KR20200007699A - 성막 방법 및 성막 장치 - Google Patents

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Abstract

기판에 부착되는 파티클을 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 형태에 따른 성막 방법은, 진공 분위기인 처리 용기 내의 기판에 대해 서로 반응하는 복수 종류의 반응 가스를, 반응 가스의 종류별로 마련된 반응 가스 공급로와는 별도로 마련된 카운터 가스 공급로로부터 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 상기 반응 가스 공급로를 통해 차례로 공급하여, 반응 생성물을 적층하여 박막을 형성하는 성막 방법이며, 상기 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 복수 종류의 반응 가스의 각각에 대해서, 상기 반응 가스 공급로에 마련된 저류부에 반응 가스를 저류하여 승압한 후, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 차례로 행하는 성막 공정과, 상기 반응 가스 공급로에 마련된 상기 저류부에 퍼지 가스를 저류하여 상기 성막 공정에서의 대응하는 상기 저류부의 승압 시의 압력보다도 높은 압력으로 승압하고, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 복수회 반복하는 퍼지 공정을 갖고, 상기 퍼지 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 상기 카운터 가스의 유량은, 상기 성막 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 상기 카운터 가스의 유량보다도 작다.

Description

성막 방법 및 성막 장치{FILM FORMING METHOD AND FILM FORMING APPARATUS}
본 개시는, 성막 방법 및 성막 장치에 관한 것이다.
처리 용기 내의 기판에 대해 서로 반응하는 복수 종류의 반응 가스를 차례로 공급해 성막 처리를 행하는 성막 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 장치에서는, 성막 처리를 행한 후, 반응 가스의 압력보다도 높은 압력으로 승압된 퍼지 가스를 처리 용기 내에 공급함으로써, 반응 가스에 접촉하는 부위에 부착된 파티클을 제거하고 있다.
일본 특허 공개 제2014-198872호 공보
본 개시는, 기판에 부착되는 파티클을 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 형태에 따른 성막 방법은, 진공 분위기인 처리 용기 내의 기판에 대해 서로 반응하는 복수 종류의 반응 가스를, 반응 가스의 종류별로 마련된 반응 가스 공급로와는 별도로 마련된 카운터 가스 공급로로부터 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 상기 반응 가스 공급로를 통해 차례로 공급하여, 반응 생성물을 적층하여 박막을 형성하는 성막 방법이며, 상기 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 복수 종류의 반응 가스의 각각에 대해서, 상기 반응 가스 공급로에 마련된 저류부에 반응 가스를 저류하여 제1 압력으로 승압한 후, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 차례로 행하는 성막 공정과, 상기 반응 가스 공급로에 마련된 상기 저류부에 퍼지 가스를 저류하여 상기 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로 승압하고, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 복수회 반복하는 퍼지 공정을 갖고, 상기 퍼지 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 상기 카운터 가스의 유량은, 상기 성막 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 상기 카운터 가스의 유량보다도 작다.
본 개시에 의하면, 기판에 부착되는 파티클을 저감할 수가 있었다.
도 1은 성막 장치의 구성예를 나타내는 개략도.
도 2는 도 1의 성막 장치의 가스 공급계를 나타내는 도면.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 성막 방법을 나타내는 흐름도.
도 4는 도 3의 성막 방법에 있어서의 카운터 가스의 공급 시퀀스를 나타내는 도면.
도 5는 제2 실시 형태에 관한 성막 방법을 나타내는 흐름도.
도 6은 도 5의 성막 방법에 있어서의 카운터 가스의 공급 시퀀스를 나타내는 도면.
도 7은 웨이퍼의 처리 매수와 파티클의 수의 관계를 도시하는 도면.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대해 설명한다. 첨부의 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다.
〔성막 장치〕
본 개시의 일 실시 형태에 관한 성막 장치에 대해 설명한다. 성막 장치는, 기판의 일례인 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함) 위에 서로 반응하는 염화티타늄(TiCl4) 가스와 암모니아(NH3) 가스를 교대로 공급하고, ALD법에 의해 반응 생성물인 질화티타늄(TiN)의 박막을 성막하는 장치이다.
도 1은, 성막 장치의 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 성막 장치는, 처리 용기(1), 적재대(2), 천장판 부재(3), 배기 기구(4), 가스 공급계(5), 제어부(6)를 갖는다.
처리 용기(1)는, 알루미늄 등의 금속에 의해 구성되고, 대략 원통형을 갖는다. 처리 용기(1)의 측벽에는 웨이퍼 W를 반입 또는 반출하기 위한 반입출구(11)가 형성되어 있다. 반입출구(11)는, 게이트 밸브(12)에 의해 개폐된다. 처리 용기(1)의 본체 위에는, 단면이 직사각 형상을 이루는 원환형의 배기 덕트(13)가 마련되어 있다. 배기 덕트(13)에는, 내주면을 따라서 슬릿(131)이 형성되어 있다. 또한, 배기 덕트(13)의 외벽에는 배기구(132)가 형성되어 있다. 배기 덕트(13)의 상면에는, 처리 용기(1)의 상부 개구를 막도록 덮개(31)가 마련되어 있다. 덮개(31)와 배기 덕트(13) 사이는 시일 링(도시되지 않음)으로 기밀하게 시일되어 있다.
적재대(2)는, 처리 용기(1) 내에서 웨이퍼 W를 수평하게 지지한다. 적재대(2)는, 웨이퍼 W에 대응한 크기의 원판형을 이루고, 지지 부재(23)에 지지되어 있다. 적재대(2)는, 질화알루미늄(AlN) 등의 세라믹스 재료나, 알루미늄이나 니켈기 합금 등의 금속 재료로 구성되어 있고, 내부에 웨이퍼 W를 가열하기 위한 히터(21)가 매립되어 있다. 히터(21)는, 히터 전원(도시되지 않음)으로부터 급전되어 발열된다. 그리고, 적재대(2) 상면의 웨이퍼 적재면 근방에 마련된 열전대(도시되지 않음)의 온도 신호에 의해 히터(21)의 출력을 제어함으로써, 웨이퍼 W를 소정의 온도로 제어하도록 되어 있다.
적재대(2)에는, 웨이퍼 적재면의 외주 영역, 및 적재대(2)의 측면을 덮도록 알루미나 등의 세라믹스 재료를 포함하는 커버 부재(22)가 마련되어 있다.
