KR20200099073A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

기판 상에 형성되는 막의 기판 면내 막 두께 분포의 제어성을 향상시킨다.
기판 처리 장치의 가스 공급계는 제1 처리 가스를 일시적으로 저류하는 제1 저류부; 제1 처리 가스를 일시적으로 저류하는 제2 저류부; 제1 저류부 내에 저류된 제1 처리 가스를 기판의 외주로부터 기판의 중심을 향하는 방향을 향하여 공급하는 제1 가스 공급구; 및 제2 저류부 내에 저류된 제1 처리 가스를 기판의 외주로부터 기판의 외주로부터 기판의 중심을 향하는 방향보다 기판의 외주측의 방향을 향하여 공급하도록 구성된 제2 가스 공급구를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND PROGRAM}
본 개시(開示)는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 막을 형성하는 공정이 수행되는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
1. 일본 특개 2012-094652호 공보
본 개시의 목적은 기판 상에 형성되는 막의 기판 면내(面內) 막 두께 분포의 제어성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 기판이 수용되는 처리실; 상기 처리실 내에 소정 원소를 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 제1 가스 공급계; 상기 처리실 내에 상기 제1 처리 가스와는 화학 구조가 다른 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급계; 상기 처리실 내를 배기하는 배기계; 및 상기 처리실 내의 기판에 대하여 상기 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리를 비동시에 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 상기 소정 원소를 포함하는 막을 형성하도록 상기 제1 가스 공급계, 상기 제2 가스 공급계 및 상기 배기계를 제어하도록 구성되는 제어부;를 포함하고, 상기 제1 가스 공급계는, 상기 제1 처리를 수행할 때마다 상기 제1 처리 가스를 일시적으로 저류하는 제1 저류부; 상기 제1 처리를 수행할 때마다 상기 제1 처리 가스를 일시적으로 저류하는 제2 저류부; 상기 제1 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하여 공급하도록 구성된 제1 가스 공급구; 및 상기 제2 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하는 방향보다 상기 기판의 외주측의 방향을 향하여 공급하도록 구성된 제2 가스 공급구를 구비하는 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 기판 상에 형성되는 막의 기판 면내 막 두께 분포의 제어성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도(縱斷面圖)로 도시하는 도면.
도 2는 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면.
도 3은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 4는 본 개시의 일 형태에서의 성막 시퀀스를 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 기판 상에 형성된 막의 기판 면내 막 두께 분포의 측정 결과를 도시하는 도면.
도 6은 기판 상에 형성된 막의 기판 면내 막 두께 분포의 측정 결과를 도시하는 도면.
<본 개시의 일 형태>
이하, 본 개시의 일 형태에 대하여 주로 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
본 형태의 기판 처리 장치는 종형(縱型)의 처리로(202)를 구비한다. 처리로(202)는 석영(SiO2)이나 탄화규소(SiC) 등의 내열성 재료로 구성된 반응관(203)을 구비한다. 반응관(203)의 외측에는 가열 수단으로서의 히터(207)가 반응관(203)과 동심원 형상으로 설치된다. 히터(207)에는 가열용 전원(250)이 접속된다. 반응관(203)의 하방(下方)에는 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 반응관(203) 하단부와 씰 캡(219) 상면 사이에는 기밀 부재로서의 O링(220)이 배치된다. 씰 캡(219)은 스텐레스(SUS) 등의 금속으로 구성되어, 반응관(203)의 하단 개구(開口)를 기밀하게 폐색(閉塞) 가능하도록 구성된다. 반응관(203)의 내부는 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용하는 처리실(201)로서 구성된다.
씰 캡(219) 상에는 기판 보지구(保持具)로서의 보트(217)를 지지하는 보트 지지대(218)가 설치된다. 보트(217)는 보트 지지대(218) 상에 고정된 저판(底板)과, 그 상방(上方)에 배치된 천판(天板)을 포함한다. 저판과 천판 사이에는 복수 개의 지주가 가설(架設)된다. 지주에는 복수의 웨이퍼(200)가 서로 소정의 간격을 두고 수평 자세로 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 반응관(203)의 관축 방향에 다단으로 적재[장전(裝塡)]된다. 보트 지지대(218), 저판, 천판 및 지주는 각각 예컨대 전술한 내열성 재료에 의해 구성된다. 씰 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(265)은 씰 캡(219)을 관통하여 보트 지지대(218)에 접속된다. 회전 기구(267)는 회전축(265)을 회전시키는 것에 의해 보트(217) 및 웨이퍼(200)를 회전시킨다. 씰 캡(219)은 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강된다. 보트 엘리베이터(115)는 보트(217) 및 웨이퍼(200)를 처리실(201)의 내외로 반송하는 반송 기구로서 구성된다.
처리실(201) 내에는 노즐(410, 420, 430)이 반응관(203)의 하부 측벽을 관통하도록 설치된다. 노즐(410, 420, 430)에는 가스 공급관(310, 320, 330)이 각각 접속된다.
가스 공급관(310, 320)에는 가스가 흐르는 상류측부터 순서대로 유량 제어부인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(312, 322), 개폐 밸브인 밸브(314, 324), 저류부인 버퍼 탱크(315, 325) 및 밸브(313, 323)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310, 320)에서의 MFC(312, 322)과 밸브(314, 324) 사이에는 벤트 가스관(610, 620)이 접속된다. 벤트 가스관(610, 620)은 후술하는 배기관(231)에서의 APC 밸브(243)의 하류측에 접속된다. 벤트 가스관(610, 620)에는 밸브(612, 622)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310, 320)에서의 밸브(313, 323)의 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(510, 520)이 각각 접속된다. 가스 공급관(510, 520)에는 가스가 흐르는 상류측부터 순서대로 MFC(512, 522) 및 밸브(513, 523)가 각각 설치된다.
가스 공급관(310, 320)의 하류단은 노즐(410, 420)의 상류단에 각각 접속된다. 노즐(410, 420)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에서의 원환(圓環) 형상의 공간에 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 즉 웨이퍼(200)가 적재되는 방향을 따라 상승[立上]하도록 각각 설치된다. 노즐(410, 420)은 각각 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(410, 420)의 측부(측면)에는 각각 가스 공급구(411, 421)가 복수 설치된다. 가스 공급구(411, 421) 각각은 원형 공(孔)에 의해서 구성될 수 있지만, 가스 공급구(411, 421) 각각은 타원, 정사각형 및 직사각형과 같은 다른 형상의 개구에 의해서 구성 될 수도 있다. 가스 공급구(411, 421)는 각각 하부로부터 상부에 걸쳐서 동일하거나 또는 크기에 경사를 설치한 개구 면적을 가지고, 같은 피치로 복수의 웨이퍼(200)의 각각에 대응하는 위치에 설치된다.
버퍼 탱크(315, 325)는 통상의 배관보다 가스 용량이 큰 가스 탱크 또는 나선 배관 등으로서 구성된다. 버퍼 탱크(315, 325)의 상류측의 밸브(314, 324) 및 하류측의 밸브(313, 323)를 개폐하는 것에 의해 가스 공급관(310, 320)으로부터 공급되는 가스를 버퍼 탱크(315, 325) 내의 각각에 일시적으로 충전(저류)하거나, 버퍼 탱크(315, 325) 내의 각각 일시적으로 저류된 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있다. 버퍼 탱크(315, 325)와 처리실(201) 사이의 컨덕턴스는 예컨대 1.5×10-3m3/s 이상으로 하는 것이 바람직하다. 반응관(203)의 용적이 100L(리터)인 경우에는 버퍼 탱크(315)의 용적을 예컨대 100cc 이상 300cc 이하의 범위 내의 소정의 크기로 하는 것이 바람직하다.
