KR20210037545A - 성막 장치 및 성막 장치의 운용 방법 - Google Patents
성막 장치 및 성막 장치의 운용 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210037545A KR20210037545A KR1020200118251A KR20200118251A KR20210037545A KR 20210037545 A KR20210037545 A KR 20210037545A KR 1020200118251 A KR1020200118251 A KR 1020200118251A KR 20200118251 A KR20200118251 A KR 20200118251A KR 20210037545 A KR20210037545 A KR 20210037545A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- region
- film forming
- reaction
- exhaust port
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 230
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 37
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 22
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 35
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 25
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/452—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by activating reactive gas streams before their introduction into the reaction chamber, e.g. by ionisation or addition of reactive species
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
- C23C16/45542—Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
- C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
- C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은, 성막 장치에 있어서 장치 내에 잔류하는 염소를 효율적으로 제거하는 기술을 제공한다. 기판에 염소를 포함하는 원료 가스와, 원료 가스와 반응해서 제1 반응 생성물을 생성하는 제1 반응 가스를 공급해서 성막하는 성막 장치에 있어서, 회전 테이블 상의 흡착 영역에 원료 가스를 토출함과 함께, 흡착 영역을 둘러싸는 둘러쌈 영역의 내연을 배기하는 제1 배기구를 마련하고, 둘러쌈 영역의 외연에 퍼지 가스를 토출하도록 구성하고 있다. 그리고 둘러쌈 영역에 대하여 회전 테이블의 둘레 방향으로 이격된 처리 영역에 염소와 반응해서 제3 반응 생성물을 생성하는 제2 반응 가스를 공급하도록 구성하고 있다. 이러한 성막 장치에 있어서, 성막 처리를 행한 후, 성막 장치의 메인터넌스를 위해서 진공 용기를 대기 개방하기 전에, 원료 가스의 공급을 정지한 상태에서, 적어도 제1 배기구로부터 배기를 행하고, 처리 영역에 제2 반응 가스를 공급하고 있다.
Description
본 개시는, 성막 장치 및 성막 장치의 운용 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 예를 들어 염소와 염소 이외의 원소로 이루어지는 화합물로 이루어지는 원료 가스를 사용하여, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼)에 예를 들어 Si3N4(이하, 질화 실리콘 또는 SiN으로 표시함)막을 성막하는 기술이 알려져 있다. 이 성막 처리는, 원료 가스와 반응 가스를 교대로 복수회 웨이퍼에 공급하는 ALD(Atomic Layer Deposition) 등으로 불리고 있는 방법에 의해 행하여진다. ALD를 행하는 성막 장치로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이 진공 용기 내에 마련되는 회전 테이블에 웨이퍼가 적재되어, 당해 회전 테이블의 회전에 의해 공전하는 웨이퍼가, 원료 가스가 공급되는 분위기로 구성되는 처리 영역과, 반응 가스가 공급되는 분위기로 구성되는 처리 영역을 반복해서 통과하도록 구성되는 장치가 알려져 있다. 또한, 이들 원료 가스의 분위기 및 반응 가스의 분위기 이외에 막을 개질하는 개질 가스가 회전 테이블 상에 공급되어, 반응 가스, 개질 가스가 각각 공급되는 소정의 영역이 형성되어 있다.
특허문헌 2에는, 기판에 실리콘 질화막을 성막하는 열처리 장치에 있어서, 반응관 내에 암모니아를 공급하여, 염소와 반응시켜서 염화암모늄을 생성하여, 메인터넌스 작업에서의 염산의 발생을 억제하는 기술이 기재되어 있다.