지지 부재(23)는, 적재대(2)의 저면 중앙으로부터 처리 용기(1)의 저벽에 형성된 구멍부를 관통하여 처리 용기(1)의 하방으로 연장하고, 하단이 승강 기구(24)에 접속되어 있다. 승강 기구(24)는, 적재대(2)를 반송 기구(도시되지 않음)와의 사이에서 웨이퍼 W를 전달하는 전달 위치와, 전달 위치의 상방이며, 웨이퍼 W에 대한 성막이 행해지는 처리 위치(도 1에 나타내는 위치) 사이에서 승강시킨다. 지지 부재(23)의 처리 용기(1)의 하방에는, 플랜지부(231)가 장착되어 있고, 처리 용기(1)의 저면과 플랜지부(231) 사이에는, 처리 용기(1) 내의 분위기를 외기와 구획하고, 적재대(2)의 승강 동작을 따라 신축하는 벨로우즈(232)가 마련되어 있다.
처리 용기(1)의 저면 근방에는, 승강판(25a)으로부터 상방으로 돌출하는 예를 들어 3개(2개만 도시)의 지지 핀(25)이 마련되어 있다. 지지 핀(25)은, 처리 용기(1)의 하방에 마련된 승강 기구(26)에 의해 승강판(25a)을 통해 승강 가능하게 되어 있고, 반송 위치에 있는 적재대(2)에 마련된 관통 구멍(201)에 삽입 관통되어 적재대(2)의 상면에 대해 돌출 가능하게 되어 있다. 지지 핀(25)을 승강시킴으로써, 반송 기구와 적재대(2) 사이에서 웨이퍼 W의 전달이 행해진다.
천장판 부재(3)는, 예를 들어 금속제이며, 적재대(2)와 대향하도록 덮개(31)의 하면에 마련되어 있다. 천장판 부재(3)는, 처리 공간(30)에 반응 가스나 퍼지 가스 등을 공급한다. 천장판 부재(3)의 하면에는 오목부(32)가 형성되어 있고, 오목부(32)의 중앙측으로부터 외주측을 향하여 끝이 넓어지는 경사면이 형성되어 있다. 경사면의 외측에는, 환형이고 평탄한 선단부(33)가 형성되어 있다.
적재대(2)를 처리 위치까지 상승시킨 상태에서는, 천장판 부재(3)의 선단부(33)의 하면은, 커버 부재(22)의 상면과 서로 대향하도록 배치되고, 천장판 부재(3)의 오목부(32)와 적재대(2)의 상면에 의해 둘러싸인 공간은, 웨이퍼 W에 대한 성막이 행해지는 처리 공간(30)으로 된다. 또한, 천장판 부재(3)의 선단부(33)의 하면과, 커버 부재(22)의 상면 사이에는 간극(34)이 형성되도록 처리 위치의 높이 위치가 설정되어 있다. 배기 덕트(13)의 슬릿(131)은, 간극(34)을 향하여 개구되어 있다.
천장판 부재(3)의 오목부(32)의 중앙에는, 처리 공간(30) 내에 반응 가스를 공급하기 위한 가스 공급로(35)가 형성되어 있다. 가스 공급로(35)는 천장판 부재(3)를 상하 방향으로 관통하고, 하단이 적재대(2)측을 향하여 하방으로 개구되어 있다. 또한, 가스 공급로(35)는, 접속 부재(36) 및 밸브 기구(37)를 통해 가스 공급계(5)에 접속되어 있다. 접속 부재(36)는 예를 들어 스테인리스나 하스텔로이에 의해 형성되고, 내부에는 가스의 유로가 형성되어 있다. 도 1의 예에서는, 가스 공급로(35)는 2개의 유로(351, 352)로 분기하여, 밸브 기구(37)에 접속되어 있다. 밸브 기구(37)는, 예를 들어 4개의 밸브 V1 내지 V4를 구비하고 있다.
배기 기구(4)는, 처리 용기(1)의 내부를 배기한다. 배기 기구(4)는, 배기 덕트(13)의 배기구(132)에 접속된 배기 배관(41)과, 배기 배관(41)에 접속된 배기 장치(42)와, 배기 배관의 도중에 마련된 압력 조정 밸브(43)를 갖는다. 처리 시에는, 처리 용기(1) 내의 가스는 슬릿(131)을 통해 배기 덕트(13)에 이르고, 배기 덕트(13)로부터 배기 기구(4)의 배기 장치(42)에 의해 배기 배관(41)을 통하여 배기된다.
가스 공급계(5)에 대해서, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 도 1의 성막 장치의 가스 공급계(5)를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급계(5)는, 카운터 가스 공급로(51), 염화티타늄 공급로(52), 암모니아 공급로(53) 및 카운터 가스 공급로(54)를 갖는다.
카운터 가스 공급로(51)는, 염화티타늄 공급로(52) 및 암모니아 공급로(53)와는 별도로 마련되고, 카운터 가스인 질소(N2) 가스의 공급원(511)에 접속되어 있다. 카운터 가스 공급로(51)에는, 공급원(511)측으로부터 순서대로 밸브 V11, 유량 조정부 MF1 및 밸브 V1이 마련되어 있다. 또한, 카운터 가스 공급로(51)는, 유량 조정부 MF1과 밸브 V11 사이에서 분기하고, 밸브 V12를 구비한 분기로(512)에 의해 클리닝용 유체인 불화 염소(ClF3) 가스의 공급원(513)에 접속되어 있다. 또한, 밸브는 가스의 공급·단절, 유량 조정부는 가스 유량의 조정을 행하는 것이며, 이후의 밸브 및 유량 조정부에 대해서도 동일하다.
염화티타늄 공급로(52)는, 반응 가스 공급로이며, 반응 가스인 염화티타늄(TiCl4) 가스의 공급원(521)에 접속되어 있다. 염화티타늄 공급로(52)에는, 공급원(521)측으로부터 순서대로 밸브 V22, 유량 조정부 MF2, 밸브 V21, 저류 탱크(61) 및 밸브 V2가 마련되어 있다. 또한, 염화티타늄 공급로(52)는, 유량 조정부 MF2와 밸브 V22 사이에서 분기하여, 밸브 V23을 구비한 분기로(522)를 통해 퍼지 가스인 질소(N2) 가스의 공급원(523)에 접속되어 있다. 공급원(523), 분기로(522) 및 밸브 V23은, 퍼지 가스 공급부의 일례이다. 또한, 밸브 V21과 유량 조정부 MF2 사이에는 배기로(524)가 접속되어 있고, 배기로(524)는 밸브 V24를 통해 배기 장치(42)에 접속되어 있다. 저류 탱크(61)는, 저류부의 일례이며, 염화티타늄 공급로(52)를 흐르는 가스를 일시적으로 저류하고, 단시간에 필요한 가스를 공급한다. 저류 탱크(61)와 처리 용기(1) 사이의 밸브 V2를 폐쇄하고, 저류 탱크(61)에 가스를 공급했을 때, 저류 탱크(61) 내에 가스가 저류되도록 되어 있다. 또한, 저류 탱크(61)로의 가스의 공급을 계속함으로써 저류 탱크(61) 내가 승압되도록 구성되어 있다. 저류 탱크(61)에는, 탱크 내의 압력을 검출하기 위한 압력계(63)가 마련되어 있다.