밸브(313, 323, 612, 622)를 닫고 밸브(314, 324)를 여는 것에 의해 MFC(312, 322)로 유량 조정된 가스를 버퍼 탱크(315, 325) 내에 일시적으로 저류할 수 있다. 버퍼 탱크(315, 325) 내에 소정량의 가스가 저류되고 버퍼 탱크(315, 325) 내의 압력이 소정의 압력으로 도달한 후 밸브(314, 324)를 닫고 밸브(313, 323)를 여는 것에 의해, 버퍼 탱크(315, 325) 내의 각각 저류된 고압의 가스를 가스 공급관(310, 320), 노즐(410, 420)을 개재하여 처리실(201) 내에 한꺼번에(단시간에) 공급할 수 있다. 이때 밸브(513, 523)를 여는 것에 의해 MFC(512, 522)로 유량 조정된 불활성 가스를 가스 공급관(310, 320), 노즐(410, 420)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급할 수 있다. 또한 밸브(314, 324)를 닫고 밸브(612, 622)을 여는 것에 의해 MFC(312, 322)로 유량 조정된 가스를 처리실(201) 내에 공급하지 않고 바이패스하고, 벤트 가스관(610, 620)을 개재하여 배기관(231)에 배기할 수 있다. 또한 밸브(313, 323)를 닫고 밸브(513, 523)를 여는 것에 의해 MFC(512, 522)로 유량 조정된 불활성 가스를 각각 가스 공급관(310, 320) 및 노즐(410, 420)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급하고, 처리실(201) 내를 퍼지할 수 있다.
가스 공급관(310, 320)으로부터는 제1 처리 가스로서 예컨대 막을 구성하는 주 원소(소정 원소)인 실리콘(Si)을 포함하는 원료 가스가 MFC(312, 322), 밸브(314, 324), 버퍼 탱크(315, 325), 밸브(313, 323) 및 노즐(410, 420)을 개재하여 처리실(201) 내에 각각 공급된다.
Si를 포함하는 원료 가스로서는 예컨대 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS), 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS), 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC), 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 등의 클로로실란계 가스나, 테트라플루오로실란(SiF4) 가스 등의 플루오로실란계 가스나, 디실란(Si2H6, 약칭: DS) 등의 무기 실란계 가스나, 트리스디메틸아미노실란{Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS} 등의 아미노실란계 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(510, 520)으로부터는 불활성 가스로서 예컨대 질소(N2) 가스나, Ar, He, Ne, Xe 등의 희(希)가스가 MFC(512, 522), 밸브(513, 523), 가스 공급관(310, 320), 노즐(410, 420)을 개재하여 처리실(201) 내에 각각 공급된다.
주로 가스 공급관(310, 320), MFC(312, 322), 밸브(314, 324), 버퍼 탱크(315, 325), 밸브(313, 323) 및 노즐(410, 420)에 의해 제1 가스 공급계(원료 가스 공급계)(301, 302)가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(510, 520), MFC(512, 522) 및 밸브(513, 523)에 의해 제1 불활성 가스 공급계(501, 502)가 구성된다.
가스 공급관(330)에는 가스가 흐르는 상류측부터 순서대로 MFC(332) 및 밸브(333)가 설치된다. 가스 공급관(330)의 MFC(332)과 밸브(333) 사이에는 벤트 가스관(630)이 접속된다. 벤트 가스관(630)은 후술하는 배기관(231)의 APC 밸브(243)의 하류측에 접속된다. 벤트 가스관(630)에는 밸브(632)가 설치된다. 가스 공급관(330)의 밸브(333)의 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(530)이 접속된다. 가스 공급관(530)에는 상류측부터 순서대로 MFC(532) 및 밸브(533)가 설치된다.
가스 공급관(330)은 노즐(430)에 접속된다. 노즐(430)은 가스 분산 공간인 버퍼실(433) 내에 설치된다. 버퍼실(433) 내에는 후술하는 전극 보호관(451, 452)이 설치된다. 버퍼실(433) 내에는 노즐(430) 및 전극 보호관(451, 452)이 반응관(203)의 내벽을 따르도록 이 순서대로 배치된다.
버퍼실(433)은 반응관(203)의 내벽과 버퍼실 벽(434)에 의해 형성된다. 버퍼실 벽(434)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에서의 원환 형상의 공간에 반응관(203) 내벽의 하부로부터 상부에 걸치는 부분에 웨이퍼(200)의 적재 방향을 따라 설치된다. 버퍼실 벽(434)의 웨이퍼(200)와 인접하는 벽에는 가스를 공급하는 가스 공급구(435)가 설치된다. 가스 공급구(435)는 전극 보호관(451)과 전극 보호관(452) 사이에 설치된다. 가스 공급구(435)는 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구된다. 가스 공급구(435)는 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적을 가지고, 또한 같은 피치로 설치된다.
노즐(430)은 버퍼실(433)의 일단측에 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향하여 상승하도록 설치된다. 노즐(430)은 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(430)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급구(431)가 설치된다. 가스 공급구(431)는 버퍼실(433)의 중심을 향하도록 개구된다. 가스 공급구(431)는 버퍼실(433)의 가스 공급구(435)와 마찬가지로 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 설치된다.
밸브(333)를 여는 것에 의해 MFC(332)에서 유량 조정된 가스를 가스 공급관(330), 노즐(430) 및 버퍼실(433)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급할 수 있다. 이때 밸브(533)를 여는 것에 의해 MFC(532)로 유량 조정된 불활성 가스를 가스 공급관(330), 노즐(430) 및 버퍼실(433)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급할 수 있다. 또한 밸브(333)를 닫고 밸브(632)를 여는 것에 의해 MFC(332)에서 유량 조정된 가스를 처리실(201) 내에 공급하지 않고 바이패스하고, 벤트 가스관(630)을 개재하여 배기관(231)에 배기할 수 있다. 또한 밸브(333)를 닫고 밸브(533)를 여는 것에 의해 MFC(532)에서 유량 조정된 불활성 가스를 가스 공급관(330), 노즐(430) 및 버퍼실(433)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급하고, 처리실(201) 내를 퍼지할 수 있다.
가스 공급관(330)으로부터는 제1 처리 가스와는 화학 구조(분자 구조)가 다른 제2 처리 가스로서 질화 가스(질화제)인 질소(N) 함유 가스가 MFC(332), 밸브(333), 노즐(430) 및 버퍼실(433)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 질화 가스로서는 예컨대 암모니아(NH3) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8가스 등의 질화수소계 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(530)으로부터는 예컨대 N2 가스나 전술한 희가스가 MFC(532), 밸브(533), 가스 공급관(330), 노즐(430), 버퍼실(433)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
주로 가스 공급관(330), MFC(332), 밸브(333), 노즐(430) 및 버퍼실(433)에 의해 제2 가스 공급계(질화 가스 공급계)(303)가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(530), MFC(532) 및 밸브(533)에 의해 제2 불활성 가스 공급계(503)가 구성된다.
버퍼실(433) 내에는 가늘고 긴 구조를 가지는 봉 형상 전극(471, 472)이 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 웨이퍼(200)의 적재 방향을 따라 배설(配設)된다. 봉 형상 전극(471, 472)은 각각 노즐(430)과 평행하게 설치된다. 봉 형상 전극(471, 472)은 각각 전극 보호관(451, 452)에 의해 피복되는 것에 의해 보호된다. 봉 형상 전극(471)은 정합기(271)를 개재하여 고주파 전원(270)에 접속되고, 봉 형상 전극(472)은 기준 전위인 어스(272)에 접속된다. 정합기(271)를 개재하여 고주파 전원(270)으로부터 봉 형상 전극(471, 472)간에 고주파 전력을 인가하는 것에 의해 봉 형상 전극(471, 472)간의 플라즈마 생성 영역에 플라즈마가 생성된다. 주로 봉 형상 전극(471, 472), 전극 보호관(451, 452), 버퍼실(433)에 의해 플라즈마 발생 기구가 구성된다. 정합기(271), 고주파 전원(270)을 플라즈마 발생 기구에 포함시켜도 좋다. 플라즈마 발생 기구는 가스를 플라즈마로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기 기구)로서 기능한다.