본 개시는, 이러한 사정에 기초해서 이루어진 것이며, 성막 장치에 있어서 장치 내에 잔류하는 염소를 효율적으로 제거하는 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 성막 장치는, 염소와 염소 이외의 원소에 의해 구성되는 화합물인 원료 가스와, 상기 원료 가스와 반응해서 상기 염소 이외의 원소를 포함하는 제1 반응 생성물을 생성하는 제1 반응 가스를 기판에 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 제1 반응 생성물의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서,
내부를 외측의 대기 분위기에 개방하는 대기 개방이 가능한 진공 용기의 당해 내부에서, 적재된 상기 기판을 공전시키기 위해서 회전하는 회전 테이블과,
상기 원료 가스를 상기 회전 테이블 상의 제1 영역에 토출하는 원료 가스 토출구와,
상기 제1 영역에 대하여 상기 회전 테이블의 둘레 방향으로 이격된 제2 영역에, 상기 제1 반응 가스와, 상기 대기 개방을 행할 때의 당해 진공 용기 내에 잔류하는 염소와 대기의 반응에 의한 제2 반응 생성물의 생성을 방지하기 위해서 당해 염소와 반응해서 제3 반응 생성물을 생성하는 제2 반응 가스를, 각각 공급하는 반응 가스 공급부와,
상기 막을 성막할 때 상기 제1 영역의 분위기와 제2 영역의 분위기를 분리하는 분위기 분리부와,
상기 막을 성막할 때 상기 제1 영역의 분위기, 상기 제2 영역의 분위기를 각각 오로지 배기하는 제1 배기구, 제2 배기구와,
상기 회전 테이블의 회전 중에 상기 제1 영역, 제2 영역에의 상기 원료 가스, 상기 제1 반응 가스의 공급을 각각 행하여, 상기 기판에 상기 막을 성막하는 성막 스텝과, 상기 성막 스텝 후에 상기 제1 영역에의 상기 원료 가스의 공급을 정지한 상태에서, 상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구 중 적어도 상기 제1 배기구로부터의 배기를 행함과 함께, 상기 제2 영역에 상기 제2 반응 가스를 공급해서 당해 제2 영역으로부터 당해 제1 배기구를 향하는 당해 제2 반응 가스의 기류를 형성하는 상기 대기 개방의 전처리 스텝을 실행하는 제어 신호를 출력하는 제어부
를 구비하였다.
본 개시에 의하면, 성막 장치에 있어서 장치 내에 잔류하는 염소를 효율적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 성막 장치의 일례를 도시하는 종단 측면도이다.
도 2는 상기 성막 장치의 일례를 도시하는 횡단 평면도이다.
도 3은 상기 성막 장치에 마련되는 가스 급배기 유닛의 일례를 도시하는 종단 측면도이다.
도 4는 상기 가스 급배기 유닛의 일례를 도시하는 하면도이다.
도 5는 상기 성막 장치의 작용 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 성막 처리 공정에서의 진공 용기 내의 가스의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 7은 전처리 공정에서의 진공 용기 내의 가스의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 8은 가스 급배기 유닛의 하면에서의 가스의 확산을 설명하는 설명도이다.
도 2는 상기 성막 장치의 일례를 도시하는 횡단 평면도이다.
도 3은 상기 성막 장치에 마련되는 가스 급배기 유닛의 일례를 도시하는 종단 측면도이다.
도 4는 상기 가스 급배기 유닛의 일례를 도시하는 하면도이다.
도 5는 상기 성막 장치의 작용 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 성막 처리 공정에서의 진공 용기 내의 가스의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 7은 전처리 공정에서의 진공 용기 내의 가스의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 8은 가스 급배기 유닛의 하면에서의 가스의 확산을 설명하는 설명도이다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 성막 장치에 대해서, 도 1의 종단 측면도, 도 2의 횡단 평면도를 참조하면서 설명한다. 이 성막 장치는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)(W)의 표면에, ALD(Atomic Layer Deposition)에 의해 질화 실리콘막(SiN막)을 형성하도록 구성되어 있다. 본 예의 성막 장치에서는, 염소와 염소 이외의 원소에 의해 구성되는 화합물인 원료 가스로서 디클로로실란(DCS: SiH2Cl2) 가스를 사용하고 있다. 그리고 DCS 가스와 반응해서 염소(Cl) 이외의 원소를 포함하는 제1 반응 생성물인 SiN을 생성하는 제1 반응 가스로서 플라스마화한 암모니아(NH3) 가스를 사용하고, DCS 가스와, 플라스마화한 NH3 가스를 반응시켜서 웨이퍼(W)에 SiN막을 성막한다. 명세서에서는, 질화 실리콘에 대해서 Si 및 N의 화학양론비에 관계 없이 SiN으로 기재한다. 따라서 SiN이라는 기재에는, 예를 들어 Si3N4가 포함된다.