암모니아 공급로(53)는, 반응 가스 공급로이며, 반응 가스인 암모니아(NH3) 가스의 공급원(531)에 접속되어 있다. 암모니아 공급로(53)에는, 공급원(531)측으로부터 순서대로 밸브 V32, 유량 조정부 MF3, 밸브 V31, 저류 탱크(62) 및 밸브 V3이 마련되어 있다. 또한, 암모니아 공급로(53)는, 유량 조정부 MF3과 밸브 V32 사이에서 분기하고, 밸브 V33을 구비한 분기로(532)를 통해 퍼지 가스인 질소(N2) 가스의 공급원(533)에 접속되어 있다. 공급원(533), 분기로(532) 및 밸브 V33은, 퍼지 가스 공급부의 일례이다. 또한, 밸브 V31과 유량 조정부 MF3 사이에는 배기로(534)가 접속되어 있고, 배기로(534)는 밸브 V34를 통해 배기 장치(42)에 접속되어 있다. 저류 탱크(62)는, 저류부의 일례이며, 암모니아 공급로(53)를 흐르는 가스를 일시적으로 저류하고, 단시간에 필요한 가스를 공급한다. 저류 탱크(62)와 처리 용기(1) 사이의 밸브 V3을 폐쇄하고, 저류 탱크(62)에 가스를 공급했을 때, 저류 탱크(62) 내에 가스가 저류되도록 되어 있다. 또한, 저류 탱크(62)로의 가스의 공급을 계속함으로써 저류 탱크(62) 내가 승압되도록 구성되어 있다. 저류 탱크(62)에는, 탱크 내의 압력을 검출하기 위한 압력계(64)가 마련되어 있다.
카운터 가스 공급로(54)는, 염화티타늄 공급로(52) 및 암모니아 공급로(53)와는 별도로 마련되고, 카운터 가스인 질소(N2) 가스의 공급원(541)에 접속되어 있다. 카운터 가스 공급로(54)는, 공급원(541)측으로부터 순서대로 밸브 V41, 유량 조정부 MF4 및 밸브 V4가 마련되어 있다. 또한, 카운터 가스 공급로(54)는, 유량 조정부 MF4와 밸브 V41 사이에서 분기하고, 밸브 V42를 구비한 분기로(542)에 의해 클리닝용 유체인 불화 염소(ClF3) 가스의 공급원인 클리닝 가스 공급원(543)에 접속되어 있다.
제어부(6)는, 성막 장치의 각 부의 동작을 제어한다. 제어부(6)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 갖는다. CPU는, RAM 등의 기억 영역에 저장된 레시피에 따라, 원하는 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 장치의 제어 정보가 설정되어 있다. 제어 정보는, 예를 들어 가스 유량, 압력, 온도, 프로세스 시간이면 된다. 또한, 레시피 및 제어부(6)가 사용하는 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 반도체 메모리에 기억되어도 된다. 또한, 레시피 등은, CD-ROM, DVD 등의 가반성(可搬性) 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 수용된 상태에서 소정의 위치에 세트되어, 판독되도록 해도 된다.
〔성막 방법〕
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에 관한 성막 방법에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 성막 방법은, 제어부(6)가 성막 장치의 각 부의 동작을 제어함으로써 실행된다. 도 3은, 제1 실시 형태에 관한 성막 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4는, 도 3의 성막 방법에 있어서의 카운터 가스의 공급 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시 형태에 관한 성막 방법은, 성막 공정 S1, 판정 공정 S2 및 퍼지 공정 S3을 갖는다. 성막 공정 S1, 판정 공정 S2 및 퍼지 공정 S3은, 예를 들어 웨이퍼 W의 처리 매수가 소정 매수(예를 들어, 1000매)에 도달될 때까지 반복하여 행해진다. 이하, 각각의 공정에 대해 설명한다.
<성막 공정 S1>
성막 공정 S1은, 처리 용기(1) 내에 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 복수 종류의 반응 가스의 각각에 대해서, 반응 가스 공급로에 마련된 저류 탱크에 반응 가스를 저류하여 승압한 후, 저류 탱크로부터 처리 용기(1) 내로 토출하는 동작을 차례로 행하는 공정이다.
먼저, 처리 용기(1) 내를 진공 분위기로 감압한 후, 반송 기구(도시되지 않음)에 의해 웨이퍼 W를 처리 용기(1)에 반입한다. 계속해서, 소정의 온도로 가열된 적재대(2)를 전달 위치로 이동시키고, 반송 기구와 지지 핀(25)의 협동 작업에 의해 웨이퍼 W를 전달한다.
계속해서, 적재대(2)를 처리 위치까지 상승시킴과 함께, 처리 용기(1) 내의 압력을 조정한 후, 염화티타늄 공급로(52)를 통해 염화티타늄 가스를 공급한다. 염화티타늄 가스의 공급에서는, 밸브 V2를 폐쇄하고, 밸브 V21, V22를 개방한다. 이에 의해, 염화티타늄 가스를, 염화티타늄 공급로(52)를 통해 저류 탱크(61)에 소정의 유량 예를 들어 50sc㎝으로 공급하여 저류 탱크(61) 내에 염화티타늄 가스를 충전한다. 또한, 밸브 V1, V11, V4, V41을 개방하고, 카운터 가스 공급로(51, 54)를 통하여, 질소 가스를 각각 제1 유량 Q1, 예를 들어 3000sc㎝으로 처리 용기(1)에 도입한다. 이 때, 그밖의 밸브에 대해서는, 폐쇄해 둔다.
염화티타늄 가스의 공급에 의해, 저류 탱크(61)에서는 점차 압력이 높아진다. 그리고 저류 탱크(61) 내의 압력이 제1 압력, 예를 들어 12.80kPa(96Torr) 이상으로 승압되면, 밸브 V2를 개방하여, 처리 용기(1) 내에 소정량의 염화티타늄 가스를 공급한다. 제1 압력이란, 예를 들어 빈 저류 탱크(61)에 염화티타늄 가스의 공급을 개시했을 때의 저류 탱크(61)의 압력보다도 높은 압력이며, 예를 들어 12.40kPa(93Torr) 내지 13.07kPa(98Torr)로 설정된다. 이 공정에서는, 밸브 V2를 개방하는 것 이외에는, 밸브의 개폐 상태는 저류 탱크(61)에 염화티타늄 가스를 충전하는 경우와 동일하다.