본 형태에서는 봉 형상 전극(471, 472)을 둘러싸듯이 전장(電場)이 발생하고, 플라즈마가 생성된다. 플라즈마에 포함되는 활성종은 가스 공급구(435)를 개재하여 처리실(201) 내에 흘러 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심 방향으로 공급된다. 본 형태와 같은 종형의 뱃치(batch) 장치라면, 처리해야 할 웨이퍼(200)에 가까운 위치에 버퍼실(433)이 배치되기 때문에 활성종이 실활(失活)되지 않고 웨이퍼(200)의 표면에 도달하기 쉽다. 또한 봉 형상 전극(471, 472)이 버퍼실(433) 내에 수용되기 때문에 웨이퍼(200)에 손상을 주는 이온이 처리실(201) 내에 누설되기 어렵다.
반응관(203)의 하부에는 배기구(230)가 설치된다. 배기구(230)에는 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 접속된다. 배기관(231)에는 상류측부터 순서대로 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출부로서의 압력 센서(245), 압력 조정부로서의 APC(Auto Pressure Controller)밸브(243) 및 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 설치된다. APC 밸브(243)는 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성된다. 주로 배기관(231), APC 밸브(243), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜도 좋다.
노즐(410)은 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 개재하여 배기구(230)와 대향하는 위치, 즉 배기구(230)와 180° 반대측의 위치에 설치된다.
가스 공급구(411)는 버퍼 탱크(315) 내에 저류된 제1 처리 가스를 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하여 공급하도록 구성된다. 도 2에 도시하는 직선(L1)은 가스 공급구(411)와, 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 잇는 직선이다. 가스 공급구(411)로부터 공급되는 가스는 도 2에 도시하는 직선(L1)을 따라 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하여 흐른다. 이하, 가스 공급구(411)로부터 공급되는 이 가스가 흐르는 방향을 단순히 「L1 방향」이라고도 부른다.
노즐(420)은 처리실(201)의 내벽을 따라 노즐(410)과 인접하게, 즉 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)의 외주 방향을 따라 노즐(410)과 인접하도록 설치된다. 즉 가스 공급구(411)와 가스 공급구(421)는 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)의 외주 방향에서 서로 인접하는 위치에 설치된다.
가스 공급구(421)는 버퍼 탱크(325) 내에 저류된 제1 처리 가스를, 웨이퍼(200)의 외주로부터, 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하는 방향보다 외주측을 향하여 공급하도록 구성된다. 도 2에 도시하는 직선(L3)은 가스 공급구(421)와 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 잇는 직선이며, 직선(L4)은 가스 공급구(421)와 웨이퍼(200)의 외주를 잇는 직선(접선)이다. 가스 공급구(421)로부터 공급되는 가스는 도 2에 도시하는 직선(L2)에 따라, 즉 직선(L3)에 따른 방향(이하, 단순히 「L3 방향」이라고도 부른다)보다 직선(L4)을 따른 방향(이하, 단순히 「L4 방향」이라고도 부른다)을 향하여 흐른다. 이하, 가스 공급구(421)로부터 공급되는 이 가스가 흐르는 방향을 단순히 「L2 방향」이라고도 부른다. L2 방향은 L3 방향과 L4 방향 사이의 소정의 방향이 된다.
구체적으로는 가스 공급구(421)는 버퍼 탱크(325) 내에 저류된 제1 처리 가스를 L3 방향에 대하여 웨이퍼(200)의 외주측을 향하여 예컨대 24° 이상 30° 이하의 범위 내의 소정의 각도의 방향을 향하여 공급하도록 구성된다. 즉 L3 방향과 L2 방향이 이루는 각(중심각)θ의 크기는 예컨대 24° 이상 30° 이하의 범위 내의 소정의 크기로 이루어진다.
또한 가스 공급구(421)는 버퍼 탱크(325) 내에 저류된 제1 처리 가스를 가스 공급구(411)로부터 제1 처리 가스가 공급되는 전술한 L1 방향과 평행한 방향[도 2에 도시하는 직선(L1')을 따르는 방향이며, 이하, 단순히 「L1' 방향」이라고도 부른다]보다 웨이퍼(200)의 외주측의 방향을 향하여 공급하도록 구성된다.
플라즈마 발생 구조(439)의 가스 공급구(435)는 처리실(201)의 내벽을 따라, 즉 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)의 외주 방향을 따라 노즐(410, 420)로부터 소정 거리만큼 이간된 위치에 설치된다. 가스 공급구(435)와 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 잇는 직선과 전술한 직선(L1)이 이루는 각(중심각)의 크기는 예컨대 90° 이상 180° 이하의 범위 내의 소정의 크기로 이루어진다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치된다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 가열용 전원(250)으로부터의 히터(207)에 대한 공급 전력을 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부로서의 컨트롤러(280)는 CPU(Central Processing Unit)(280a), RAM(Random Access Memory)(280b), 기억 장치(280c), I/O 포트(280d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(280b), 기억 장치(280c), I/O 포트(280d)는 내부 버스(280e)를 개재하여 CPU(280a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(280)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(282)가 접속된다.
기억 장치(280c)는 플래시 메모리나 HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(280c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리에서의 각 순서를 컨트롤러(280)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 프로세스 레시피를 단순히 레시피라고도 부른다. 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. RAM(280b)은 CPU(280a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(280d)는 MFC(312, 322, 332, 512, 522, 532), 밸브(313, 314, 323, 324, 333, 513, 523, 533, 612, 622, 632), 압력 센서(245), APC 밸브(243), 진공 펌프(246), 히터(207), 가열용 전원(250), 온도 센서(263), 고주파 전원(270), 정합기(271), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속된다.
CPU(280a)는 기억 장치(280c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께 입출력 장치(282)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(280c)로부터 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(280a)는 판독한 레시피의 내용을 따르도록 MFC(312, 322, 332, 512, 522, 532)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(313, 314, 323, 324, 333, 513, 523, 533, 612, 622, 632)의 개폐 동작, APC 밸브(243)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(243)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정[가열용 전원(250)의 출력 조정] 동작, 고주파 전원(270)의 전력 공급, 정합기(271)에 의한 임피던스 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 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(280)는 외부 기억 장치(281)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 외부 기억 장치(281)는 예컨대 HDD 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리 등을 포함한다. 기억 장치(280c)나 외부 기억 장치(281)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(280c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(281) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다. 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(281)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정
전술한 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 막을 형성하는 기판 처리 시퀀스예, 즉 성막 시퀀스예에 대해서 도 4를 이용하여 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(280)에 의해 제어된다.
도 4에 도시하는 성막 시퀀스에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 제1 처리 가스로서 DCS 가스를 공급하는 제1 공정으로서의 스텝 A와, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 제1 처리 가스와는 화학 구조가 다른 제2 처리 가스로서 NH3 가스를 공급하는 제2 공정으로서의 스텝B를 비동시에 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 막으로서 Si 및 N을 포함하는 막, 즉 실리콘 질화막(SiN막)을 형성한다.
스텝 A는 버퍼 탱크(315) 내에 일시적으로 저류된 DCS 가스를 가스 공급구(411)를 개재하여 웨이퍼(200)를 향하여 공급하는 제1 가스 공급 공정으로서의 서브 스텝 A1과, 버퍼 탱크(325) 내에 일시적으로 저류된 DCS 가스를 가스 공급구(421)를 개재하여 웨이퍼(200)를 향하여 공급하는 제2 가스 공급 공정으로서의 서브 스텝 A2를 포함한다.
