KR20200033743A - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 및 프로그램 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

[과제] 기판 상에 형성되는 막의 기판면 내 막질 균일성을 향상시킨다.
[해결 수단] (a) 처리실 내의 기판에 대하여 제1 공급부로부터 원료 가스를 공급하는 공정과, (b) 처리실 내의 기판에 대하여 제2 공급부로부터 반응 가스를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 기판 상에 막을 형성하는 공정을 갖고, (a)에서는, 제1 공급부 내 및 처리실 내에서 원료 가스를 분해시켜 중간체를 생기게 하여 그 중간체를 기판에 대하여 공급하고, 그때, 제1 공급부 내에서의 원료 가스의 분해량을 처리실 내에서의 원료 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 및 프로그램{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND PROGRAM}
본 발명은 반도체 장치 제조 방법, 기판 처리 장치, 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 처리실 내의 기판에 대하여 원료 가스나 반응 가스를 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 기판 처리 공정이 행해지는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2012-33874호 공보
본 발명의 목적은, 기판 상에 형성되는 막의 기판면 내 막질 균일성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 의하면,
(a) 처리실 내의 기판에 대하여 제1 공급부로부터 원료 가스를 공급하는 공정과,
(b) 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 제2 공급부로부터 반응 가스를 공급하는 공정
을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 기판 상에 막을 형성하는 공정을 갖고,
(a)에서는, 상기 제1 공급부 내 및 상기 처리실 내에서 상기 원료 가스를 분해시켜 중간체를 생기게 하여 그 중간체를 상기 기판에 대하여 공급하고, 그때, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해량을 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 하는 기술이 제공된다.
본 발명에 의하면, 기판 상에 형성되는 막의 기판면 내 막질 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 성막 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 성막 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 제1, 제2 실시 형태에서 적합하게 이용되는 제1 내지 제3 노즐의 개략 구성도이고, (b)는 본 발명의 다른 실시 형태에서 적합하게 이용되는 제1 내지 제3 노즐의 개략 구성도이다.
도 7의 (a), (b)는 각각 본 발명의 다른 실시 형태에서 적합하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이다.
도 8은 기판 상에 형성된 막의 기판면 내 굴절률 균일성 및 기판면 내 막 두께 균일성의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
<제1 실시 형태>
이하, 제1 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 4, 도 6의 (a) 등을 이용하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시한 바와 같이, 처리로(202)는 가열 기구(온도 조정부)로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판에 지지됨으로써 수직으로 거치되어 있다. 히터(207)는, 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다. 또한 히터(207)는, 후술하는 제1 공급부로서의 노즐(249a) 내 및 처리실(201) 내의 각각에서 원료 가스를 분해시키는 분해 유닛으로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원형으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의하여 구성되며, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 하방에는 반응관(203)과 동심원형으로 매니폴드(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의하여 구성되며, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸림 결합되어 있고 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203) 사이에는 시일 부재로서의 O링(220a)이 마련되어 있다. 반응관(203)은 히터(207)와 마찬가지로 수직으로 거치되어 있다. 주로 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의하여 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하도록 구성되어 있다. 이 처리실(201) 내에서 웨이퍼(200)에 대한 처리가 행해진다.
처리실(201) 내에는, 제1 내지 제3 공급부로서의 노즐(249a 내지 249c)이 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 마련되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)은, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의하여 구성되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)을 제1 내지 제3 노즐이라고도 칭한다. 노즐(249a 내지 249c)에는 가스 공급관(232a 내지 232c)이 각각 접속되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)은 각각 상이한 노즐이며, 노즐(249b, 249c)의 각각은 노즐(249a)에 인접하여 마련되어 있고, 노즐(249a)을 양측으로부터 사이에 두도록 배치되어 있다.
가스 공급관(232a 내지 232c)에는 가스 흐름 상류측으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a 내지 241c) 및 개폐 밸브인 밸브(243a 내지 243c)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)보다도 하류측에는 가스 공급관(232d)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)보다도 하류측에는 가스 공급관(232e)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232d, 232e)에는 가스 흐름 상류측으로부터 순서대로 MFC(241d, 241e) 및 밸브(243d, 243e)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a 내지 232e)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의하여 구성되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에 있어서의, 평면으로 보아 원환형 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 즉, 웨이퍼 배열 방향을 따라 각각 마련되어 있다. 즉, 노즐(249a 내지 249c)은, 웨이퍼(200)가 배열되는 공간(이하, 웨이퍼 배열 영역이라 칭함)의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평으로 에워싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 마련되어 있다. 노즐(249a)은, 평면으로 보아, 처리실(201) 내에 반입되는 웨이퍼(200)의 중심을 사이에 두고, 후술하는 배기구(231a)와 일직선 상에 대향하도록 배치되어 있다. 노즐(249b, 249c)은, 노즐(249a)과 배기구(231a)를 통과하는 직선을 사이에 두도록 노즐(249a)에 인접하여 배치되어 있다. 달리 말하면, 노즐(249b, 249c)은, 노즐(249a)을 사이에 두고 그 양측에, 즉, 반응관(203)의 내벽(웨이퍼(200)의 외주부)을 따라 노즐(249a)을 양측으로부터 사이에 두도록 배치되어 있다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c)은, 노즐(249a 내지 249c)의 정상부, 즉, 웨이퍼 배열 영역의 상단보다도 상방의 위치에 있어서, 역U자형으로 굴곡되어 있는 부위(굴곡 부위)를 갖는 U자형 노즐(U턴 노즐 또는 리턴 노즐)로서 각각 구성되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)의 측면에는, 가스를 공급하는(분출시키는) 가스 분출구(250a 내지 250c)가 웨이퍼 배열 방향을 따라 배치되어 있다. 가스 분출구(250a 내지 250c)는, 웨이퍼 배열 영역의 웨이퍼 배열 방향에 있어서의 일단측으로부터 타단측에 걸쳐 복수 배치되어 있다. 가스 분출구(250a 내지 250c)는 각각이, 평면으로 보아 배기구(231a)와 대향하도록 개구되어 있으며, 웨이퍼(200)를 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 웨이퍼 배열 영역측에서 본 가스 분출구(250a 내지 250c)의 형상은 각각 원 형상으로 되어 있다. 가스 분출구(250a 내지 250c)의 개구 면적(구멍 직경)은 각각, 웨이퍼 배열 영역의 웨이퍼 배열 방향에 있어서의 일단측으로부터 타단측에 걸쳐 균등한 크기로 되어 있다. 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)은 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 되어 있고 또한 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 되어 있다.