염화티타늄 가스 및 질소 가스는, 접속 부재(36) 및 천장판 부재(3) 내의 유로(351, 352) 및 가스 공급로(35)를 통해 처리 공간(30) 내에 공급되어, 처리 공간(30)의 천장부의 경사면에 안내되어, 천장판 부재(3)의 중앙측으로부터 외주측을 향해 퍼져, 웨이퍼 W에 도달한다. 또한, 선단부(33)와 커버 부재(22) 사이의 간극(34)에 도달된 염화티타늄 가스 및 질소 가스는, 간극(34)으로부터 처리 용기(1) 내에 흘러 나온 후, 배기 덕트(13)를 통해 외부로 배출된다.
밸브 V2를 개방하여 처리 용기(1)로 염화티타늄 가스를 공급하면, 저류 탱크(61) 내의 압력이 떨어지기 때문에, 예를 들어 12.40kPa(93Torr) 이하가 되면, 밸브 V2를 폐쇄하여 염화티타늄 가스의 공급을 정지한다. 한편, 밸브 V1, V4는 개방된 상태를 유지하고, 처리 용기(1) 내에, 카운터 가스 공급로(51, 54)로부터 질소 가스를 각각 제1 유량 Q1, 예를 들어 3000sc㎝으로 계속 공급한다. 질소 가스는, 가스의 유로(351, 352) 및 가스 공급로(35)를 통해 처리 공간(30) 내에 공급되어, 처리 용기(1) 내로 유출되고, 배기 덕트(13)로부터 배기된다. 이에 의해, 염화티타늄 공급로(52) 및 처리 공간(30) 내의 염화티타늄 가스가 질소 가스와 치환된다.
질소 가스의 공급에 의해 가스를 치환한 후, 암모니아 공급로(53)를 통해 처리 용기(1)에 암모니아 가스를 공급한다. 암모니아 가스의 공급에서는, 밸브 V3을 폐쇄하고, 밸브 V31, V32를 개방한다. 이에 의해, 암모니아 가스를, 암모니아 공급로(53)를 통해 저류 탱크(62)에 소정의 유량, 예를 들어 2700sc㎝으로 공급하여 저류 탱크(62) 내에 암모니아 가스를 충전한다. 또한, 밸브 V1, V4는 개방된 상태를 유지하고, 처리 용기(1) 내에, 카운터 가스 공급로(51, 54)로부터 질소 가스를 각각 제1 유량 Q1, 예를 들어 3000sc㎝으로 계속 공급한다. 이 때, 그밖의 밸브에 대해서는, 폐쇄해 둔다.
암모니아 가스의 공급에 의해, 저류 탱크(62)에서는 점차 압력이 향상되어 간다. 그리고, 저류 탱크(62) 내의 압력이 제2 압력, 예를 들어 21.73kPa(163Torr) 이상으로 승압되면, 밸브 V3을 개방하고, 처리 용기(1) 내에 소정량의 암모니아 가스를 공급한다. 제2 압력이란, 예를 들어 빈 저류 탱크(62)에 암모니아 가스의 공급을 개시했을 때의 저류 탱크(62)의 압력보다도 높은 압력이며, 예를 들어 19.20kPa(144Torr) 내지 24.93kPa(187Torr)로 설정된다. 이 공정에서는, 밸브 V3을 개방하는 것 이외에는, 밸브의 개폐는 저류 탱크(62)에 암모니아 가스를 충전하는 경우와 동일하다.
처리 용기(1)에 공급된 암모니아 가스는, 염화티타늄 가스의 경우와 마찬가지의 흐름을 형성하여 처리 공간(30) 내에 공급된다. 처리 공간(30) 내를 흐르는 암모니아 가스가 웨이퍼 W의 표면에 도달되면, 먼저 웨이퍼 W에 흡착되어 있는 염화티타늄 가스의 성분을 질화하여 질화티타늄이 형성된다.
밸브 V3을 개방하여 처리 용기(1)에 암모니아 가스를 공급하면, 저류 탱크(62) 내의 압력이 떨어지기 때문에, 예를 들어 19.33kPa(145Torr) 이하로 되면, 밸브 V3을 폐쇄하여 암모니아 가스의 공급을 정지한다. 한편, 밸브 V1, V4는 개방된 상태를 유지하고, 처리 용기(1) 내에, 카운터 가스 공급로(51, 54)로부터 질소 가스를 각각 제1 유량 Q1, 예를 들어 3000sc㎝으로 계속 공급한다. 이에 의해, 암모니아 공급로(53) 및 처리 공간(30) 내의 암모니아 가스가 질소 가스와 치환된다.
이와 같이 염화티타늄 가스, 질소 가스, 암모니아 가스 및 질소 가스의 순번으로 반응 가스(염화티타늄 가스, 암모니아 가스)와 치환용 가스(질소 가스)를 공급함으로써, 웨이퍼 W의 표면에 질화티타늄의 분자층이 적층되어, 질화티타늄의 박막이 성막된다. 그리고, 염화티타늄 가스의 공급과 암모니아 가스의 공급을 소정 횟수 행함으로써, 원하는 막 두께의 질화티타늄 박막이 성막된다. 일 실시 형태에서는, 염화티타늄 가스, 질소 가스, 암모니아 가스 및 질소 가스의 공급 시간은, 각각 0.05초, 0.2초, 0.3초 및 0.3초이다.
이와 같이 하여 치환용 질소 가스를 공급하여 최후의 암모니아 가스를 배출한 후, 적재대(2)를 전달 위치까지 강하시킨다. 그리고 반입시와는 반대의 수순으로 성막 후의 웨이퍼 W를 반출시킨 후, 다음 웨이퍼 W의 반입을 대기한다.
또한, 성막 공정 S1에 있어서는, 염화티타늄 가스, 질소 가스, 암모니아 가스 및 질소 가스의 순번으로 가스를 전환하여 처리 용기(1)에 공급하면 되며, 예를 들어 저류 탱크(61, 62)로의 염화티타늄 가스 및 암모니아 가스의 충전은 각각 병행하여 행해진다. 또한 예를 들어 염화티타늄 가스 및 암모니아 가스의 한쪽 처리 용기(1)로의 공급과, 염화티타늄 가스 및 암모니아 가스의 다른 쪽 저류 탱크(61, 62)로의 충전은 병행하여 행해진다.
<판정 공정 S2>
판정 공정 S2는, 성막 공정 S1이 미리 정해진 횟수(소정의 횟수) 행해졌는지 여부를 판정하는 공정이다. 판정 공정 S2에 있어서 성막 공정 S1이 소정의 횟수 행하여졌다고 판정되면, 성막 공정 S1을 종료하고 퍼지 공정 S3을 행한다. 한편, 판정 공정 S2에 있어서 성막 공정 S1이 소정의 횟수 행해지지 않았다고 판정되면, 다시 성막 공정 S1을 행한다. 또한, 소정의 횟수는, 성막 공정 S1에 있어서 성막하는 막의 두께 등에 따라서 정해지며, 예를 들어 25회이면 된다.