서브 스텝 A1에서는 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하여 DCS 가스를 공급한다. 즉 서브 스텝 A1에서는 가스 공급구(411)로부터 L1 방향을 향하여 DCS 가스를 공급한다. 또한 서브 스텝 A2에서는 웨이퍼(200)의 외주로부터, 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하는 방향보다 웨이퍼(200)의 외주측의 방향을 향하여 DCS 가스를 공급한다. 즉 서브 스텝 A2에서는 가스 공급구(421)로부터 L2 방향에 향하여 DCS 가스를 공급한다.
스텝 A, 즉 서브 스텝 A1, A2에서는 처리실(201) 내가 소정의 압력 이하가 될 때까지 배기한 후, APC 밸브(243)를 닫고 배기계를 폐색한 상태에서 (즉, 배기계에 의한 처리실(201)의 배기가 정지된 상태에서), 버퍼 탱크(315) 내에 저류된 고압의 DCS 가스 및 버퍼 탱크(325) 내에 저류된 고압의 DCS 가스의 각각을 처리실(201) 내에 한꺼번에 공급해서 처리실(201) 내에 봉입한다.
본 명세서에서는 도 4에 도시하는 성막 시퀀스를 편의상 다음과 같이 나타내는 경우도 있다. 이 점은 후술하는 변형예나 다른 형태에서도 마찬가지이다.
(DCS→NH3)×n ⇒ SiN
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 그 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 것은 웨이퍼 그 자체의 표면상에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되고 있는 층 등의 상에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 사용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우와 같은 의미이다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수의 웨이퍼(200)를 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)하고, 반응관(203)의 하단 개구를 개방한다. 그 후 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)를 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)한다. 도 1에 도시하는 바와 같이 반응관(203)의 하단은 O링(220)을 개재하여 씰 캡(219)에 의해 밀봉된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내가 원하는 압력이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다(압력 조정). 또한 처리실(201) 내가 원하는 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다(온도 조정). 또한 회전 기구(267)에 의한 웨이퍼(200)의 회전을 시작한다(회전). 이들의 각종 동작은 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
(성막)
그 후 다음 스텝 A, 스텝B를 순차 실시한다. 스텝 A에서는 일례로서 전술한 서브 스텝 A1, 스텝 A2를 동시에 수행한다.
[스텝 A]
밸브(313, 323, 612, 622)를 닫은 상태에서 밸브(314, 324)를 열고 MFC(312, 322)에서 유량 조정된 DCS 가스를 버퍼 탱크(315, 325) 내에 각각 충전한다. 버퍼 탱크(315, 325) 내에는 버퍼 탱크(315, 325) 내의 압력이 예컨대 20,000Pa 이상의 압력이 되도록 DCS 가스를 충전한다. 버퍼 탱크(315, 325) 내에 충전하는 DCS 가스의 양은 예컨대 100cc 내지 250cc로 한다. 버퍼 탱크(315, 325) 내의 각각에 소정 압력, 소정 양의 DCS 가스가 충전되면 밸브(314, 324)를 닫는다.
버퍼 탱크(315, 325) 내에 DCS 가스를 충전하는 동안 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 20Pa 이하의 소정의 압력으로 하도록 처리실(201) 내를 배기해둔다. 버퍼 탱크(315, 325) 내로의 DCS 가스의 충전 및 처리실(201) 내의 배기가 완료된 후 APC 밸브(243)를 닫고 배기계를 폐색하고, 밸브(313, 323)를 연다. 이에 의해 버퍼 탱크(315, 325) 내에 저류된 고압의 DCS 가스를 처리실(201) 내에 한꺼번에 공급(플래시 공급)할 수 있다. 처리실(201) 내의 압력은 급격하게 상승하고, 예컨대 800Pa 내지 1,200Pa의 범위 내의 압력으로 도달한다. 그 후 처리실(201) 내에 DCS 가스를 봉입한 상태를 유지하고, DCS 가스의 분위기 중에 웨이퍼(200)를 소정 시간 폭로한다(DCS 가스 공급). 이때 밸브(513, 523, 533)를 열고 처리실(201) 내에 N2 가스를 흘리고, 노즐(410, 420, 430) 내로의 DCS 가스의 침입을 방지한다.
스텝 A에서는 버퍼 탱크(315) 내와 처리실(201) 내의 압력 차이 및 버퍼 탱크(325) 내와 처리실(201) 내의 압력 차이를 이용하여, 가스 공급구(411, 421)를 개재하여 처리실(201) 내에 공급되는 DCS 가스의 유속을 각각 증가시킬 수 있다. 가스 공급구(411, 421)를 개재하여 처리실(201) 내에 공급되는 DCS 가스의 유속은 각각 DCS 가스가 노즐(410, 420) 내에서 체류하지 않고 지극히 단시간에 노즐(410, 420) 내를 통과하여 한 번에 웨이퍼(200) 상에 확산될 수 있는 크기가 된다. 구체적으로는 가스 공급구(411, 421)로부터 처리실(201) 내에 분출시키는 DCS 가스의 각각을 예컨대 음속(340m/sec) 정도로까지 가속시켜, 웨이퍼(200) 상을 흐르는 DCS 가스의 속도를 예컨대 수십m/sec 정도로까지 높이는 것이 가능해진다. 그 결과, DCS 가스를 처리실(201)의 전역에 효율적으로 확산시키는 것이 가능해진다.
이하, 이 공급 방법을 플래시 플로우라고도 부른다.
스텝 A에서는 버퍼 탱크(315) 내와 처리실(201) 내의 압력 차이 및 버퍼 탱크(325) 내와 처리실(201) 내의 압력 차이를 이용하여 가스 공급을 수행하기 때문에, 가스 공급구(421)로부터 처리실(201) 내에 공급되는 DCS 가스의 유속과 가스 공급구(411)로부터 처리실(201) 내에 공급되는 DCS 가스의 유속은 실질적으로 동등한 속도가 된다. 예컨대 가스 공급구(421)로부터 처리실(201) 내에 공급되는 DCS 가스의 유속은 가스 공급구(411)로부터 처리실(201) 내에 공급되는 DCS 가스의 유속의 0.8배 이상 1.2배 이하의 속도가 된다.
또한 스텝 A에서는 히터(207)의 온도를 예컨대 350℃ 내지 650℃의 범위 내의 온도로 한다. 본 명세서에서의 「350℃ 내지 650℃」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서 예컨대 「350℃ 내지 650℃」란 「350℃ 이상 650℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다. MFC(512, 522, 532)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량을 각각 예컨대 300sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. DCS 가스를 처리실(201) 내에 봉입하는 시간을 예컨대 1초 내지 30초의 범위 내의 시간으로 한다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 DCS 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200)(표면의 하지막) 상에 실리콘(Si) 함유층을 형성할 수 있다.
웨이퍼(200) 상에 Si 함유층이 형성된 후 밸브(313, 323)를 닫는다. 그리고 APC 밸브(243)를 열고 배기계를 개방하여 처리실(201) 내를 진공 배기한다(잔류 가스 제거). 이때 밸브(513, 523, 533)를 열고 가스 공급관(510, 520, 530) 내에 N2 가스를 흘려 처리실(201) 내를 퍼지한다(퍼지).
[스텝B]
스텝 A가 종료된 후, 밸브(632)를 닫은 상태에서 밸브(333)를 열고 가스 공급관(330) 내에 NH3 가스를 흘린다. NH3 가스는 MFC(332)에 의해 유량 조정되어 가스 공급구(431)로부터 버퍼실(433) 내에 공급된다. 이때 봉 형상 전극(471, 472) 간에 고주파 전력을 인가하는 것에 의해 버퍼실(433) 내에 공급된 NH3 가스는 플라즈마 여기(플라즈마 상태에 여기)되어, 가스 공급구(435)로부터 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 플라즈마로 활성화된 NH3 가스(NH3 *)가 공급된다(NH3 가스 공급). 이때 적어도 밸브(513, 523)를 열고 처리실(201) 내에 N2 가스를 흘리고, 노즐(410, 420) 내로의 NH3 가스의 침입을 방지한다.
