴에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)로서의 NH3 가스와, 그 캐리어 가스로서의 활성 보조 가스인 Ar 가스에 대해서, 각각의 공급 타이밍이 상술한 제1 처리 패턴 또는 제2 처리 패턴의 경우와는 상이하다. 구체적으로는, 제3 처리 패턴에서는, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서, 플라스마 상태의 활성 보조 가스인 Ar 가스의 처리 공간(205)에의 공급을 개시한 후에, 플라스마 상태의 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)인 NH3 가스의 처리 공간(205)에의 공급을 개시한다. 즉, Ar 가스와 NH3 가스의 공급 타이밍에 대해서, 제1 처리 패턴 또는 제2 처리 패턴에서는 각각이 동일했지만, 제3 처리 패턴에서는, Ar 가스의 공급 후에 NH3 가스를 공급하는 것처럼, 각각의 공급 타이밍에 어긋남을 발생시킨다.
Ar 가스와 NH3 가스의 공급 타이밍에 어긋남을 발생시키는 것은, 이하의 이유 때문이다. Ar 라디칼은, 준안정 상태이며 수명이 길고, 나아가 리액턴트인 NH3 가스를 활성화시키는 성질을 갖는다. 따라서, 미리 플라스마 상태의 활성 보조 가스인 Ar 가스의 공급을 개시하여, 처리 공간(205) 내를 플라스마 상태의 Ar 가스 분위기로 해 둠으로써, 그 후에 공급되는 리액턴트인 NH3 가스의 플라스마 성분의 수명을 연장시키는 것이 가능하게 된다. NH3 가스의 플라스마 성분의 수명이 연장되면, 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)가 처리 대상이 되는 경우에도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지, 여기 상태의 NH3 가스의 플라스마가 도달할 확률이 높아진다. 따라서, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부에 대해서도, SiN막의 형성 막 두께가 부족해져버리는 경우가 없다.
이러한 공급 타이밍의 어긋남을 발생시키는 것을 제외하면, 제3 처리 패턴에서도, 예를 들어 상술한 제2 처리 패턴의 경우와 마찬가지의 처리를 행한다. 또한, 제3 처리 패턴에서는, 제2 처리 패턴의 경우와 마찬가지로 제2 처리 가스 공급 공정(S206)만 저압으로 하는 경우를 예로 들고 있지만(도 6 참조), 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제3 처리 패턴에서도, 제1 처리 패턴의 경우, 각 공정에서 처리 공간(205) 내의 압력을 상이하지 않게 해도 상관없다.
(5) 본 실시 형태의 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에서, 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)를 공급하는 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서는 캐리어 가스로서 불활성 가스(예를 들어, N2 가스)를 사용하는 한편, 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)의 플라스마를 공급하는 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서는 캐리어 가스로서 활성 보조 가스(예를 들어, Ar 가스)를 사용한다. 즉, 적어도 플라스마 조사를 행하는 공정에서는 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하도록, 공급하는 캐리어 가스종의 전환을 행한다.
이러한 캐리어 가스종의 전환을 행함으로써, 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 활성 보조 가스에서의 제18족 원소(예를 들어, Ar)의 라디칼은, 준안정 상태이며 수명이 길고, 나아가 반응 가스 또는 개질 가스로서 기능하는 제2 처리 가스(예를 들어, NH3 가스)를 활성화시키는 성질을 갖는다. 따라서, 불활성 가스에서 활성 보조 가스로 캐리어 가스종의 전환을 행함으로써, 제2 처리 가스의 플라스마 성분의 수명을 연장시키는 것이 가능하게 된다. 제2 처리 가스의 플라스마 성분의 수명이 연장되면, 예를 들어 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)가 처리 대상이 되는 경우에도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지 여기 상태의 제2 처리 가스의 플라스마가 도달할 확률이 높아진다. 따라서, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부에 대해서도, 성막 공정에서 형성하는 막(예를 들어, SiN막)의 막 두께가 부족해져버리는 경우가 없고, 그 결과로서 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
게다가, 본 실시 형태에서는, 비교적 고가의 활성 보조 가스를 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서 한정적으로 사용하고, 다른 각 공정에서는 비교적 저렴한 불활성 가스를 공급한다. 이와 같이, 활성 보조 가스를 필요한 타이밍에만 한정적으로 사용함으로써, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지 제2 처리 가스의 플라스마가 도달하는 것을 가능하게 하면서, 성막 공정에서 필요한 총비용이 과대해져버리는 것을 억제하는 것도 가능하게 된다. 이 점에서도, 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 데 있어서 유용한 것이 된다.