<퍼지 공정 S3>
퍼지 공정 S3은, 반응 가스 공급로에 마련된 저류 탱크에 퍼지 가스를 저류하여 성막 공정 S11에 있어서의 대응하는 저류 탱크의 승압 시의 압력보다도 높은 압력으로 승압하고, 저류 탱크로부터 처리 용기(1) 내로 토출하는 동작을 복수회 반복하는 공정이다.
먼저, 암모니아 공급로(53)의 실제 가스 빼기를 행한다. 이 공정은, 밸브 V1, V11, V4, V41, V31, V34를 개방하고, 이들 이외의 밸브를 폐쇄하고, 배기 장치(42)에 의해 배기함으로써 행한다. 이에 의해, 암모니아 공급로(53)는 밸브 V3의 상류측이 배기되어, 암모니아 공급로(53) 내에 잔존하는 가스가 제거된다.
계속해서, 염화티타늄 공급로(52)의 실제 가스 빼기를 행한다. 이 공정은, 밸브 V1, V11, V4, V41, V21, V24를 개방하고, 이들 이외의 밸브를 폐쇄하고, 배기 장치(42)에 의해 배기함으로써 행한다. 이에 의해, 염화티타늄 공급로(52)는 밸브 V2의 상류측이 배기되어, 염화티타늄 공급로(52) 내에 잔존하는 가스가 제거된다.
계속해서, 저류 탱크(61, 62)에 퍼지 가스인 질소 가스를 충전한다. 즉, 밸브 V1, V11, V4, V41, V21, V23, V31, V33을 개방하고, 이들 이외의 밸브를 폐쇄한다. 밸브 V2, V3은 폐쇄되어 있으므로, 염화티타늄 공급로(52) 및 암모니아 공급로(53)를 통해 각각 흘러 나오는 질소 가스는, 각각 저류 탱크(61, 62)에 저류된다. 이와 같이 하여 염화티타늄 공급로(52)를 통해 저류 탱크(61)에 질소 가스를 소정의 유량, 예를 들어 190sc㎝으로 공급하여, 저류 탱크(61) 내에 질소 가스를 충전한다. 또한, 암모니아 공급로(53)를 통해 저류 탱크(62)에 질소 가스를 소정의 유량, 예를 들어 900sc㎝으로 공급하여, 저류 탱크(62) 내에 질소 가스를 충전한다. 또한, 카운터 가스 공급로(51, 54)를 통해 질소 가스를 각각 제1 유량 Q1보다도 작은 제2 유량 Q2(예를 들어, 500sc㎝ 내지 2000sc㎝)로 처리 용기(1)에 도입한다.
저류 탱크(61, 62)에서는, 각각 질소 가스의 공급에 의해, 저류 탱크(61, 62) 내의 압력이 점차 압력이 높아진다. 저류 탱크(61) 내의 압력이 제1 압력보다도 높은 제3 압력, 예를 들어 56.00kPa(420Torr)이 되면, 밸브 V2를 개방한다. 이에 의해, 저류 탱크(61)로부터 염화티타늄 공급로(52)를 통해 처리 용기(1)에 질소 가스를 공급하여 퍼지를 행한다. 이 상태에서 개방되어 있는 밸브는, 밸브 V1, V11, V4, V41, V2, V21, V23, V31, V33이다.
처리 용기(1) 내에 저류 탱크(61) 내에서 가압된 질소 가스(퍼지 가스)가 공급되면, 질소 가스는 압력차에 의해 급격하게 처리 공간(30) 내를 확산하여, 간극(34)을 통해 처리 용기(1) 내로 퍼진다. 또한, 저류 탱크(61)에서 가압되고 나서 처리 용기(1)에 공급되므로, 질소 가스는 강한 압력으로 처리 용기(1)에 공급된다. 따라서 저류 탱크(61)의 하류측에 있어서의 질소 가스의 유로에서는, 질소 가스의 강한 흐름이 발생되어, 이 흐름과 함께 상기 유로에 존재하는 파티클이 제거된다. 또한, 퍼지 공정 S3에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급되는 카운터 가스의 유량은, 성막 공정 S1에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량보다도 작다. 이에 의해, 퍼지 가스가 처리 용기(1) 내를 향하는 흐름의 기세가 카운터 가스에 의해 약해지는 것을 억제할 수 있다. 단, 카운터 가스의 유량이 너무 작으면 퍼지 가스가 카운터 가스 공급로(51, 54)로 역류하여 퍼지 가스가 처리 용기(1) 내를 향하는 흐름의 기세가 약해지는 경우도 있으므로, 제2 유량 Q2는 500sc㎝ 내지 2000sc㎝인 것이 바람직하다.
이와 같이 저류 탱크(61)로부터 처리 용기(1)에 퍼지 가스를 공급하면, 저류 탱크(61) 내의 압력이 떨어진다. 그래서, 저류 탱크(61) 내의 압력이, 예를 들어 제3 압력의 80％ 이상 90％ 이하, 예를 들어 46.66kPa(350Torr)가 되면, 밸브 V2를 폐쇄하여 처리 용기(1)로의 질소 가스의 공급을 정지한다. 이에 의해, 염화티타늄 공급로(52)에서는 질소 가스의 충전 공정이 다시 행해지고, 저류 탱크(61)로의 질소 가스의 공급에 의해, 점차 저류 탱크(61)의 압력이 높아져 간다. 이와 같이 하여 다시 저류 탱크(61) 내의 압력이 제3 압력, 예를 들어 56.00kPa(420Torr)가 되면 밸브 V2를 개방하고, 질소 가스를 처리 용기(1)에 공급하여 퍼지를 행한다. 이와 같이 염화티타늄 공급로(52)에서는, 저류 탱크(61) 내로의 질소 가스의 충전과, 처리 용기(1)로의 질소 가스의 퍼지가 예를 들어 100회 반복된다. 이 때, 처리 용기(1)로의 질소 가스의 퍼지는 예를 들어 0.1초 행해지고, 저류 탱크(61)로의 질소 가스의 충전은 예를 들어 3초 행해진다.