스텝B에서는 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 10Pa 내지 100Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 플라즈마를 이용하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 이러한 비교적 낮은 압력대로서도 NH3 가스를 활성화시키는 것이 가능해진다. 처리실(201) 내에서의 NH3 가스의 분압을 예컨대 6Pa 내지 100Pa의 범위 내의 압력으로 한다. NH3 가스의 공급 유량은 예컨대 10sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. NH3 가스 공급 시간은 예컨대 1초 내지 120초의 범위 내의 시간으로 한다. 봉 형상 전극(471, 472) 간에 인가하는 고주파 전력은 예컨대 50W 내지 1,000W의 범위 내의 크기로 한다. 다른 처리 조건은 스텝 A에서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si 함유층의 적어도 일부를 개질(질화)시킬 수 있다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에 Si, N을 포함하는 층, 즉 실리콘 질화층(SiN층)을 형성할 수 있다.
웨이퍼(200) 상에 SiN층이 형성된 후, 밸브(333)를 닫고 버퍼실(433)을 개재한 처리실(201) 내로의 NH3 가스의 공급을 정지한다. 또한 봉 형상 전극(471, 472) 간으로의 고주파 전력의 인가를 정지한다. 그리고 APC 밸브(243)를 열고 배기계를 개방하여 처리실(201) 내를 진공 배기한다(잔류 가스 제거). 이때 밸브(513, 523, 533)을 열고 가스 공급관(510, 520, 530) 내에 N2 가스를 흘려, 처리실(201) 내를 퍼지한다(퍼지).
[소정 횟수 실시]
스텝 A, 스텝B를 비동시에, 즉 동기시키지 않고 수행하는 사이클을 1회 이상(n회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소망 막 두께, 소망 조성의 SiN막을 형성할 수 있다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉 1사이클당 형성되는 SiN층의 두께를 원하는 막 두께보다 작게 하고, SiN층을 적층하는 것에 의해 형성되는 SiN막의 막 두께가 원하는 막 두께가 될 때까지 전술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
웨이퍼(200) 상으로의 성막이 종료된 후, N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지되어 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스에 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)을 하강시켜 반응관(203)의 하단을 개구한다. 그리고 처리 완료된 웨이퍼(200)를 보트(217)에 지지시킨 상태에서 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)한다. 처리 완료된 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부에 반출된 후 보트(217)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 본 형태에 의한 효과
본 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 스텝 A에서는 DCS 가스를 플래시 플로우에 의해 공급할 때, 가스 공급구(411)를 이용하여 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하여, 즉 L1 방향을 향하여 DCS 가스를 공급 하는 것과 함께, 가스 공급구(421)를 이용하여 웨이퍼(200)의 외주로부터, 웨이퍼(200)의 외주로부터 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하는 방향보다 외주측을 향하여, 즉 L2 방향을 향하여 DCS 가스를 공급한다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 웨이퍼 면내 막 두께 분포(이하, 단순히 면내 막 두께 분포라고도 부른다)의 제어성을 높이는 것이 가능해진다.
가령 웨이퍼(200)에 대한 DCS 가스의 공급을 가스 공급구(411)만을 이용하여 L1 방향에 대해서만 실시한 경우, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포는 예컨대 웨이퍼(200)의 중심 근방에서 가장 두껍고, 웨이퍼(200)의 외주 근방에서 가장 얇아지는 분포[이하, 중앙 철(凸) 분포라고도 부른다]가 되는 경우가 있다. 이 경우, DCS 가스의 공급량이나, 처리실(201) 내에 DCS 가스를 봉입하는 시간, DCS 가스와 동시에 흘리는 N2 가스의 유량 등의 조건을 변화시키는 것에 의해 면내 막 두께 분포를 변화시키는 것도 가능하다. 하지만 후술하는 바와 같이, 특히 웨이퍼(200) 상의 특정한 영역에서 그 변화량은 작고 한정적이게 되므로 면내 막 두께 분포를 원하는 분포로 조정하는 것이 실질적으로 곤란한 경우가 많다. 즉 파티클의 발생 억제나 각 웨이퍼 간의 균일성(면간 균일성) 확보 등의 요소를 고려한 경우, 웨이퍼(200)에 대한 DCS 가스의 공급을 가스 공급구(411)만을 이용하여 L1 방향에 대해서만 실시한 경우, 면내 막 두께 분포를 중앙 철 분포나, 웨이퍼(200)의 중심 근방으로부터 외주 근방에 걸쳐서 막 두께 변화가 적은 평탄한 막 두께 분포(이하, 플랫 분포라고도 부른다)나, 웨이퍼(200)의 중앙에서 가장 얇고 외주에 갈수록 두꺼워지는 분포[이하, 중앙 요(凹) 분포라고도 부른다] 중 어느 하나의 분포 사이에서 임의로(자유롭게) 변화시키는 것은 현실적으로 어렵다.
이에 대해 본 형태와 같이 가스 공급구(411)로부터의 DCS 가스 공급에 더해 가스 공급구(421)로부터의 L2 방향을 향한 DCS 가스 공급을 수행하도록 하면, 웨이퍼(200)의 외주부에서의 SiN막의 형성을 임의로 제어하는 것이 가능해지고, 결과적으로 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 원하는 분포가 되도록 조정하는 것이 용이해진다. 보다 구체적으로는 가스 공급구(411)와 가스 공급구(421)로부터 각각 공급되는 DCS 가스의 공급량의 비율을 변화시키거나 또는 L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ의 크기를 변화시키는 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 원하는 분포가 되도록 조정하는 것이 가능하다. 예컨대 중앙 철 분포를 플랫 분포에 근접시키는 방향으로 제어하거나, 또한 플랫 분포를 중앙 요 분포에 근접시키는 방향으로 제어하는 것이 용이해진다.
또한 전술한 효과는 가스 공급구(421)로부터의 DCS 가스의 공급을 웨이퍼(200)의 중심(200c)이 아니라 L2 방향을 향하여 수행하는 것에 의해 현저하게 얻을 수 있음을 발명자들은 이미 확인했다. 이론적으로는 가스 공급구(421)로부터의 DCS 가스의 공급을 웨이퍼(200)의 중심(200c)을 향하여 수행하는 경우에도 이 가스의 유속을 적절히 조정하는 것에 의해 본 형태와 같은 효과를 얻을 수 있을 것으로도 생각된다. 하지만 본 형태와 같이 버퍼 탱크(325) 내와 처리실(201) 내의 압력 차이를 이용하여 DCS 가스의 공급을 플래시 플로우에 의해 수행하는 경우에는 가스 공급구(421)로부터 공급되는 DCS 가스의 유속을 임의의 크기로 조정하는 것은 어려워진다. 그렇기 때문에 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 임의의 분포가 되도록 제어하는 것(예컨대 중앙 철 분포로부터 플랫 분포로 근접시키도록 제어하는 것)은 어려워진다.
(b) L2 방향을 L3 방향과 L4 방향 사이의 소정의 방향으로 하는 것에 의해 전술한 효과가 확실하게 얻어진다. 또한 L2 방향을 L1' 방향과 L4 방향 사이의 소정의 방향으로 하는 것에 의해 전술한 효과가 보다 확실하게 얻어진다. 또한 L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ의 크기를 24° 이상 30° 이하의 범위 내의 소정의 크기로 하는 것에 의해 전술한 효과가 보다 현저하게 얻어진다. 24° 미만인 경우, 가스 공급구(411)와 가스 공급구(421)로부터 각각 공급되는 DCS 가스의 공급량의 비율을 변화시켜서 면내 막 두께 분포를 중앙 요 분포에 근접시키는 것이 어려워지고, 30°를 넘는 경우, 가스 공급구(411)와 가스 공급구(421)로부터 각각 공급되는 DCS 가스의 공급량의 비율을 변화시켜서 면내 막 두께 분포를 중앙 철 분포에 근접시키는 것이 어려워진다.