가스 공급관(232a)으로부터는 원료(원료 가스)로서, 예를 들어 형성하고자 하는 막을 구성하는 주 원소로서의 실리콘(Si) 및 할로겐 원소를 포함하는 할로실란계 가스가 MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 거쳐 처리실(201) 내로 공급된다. 원료 가스란, 기체 상태의 원료, 예를 들어 상온 상압 하에서 액체 상태인 원료를 기화시킴으로써 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 원료 등이다. 할로실란계 가스란, 할로겐기를 갖는 실란계 가스이다. 할로겐기에는 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등의 할로겐 원소가 포함된다. 할로실란계 가스로서는, 예를 들어 Si 및 Cl을 포함하는 원료 가스, 즉, 클로로실란계 가스를 이용할 수 있다. 클로로실란계 가스는 Si 소스로서 작용한다. 클로로실란계 가스로서는, 예를 들어 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는 반응체(반응 가스)로서, 예를 들어 질소(N) 함유 가스가 MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 거쳐 처리실(201) 내로 공급된다. N 함유 가스는 질화원(질화제, 질화 가스), 즉, N 소스로서 작용한다. N 함유 가스로서는, 예를 들어 질화수소계 가스인 암모니아(NH3) 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(232d, 232e)으로부터는 불활성 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스가 각각 MFC(241d, 241e), 밸브(243d, 243e, 가스 공급관(232a, 232b), 노즐(249a, 249b)을 거쳐 처리실(201) 내로 공급된다. 또한 가스 공급관(232c)으로부터는 불활성 가스로서, 예를 들어 N2 가스가 각각 MFC(241c), 밸브(243c), 노즐(249c)을 거쳐 처리실(201) 내로 공급된다. N2 가스는, 노즐(249a 내지 249c) 내의 압력을 조정하는 압력 조정 가스로서 작용하고, 또한 퍼지 가스, 캐리어 가스, 희석 가스로서 작용한다.
주로 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의하여 원료 가스 공급계가 구성된다. 주로 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의하여 반응 가스 공급계가 구성된다. 주로 가스 공급관(232d, 232e, 232c), MFC(241d, 241e, 241c), 밸브(243d, 243e, 243c)에 의하여 불활성 가스 공급계가 구성된다.
노즐(249a) 내에 있어서의 원료 가스의 분해량은, 노즐(249a) 내의 온도뿐 아니라 노즐(249a) 내의 압력에 의해서도 제어된다. 노즐(249a) 내의 압력은, 노즐(249a)에 마련되는 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)에 의하여 영향을 받는 점에서, 노즐(249a)이나 가스 분출구(250a)를 상술한 분해 유닛에 포함시켜 생각할 수 있다. 또한 노즐(249a) 내의 압력은, 노즐(249a) 내에 공급되는 원료 가스나 불활성 가스의 유량에 의하여 영향을 받는 점에서, 노즐(249a) 내로의 원료 가스의 공급을 제어하는 원료 가스 공급계나, 노즐(249a) 내로의 불활성 가스의 공급을 제어하는 불활성 가스 공급계를 상술한 분해 유닛에 포함시켜 생각할 수도 있다.
상술한 각종 공급계 중 어느 것, 혹은 모든 공급계는, 밸브(243a 내지 243e)나 MFC(241a 내지 241e) 등이 집적되어 이루어지는 집적형 공급 시스템(248)으로서 구성되어 있어도 된다. 집적형 공급 시스템(248)은 가스 공급관(232a 내지 232e)의 각각에 대하여 접속되며, 가스 공급관(232a 내지 232e) 내로의 각종 가스의 공급 동작, 즉, 밸브(243a 내지 243e)의 개폐 동작이나 MFC(241a 내지 241e)에 의한 유량 조정 동작 등이 후술하는 컨트롤러(121)에 의하여 제어되도록 구성되어 있다. 집적형 공급 시스템(248)은 일체형 또는 분할형 집적 유닛으로서 구성되어 있으며, 가스 공급관(232a 내지 232e) 등에 대하여 집적 유닛 단위로 탈착을 행할 수 있어서, 집적형 공급 시스템(248)의 메인터넌스, 교환, 증설 등을 집적 유닛 단위로 행하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
반응관(203)의 측벽 하방에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기구(231a)가 마련되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 배기구(231a)는, 평면으로 보아, 웨이퍼(200)를 사이에 두고 노즐(249a 내지 249c)(가스 분출구(250a 내지 250c))과 대향(대면)하는 위치에 마련되어 있다. 배기구(231a)는, 반응관(203)의 측벽의 하부로부터 상부를 따라, 즉, 웨이퍼 배열 영역을 따라 마련되어 있어도 된다. 배기구(231a)에는 배기관(231)이 접속되어 있다. 배기관(231)에는, 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245), 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 거쳐 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(244)는, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐함으로써 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 행할 수 있고, 또한, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 압력 센서(245)에 의하여 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개방도를 조절함으로써 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 주로 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의하여 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜 생각해도 된다. 또한 처리실(201) 내에 있어서의 원료 가스의 분해량은, 처리실(201) 내의 온도뿐 아니라 처리실(201) 내의 압력에 의해서도 제어된다. 그 때문에, APC 밸브(244)를 상술한 분해 유닛에 포함시켜 생각할 수도 있다.
매니폴드(209)의 하방에는, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개체로서의 시일 캡(219)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의하여 구성되며, 원반형으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220b)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)의 하방에는, 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 시일 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 외부에 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의하여 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 시일 캡(219)을 승강시킴으로써 웨이퍼(200)를 처리실(201) 안팎으로 반입 및 반출(반송)하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다. 매니폴드(209)의 하방에는, 시일 캡(219)을 강하시켜 보트(217)를 처리실(201) 내로부터 반출한 상태에서 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개체로서의 셔터(219s)가 마련되어 있다. 셔터(219s)는, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의하여 구성되며, 원반형으로 형성되어 있다. 셔터(219s)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220c)이 마련되어 있다. 셔터(219s)의 개폐 동작(승강 동작이나 회동 동작 등)은 셔터 개폐 기구(115s)에 의하여 제어된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는 복수 매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로, 또한 서로 중심을 일치시킨 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의하여 구성된다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의하여 구성되는 단열판(218)이 다단으로 지지되어 있다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의하여 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태를 조정함으로써 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포로 된다. 온도 센서(263)는 반응관(203)의 내벽을 따라 마련되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 통하여 CPU(121a)와 데이터 교환가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리에 있어서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피, 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 한다. 또한 프로세스 레시피를 단순히 레시피라고도 한다. 본 명세서에 있어서 프로그램이라는 용어를 이용한 경우에는, 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)는, CPU(121a)에 의하여 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는 상술한 MFC(241a 내지 241e), 밸브(243a 내지 243e), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 온도 센서(263), 히터(207), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 셔터 개폐 기구(115s) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용에 따르도록, MFC(241a 내지 241e)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243e)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 셔터 개폐 기구(115s)에 의한 셔터(219s)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(123)에 저장된 상술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 외부 기억 장치(123)는, 예를 들어 HDD 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광 자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리 등을 포함한다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에 있어서 기록 매체라는 용어를 이용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터에 대한 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 이용하지 않고 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 행해도 된다.