(b) 본 실시 형태에서는, 불활성 가스로서 N2 가스를 사용하고, 활성 보조 가스로서 Ar 가스를 사용하여, 이들 N2 가스와 Ar 가스의 사이에서 가스종의 전환을 행한다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 이들 가스를 캐리어 가스로서 기능시키면서(즉, 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스에 의한 처리에 악영향이 미치는 것을 피하면서), 상술한 가스종 전환에 의한 효과를 확실한 것으로 할 수 있다.
(c) 본 실시 형태에서는, 플라스마 조사를 행하는 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에 대해서, 처리 공간(205) 내를 타 공정보다도 저압으로 한 상태에서, 제2 처리 가스(예를 들어, NH3 가스)의 공급을 행한다. 이와 같이, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)만 저압으로 하면, 보다 한층 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
일반적으로, 고압 조건 하에서는, 플라스마의 라디칼끼리 충돌할 가능성이 높아지고, 이에 의해 라디칼의 실활이 현저해질 것으로 추정된다. 본 실시 형태에서는, 플라스마 조사를 행하는 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서, 다른 각 공정보다도 처리 공간(205) 내를 저압으로 함으로써, 플라스마의 라디칼끼리의 충돌 확률을 낮게 한다. 라디칼끼리의 충돌 확률이 낮아지면, 반응 가스 또는 개질 가스로서 기능하는 제2 처리 가스(예를 들어, NH3 가스)의 플라스마 성분의 실활을 억제하는 것이 가능하게 된다. 제2 처리 가스의 플라스마 성분의 실활을 억제할 수 있으면, 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)가 처리 대상이 되는 경우에도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지 여기 상태의 제2 처리 가스의 플라스마가 도달할 확률이 높아진다. 따라서, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부에 대해서도, 성막 공정에서 형성하는 막(예를 들어, SiN막)의 막 두께가 부족해져버리는 경우가 없고, 그 결과로서, 보다 한층 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
(d) 본 실시 형태에서는, 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서, 플라스마 상태의 활성 보조 가스(예를 들어, Ar 가스)의 처리 공간(205)에의 공급을 개시한 후에, 플라스마 상태의 제2 처리 가스(예를 들어, NH3 가스)의 처리 공간(205)에의 공급을 개시한다. 즉, 활성 보조 가스의 공급 후에 제2 처리 가스를 공급하는 식으로, 각각의 공급 타이밍에 어긋남을 발생시킨다.