(c) 스텝 A에서 버퍼 탱크(315) 내에 저류되는 DCS 가스의 양과, 버퍼 탱크(325) 내에 저류되는 DCS 가스의 양을 개별로 조정하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 중심 근방에서의 SiN막의 형성 효율과, 웨이퍼(200)의 외주 근방에서의 SiN막의 형성 효율을 독립해서 제어하고, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포의 제어성을 높이는 것이 가능해진다.
예컨대 스텝 A에서 버퍼 탱크(315) 내에 저류되는 DCS 가스의 양에 대한, 버퍼 탱크(325) 내에 저류되는 DCS 가스의 양의 비율이 보다 작아질 수 있는 방향으로 제1 가스 공급계를 제어하는 것에 의해, 웨이퍼(200)의 중심 근방에서의 SiN막의 형성 효율을 상대적으로 높이는 방향으로 또한 웨이퍼(200)의 외주 근방에서의 SiN막의 형성 효율을 상대적으로 낮추는 방향으로 각각 제어하는 것이 가능해진다. 즉 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 중앙 요 분포로부터 플랫 분포로, 플랫 분포로부터 중앙 철 분포로 근접시키는 방향으로 제어하는 것이 가능해진다.
버퍼 탱크(315, 325) 내에 각각 저류되는 DCS 가스의 양의 비율은 스텝 A에서 버퍼 탱크(315, 325) 내에 각각 DCS 가스를 충전할 때, 예컨대 MFC(312, 322)을 제어하여 각각의 버퍼 탱크에 공급되는 DCS 가스의 유량의 비율을 조정하거나, 각각의 버퍼 탱크에 DCS 가스를 충전하는 시간[즉 밸브(314, 324)를 열어서 DCS 가스를 각 버퍼 탱크에 공급하는 시간]의 비율을 조정하는 것에 의해 조정할 수 있다.
또한 예컨대 스텝 A에서 버퍼 탱크(315) 내에 저류되는 DCS 가스의 양에 대한 버퍼 탱크(325) 내에 저류되는 DCS 가스의 양의 비율이 보다 커질 수 있는 방향으로 제1 가스 공급계를 제어하는 것에 의해, 웨이퍼(200)의 중심 근방에서의 SiN막의 형성 효율을 상대적으로 낮추는 방향으로 또한 웨이퍼(200)의 외주 근방에서의 SiN막의 형성 효율을 상대적으로 높이는 방향으로 각각 제어하는 것이 가능해진다. 즉 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 중앙 철 분포로부터 플랫 분포로, 플랫 분포로부터 중앙 요 분포로 근접시키는 방향으로 제어하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 버퍼 탱크(315) 내에 저류되는 DCS 가스의 양과 버퍼 탱크(325) 내에 저류되는 DCS 가스의 양의 비율을 소정의 비율로 하도록 제어하는 것에 의해, 웨이퍼(200)의 면내 막 두께 분포를 원하는 분포로 하는 등 그 제어성을 높이는 것이 가능해진다.
(d) 스텝 A에서 버퍼 탱크(315) 내에 저류되는 DCS 가스의 양과 버퍼 탱크(325) 내에 저류되는 DCS 가스의 양을 개별로 조정하는 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 제어할 뿐만 아니라 웨이퍼(200) 간에서의 막 두께 분포를 제어하는 것도 가능해진다.
예컨대 버퍼 탱크(315)에 저류되는 DCS 가스의 양에 대한 버퍼 탱크(325)에 저류되는 DCS 가스의 양의 비율이 커지는 방향으로 조정되는 것에 의해, 반응관(203) 내의 상부에 배치된 웨이퍼(200)(이하, 상부 웨이퍼라고도 부른다)에서의 SiN막의 면내 평균 막 두께가 반응관(203)의 하부에 배치된 웨이퍼(200)(이하, 하부 웨이퍼라고도 부른다)에서의 SiN막의 면내 평균 막 두께보다 크게 되는 방향으로, 웨이퍼(200)간에서의 막 두께 분포를 제어할 수 있음을 발명자는 확인했다.
또한 예컨대 버퍼 탱크(315)에 저류되는 DCS 가스의 양에 대한 버퍼 탱크(325)에 저류되는 DCS 가스의 양의 비율이 작아지는 방향으로 조정되는 것에 의해 하부 웨이퍼에서의 SiN막의 면내 평균 막 두께가 상부 웨이퍼에서의 SiN막의 면내 평균 막 두께보다 커지는 방향으로 웨이퍼(200)간에서의 막 두께 분포를 제어할 수 있음을 발명자는 확인했다.
(e) 전술한 효과는 제1 처리 가스로서 DCS 가스 이외의 전술한 원료 가스를 이용하는 경우나, 제2 처리 가스로서 NH3 가스 이외의 전술한 질화수소계 가스를 이용하는 경우나, N2 가스 이외의 전술한 불활성 가스를 이용하는 경우에도 마찬가지로 얻을 수 있다.
<본 개시의 다른 형태>
이상, 본 개시의 형태를 구체적으로 설명했다. 단, 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
예컨대 제2 처리 가스로서 산소(O2) 가스 등의 산소(O) 함유 가스, 프로필렌(C3H6) 가스 등의 탄소(C) 함유 가스, 트리에틸아민[(C2H5)3N, 약칭: TEA] 가스 등의 N 및 C를 포함하는 가스 등을 이용하여 이하에 나타내는 성막 시퀀스에 의해 기판 상에 실리콘산화막(SiO막), 실리콘질화막(SiN막), 실리콘탄질화막(SiCN막), 실리콘산질화막(SiON막), 실리콘산탄화막(SiOC막), 실리콘산탄질화막(SiOCN막) 등을 형성해도 좋다. 이 경우에도 전술한 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 각종 처리 가스를 공급할 때의 처리 순서, 처리 조건은 예컨대 전술한 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 이 경우에도 전술한 형태에서의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(DCS→O2)×n ⇒ SiO
(DCS→NH3→O2)×n ⇒ SiON
(DCS→C3H6→NH3)×n ⇒ SiCN
(DCS →C3H6→O2)×n ⇒ SiOC
(DCS→C3H6→NH3→O2)×n ⇒ SiOCN
(DCS→TEA)×n ⇒ SiCN
(DCS→TEA→O2)×n ⇒ SiOCN
기판 처리에 이용되는 레시피는 처리 내용에 따라 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치를 개재하여 기억 장치 내에 격납해두는 것이 바람직하다. 그리고 처리를 시작할 때 CPU가 기억 장치 내에 격납된 복수의 레시피 중으로부터 기판 처리의 내용에 따라 적절한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해 1대(臺)의 기판 처리 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있고, 조작 실수를 회피하면서 처리를 신속하게 시작할 수 있게 된다.
전술한 레시피는 새로 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 기판 처리 장치에 이미 인스톨된 기존의 레시피를 변경하는 것에 의해 준비해도 좋다. 레시피를 변경하는 경우에는 변경 후의 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 기판 처리 장치에 인스톨해도 좋다. 또한 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치를 조작하여 기판 처리 장치에 이미 인스톨된 기존의 레시피를 직접 변경해도 좋다.