(2) 기판 처리 공정
상술한 기판 처리 장치를 이용하여, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 막을 형성하는 기판 처리 시퀀스예, 즉, 성막 시퀀스예에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의하여 제어된다.
도 4에 나타내는 성막 시퀀스에서는,
처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 제1 공급부로서의 노즐(249a)로부터 원료 가스로서 DCS 가스를 공급하는 스텝 A와,
처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 제2 공급부로서의 노즐(249b)로부터 반응 가스로서 NH3 가스를 공급하는 스텝 B
를 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행함으로써 웨이퍼(200) 상에 막으로서, Si 및 N을 포함하는 막, 즉, 실리콘 질화막(SiN막)을 형성한다.
또한 도 4에 나타내는 성막 시퀀스를 행할 때, 스텝 A에서는, 노즐(249a) 내 및 처리실(201) 내에서 DCS 가스를 분해시켜 중간체를 생기게 하여 그 중간체를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하고, 그때, 노즐(249a) 내에서의 DCS 가스의 분해량을 처리실(201) 내에서의 DCS 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 한다.
도 4에서는, 스텝 A, B의 실시 기간을 편의상 각각 A, B로 나타내고 있다. 또한 본 명세서 및 도 4에서는, 노즐(249a 내지 249c)을 편의상 각각 R1 내지 R3으로도 나타내고 있다. 각 스텝의 실시 기간 및 각 노즐의 표기는, 후술하는 다른 실시 형태의 가스 공급 시퀀스를 나타내는 도 5에 있어서도 마찬가지이다.
본 명세서에서는, 도 4에 나타내는 성막 시퀀스를 편의상 이하와 같이 나타내는 경우도 있다. 후술하는 다른 실시 형태의 설명에 있어서도 마찬가지의 표기를 이용한다.
(R1: DCS→R2: NH3)×n ⇒ SiN
본 명세서에 있어서 「웨이퍼」라는 용어를 이용한 경우에는, 웨이퍼 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「웨이퍼의 표면」이라는 용어를 이용한 경우에는, 웨이퍼 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」고 기재한 경우에는, 웨이퍼 자체의 표면 상에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 층 등의 상에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「기판」이라는 용어를 이용한 경우도, 「웨이퍼」라는 용어를 이용한 경우와 동의이다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)된다. 그 후, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의하여 들어올려져 처리실(201) 내로 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서 시일 캡(219)은, O링(220b)를 통하여 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태로 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(처리 압력)으로 되도록 진공 펌프(246)에 의하여 진공 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되며, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다. 또한 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 온도(처리 온도)로 되도록 히터(207)에 의하여 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포로 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한 회전 기구(267)에 의한 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 처리실(201) 내의 배기, 웨이퍼(200)의 가열 및 회전은 모두, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료되기까지의 동안에는 계속해서 행해진다.
(성막 스텝)
그 후, 다음의 스텝 A, B를 순차 실시한다.
[스텝 A]
이 스텝에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 DCS 가스를 공급한다(DCS 가스 공급 스텝). 구체적으로는 밸브(243a)를 열어 가스 공급관(232a) 내에 DCS 가스를 흐르게 한다. DCS 가스는 MFC(241a)에 의하여 유량 조정되어, 노즐(249a)의 측면에 마련된 복수의 가스 분출구(250a)의 각각을 통하여 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 밸브(243d, 243e, 243c)를 열어 노즐(249a 내지 249c)을 통하여 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급한다. 또한 노즐(249a 내지 249c)의 각각으로부터 공급하는 N2 가스의 유량은, 노즐(249a)로부터 공급하는 DCS 가스의 유량 이하의 유량으로 한다. 또한 노즐(249a 내지 249c)로부터의 처리실(201) 내로의 N2 가스의 공급은 불실시로 해도 된다.
본 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
DCS 가스 공급 유량: 0.001 내지 3slm, 바람직하게는 0.01 내지 1.5slm
N2 가스 공급 유량(R1 내지 R3별로): 0 내지 3slm, 바람직하게는 0 내지 1.5slm
각 가스 공급 시간: 1 내지 300초, 바람직하게는 2 내지 120초, 보다 바람직하게는 5 내지 60초
처리 온도: 500 내지 850℃, 바람직하게는 550 내지 700℃
처리 압력: 1 내지 4666㎩, 바람직하게는 133 내지 3999㎩
이 예시된다.
본 명세서에 있어서의 「500 내지 850℃」와 같은 수치 범위의 표기는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들어 「500 내지 850℃」란 「500℃ 이상 850℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.
DCS 가스 공급 스텝에서는, 노즐(249a) 내 및 처리실(201) 내의 각각에 있어서 DCS 가스를 열분해시켜 DCS의 일부가 분해된 물질(SiHxCly), 즉, 중간체를 생기게 하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 노즐(249a) 내에서의 DCS 가스의 분해율(분해 속도)을 처리실(201) 내에서의 DCS 가스의 분해율(분해 속도)보다도 크게 한 상태로 한다. 즉, 노즐(249a) 내에서의 DCS 가스의 분해량을 처리실(201) 내에서의 DCS 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 한다. 달리 말하면, 노즐(249a) 내에서의 중간체의 생성율(생성 속도)을 처리실(201) 내에서의 중간체의 생성율(생성 속도)보다도 크게 한 상태로 한다. 즉, 노즐(249a) 내에서의 중간체의 생성량을 처리실(201) 내에서의 중간체의 생성량보다도 크게 한 상태로 한다.
노즐(249a) 내에서의 DCS 가스의 분해량, 즉, 중간체의 생성량은, 노즐(249a) 내의 압력이 높아질수록 증가하는 경향이 있다. 본 실시 형태에서는, 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 함으로써, 바람직하게는 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하이고 또한 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 함으로써, 이 노즐(249a)을 상술한 처리 조건 하에서 이용한 경우에 노즐(249a) 내의 압력을 적정하게 높이는 것이 가능해진다. 또한 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 함으로써, 바람직하게는 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작고 또한 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 함으로써, 이 노즐(249a)을 상술한 처리 조건 하에서 이용한 경우에 노즐(249a) 내의 압력을 보다 적정하게 높이는 것이 가능해진다. 이들 중 어느 경우에도 노즐(249a) 내의 압력을 처리실(201) 내의 압력보다도 큰 압력으로 하는 것이 가능해져, 노즐(249a) 내와 처리실(201) 내 사이에 적정한 압력차를 마련하는 것이 가능해진다. 이들에 의하여, 노즐(249a) 내에 있어서 CVD 반응을 생기게 하여 노즐(249a) 내에 있어서의 DCS 가스의 분해, 즉, 중간체의 생성을 촉진시켜 상술한 상태를 만들어 내는 것이 가능해진다. 노즐(249a)에 마련된 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)은, DCS 가스 공급 스텝에 있어서, 노즐(249a) 내에 있어서 DCS 가스의 분해량, 분해율, 분해 속도(중간체의 생성량, 생성율, 생성 속도)를, 상술한 상태 중 적어도 어느 상태로 되게 하는 개구 면적(구멍 직경)이라고도 할 수 있다.