성막 장치는, 편평한 대략 원형의 진공 용기(11)를 구비하고, 진공 용기(11)는, 측벽 및 저부를 구성하는 용기 본체(11A)와, 용기 본체(11A)로부터 착탈 가능하게 구성된 천장판(11B)에 의해 구성되어 있다. 진공 용기(11) 내에는, 직경 300mm의 웨이퍼(W)를 수평하게 적재하는 원형의 회전 테이블(12)이 마련되어 있다. 도면 중 12A는, 회전 테이블(12)의 이면 중앙부를 지지하는 지지부이다. 지지부(12A)의 하방에는, 회전 기구(13)가 마련되어, 회전 테이블(12)은, 성막 처리 중에 있어서 지지부(12A)를 개재하여 연직축 주위로 상방에서 보아 시계 방향으로 회전한다. 도면 중 X는, 회전 테이블(12)의 회전축을 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이 회전 테이블(12)의 상면에는, 회전 테이블(12)의 둘레 방향(회전 방향)을 따라 웨이퍼(W)의 적재부인 6개의 원형의 오목부(14)가 마련되어 있고, 각 오목부(14)에 웨이퍼(W)가 수납된다. 즉, 각 웨이퍼(W)는, 회전 테이블(12)의 회전에 의해 공전하도록 회전 테이블(12)에 적재된다. 도 1로 돌아가서, 진공 용기(11)의 저부에서의 회전 테이블(12)의 하방에는 동심원상으로 복수의 히터(15)가 마련되어, 회전 테이블(12)에 적재된 웨이퍼(W)가 가열되도록 구성되어 있다. 또한 도 2에 도시한 바와 같이 진공 용기(11)의 측벽에는, 웨이퍼(W)의 반송구(16)가 개구되어 있고, 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다. 진공 용기(11)는, 반송구(16)를 개재하여 내부가 진공 분위기인 진공 반송실에 접속되어 있다.
진공 용기(11) 내에서의 반송구(16)에 면하는 위치는, 웨이퍼(W)의 전달 위치로 되어 있고, 당해 전달 위치에 대응하는 부위에는, 회전 테이블(12)의 하방측에 오목부(14)를 관통해서 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어 올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 마련되어 있다. 그리고 웨이퍼(W)는, 반송구(16)를 통해서, 진공 반송실에 마련된 도시하지 않은 기판 반송 기구에 의해, 전달 위치에 반송되어, 기판 반송 기구와 승강 핀의 협동 작용에 의해, 오목부(14)에 전달된다. 또한 진공 용기(11)에는 진공 용기(11) 내의 온도를 측정하는 도시하지 않은 온도 측정부가 마련되어 있다.
회전 테이블(12)의 상방에는, 도 2에 도시한 바와 같이 가스 급배기 유닛(2)과, 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)이, 시계 방향으로, 이 순으로 마련되어 있다. 가스 급배기 유닛(2)에 대해서, 종단 측면도인 도 3 및 하면도인 도 4도 참조하면서 설명한다. 가스 급배기 유닛(2)은, 평면으로 보아, 회전 테이블(12)의 중앙측으로부터 주연측을 향함에 따라서 회전 테이블(12)의 둘레 방향으로 넓어지는 부채상으로 형성되어 있고, 가스 급배기 유닛(2)의 하면은, 회전 테이블(12)의 상면에 근접함과 함께 대향하고 있다.