전술한 형태에서는 한 번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치(batch)식의 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 예컨대 한 번에 1매 또는 수 매의 기판을 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한 전술한 형태에서는 핫 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 콜드 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다. 이것들의 기판 처리 장치를 이용하는 경우에도 전술한 형태나 변형예와 마찬가지의 시퀀스, 처리 조건으로 성막을 수행할 수 있고, 전술한 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 전술한 형태에서는 스텝 A에서 서브 스텝 A1, 스텝 A2를 동시에 수행하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 예컨대 스텝 A에서 서브 스텝 A1, 스텝 A2의 각각의 시작 타이밍 및 종료 타이밍의 적어도 일방을 서로 다르게 해도 좋고, 또한 서브 스텝 A1, 스텝 A2를 비동시에(비동기에) 수행해도 좋다.
또한 이것들의 각종의 형태는 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 순서, 처리 조건은 예컨대 전술한 형태의 처리 순서, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
[실시예]
샘플 11 내지 샘플 16로서 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용하여 도 4에 도시하는 성막 시퀀스에 의해 웨이퍼 상에 SiN막을 형성했다. L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ의 크기는 샘플 11 내지 샘플 16의 순서대로 12°, 21°, 24°, 27°, 30°, 38°로 했다. 또한 샘플 11 내지 샘플 16에서는 버퍼 탱크(315) 내에 저류한 DCS 가스의 양과 버퍼 탱크(325)에 저류한 DCS 가스의 양을 같은 양으로 했다(즉 DCS 가스의 양의 비율을 1:1로 했다). 그리고 웨이퍼 상에 형성된 SiN막의 면내 막 두께 분포를 측정했다. 도 5a에 그 측정 결과를 도시한다.
도 5a의 세로축은 웨이퍼 상에서의 측정 부분에 형성된 SiN막의 두께의 평균 막 두께에 대한 비율(측정 부분의 막 두께/평균 막 두께)을 도시한다. 도 5a의 가로축은 웨이퍼 상에서의 측정 부분을 순서대로 도시하고, 1은 웨이퍼 중심을, 2는 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 반지름의 1/3분만 벗어난 개소(個所)를, 3은 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 반지름의 2/3분만 벗어난 부분을, 4은 웨이퍼 외주를 도시한다.
도 5a에 따르면, L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ을 변경하는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 제어하는 것이 가능함을 알 수 있다. 예컨대 θ을 작게 할수록 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 플랫 분포로부터 중앙 철 분포로 근접시키는 것이 가능해짐을 알 수 있다. 또한 예컨대 θ을 크게 할수록 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 플랫 분포로부터 중앙 요 분포로 근접시키는 것이 가능해짐을 알 수 있다.
또한 서브 스텝 A2을 불실시로 하는 경우[즉 가스 공급구(421)로부터 DCS 가스의 공급을 수행하지 않는 경우]나 서브 스텝 A2에서 가스 공급구(421)로부터 L3 방향을 향하여 DCS 가스를 공급하는 경우(즉 각θ을 0°로 하는 경우)에는, 특히 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 반지름의 2/3만 벗어난 원주 상이나 그 근방 영역에서의 SiN막의 두께의 분포(평균 막 두께에 대한 두께의 비율)를 원하는 값이 되도록 제어하는 것이 실질적으로 어렵다는 것을 발명자들은 확인했다. 즉 DCS 가스의 공급량이나, 처리실(201) 내에 DCS 가스를 봉입하는 시간, DCS 가스와 동시에 흘리는 N2 가스의 유량 등의 조건을 변화시켜도 이러한 영역에서의 SiN막의 두께의 분포의 변화량이 한정적이라는 것이 확인됐다. 한편, 본 실시예에 따르면, L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ을 변경하는 것에 의해 이러한 영역에서의 SiN막의 두께의 분포를 충분한 변화량을 가지고 제어할 수 있다. 따라서 SiN막의 면내 막 두께 분포의 제어성을 향상시키는 것이 가능해진다.
샘플 20 내지 샘플 24로서 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용하여 웨이퍼 상에 SiN막을 형성했다. 샘플 20에서는 스텝 A에서 L1 방향으로의 DCS 가스의 공급을 수행하고, L2 방향으로의 DCS 가스의 공급을 수행하지 않도록 했다. 즉 스텝 A에서 서브 스텝 A1만 실시하고, 서브 스텝 A2를 불실시로 했다. 샘플 21 내지 샘플 24를 제작할 때는 도 4에 도시하는 성막 시퀀스대로 스텝 A를 실시할 때 서브 스텝 A1, 스텝 A2를 실시했다. 버퍼 탱크(315) 내에 저류한 DCS 가스의 양(서브 스텝 A1로 공급하는 DCS 가스의 양)을 S1(cc), 버퍼 탱크(325)에 저류한 DCS 가스의 양(서브 스텝 A2로 공급하는 DCS 가스의 양)을 S2(cc)로 했을 때, S2/S1에 의해 얻어지는 비율R을 샘플 21 내지 샘플 24의 순서대로 10, 20, 30, 50(%)로 했다. 또한 샘플 20 내지 샘플 24에서는 L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ의 크기를 27°로 했다. 그리고 웨이퍼 상에 형성된 SiN막의 면내 막 두께 분포를 측정했다. 도 5b에 그 측정 결과를 도시한다.
도 5b의 세로축은 웨이퍼 상에서의 측정 부분에 형성된 SiN막의 두께의 평균 막 두께에 대한 비율(측정 부분의 막 두께/평균 막 두께)을 도시한다. 도 5b의 가로축은 웨이퍼 상에서의 측정 부분을 순서대로 도시하고, 1은 웨이퍼 중심을, 2는 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 반지름의 1/3분만 벗어난 부분을, 3은 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 반지름의 2/3분만 벗어난 부분을, 4은 웨이퍼 외주를 도시한다.
도 5b에 따르면, 스텝 A에서 L2 방향으로의 DCS 가스의 공급, 즉 서브 스텝 A2을 실시한 샘플 21 내지 샘플 24에서는 이것을 불실시로 한 샘플 20보다 웨이퍼 상에 형성된 SiN막의 면내 막 두께 균일성이 양호해진다는 것을 알 수 있다. 또한 서브 스텝 A2을 실시하는 경우, 전술한 비율R을 조정하는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 광역적으로 제어할 수 있다는 것도 알 수 있다. 예컨대 전술한 비율R을 작게 하는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 중앙 요 분포로부터 플랫 분포로 또한 중앙 철 분포로 근접시키는 것이 가능해짐을 알 수 있다. 또한 예컨대 전술한 비율R을 크게 하는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 중앙 철 분포로부터 플랫 분포로, 또한 중앙 요 분포로 근접시키는 것이 가능해짐을 알 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, L2 방향과 L3 방향이 이루는 각θ의 크기를 27°로 하고 비율R을 변경하는 것에 의해, 특히 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 반지름의 2/3만 떨어진 원주상이나 그 근방 영역에서의 SiN막의 두께의 분포(평균 막 두께에 대한 두께의 비율)을 충분한 변화량을 가지고 제어할 수 있기 때문에, SiN막의 면내 막 두께 분포의 제어성을 향상시키는 것이 가능해진다.
샘플 31 내지 샘플 34로서 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용하여 도 4에 도시하는 성막 시퀀스에 의해 웨이퍼 상에 SiN막을 형성했다. 샘플 31 내지 샘플 34를 제작할 때는 전술한 비율R을 순서대로 20%, 40%, 50%, 80%로 하고, 각각의 비율R에서 전술한 θ을 12°, 21°, 24°, 27°, 30°, 38°로 변화시켰다. 그리고 웨이퍼 상에 형성된 SiN막의 면내 막 두께 분포를 측정했다. 도 6에 그 결과를 도시한다.