웨이퍼(200)에 대하여 중간체를 포함하는 DCS 가스를 공급함으로써 웨이퍼(200)의 최표면 상에, Cl을 포함하는 Si 함유층이 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, 웨이퍼(200)의 최표면에 DCS가 물리 흡착되거나, 중간체가 화학 흡착되거나 퇴적되거나, DCS나 중간체가 열분해됨으로써 Si가 퇴적되거나 하는 것 등에 의하여 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, DCS나 중간체의 흡착층(물리 흡착층이나 화학 흡착층)을 포함하고 있어도 되고, 중간체의 퇴적층을 포함하고 있어도 되고, Cl을 포함하는 Si층(Si의 퇴적층)을 포함하고 있어도 된다. 본 명세서에서는, Cl을 포함하는 Si 함유층을 단순히 Si 함유층이라고도 칭한다.
또한 DCS 가스 공급 스텝에서는, 처리실(201) 내의 압력을, 후술하는 스텝 B의 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실(201) 내의 압력 이상으로 하는 것이 바람직하고, 스텝 B의 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실(201) 내의 압력보다도 크게 하는 것이 보다 바람직하다.
Si 함유층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫아 처리실(201) 내로의 DCS 가스의 공급을 정지한다. 그리고 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(퍼지 스텝). 이때, 노즐(249a 내지 249c)의 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내로 공급한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다.
원료 가스로서는 DCS 가스 외에, 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스를 이용할 수 있다. 이 점은 후술하는 다른 실시 형태에 있어서도 마찬가지이다.
불활성 가스로서는 N2 가스 외에, Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다. 이 점은 후술하는 스텝 B나 다른 실시 형태에 있어서도 마찬가지이다.
[스텝 B]
스텝 A가 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si 함유층에 대하여 NH3 가스를 공급한다(NH3 가스 공급 스텝). 구체적으로는 밸브(243b)를 열어 가스 공급관(232b) 내에 NH3 가스를 흐르게 한다. NH3 가스는 MFC(241b)에 의하여 유량 조정되어, 노즐(249b)의 측면에 마련된 복수의 가스 분출구(250b)의 각각을 통하여 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스가 공급된다. 이때, 밸브(243d, 243e, 243c) 중 적어도 어느 것을 열어 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 어느 것을 통하여 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급하도록 해도 된다.
본 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
NH3 가스 공급 유량: 1 내지 20slm
N2 가스 공급 유량(R1 내지 R3별로): 0 내지 5slm
NH3 가스 공급 시간: 1 내지 120초, 바람직하게는 1 내지 60초
처리 압력: 1 내지 3999㎩, 바람직하게는 67 내지 2666㎩
이 예시된다. 다른 처리 조건은 스텝 A에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si 함유층의 적어도 일부가 질화(개질)된다. Si 함유층이 개질됨으로써 웨이퍼(200) 상에, Si 및 N을 포함하는 층, 즉, SiN층이 형성된다. SiN층을 형성할 때, Si 함유층에 포함되어 있던 Cl 등의 불순물은, NH3 가스에 의한 Si 함유층의 개질 반응의 과정에 있어서, 적어도 Cl을 포함하는 가스상 물질을 구성하며, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 이것에 의하여 SiN층은, Si 함유층에 비하여 Cl 등의 불순물이 적은 층으로 된다.
SiN층이 형성된 후, 밸브(243b)를 닫아 처리실(201) 내로의 NH3 가스의 공급을 정지한다. 그리고 스텝 A의 퍼지 스텝과 마찬가지의 처리 수순에 의하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(퍼지 스텝).
반응 가스로서는 NH3 가스 외에, 예를 들어 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스를 이용할 수 있다. 이 점은 후술하는 다른 실시 형태에 있어서도 마찬가지이다.
[소정 횟수 실시]
상술한 스텝 A, B를 비동시에, 즉, 동기시키는 일 없이 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행함으로써 웨이퍼(200) 상에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다. 상술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 사이클을 1회 행할 때에 형성되는 SiN층의 두께를 원하는 막 두께보다도 얇게 하고, SiN층을 적층함으로써 형성되는 SiN막의 막 두께가 원하는 막 두께로 되기까지 상술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
(애프터퍼지 내지 대기압 복귀)
성막 스텝이 종료된 후, 노즐(249a 내지 249c)의 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내로 공급하고 배기구(231a)를 통하여 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 이것에 의하여 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
보트 엘리베이터(115)에 의하여 시일 캡(219)이 하강되어 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고 처리가 끝난 웨이퍼(200)가, 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 처리가 끝난 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부로 반출된 후, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 의하면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) 스텝 A의 DCS 가스 공급 스텝에서는, 상술한 처리 조건 하에 있어서, 노즐(249a) 내의 압력을 적정하게 높임으로써 노즐(249a) 내와 처리실(201) 내 사이에 적정한 압력차를 마련할 수 있어서, 노즐(249a) 내에서의 DCS 가스의 분해량(중간체의 생성량)을 처리실(201) 내에서의 DCS 가스의 분해량(중간체의 생성량)보다도 많게 한 상태로 하는 것이 가능해진다. 결과로서 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 웨이퍼면 내 굴절률 균일성(이하, 면 내 굴절률 균일성)을 향상시키는 것이 가능해진다. 이는, DCS 가스의 분해량(중간체의 생성량)을 상술한 바와 같이 제어함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 웨이퍼면 내 조성비 균일성(이하, 면 내 조성비 균일성)을 향상시킬 수 있기 때문으로 생각된다.
그 이유로서는, 종래의 성막 방법에서는 웨이퍼(200)의 중앙부에까지 중간체가 도달하지 않는 경우가 있으며, 그것에 의하여, 웨이퍼(200)의 중앙부에 있어서의 SiN막 내의 N에 대한 Si의 비율이, 웨이퍼(200)의 외주부에 있어서의 SiN막 내의 N에 대한 Si의 비율보다도 낮아지는 경우가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태에 의하면, 노즐(249a) 내와 처리실(201) 내 사이에 적정한 압력차를 마련하여 DCS 가스의 분해량(중간체의 생성량)을 상술한 바와 같이 제어함으로써, 웨이퍼(200)의 외주부뿐 아니라 중앙부에까지 중간체를 효율적으로 도달시키는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막에 있어서의 N에 대한 Si의 비율을 웨이퍼(200)의 외주부와 중앙부에서 동등한 것으로 하는 것이 가능해져, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 조성비를 웨이퍼면 내 전역에 걸쳐 균일하게 하는 것이 가능해진다. 본 실시 형태에 의하면, 예를 들어 웨이퍼(200) 상에, Si가 리치한 SiN막을 형성하는 경우에, 웨이퍼(200)의 외주부에 있어서의 SiN막의 조성을 Si가 리치하게 할 뿐 아니라, 중앙부에 있어서의 SiN막의 조성도 Si가 리치하게 하는 것이 가능해져, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막을, 웨이퍼면 내 전역에 걸쳐 Si가 리치한 막으로 하는 것이 가능해진다.