이러한 공급 타이밍의 어긋남을 발생시킴으로써, 본 실시 형태에서는, 보다 한층 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 활성 보조 가스에서의 제18족 원소(예를 들어, Ar)의 라디칼은, 준안정 상태이며 수명이 길고, 나아가 반응 가스 또는 개질 가스로서 기능하는 제2 처리 가스(예를 들어, NH3 가스)를 활성화시키는 성질을 갖는다. 따라서, 미리 플라스마 상태의 활성 보조 가스의 공급을 개시하여, 처리 공간(205) 내를 플라스마 상태의 활성 보조 가스 분위기로 해 둠으로써, 그 후에 공급되는 제2 처리 가스의 플라스마 성분의 수명을 연장시키는 것이 가능하게 된다. 제2 처리 가스의 플라스마 성분의 수명이 연장되면, 3D 구조화가 진행된 웨이퍼(200)가 처리 대상이 되는 경우에도, 그 3D 구조에서의 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부까지, 여기 상태의 제2 처리 가스의 플라스마가 도달할 확률이 높아진다. 따라서, 깊은 홈 내 또는 깊은 구멍 내의 저부에 대해서도, 성막 공정에서 형성하는 막(예를 들어, SiN막)의 막 두께가 부족해져버리는 경우가 없고, 그 결과로서, 보다 한층 웨이퍼(200)에 대한 성막 공정에서의 처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
<다른 실시 형태>
이상으로, 본 발명의 일 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 개시가 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
상술한 실시 형태에서는, 기판 처리 공정의 일 공정인 성막 공정에서, 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)로서 DCS 가스를 사용하고, 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)로서 NH3 가스를 사용해서, 이들을 교대로 공급함으로써 웨이퍼(200) 상에 SiN막을 형성하는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 성막 처리에 사용하는 처리 가스는, DCS 가스나 NH3 가스 등에 한정되지 않고, 다른 종류의 가스를 사용해서 다른 종류의 박막을 형성해도 상관없다. 나아가, 3종류 이상의 처리 가스를 사용하는 경우이어도, 이들을 교대로 공급해서 성막 처리를 행하는 것이라면, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 제1 원소로서는, Si가 아니라, 예를 들어 Ti, Zr, Hf 등 다양한 원소여도 된다. 또한, 제2 원소로서는, N이 아니라, 예를 들어 O 등이어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 기판 처리 공정으로서, 주로, 웨이퍼 표면에의 박막 형성을 행하는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 상술한 실시 형태에서 예로 든 박막 형성 이외에, 상술한 실시 형태에서 예시한 박막 이외의 성막 처리에도 적용할 수 있다. 또한, 기판 처리의 구체적 내용은 상관 없으며, 성막 처리뿐만 아니라, 열처리(어닐 처리), 플라스마 처리, 확산 처리, 산화 처리, 질화 처리, 리소그래피 처리 등의 다른 기판 처리를 행하는 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 웨이퍼에 대한 처리를 행하는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 처리 대상이 되는 기판은, 웨이퍼에 한하지 않고, 포토마스크, 프린트 배선 기판, 액정 패널, 자기 디스크, 광 디스크 등이어도 된다.
<본 발명의 바람직한 양태>
이하에, 본 발명의 바람직한 양태에 대해서 부기한다.
[부기 1]
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 공정과,
상기 기판을 수용한 상태의 상기 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 공정,
을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
[부기 2]
바람직하게는,
상기 제1 공정과 상기 제2 공정을 반복하는 사이클릭 처리를 행하는, 부기 1에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
[부기 3]
바람직하게는,
상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 부기 1 또는 2에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
[부기 4]
바람직하게는,
상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
[부기 5]
바람직하게는,
상기 제2 공정에서는, 상기 처리 공간 내를 타 공정보다도 저압으로 해서, 상기 제2 처리 가스의 공급을 행하는, 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
[부기 6]
바람직하게는,
상기 제2 공정에서는, 플라스마 상태의 상기 활성 보조 가스의 상기 처리 공간에의 공급을 개시한 후에, 상기 제2 처리 가스의 상기 처리 공간에의 공급을 개시하는, 부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
[부기 7]
본 발명의 다른 일 형태에 의하면,
기판을 수용하는 처리 공간과,
상기 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급하는 제1 가스 공급계와,
상기 처리 공간에 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와,
상기 처리 공간에 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급계와,