마찬가지로 암모니아 공급로(53)에 있어서도, 질소 가스의 공급에 의해 저류 탱크(62) 내의 압력이 제2 압력보다도 높은 제4 압력, 예를 들어 56.00kPa(420Torr)가 되면, 밸브 V3을 개방한다. 이에 의해, 저류 탱크(62)로부터 암모니아 공급로(53)를 통해 처리 용기(1) 내에 질소 가스를 공급하여 퍼지를 행한다. 이 상태에서 개방되어 있는 개폐 밸브는, 밸브 V1, V11, V4, V41, V21, V23, V3, V31, V33이다. 이에 의해, 저류 탱크(62)의 하류측에 있어서의 질소 가스의 유로에서는, 질소 가스의 강한 흐름이 발생되고, 이 흐름과 함께 상기 유로에 존재하는 파티클이 제거된다. 또한, 퍼지 공정 S3에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량은, 성막 공정 S1에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량보다도 작다. 이에 의해, 퍼지 가스가 처리 용기(1) 내를 향하는 흐름의 기세가 카운터 가스에 의해 약해지는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이 저류 탱크(62)로부터 처리 용기(1)에 질소 가스를 공급하고, 저류 탱크(62) 내의 압력이 예를 들어 제4 압력의 80％ 이상 90％ 이하, 예를 들어 46.66kPa(350Torr)가 되면, 밸브 V3을 폐쇄하여 처리 용기(1)로의 질소 가스의 공급을 정지한다. 이에 의해, 암모니아 공급로(53)에서는, 질소 가스의 충전 공정이 다시 행해지고, 저류 탱크(62)로의 질소 가스의 공급에 의해, 점차 저류 탱크(62)의 압력이 높아져 간다. 이와 같이 하여 다시 저류 탱크(62) 내의 압력이 제4 압력, 56.00kPa(420Torr)이 되면, 밸브 V3을 개방하고, 질소 가스를 처리 용기(1)에 공급하여, 암모니아 공급로(53)의 퍼지를 행한다. 이와 같이 암모니아 공급로(53)에서는, 저류 탱크(62) 내로의 질소 가스의 충전과, 처리 용기(1)로의 질소 가스의 퍼지가 예를 들어 100회 반복된다. 이 때, 처리 용기(1)로의 질소 가스의 퍼지는 예를 들어 0.1초 행해지고, 저류 탱크(62)로의 질소 가스의 충전은 예를 들어 2초 행해진다.
이와 같이 하여 염화티타늄 공급로(52)를 통한 퍼지 처리와, 암모니아 공급로(53)를 통한 퍼지 처리를 행한 후, 염화티타늄 공급로(52)의 질소 가스 빼기와, 암모니아 공급로(53)의 질소 가스 빼기를 행하여 퍼지 처리를 종료한다. 염화티타늄 공급로(52)의 질소 가스 빼기는, 밸브 V1, V11, V4, V41, V21, V24를 개방하고, 이들 이외의 개폐 밸브를 폐쇄하고, 배기 장치(42)에 의해 배기함으로써 행한다. 이에 의해, 염화티타늄 공급로(52)는, 밸브 V2의 상류측이 배기되어, 염화티타늄 공급로(52) 내에 잔존하는 질소 가스가 제거된다. 또한, 암모니아 공급로(53)의 질소 가스 빼기는, 밸브 V1, V11, V4, V41, V31, V34를 개방하고, 이들 이외의 개폐 밸브를 폐쇄하고, 배기 장치(42)에 의해 배기함으로써 행한다. 이에 의해, 암모니아 공급로(53)는, 밸브 V3의 상류측이 배기되어, 암모니아 공급로(53) 내에 잔존하는 질소 가스가 제거된다. 또한, 일련의 퍼지 처리의 사이, 카운터 가스 공급로(51, 54)를 통해 질소 가스를 제1 유량 Q1보다도 작은 제2 유량 Q2, 예를 들어 1000sc㎝으로 처리 용기(1) 내에 도입해 둔다.
제1 실시 형태에 따르면, 처리 용기(1) 내에 저류 탱크(61, 62) 내에서 가압된 질소 가스(퍼지 가스)를 공급하는 퍼지 공정 S3을 갖는다. 이에 의해, 질소 가스는 압력차에 의해 급격하게 처리 공간(30) 내를 확산하고, 간극(34)을 통해 처리 용기(1) 내로 퍼져 간다. 또한, 저류 탱크(61, 62)에서 가압되고 나서 처리 용기(1)로 공급되므로, 질소 가스는 강한 압력으로 처리 용기(1)로 공급된다. 따라서, 저류 탱크(61, 62)의 하류측에 있어서의 질소 가스의 유로에서는, 질소 가스의 강한 흐름이 발생되고, 이 흐름과 함께 상기 유로에 존재하는 파티클이 제거된다.
또한, 퍼지 공정 S3에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급되는 카운터 가스의 유량은, 성막 공정 S1에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급되는 카운터 가스의 유량보다도 작다. 이에 의해, 퍼지 가스가 처리 용기(1) 내를 향하는 흐름의 기세가 카운터 가스에 의해 약해지는 것이 억제된다. 그 결과, 성막 공정 S1에 있어서 카운터 가스에 의해 반응 가스를 치환할 때에 잔존하는 처리 용기(1) 내의 부품 간극 등에 퇴적한 생성물을 제거할 수 있으므로, 웨이퍼 W의 처리 매수가 많아져도, 파티클이 발생되기 어렵다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에 관한 성막 방법에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 성막 방법은, 제어부(6)가 성막 장치의 각 부의 동작을 제어함으로써 실행된다. 도 5는, 제2 실시 형태에 관한 성막 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 6은, 도 5의 성막 방법에 있어서의 카운터 가스의 공급 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 일 실시 형태에 관한 성막 방법은, 성막 공정 S11, 판정 공정 S12, 클리닝 공정 S13, 퍼지 공정 S14 및 컨디셔닝 공정 S15를 갖는다. 이하, 각각 공정에 대해 설명한다.
<성막 공정 S11>
성막 공정 S11은, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 성막 공정 S1과 동일하게 할 수 있다.
<판정 공정 S12>
판정 공정 S12는, 성막 공정 S11이 미리 정해진 횟수(소정의 횟수) 행해졌는지 여부를 판정하는 공정이다. 판정 공정 S12에 있어서 성막 공정 S11이 소정의 횟수 행하여졌다고 판정되면, 성막 공정 S11을 종료하고 클리닝 공정 S13을 행한다. 한편, 판정 공정 S12에 있어서 성막 공정 S11이 소정의 횟수 행해지지 않았다고 판정되면, 다시 성막 공정 S11을 행한다. 또한, 소정의 횟수는, 성막 공정 S1에 있어서 성막하는 막의 두께 등에 따라서 정해지며, 예를 들어 1000회여도 된다.
<클리닝 공정 S13>
클리닝 공정 S13은, 처리 용기(1) 내에 클리닝용 유체를 공급하여, 처리 용기(1) 내의 클리닝을 행하는 공정이다.