(b) 원료 가스를 공급하는 노즐(249a)의 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을, 반응 가스를 공급하는 노즐(249b)의 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 하는 것이 바람직하다. 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 함으로써 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 노즐(249a) 내의 압력을 확실히 높일 수 있어서, 상술한 효과가 확실히 얻어지게 된다. 또한 원료 가스를 공급하는 노즐(249a)의 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을, 반응 가스를 공급하는 노즐(249b)의 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 하는 것이 보다 바람직하다. 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 함으로써 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 노즐(249a) 내의 압력을 보다 확실히 높일 수 있어서, 상술한 효과가 보다 확실히 얻어지게 된다.
(c) 원료 가스를 공급하는 노즐(249a)의 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을, 그 이외의 가스(반응 가스, 불활성 가스)를 공급하는 노즐(249b, 249c)의 가스 분출구(250b, 250c)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 하는 것이 바람직하다. 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하이고 또한 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 함으로써 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 노즐(249a) 내의 압력을 확실히 높일 수 있어서, 상술한 효과가 확실히 얻어지게 된다. 또한 원료 가스를 공급하는 노즐(249a)의 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을, 그 이외의 가스(반응 가스, 불활성 가스)를 공급하는 노즐(249b, 249c)의 가스 분출구(250b, 250c)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 하는 것이 보다 바람직하다. 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작고 또한 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 함으로써 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 노즐(249a) 내의 압력을 보다 확실히 높일 수 있어서, 상술한 효과가 보다 확실히 얻어지게 된다.
(d) 스텝 A의 DCS 가스 공급 스텝에서는 처리실(201) 내의 압력을, 스텝 B의 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실(201) 내의 압력(적어도 Si 함유층의 질화가 적정하게 행해지는 압력) 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이의 갭에 있어서의, 평면으로 보아 원환형의 공간의 압력을 높이고 이 공간의 컨덕턴스를 저하시켜, 갭으로부터 하방을 향하는 중간체를 포함하는 DCS 가스의 흘러내림을 억제하는 것이 가능해진다. 이것에 의하여 웨이퍼(200)의 중앙부로의 중간체의 공급을 효율적으로 행하는 것이 가능해져 해지며, 결과로서 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면 내 굴절률 균일성 및 면 내 막 두께 균일성을 각각 향상시키는 것이 가능해진다. 또한 스텝 A의 DCS 가스 공급 스텝에서는 처리실(201) 내의 압력을, 스텝 B의 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실(201) 내의 압력(적어도 Si 함유층의 질화가 적정하게 행해지는 압력)보다도 크게 함으로써, 상술한 효과가 보다 확실히 얻어지게 된다.
(e) 본 실시 형태에 의하면, 웨이퍼(200) 상에, 전기 특성, 웨이퍼면 내 막 두께 균일성(이하, 면 내 막 두께 균일성)이 각각 양호하고, 표면 조도가 작고(표면이 평활하고), 또한 면 내 굴절률 균일성이 우수한 SiN막을 형성하는 것이 가능해진다. 또한 본 실시 형태에 의하면, 이들 특성을 얻기 위하여 웨이퍼 배열 영역 내에 있어서의 웨이퍼(200)의 배열 간격(피치)을 확장할 필요도 없다. 그 때문에 기판 처리의 생산성 저하, 비용의 상승을 회피하는 것이 가능해진다.
(f) 상술한 효과는, DCS 가스 이외의 상술한 원료 가스를 이용하는 경우나, NH3 가스 이외의 상술한 반응 가스를 이용하는 경우나, N2 가스 이외의 상술한 불활성 가스를 이용하는 경우에도 마찬가지로 얻을 수 있다.
<제2 실시 형태>
이하, 제2 실시 형태에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다.
본 실시 형태에서는, 도 5에 나타내는 성막 시퀀스과 같이, 스텝 A의 DCS 가스 공급 스텝에 있어서, 웨이퍼(200)에 대하여 노즐(249a)로부터 N2 가스를 공급하고, 노즐(249a)로부터 공급하는 N2 가스의 유량을, 노즐(249a)로부터 공급하는 DCS 가스의 유량보다도 크게 한다. 그 이외에 대해서는 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 한다.
본 실시 형태의 스텝 A의 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
DCS 가스 공급 유량: 0.001 내지 3slm, 바람직하게는 0.01 내지 1.5slm
N2 가스 공급 유량(R1): 5 내지 40slm, 바람직하게는 10 내지 30slm
N2 가스 공급 유량(R2, R3): 0 내지 3slm
이 예시된다. 스텝 A에 있어서의 다른 처리 조건은, 상술한 제1 실시 형태의 스텝 A에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
스텝 B에 있어서의 처리 수순, 처리 조건은, 상술한 제1 실시 형태의 스텝 B에 있어서의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 한다.
본 실시 형태에 의하면, DCS 가스 공급 스텝에 있어서, 노즐(249a)로부터 공급하는 N2 가스, 즉, 압력 조정 가스로서 작용하는 N2 가스의 유량을, 노즐(249a)로부터 공급하는 DCS 가스의 유량보다도 크게 함으로써 노즐(249a) 내의 압력을 높여, 노즐(249a) 내에 있어서의 DCS 가스의 분해를 촉진하는 것이 가능해진다. 결과로서 노즐(249a) 내에서의 DCS 가스의 분해량(중간체의 생성량)을, 처리실(201) 내에서의 DCS 가스의 분해량(중간체의 생성량)보다도 확실히 많게 하는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면 내 굴절률 균일성을 확실히 향상시키는 것이 가능해진다.
또한 본 실시 형태에 의하면, DCS 가스 공급 스텝에 있어서, 노즐(249a)로부터 공급하는 N2 가스, 즉, 캐리어 가스로서 작용하는 N2 가스의 유량을, 노즐(249a)로부터 공급하는 DCS 가스의 유량보다도 크게 함으로써, 노즐(249a)로부터 흐르는 중간체를 포함하는 DCS 가스를 웨이퍼(200)를 향하여 압출하여, 웨이퍼(200)의 중앙부로의 중간체의 공급을 촉진하는 것이 가능해진다. 또한 이 압출 효과에 의하여, 중간체를 포함하는 DCS 가스의 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이의 갭으로부터 하방으로의 흘러내림을 억제하는 것이 가능해져, 웨이퍼(200)의 중앙부로의 중간체의 공급을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다. 또한 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이의 갭에 있어서의, 평면으로 보아 원환형의 공간의 압력을 높이고 이 공간의 컨덕턴스를 저하시켜, 갭으로부터 하방을 향하는 중간체를 포함하는 DCS 가스의 흘러내림을 더 억제하는 것이 가능해진다. 이들에 의하여, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면 내 굴절률 균일성을 보다 확실히 향상시키는 것이 가능해진다. 또한 이들에 의하여, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면 내 막 두께 균일성을 보다 확실히 향상시키는 것도 가능해진다.