상기 처리 공간에 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 공급하는 활성 보조 가스 공급계와,
상기 제2 처리 가스 또는 상기 활성 보조 가스의 적어도 한쪽을 여기해서 플라스마 상태로 하는 플라스마 생성부,
를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 8]
바람직하게는,
상기 제1 처리 가스의 공급 및 상기 제2 처리 가스의 공급을 사이클릭 처리로서 행하게 하도록, 상기 제1 가스 공급계, 상기 불활성 가스 공급계, 상기 제2 가스 공급계, 상기 활성 보조 가스 공급계 및 상기 플라스마 생성부에 대한 동작 제어를 행하는 제어부를 구비하는, 부기 7에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 9]
본 발명의 또 다른 일 형태에 의하면,
기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 수순과,
상기 기판을 수용한 상태의 상기 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 수순,
을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
[부기 10]
본 발명의 또 다른 일 형태에 의하면,
기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 수순과,
상기 기판을 수용한 상태의 상기 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 수순,
을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
100 : 기판 처리 장치 200 : 웨이퍼(기판)
202 : 챔버 205 : 처리 공간
210 : 기판 지지부 212 : 기판 적재대
230 : 샤워 헤드 231a : 가스 도입 구멍
241 : 제1 분산 기구 242 : 공통 가스 공급관
243 : 제1 가스 공급계 243a : 제1 가스 공급관
243b : 제1 가스 공급원 243c : 매스 플로우 컨트롤러(MFC)
243d : 밸브 244 : 제2 가스 공급계
244a : 제2 가스 공급관 244b : 제2 가스 공급원
244c : 매스 플로우 컨트롤러(MFC) 244d : 밸브
244e : 리모트 플라스마 유닛(RPU) 246a : 제1 불활성 가스 공급관
246b : 불활성 가스 공급원 246c : 매스 플로우 컨트롤러(MFC)
246d : 밸브 247a : 활성 보조 가스 공급관
247b : 활성 보조 가스 공급원 247c : 매스 플로우 컨트롤러(MFC)
247d : 밸브 280 : 컨트롤러

Claims (22)

  1. 기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 공정과,
    상기 기판을 수용한 상태의 상기 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 공정,
    을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공정에서는, 상기 처리 공간 내를 상기 제1 공정보다도 저압으로 해서, 상기 제2 처리 가스의 공급을 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 공정에서는, 플라스마 상태의 상기 활성 보조 가스의 상기 처리 공간에의 공급을 개시한 후에, 상기 제2 처리 가스의 상기 처리 공간에의 공급을 개시하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 공정과 상기 제2 공정을 반복하는 사이클릭 처리를 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공정에서는, 플라스마 상태의 상기 활성 보조 가스의 상기 처리 공간에의 공급을 개시한 후에, 상기 제2 처리 가스의 상기 처리 공간에의 공급을 개시하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 공정과 상기 제2 공정을 반복하는 사이클릭 처리를 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공정과 상기 제2 공정을 반복하는 사이클릭 처리를 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 원료 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 반응 가스 또는 개질 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2 가스이며,
    상기 활성 보조 가스는 Ar 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  21. 기판을 수용하는 처리 공간과,
    상기 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급하는 제1 가스 공급계와,
    상기 처리 공간에 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와,
    상기 처리 공간에 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급계와,
    상기 처리 공간에 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 공급하는 활성 보조 가스 공급계와,
    상기 제2 처리 가스 또는 상기 활성 보조 가스의 적어도 한쪽을 여기해서 플라스마 상태로 하는 플라스마 생성부,
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  22. 기판을 수용한 상태의 처리 공간에 제1 처리 가스를 공급함과 함께 상기 제1 처리 가스의 캐리어 가스로서 불활성 가스를 사용하는 제1 수순과,
    상기 기판을 수용한 상태의 상기 처리 공간에 제2 처리 가스의 플라스마를 공급함과 함께 상기 제2 처리 가스의 캐리어 가스로서 활성 보조 가스를 사용하는 제2 수순,
    을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한 기록 매체.