먼저, 처리 용기(1) 내를 진공 상태(압력 조정 밸브(43)가 완전 개방의 상태)로 배기한다. 그 후, 밸브 V1, V12를 개방하고, 카운터 가스 공급로(51)를 통해 소정의 유량의 불화염소 가스를 소정의 시간 공급한다. 이 때, 밸브 V4, V41을 개방하고, 카운터 가스 공급로(54)를 통해 소정의 유량의 질소 가스를 공급한다. 소정의 시간이 경과된 후에, 밸브 V1, V4, V12, V41을 폐쇄한다. 계속해서, 밸브 V4, V42를 개방하고, 카운터 가스 공급로(54)를 통해 소정의 유량의 불화염소 가스를 소정의 시간 공급한다. 이 때, 밸브 V1, V11을 개방하여 카운터 가스 공급로(51)를 통해 소정 유량의 질소 가스를 공급한다.
불화염소 가스는, 가스의 유로(351, 352), 가스 공급로(35)를 통해 처리 공간(30) 내에 공급되어, 반응 가스와 마찬가지 경로로 흘러 간다. 그리고 간극(34)으로부터 처리 용기(1) 내로 유출되어, 배기 덕트(13)를 통해 외부로 배출된다. 이와 같이 반응 가스가 도달하는 영역에 불화염소 가스가 공급되기 때문에, 처리 용기(1) 내에 퇴적된 막이 제거된다.
불화염소 가스를 소정의 시간 공급하여 클리닝을 행한 후, 처리 용기(1)를 진공 배기하면서, 밸브 V12, V42를 폐쇄하고, 밸브 V1, V11, V4, V41을 개방하여 카운터 가스 공급로(51, 54)를 통해 질소 가스를 처리 용기(1)에 도입한다. 이 처리를 소정의 시간 행한 후, 처리 용기(1)의 배기를 정지시킴과 함께, 밸브 V1, V11, V4, V41을 폐쇄하여 클리닝을 종료한다.
<퍼지 공정 S14>
퍼지 공정 S14는, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 퍼지 공정 S3과 동일하게 할 수 있다.
<컨디셔닝 공정 S15>
컨디셔닝 공정 S15는, 성막 공정 S11을 행하기 위한 조정(컨디셔닝)을 행하는 공정이며, 예를 들어 처리 용기(1) 내에 성막 공정 S11에서 사용되는 반응 가스와 동일 가스를 공급하고, 처리 용기(1) 내에 프리코팅막을 형성하는 공정이다.
컨디셔닝 공정 S15에서는, 예를 들어 처리 용기(1) 내의 적재대(2)에 웨이퍼 W가 적재되지 않은 상태에서, 성막 공정 S11과 마찬가지의 방법으로 성막을 행한다.
이상의 점에서 설명한 바와 같이 제2 실시 형태에 따르면, 처리 용기(1) 내에 저류 탱크(61, 62) 내에서 가압된 질소 가스(퍼지 가스)를 공급하는 퍼지 공정 S14를 갖는다. 이에 의해, 질소 가스는 압력차에 의해 급격하게 처리 공간(30) 내를 확산하고, 간극(34)을 통해 처리 용기(1) 내에 퍼진다. 또한, 저류 탱크(61, 62)에서 가압되고 나서 처리 용기(1)로 공급되므로, 질소 가스는 강한 압력으로 처리 용기(1)로 공급된다. 따라서, 저류 탱크(61, 62)의 하류측에 있어서의 질소 가스의 유로에서는, 질소 가스의 강한 흐름이 발생되고, 이 흐름과 함께 상기 유로에 존재하는 파티클이 제거된다.
또한, 퍼지 공정 S14에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량은, 성막 공정 S11에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량보다도 작다. 이에 의해, 퍼지 가스가 처리 용기(1) 내를 향하는 흐름의 기세가 카운터 가스에 의해 약해지는 것이 억제된다. 그 때문에, 클리닝 공정 S13에 있어서 제거되기 어려운 처리 용기(1) 내의 부품 간극 등에 퇴적된 생성물을 제거할 수 있다. 그 결과, 컨디셔닝 공정 S15에 있어서 처리 용기(1)의 내부 표면에 성막되는 프리코팅막의 밀착성이 향상되므로, 프리코팅막의 박리에 기인하는 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 클리닝 공정 S13을 행한 후에는, 처리 용기(1)의 내벽 등의 클리닝 가스의 유로에 있어서, 클리닝의 잔류물이 배기되지 않고 파티클로서 남아있는 경우가 있다. 따라서 클리닝 공정 S13 후에 퍼지 공정 S14를 행하면, 클리닝의 잔류물이 처리 용기(1)의 내벽 등에 부착되어 있었다고 하더라도, 퍼지 가스에 의해 강한 충격력이 부여되어 퇴적물이 내벽으로부터 박리되어, 퍼지 가스가 강한 흐름과 함께 처리 용기(1)의 외부로 배출된다.
이 퍼지 공정 S14를 행한 후에는, 반응 가스를 처리 용기(1)에 공급하여 성막 공정 S11이 행해지지만, 이 때에 처리 용기(1)에 공급되는 반응 가스는, 퍼지 가스보다도 공급 압력이 작다. 그 때문에, 비록 처리 용기(1)의 내벽 등의 반응 가스의 유로에, 클리닝 공정 S13의 후에 잔류물이 부착되어 있었다고 하더라도, 그 잔류물은 퍼지 공정 S14에 있어서의 퍼지 가스의 큰 공급 압력에 의해 퍼지 가스와 함께 이동하지 않아 제거되지 않은 것이다. 따라서 반응 가스의 공급 시에 잔류물이 반응 가스의 통류와 함께 이동하여, 파티클이 되어서 웨이퍼 W에 부착하는 것은 생각하기 어렵다. 이와 같이 클리닝 공정 S13 후에 퍼지 공정 S14를 행함으로써, 웨이퍼 W의 파티클 오염을 보다 저감할 수 있다.
〔실시예〕
(실시예 1)
실시예 1에서는, 도 1에 도시되는 성막 장치를 이용하여, 전술의 성막 공정 S1, 판정 공정 S2 및 퍼지 공정 S3을 반복하여 행했다. 즉, 실시예 1에서는, 퍼지 공정 S3에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급되는 카운터 가스의 유량이, 성막 공정 S1에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급되는 카운터 가스의 유량보다도 작은 처리 조건을 사용했다. 또한, 판정 공정 S2에 있어서의 소정의 횟수를 25회로 했다.
그리고, 웨이퍼 W를 수십매 내지 수백매 처리할 때마다 웨이퍼 W에 부착된 파티클의 수를 측정했다. 또한, 입경이 80㎚ 이상인 파티클을 측정 대상으로 했다.
(비교예 1)
비교예 1에서는, 퍼지 공정 S3에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급되는 카운터 가스의 유량을, 성막 공정 S1에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량과 동일하게 했다. 또한, 그밖의 점에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지 처리 조건을 사용했다.