또한 DCS 가스 공급 스텝에 있어서, 노즐(249a)로부터 공급하는 N2 가스의 유량을, 노즐(249a)로부터 공급하는 DCS 가스의 유량보다도 크게 함과 함께, 노즐(249b) 및 노즐(249c)의 각각으로부터 공급하는 N2 가스의 각각의 유량보다도 크게 하도록 각 가스의 유량의 밸런스를 제어함으로써, 상술한 효과가 보다 확실히 얻어지게 된다.
또한 DCS 가스 공급 스텝에 있어서, 노즐(249a)로부터 공급하는 N2 가스의 유량을, 노즐(249a)로부터 공급하는 DCS 가스의 유량보다도 크게 함과 함께, 노즐(249b) 및 노즐(249c)의 각각으로부터 공급하는 N2 가스의 합계 유량보다도 크게 하도록 각 가스의 유량의 밸런스를 제어함으로써, 상술한 효과가 한층 더 확실히 얻어지게 된다.
<다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였다. 단, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c)로서, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라 웨이퍼 배열 방향의 상방을 향하여 직립하도록 구성된 롱 노즐을 이용해도 된다. 도 6의 (b)에 도시하는 노즐(249a 내지 249c)에 있어서도, 가스 분출구(250a 내지 250c)는, 웨이퍼 배열 영역의 웨이퍼 배열 방향에 있어서의 일단측으로부터 타단측에 걸쳐 복수 배치되어 있으며, 각각의 개구 면적(구멍 직경)은 각각 균등한 크기로 되어 있다. 본 케이스에 있어서도, 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)은 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 되어 있고 또한 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경) 이하로 되어 있다. 본 케이스에 있어서도, 가스 분출구(250a)의 개구 면적(구멍 직경)을 가스 분출구(250b)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 하는 것이 바람직하고, 나아가 가스 분출구(250c)의 개구 면적(구멍 직경)보다도 작게 하는 것이 보다 바람직하다. 이들 케이스에 있어서도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 예를 들어 DCS 가스를 공급하는 노즐을 2개 이상 마련하여, DCS 가스 공급 스텝에 있어서 DCS 가스를 2개 이상의 노즐을 통하여 공급하도록 해도 된다. 본 케이스에 있어서도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 케이스에 의하면, DCS 가스를 1개의 노즐을 통하여 공급하는 경우에 비해 DCS 가스의 공급량을 2배 이상으로 할 수 있어서 웨이퍼(200)의 중앙부로의 중간체의 공급량을 2배 이상으로 하는 것이 가능해져, 상술한 실시 형태에서 얻어지는 효과를 높이는 것이 가능해진다.
또한, 예를 들어 원료 가스로서 클로로실란계 가스 외에, 트리스(디메틸아미노)실란(SiH[N(CH3)2]3, 약칭: 3DMAS) 가스, 비스(디에틸아미노)실란(SiH2[N(C2H5)2]2, 약칭: BDEAS) 가스 등의 아미노실란계 가스를 이용할 수 있다. 이 경우에 있어서도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 예를 들어 반응 가스로서, 프로필렌(C3H6) 가스 등의 탄소(C) 함유 가스, 트리에틸아민((C2H5)3N, 약칭: TEA) 가스 등의 N 및 C를 포함하는 가스, 트리클로로보란(BCl3) 가스 등의 붕소(B) 함유 가스, 산소(O2) 가스, 오존(O3) 가스, 플라스마 여기된 O2 가스(O2 *), O2 가스+수소(H2) 가스, 수증기(H2O 가스) 등의 산소(O) 함유 가스를 이용할 수 있다.
그리고 이하에 나타내는 성막 시퀀스에 의하여 기판 상에, 실리콘 산질화막(SiON막), 실리콘 산탄화막(SiOC막), 실리콘 탄질화막(SiCN막), 실리콘 산탄질화막(SiOCN막), 실리콘 붕탄질화막(SiBCN막), 실리콘 붕질화막(SiBN막), 실리콘 산화막(SiO막) 등의 Si를 포함하는 막을 형성하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 원료 가스, 반응 가스를 공급할 때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태의 각 스텝에 있어서의 그들과 마찬가지로 할 수 있다. 이들 경우에 있어서도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(R1: DCS→R2: NH3→R3: O2)×n ⇒ SiON
(R1: DCS→R2: TEA→R3: O2)×n ⇒ SiOC(N)
(R1: DCS→R2: C3H6→R3: NH3)×n ⇒ SiCN
(R1: DCS→R2: C3H6→R3: NH3→R3: O2)×n ⇒ SiOCN
(R1: DCS→R2: C3H6→R2: BCl3→R3: NH3)×n ⇒ SiBCN
(R1: DCS→R2: BCl3→R3: NH3)×n ⇒ SiBN
(R1: DCS→R2: O2+H2)×n ⇒ SiO
또한, 예를 들어 원료 가스로서 티타늄테트라클로라이드(TiCl4) 가스나 트리메틸알루미늄(Al(CH3)3, 약칭: TMA) 가스 등을 이용하여, 이하에 나타내는 성막 시퀀스에 의하여 기판 상에, 티타늄 질화막(TiN막), 티타늄 산질화막(TiON막), 티타늄알루미늄 탄질화막(TiAlCN막), 티타늄알루미늄 탄화막(TiAlC막), 티타늄 탄질화막(TiCN막), 티타늄 산화막(TiO막) 등의 금속 원소를 포함하는 막을 형성하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 원료 가스, 반응 가스를 공급할 때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태의 각 스텝에 있어서의 그들과 마찬가지로 할 수 있다. 이들 경우에 있어서도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(R1: TiCl4→R2: NH3)×n ⇒ TiN
(R1: TiCl4→R2: NH3→R3: O2)×n ⇒ TiON
(R1: TiCl4→R2: TMA→R3: NH3)×n ⇒ TiAlCN
(R1: TiCl4→R1: TMA)×n ⇒ TiAlC
(R1: TiCl4→R2: TEA)×n ⇒ TiCN
(R1: TiCl4→R2: H2O)×n ⇒ TiO
기판 처리에 이용되는 레시피는 처리 내용에 따라 개별로 준비하여, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 통하여 기억 장치(121c) 내에 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고 기판 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서, 기판 처리의 내용에 따라 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 1대의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을 높은 재현성으로 형성할 수 있게 된다. 또한 오퍼레이터의 부담을 저감시킬 수 있어서, 조작 미스를 회피하면서 처리를 신속히 개시할 수 있게 된다.