KR1020180110975A 2018-02-06 2018-09-17 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 KR20190095086A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-019245 2018-02-06
JP2018019245A JP6839672B2 (ja) 2018-02-06 2018-02-06 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190095086A true KR20190095086A (ko) 2019-08-14

Family

ID=67477017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180110975A KR20190095086A (ko) 2018-02-06 2018-09-17 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10714316B2 (ko)
JP (1) JP6839672B2 (ko)
KR (1) KR20190095086A (ko)
CN (1) CN110120331A (ko)
TW (1) TWI712086B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6560924B2 (ja) * 2015-07-29 2019-08-14 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
KR102316239B1 (ko) * 2019-10-17 2021-10-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR20210089079A (ko) * 2020-01-06 2021-07-15 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 채널형 리프트 핀
TWI806261B (zh) * 2020-12-24 2023-06-21 日商國際電氣股份有限公司 基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式
US20230070804A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 Wonik Ips Co., Ltd. Substrate processing apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015092533A (ja) 2013-09-30 2015-05-14 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760078B1 (ko) 2000-03-13 2007-09-18 다다히로 오미 산화막의 형성 방법, 질화막의 형성 방법, 산질화막의 형성 방법, 산화막의 스퍼터링 방법, 질화막의 스퍼터링 방법, 산질화막의 스퍼터링 방법, 게이트 절연막의 형성 방법
JP4585852B2 (ja) * 2002-07-30 2010-11-24 エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド 基板処理システム、基板処理方法及び昇華装置
JP4777717B2 (ja) * 2005-08-10 2011-09-21 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、プラズマ処理装置および記録媒体
US8235001B2 (en) * 2007-04-02 2012-08-07 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP5219562B2 (ja) * 2007-04-02 2013-06-26 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
JP2009283794A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP5466526B2 (ja) * 2010-02-15 2014-04-09 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
TWI562204B (en) 2010-10-26 2016-12-11 Hitachi Int Electric Inc Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method and computer-readable recording medium
US8592328B2 (en) * 2012-01-20 2013-11-26 Novellus Systems, Inc. Method for depositing a chlorine-free conformal sin film
US20140273530A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Victor Nguyen Post-Deposition Treatment Methods For Silicon Nitride
US8940646B1 (en) * 2013-07-12 2015-01-27 Lam Research Corporation Sequential precursor dosing in an ALD multi-station/batch reactor
US20150376789A1 (en) 2014-03-11 2015-12-31 Tokyo Electron Limited Vertical heat treatment apparatus and method of operating vertical heat treatment apparatus
JP2015173154A (ja) 2014-03-11 2015-10-01 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置、縦型熱処理装置の運転方法及び記憶媒体
JP5762602B1 (ja) * 2014-06-24 2015-08-12 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015092533A (ja) 2013-09-30 2015-05-14 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019140146A (ja) 2019-08-22
JP6839672B2 (ja) 2021-03-10
TW201935557A (zh) 2019-09-01
CN110120331A (zh) 2019-08-13
US20190244790A1 (en) 2019-08-08
US10714316B2 (en) 2020-07-14
TWI712086B (zh) 2020-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190095086A (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
KR101965145B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치
JP5807084B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP5859586B2 (ja) 基板処理システム、半導体装置の製造方法および記録媒体
US9171734B1 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium
KR101312461B1 (ko) 반도체 처리용의 배치 ｃｖｄ 방법과 장치 및, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체
TWI567223B (zh) A substrate processing apparatus, a manufacturing method of a semiconductor device, and a recording medium
JP6446418B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6568127B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
JP5963893B2 (ja) 基板処理装置、ガス分散ユニット、半導体装置の製造方法およびプログラム
KR102122725B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
KR102111210B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록매체
US20160177446A1 (en) Substrate Processing Apparatus, Method of Manufacturing Semiconductor Device and Non-Transitory Computer-Readable Recording Medium
KR20240019717A (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 반도체 장치의 제조방법, 클리닝 방법 및 프로그램
CN110120341B (zh) 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质
KR20190108479A (ko) 기판 처리 장치
JP7351865B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP2020047640A (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
KR102337523B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
CN110937566A (zh) 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2020101002723; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20201109

Effective date: 20210721