그리고, 웨이퍼 W를 수십매 내지 수백매 처리할 때마다 웨이퍼 W에 부착된 파티클의 수를 측정했다. 또한, 입경이 80㎚ 이상인 파티클을 측정 대상으로 했다.
(비교예 2)
비교예 2에서는, 판정 공정 S2 및 퍼지 공정 S3을 행하지 않고 성막 공정 S1을 연속하여 행했다. 또한, 그밖의 점에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지 처리 조건을 사용했다.
그리고, 웨이퍼 W를 수십매 내지 수백매 처리할 때마다 웨이퍼 W에 부착된 파티클의 수를 측정했다. 또한, 입경이 80㎚ 이상인 파티클을 측정 대상으로 했다.
(평가 결과)
도 7은, 웨이퍼의 처리 매수와 파티클의 수의 관계를 도시하는 도면이다. 도 7 중, 횡축은 성막 공정의 웨이퍼의 처리 매수(매), 종축은 파티클의 수(개)이다. 도 7에서는, 실시예 1의 결과를 「●」으로 나타내고, 비교예 1의 결과를 「○」으로 나타내며, 비교예 2의 결과를 「△」로 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 1에서는, 웨이퍼 W를 처리 매수가 1000매에 도달해도 웨이퍼 W에는 거의 파티클이 부착되어 있지 않았다. 한편, 비교예 1, 2에서는, 웨이퍼 W의 처리 매수가 1000매에 도달되기 전에, 다수의 파티클이 부착된 웨이퍼 W가 확인되었다.
이상의 결과로부터, 퍼지 공정 S3에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량을, 성막 공정 S1에 있어서 처리 용기(1) 내에 공급하는 카운터 가스의 유량보다도 작게 함으로써, 웨이퍼 W에 부착되는 파티클을 저감할 수 있다고 할 수 있다. 이것은, 저류 탱크(61, 62)에서 승압된 고압의 퍼지 가스를 처리 용기(1) 내에 공급할 때, 퍼지 가스가 처리 용기(1) 내를 향하는 흐름의 기세가 카운터 가스에 의해 약해져서 퍼지 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있었기 때문이라고 추정된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 카운터 가스 및 퍼지 가스로서 질소 가스를 예시했지만, 이에 한정되지 않는다. 카운터 가스 및 퍼지 가스는, 예를 들어 아르곤 가스 등의 불활성 가스여도 된다. 또한, 카운터 가스와 퍼지 가스란, 동일한 종류의 가스이어도 되고, 상이한 종류의 가스여도 된다.
1: 처리 용기
51: 카운터 가스 공급로
52: 염화티타늄 공급로
53: 암모니아 공급로
54: 카운터 가스 공급로
61: 저류 탱크
62: 저류 탱크
W: 웨이퍼

Claims (7)

  1. 진공 분위기인 처리 용기 내의 기판에 대해 서로 반응하는 복수 종류의 반응 가스를, 반응 가스의 종류별로 마련된 반응 가스 공급로와는 별도로 마련된 카운터 가스 공급로로부터 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 상기 반응 가스 공급로를 통해 차례로 공급하여, 반응 생성물을 적층하여 박막을 형성하는 성막 방법이며,
    상기 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 복수 종류의 반응 가스의 각각에 대해서, 상기 반응 가스 공급로에 마련된 저류부에 반응 가스를 저류하여 제1 압력으로 승압한 후, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 차례로 행하는 성막 공정과,
    상기 반응 가스 공급로에 마련된 상기 저류부에 퍼지 가스를 저류하여 상기 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로 승압하고, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 복수회 반복하는 퍼지 공정
    을 갖고,
    상기 퍼지 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 상기 카운터 가스의 유량은, 상기 성막 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 상기 카운터 가스의 유량보다도 작은,
    성막 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 퍼지 공정은, 상기 성막 공정이 미리 정해진 횟수 행해질 때마다 행해지는,
    성막 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 용기 내에 클리닝용 유체를 공급하여, 상기 처리 용기 내의 클리닝을 행하는 클리닝 공정과,
    상기 처리 용기 내에 상기 성막 공정에서 사용하는 상기 반응 가스와 동일 가스를 공급하여, 상기 처리 용기 내에 프리코팅막을 형성하는 컨디셔닝 공정
    을 더 갖고,
    상기 퍼지 공정은, 상기 클리닝 공정 후이며, 상기 컨디셔닝 공정 전에 행해지는,
    성막 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퍼지 가스에 의해 승압된 저류부로부터, 상기 퍼지 가스를 상기 처리 용기 내로 토출한 후, 상기 퍼지 가스에 의한 상기 저류부 내의 다음의 승압을 위하여 상기 저류부의 하류측의 밸브를 폐쇄할 때의 상기 저류부 내의 압력은, 상기 제2 압력의 80％ 이상 90％ 이하로 설정되어 있는,
    성막 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카운터 가스는, 상기 퍼지 가스와 동일 가스인,
    성막 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카운터 가스는, 아르곤 가스 또는 질소 가스인,
    성막 방법.
  7. 진공 분위기인 처리 용기 내의 기판에 대해 서로 반응하는 복수 종류의 반응 가스를 차례로 공급하여, 반응 생성물을 적층하여 박막을 형성하는 성막 장치이며,
    상기 반응 가스의 종류별로 마련된 가스 공급로와,
    상기 가스 공급로에 마련되고, 가스의 저류에 의해 그 내부를 승압하는 저류부와,
    상기 가스 공급로에 있어서의 상기 저류부의 상류측 및 하류측의 각각에 마련된 밸브와,
    상기 저류부에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부와,
    상기 가스 공급로와는 별도로 마련되고, 상기 반응 가스의 종류별로 마련되고, 카운터 가스를 공급하는 카운터 가스 공급로와,
    제어부
    를 갖고,
    상기 제어부는,
    상기 처리 용기 내에 상기 카운터 가스 공급로로부터 상기 카운터 가스를 연속적으로 공급하면서, 복수 종류의 반응 가스의 각각에 대해서, 상기 저류부에 반응 가스를 저류하여 승압한 후, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 차례로 행하는 성막 공정과,
    상기 처리 용기 내에, 상기 성막 공정에 있어서 상기 처리 용기 내에 공급하는 유량보다도 작은 상기 카운터 가스를 공급하면서, 상기 저류부에 상기 퍼지 가스를 저류하여 상기 성막 공정에서의 대응하는 상기 저류부의 승압 시의 압력보다도 높은 압력으로 승압하고, 상기 저류부로부터 상기 처리 용기 내로 토출하는 동작을 복수회 반복하는 퍼지 공정
    을 실행하는,
    성막 장치.
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