상술한 레시피는 새로이 작성하는 경우에 한정되지 않으며, 예를 들어 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우에는 변경 후의 레시피를 전기 통신 회선이나, 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 통하여 기판 처리 장치에 인스톨해도 된다. 또한 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 내지 제3 공급부로서의 제1 내지 제3 노즐(노즐(249a 내지 249c))이 반응관의 내벽을 따르도록 처리실 내에 마련되어 있는 예에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 7의 (a)에 종형 처리로의 단면 구조를 도시한 바와 같이, 반응관의 측벽에 버퍼실을 마련하고, 이 버퍼실 내에, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 구성의 제1 내지 제3 노즐을 상술한 실시 형태와 마찬가지의 배치로 마련하도록 해도 된다. 도 7의 (a)에서는, 반응관의 측벽에 공급용 버퍼실과 배기용 버퍼실을 마련하고, 각각을, 웨이퍼를 사이에 두고 대향하는 위치에 배치한 예를 도시하고 있다. 또한 공급용 버퍼실과 배기용 버퍼실의 각각은 반응관의 측벽의 하부로부터 상부를 따라, 즉, 웨이퍼 배열 영역을 따라 마련되어 있다. 또한 도 7의 (a)에서는, 공급용 버퍼실을 복수(3개)의 공간으로 구획하여 각각의 공간에 각 노즐을 배치한 예를 도시하고 있다. 버퍼실의 3개의 공간의 배치는 제1 내지 제3 노즐의 배치와 마찬가지로 된다. 제1 내지 제3 노즐이 배치되는 각각의 공간을 제1 내지 제3 버퍼실이라 칭할 수도 있다. 제1 노즐 및 제1 버퍼실, 제2 노즐 및 제2 버퍼실, 제3 노즐 및 제3 버퍼실을 각각 제1 공급부, 제2 공급부, 제3 공급부로 생각할 수도 있다. 또한, 예를 들어 도 7의 (b)에 종형 처리로의 단면 구조를 도시한 바와 같이, 도 7의 (a)와 마찬가지의 배치로 버퍼실을 마련하고, 버퍼실 내에 제1 노즐을 마련하고, 이 버퍼실의 처리실과의 연통부를 양측으로부터 사이에 둠과 함께 반응관의 내벽을 따르도록 제2, 제3 노즐을 마련하도록 해도 된다. 제1 노즐 및 버퍼실, 제2 노즐, 제3 노즐을 각각 제1 공급부, 제2 공급부, 제3 공급부로 생각할 수도 있다. 도 7의 (a), 도 7의 (b)에서 설명한 버퍼실이나 반응관 이외의 구성은, 도 1에 도시하는 처리로의 각 부의 구성과 마찬가지이다. 이들 처리로를 이용한 경우에도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 기판 처리를 행할 수 있어서, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
상술한 실시 형태에서는, 한 번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치식 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 예를 들어 한번에 1매 또는 수 매의 기판을 처리하는 매엽식 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 적합하게 적용할 수 있다. 또한 상술한 실시 형태에서는, 핫 월형 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 콜드 월형 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 적합하게 적용할 수 있다.
이들 기판 처리 장치를 이용하는 경우에 있어서도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 시퀀스, 처리 조건에서 기판 처리를 행할 수 있어서, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 즉, 본 발명은, 제1 공급부로부터 기판에 대하여 공급된 원료 가스를, 적어도 평면으로 보아 기판을 사이에 두고 제1 공급부와 대향하는 위치에 배치된 배기구로부터 배기하도록 구성된 기판 처리 장치를 이용하는 경우에 본 발명은 적합하게 적용 가능하다. 또한 본 발명은, 기판의 측방으로부터 기판에 대하여 원료 가스 및 불활성 가스를 공급하거나, 기판의 측방으로부터 기판에 대하여 반응 가스를 공급하거나 하도록 구성된 기판 처리 장치를 이용하는 경우에 적합하게 적용 가능하다.
또한 상술한 실시 형태는 적절히 조합하여 이용할 수 있다. 이때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태에 있어서의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
실시예
실시예로서, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용하여, 도 5에 나타내는 성막 시퀀스에 의하여 웨이퍼 상에 SiN막을 형성하였다. DCS 가스 공급 스텝에서는 제1 공급부로부터 DCS 가스와 함께 N2 가스를 공급하여, 이때의 처리실 내의 압력을 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력보다도 크게 하였다. 그리고 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 처리 조건을, 제1 공급부 내에서의 DCS 가스의 분해량이 처리실 내에서의 DCS 가스의 분해량보다도 커지는 조건으로 하였다. 다른 처리 조건은, 상술한 제2 실시 형태에 기재된 처리 조건 범위 내의 소정의 조건으로 하였다.
비교예 1로서, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용하여, 웨이퍼에 대하여 제1 공급부로부터 DCS 가스를 공급하는 스텝과, 웨이퍼에 대하여 제2 공급부로부터 NH3 가스를 공급하는 스텝을 교대로 반복함으로써 웨이퍼 상에 SiN막을 형성하였다. DCS 가스 공급 스텝에서는 제1 공급부로부터 DCS 가스와 함께 N2 가스를 공급하여, 이때의 처리실 내의 압력을 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력보다도 작게 하였다. 그리고 DCS 가스 공급 스텝에 있어서의 처리 조건을, 제1 공급부 내에서의 DCS 가스의 분해량이 처리실 내에서의 DCS 가스의 분해량 이하로 되는 소정의 조건으로 하였다. 또한 제1 공급부로부터 DCS 가스와 함께 공급하는 N2 가스의 유량을, 실시예에 있어서 제1 공급부로부터 DCS 가스와 함께 공급하는 N2 가스의 유량의 1/5 내지 1/10 이하로 하였다. 다른 처리 수순, 처리 조건은 실시예에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 하였다.
비교예 2로서, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용하여, 웨이퍼에 대하여 제1 공급부로부터 DCS 가스를 공급하는 스텝과, 웨이퍼에 대하여 제2 공급부로부터 NH3 가스를 공급하는 스텝을 교대로 반복함으로써 웨이퍼 상에 SiN막을 형성하였다. DCS 가스 공급 스텝에서는 제1 공급부로부터의 N2 가스의 공급을 불실시로 하여, 이때의 처리실 내의 압력을 NH3 가스 공급 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력보다도 작게 하였다. 그리고 DCS 가스 공급 스텝에 차는 처리 조건을, 제1 공급부 내에서의 DCS 가스의 분해량이 처리실 내에서의 DCS 가스의 분해량보다도 작아지는 소정의 조건으로 하였다. 다른 처리 수순, 처리 조건은 실시예에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 하였다.