도 6의 세로축은 웨이퍼 상에 형성된 SiN막의 면내 막 두께 균일성(WiW Unif.)을 도시한다. 면내 막 두께 균일성의 값은 웨이퍼 상에서의 SiN막의 최대 막 두께값, 최소 막 두께값 및 평균 막 두께값에 기초하여(최대 막 두께값-최소 막 두께값)/(2×평균 막 두께값)×100으로 산출된다. 이 면내 막 두께 균일성의 값이 0보다 커질수록 중앙 철 분포의 정도가 강해지고, 또한 0보다 작아질수록 중앙 요 분포의 정도가 강해짐을 의미한다. 도 6의 가로축은 전술한 θ을 도시한다.
도 6에 따르면, θ의 크기를 24° 내지 30°의 범위 내로 설정해서 비율R의 값을 20% 내지 80%의 범위에서 변화시키는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 균일성을 중앙 요 분포, 플랫 분포 및 중앙 철 분포 중 어느 하나의 경향의 분포로도 되도록 제어하는 것이 가능함을 알 수 있다. 즉 θ의 크기를 24 °내지 30°의 범위 내의 각도로 설정하는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 SiN막의 면내 막 두께 분포를 원하는 분포가 되도록 제어하는 것이 가능해짐을 알 수 있다.
200: 웨이퍼(기판) 201: 처리실
280: 컨트롤러(제어부) 301: 원료 가스 공급계
302: 질화 가스 공급계

Claims (17)

  1. 기판이 수용되는 처리실;
    상기 처리실 내에 소정 원소를 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 제1 가스 공급계;
    상기 처리실 내에 상기 제1 처리 가스와는 화학 구조가 다른 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급계;
    상기 처리실 내를 배기하는 배기계; 및
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 상기 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리와 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리를 비동시에 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 상기 소정 원소를 포함하는 막을 형성하도록 상기 제1 가스 공급계, 상기 제2 가스 공급계 및 상기 배기계를 제어하도록 구성되는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제1 가스 공급계는,
    상기 제1 처리를 수행할 때마다 상기 제1 처리 가스를 일시적으로 저류하는 제1 저류부;
    상기 제1 처리를 수행할 때마다 상기 제1 처리 가스를 일시적으로 저류하는 제2 저류부;
    상기 제1 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하여 공급하도록 구성된 제1 가스 공급구; 및
    상기 제2 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 기판의 외주로부터, 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하는 방향보다 상기 기판의 외주측을 향하여 공급하도록 구성된 제2 가스 공급구
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가스 공급구는, 상기 제2 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 제2 가스 공급구로부터 상기 기판의 중심으로 향하는 방향과 상기 제2 가스 공급구로부터 상기 기판의 외주로 향하는 방향 사이의 소정의 방향을 향하여 공급하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급구와 상기 제2 가스 공급구는 상기 기판의 외주 방향에서 서로 인접하는 위치에 설치되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가스 공급구는, 상기 제2 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 제2 가스 공급구로부터 상기 기판의 중심을 향하는 방향에 대하여 상기 기판의 외주측을 향하여 24° 이상 30° 이하의 범위 내의 소정의 각도의 방향을 향하여 공급하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가스 공급구는, 상기 제2 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스를 상기 제1 가스 공급구로부터 상기 기판의 중심을 향하여 상기 제1 처리 가스가 공급되는 방향과 평행한 방향보다 상기 기판의 외주측의 방향을 향하여 공급하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 처리에서는 상기 처리실 내를 배기한 후, 상기 배기계를 폐색(閉塞)한 상태에서 상기 제1 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스 및 상기 제2 저류부 내에 저류된 상기 제1 처리 가스의 각각을 상기 처리실 내에 공급하도록, 상기 제1 가스 공급계 및 상기 배기계를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양과 상기 제2 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양을 각각 개별로 조정하도록, 상기 제1 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양과 상기 제2 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양의 비율이 소정의 비율이 되도록 상기 제1 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양과 상기 제2 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양의 비율을 변화시키도록 상기 제1 가스 공급계를 제어하는 것에 의해 상기 기판 상에 형성되는 막의 면내(面內) 막 두께 분포를 조정하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 처리실 내에는 복수의 상기 기판이 소정의 간격으로 적재하여 수용되고,
    상기 제1 가스 공급구는 상기 기판이 적재되는 방향을 따라 설치된 제1 노즐의 측부에 복수 설치되고,
    상기 제2 가스 공급구는 상기 기판이 적재되는 방향을 따라 설치된 제2 노즐의 측부에 복수 설치되는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양과 상기 제2 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양의 비율이 소정의 비율이 되도록 상기 제1 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급계는, 상기 제1 저류부와 상기 제1 노즐 사이에 설치된 제1 밸브와 상기 제2 저류부와 상기 제2 노즐 사이에 설치된 제2 밸브를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 처리에서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 여는 것에 의해 상기 제1 저류부 내 및 상기 제2 저류부 내의 각각에 저류되고 있었던 상기 제1 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하도록 상기 제1 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  13. 처리실 내에 수용된 기판에 대하여 소정 원소를 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 제1 공정과 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제1 처리 가스와는 화학 구조가 다른 제2 처리 가스를 공급하는 제2 공정을 비동시에 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 상기 소정 원소를 포함하는 막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 공정은, 제1 저류부 내에 일시적으로 저류된 상기 제1 처리 가스를 제1 가스 공급구를 개재하여 상기 기판을 향하여 공급하는 제1 공급 공정과, 제2 저류부 내에 일시적으로 저류된 상기 제1 처리 가스를 제2 가스 공급구를 개재하여 상기 기판을 향하여 공급하는 제2 공급 공정을 포함하고,
    상기 제1 공급 공정에서는 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하여 상기 제1 처리 가스를 공급하고,
    상기 제2 공급 공정에서는, 상기 기판의 외주로부터, 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하는 방향보다 상기 기판의 외주측의 방향을 향하여 상기 제1 처리 가스를 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 공정에서는, 상기 제1 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양과 상기 제2 저류부 내에 저류되는 상기 제1 처리 가스의 양의 비율을 변화시키는 것에 의해 상기 기판 상에 형성되는 막의 면내 막 두께 분포를 조정하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 공정에서는, 상기 제1 저류부 내와 상기 처리실 내의 압력 차이 및 상기 제2 저류부 내와 상기 처리실 내의 압력 차이를 이용하여 상기 제1 가스 공급구 및 상기 제2 가스 공급구를 개재하여 상기 처리실 내에 공급되는 상기 제1 처리 가스의 유속을 각각 증가시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 공정에서는, 상기 제2 가스 공급구로부터 상기 처리실 내로 공급되는 상기 제1 처리 가스의 유속이, 상기 제1 가스 공급구로부터 상기 처리실 내로 공급되는 상기 제1 처리 가스의 유속의 0.8배 이상 1.2배 이내의 크기인 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 기판 처리 장치의 처리실 내에 수용된 기판에 대하여 소정 원소를 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 제1 순서와 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제1 처리 가스와는 화학 구조가 다른 제2 처리 가스를 공급하는 제2 순서를 비동시에 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 상기 소정 원소를 포함하는 막을 형성하는 순서를 포함하고,
    상기 제1 순서는, 제1 저류부 내에 일시적으로 저류된 상기 제1 처리 가스를 제1 가스 공급구를 개재하여 상기 기판을 향하여 공급하는 제1 공급 순서와, 제2 저류부 내에 일시적으로 저류된 상기 제1 처리 가스를 제2 가스 공급구를 개재하여 상기 기판을 향하여 공급하는 제2 공급 순서를 포함하고,
    상기 제1 공급 순서에서는 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하여 상기 제1 처리 가스를 공급하고,
    상기 제2 공급 순서에서는, 상기 기판의 외주로부터, 상기 기판의 외주로부터 상기 기판의 중심을 향하는 방향보다 상기 기판의 외주측의 방향을 향하여 상기 제1 처리 가스를 공급하는 순서를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 기록 매체에 기록된 프로그램.
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