그리고 실시예 1 및 비교예 1, 2에서 형성한 SiN막의 면 내 굴절률 균일성(R.I.Range) 및 면 내 막 두께 균일성(WiW)을 각각 측정하였다. 도 8에 이들의 측정 결과를 나타낸다. R.I.Range 및 WiW[%]는 모두, 그 값이 작을수록 웨이퍼면내 균일성이 높다는(균일하다는) 것을 의미한다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 쪽이, 비교예 1, 2에 비하여 R.I.Range 및 WiW의 값이 모두 작다는 것을 알 수 있다. 즉, DCS 가스 공급 스텝을, 제1 공급부 내에서의 DCS 가스의 분해량이 처리실 내에서의 DCS 가스의 분해량보다도 커지는 조건 하에서 실시함으로써, 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면 내 굴절률 균일성 및 면 내 막 두께 균일성을 각각 향상시키는 것이 가능해진다는 것을 알 수 있다.

Claims (21)

  1. (a) 처리실 내의 기판에 대하여 제1 공급부로부터 원료 가스를 공급하는 공정과,
    (b) 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 제2 공급부로부터 반응 가스를 공급하는 공정
    을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 기판 상에 막을 형성하는 공정을 갖고,
    (a)에서는, 상기 제1 공급부 내 및 상기 처리실 내에서 상기 원료 가스를 분해시켜 중간체를 생기게 하여 그 중간체를 상기 기판에 대하여 공급하고, 그때, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해량을 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해율을 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해율보다도 크게 한 상태로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해 속도를 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해 속도보다도 크게 한 상태로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 중간체의 생성량을 상기 처리실 내에서의 상기 중간체의 생성량보다도 크게 한 상태로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 중간체의 생성율을 상기 처리실 내에서의 상기 중간체의 생성율보다도 크게 한 상태로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 중간체의 생성 속도를 상기 처리실 내에서의 상기 중간체의 생성 속도보다도 크게 한 상태로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적을, (a)에 있어서, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해량을 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 되게 하는 개구 면적으로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적을, 상기 제2 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적 이하로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적을, 상기 제2 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적보다도 작게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부와는 상이한 제3 공급부를 더 갖고, 상기 제2 공급부와 상기 제3 공급부는 상기 제1 공급부를 양측으로부터 사이에 두도록 배치되고,
    (a)에서는, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각으로부터 불활성 가스를 공급하고,
    상기 제1 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적을, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각에 마련된 가스 분출구의 개구 면적 이하로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부와는 상이한 제3 공급부를 더 갖고, 상기 제2 공급부와 상기 제3 공급부는 상기 제1 공급부를 양측으로부터 사이에 두도록 배치되고,
    (a)에서는, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각으로부터 불활성 가스를 공급하고,
    상기 제1 공급부에 마련된 가스 분출구의 개구 면적을, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각에 마련된 가스 분출구의 개구 면적보다도 작게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 기판에 대하여 상기 제1 공급부로부터 불활성 가스를 공급하고, 상기 제1 공급부로부터 공급하는 불활성 가스의 유량을, 상기 제1 공급부로부터 공급하는 상기 원료 가스의 유량보다도 크게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제2 공급부로부터 불활성 가스를 공급하고, 상기 제1 공급부로부터 공급하는 불활성 가스의 유량을, 상기 제2 공급부로부터 공급하는 불활성 가스의 유량보다도 크게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부와는 상이한 제3 공급부를 더 갖고, 상기 제2 공급부와 상기 제3 공급부는 상기 제1 공급부를 양측으로부터 사이에 두도록 배치되고,
    (a)에서는, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각으로부터 불활성 가스를 공급하고, 상기 제1 공급부로부터 공급하는 불활성 가스의 유량을, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각으로부터 공급하는 불활성 가스의 각각의 유량보다도 크게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부와는 상이한 제3 공급부를 더 갖고, 상기 제2 공급부와 상기 제3 공급부는 상기 제1 공급부를 양측으로부터 사이에 두도록 배치되고,
    (a)에서는, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각으로부터 불활성 가스를 공급하고, 상기 제1 공급부로부터 공급하는 불활성 가스의 유량을, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부의 각각으로부터 공급하는 불활성 가스의 합계 유량보다도 크게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    (a)에 있어서의 상기 처리실 내의 압력을 (b)에 있어서의 상기 처리실 내의 압력 이상으로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    (a)에 있어서의 상기 처리실 내의 압력을 (b)에 있어서의 상기 처리실 내의 압력보다도 크게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 기판에 대하여 공급된 상기 원료 가스를, 적어도 평면으로 보아 상기 기판을 사이에 두고 상기 제1 공급부와 대향하는 위치에 배치된 배기구로부터 배기하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    (a)에서는 상기 기판의 측방으로부터 상기 기판에 대하여 상기 원료 가스 및 불활성 가스를 공급하고, (b)에서는 상기 기판의 측방으로부터 상기 기판에 대하여 상기 반응 가스를 공급하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 기판이 처리되는 처리실과,
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 제1 공급부로부터 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계와,
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 제2 공급부로부터 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급계와,
    상기 제1 공급부 내 및 상기 처리실 내에서 상기 원료 가스를 분해시키는 분해 유닛과,
    (a) 상기 처리실 내의 기판에 대하여 상기 제1 공급부로부터 상기 원료 가스를 공급하는 처리와, (b) 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 공급부로부터 상기 반응 가스를 공급하는 처리를 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 기판 상에 막을 형성하는 처리를 행하게 하고, (a)에서는, 상기 제1 공급부 내 및 상기 처리실 내에서 상기 원료 가스를 분해시켜 중간체를 생기게 하여 그 중간체를 상기 기판에 대하여 공급하고, 그때, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해량을 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 하도록 상기 원료 가스 공급계, 상기 반응 가스 공급계 및 상기 분해 유닛을 제어하도록 구성되는 제어부
    를 갖는, 기판 처리 장치.
  21. (a) 기판 처리 장치의 처리실 내의 기판에 대하여 제1 공급부로부터 원료 가스를 공급하는 수순과,
    (b) 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 제2 공급부로부터 반응 가스를 공급하는 수순
    을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 기판 상에 막을 형성하는 수순과,
    (a)에 있어서, 상기 제1 공급부 내 및 상기 처리실 내에서 상기 원료 가스를 분해시켜 중간체를 생기게 하여 그 중간체를 상기 기판에 대하여 공급하고, 그때, 상기 제1 공급부 내에서의 상기 원료 가스의 분해량을 상기 처리실 내에서의 상기 원료 가스의 분해량보다도 크게 한 상태로 하는 수순
    을 컴퓨터에 의하여 상기 기판 처리 장치에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된, 프로그램.
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