가스 급배기 유닛(2)은, 예를 들어 알루미늄에 의해 구성되고, 그 하면에는, 가스 토출구(21), 제1 배기구(22) 및 퍼지 가스 토출구(23)가 개구되어 있다. 도면 중에서의 식별을 용이하게 하기 위해서, 도 4에서는, 제1 배기구(22) 및 퍼지 가스 토출구(23)에 다수의 도트를 부여하여 도시하고 있다. 가스 토출구(21)는, 가스 급배기 유닛(2)의 하면의 주연부보다도 내측의 부채상 영역(24)에 다수 배열되어 있다. 이 가스 토출구(21)는, 성막 처리 시에 있어서의 회전 테이블(12)의 회전 중에 DCS 가스를 하방으로 샤워 형상으로 토출하여, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 공급한다.
이 부채상 영역(24)에 있어서, 가스 급배기 유닛(2)의 내부에는, 각 가스 토출구(21)에 DCS 가스를 공급할 수 있도록 가스 유로(25)가 마련되어 있다. 그리고, 가스 유로(25)의 상류측은, 예를 들어 스테인리스 등의 금속으로 구성된 배관(201)을 개재하여 DCS 가스의 공급원(26)에 접속되어 있고, 각 배관에는 매스 플로우 컨트롤러에 의해 구성되는 유량 조정부(M201) 및 밸브(V201)가 개재 설치되어 있다. 또는 배관(201)에는, 퍼지 가스 공급용 배관(203)을 개재하여 퍼지 가스 공급원(27)이 접속되어, 각 가스 토출구(21)로부터 토출하는 가스를, DCS 가스와, 예를 들어 Ar 가스 등의 퍼지 가스의 사이에서 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 도 3 중의 V29는 밸브이다.
계속해서, 상기 제1 배기구(22) 및 퍼지 가스 토출구(23)에 대해서 설명한다. 제1 배기구(22)는, 부채상 영역(24)(도 4 참조)을 둘러싸는 환상의 홈이며, 퍼지 가스 토출구(23)는, 가스 급배기 유닛(2)의 하면의 주연부에 환상의 홈으로서 구성되어 있다. 제1 배기구(22) 및 퍼지 가스 토출구(23)는, 회전 테이블(12)의 상면에 대향하도록 개구되어 있다. 퍼지 가스 토출구(23)는, 회전 테이블(12) 상에 퍼지 가스로서 예를 들어 Ar(아르곤) 가스를 토출한다. 회전 테이블(12) 상에서의 제1 배기구(22)의 내측의 영역은, 웨이퍼(W)의 표면에의 DCS의 흡착이 행하여지는 제1 영역인 흡착 영역(R0)을 구성한다. 또한 퍼지 가스 토출구(23)는, 흡착 영역(R0)의 분위기와, 후술하는 처리 영역(R1 내지 R3)의 분위기를 분리하는 분위기 분리부에 상당한다. 또한 회전 테이블(12) 상에서의 흡착 영역(R0)의 주위는, 내연이 제1 배기구(22)에 의해 배기되고, 외연에 퍼지 가스 토출구(23)로부터 토출되는 퍼지 가스가 분사되는 둘러쌈 영역(RA)이 형성된다. 이 둘러쌈 영역(RA)에 의해 흡착 영역(R0)에 공급된 DCS 가스가, 둘러쌈 영역(RA)보다도 외측에 공급되는 것을 억제할 수 있다.
도 3 중의 23A는, 각각 가스 급배기 유닛(2)에 마련되는 서로 구획된 가스 유로이다. 가스 유로(23A)의 상류단은 제1 배기구(22), 가스 유로(23A)의 하류단은 밸브(V204)가 개재 설치된 예를 들어 스테인리스제의 배기관(204)을 개재하여, 배기 장치(28)에 각각 접속되어 있어, 이 배기 장치(28)에 의해, 제1 배기구(22)로부터 배기를 행할 수 있다. 또한, 가스 유로(23B)의 하류단은 퍼지 가스 토출구(23), 가스 유로(23B)의 상류단은, 예를 들어 스테인리스제의 배관(202)을 개재하여, Ar 가스의 공급원(29)에 각각 접속되어 있다. 배관(202)에는, 유량 조정부(20) 및 밸브(V20)가 개재 설치되어 있다.
성막 처리 중에 있어서, 가스 토출구(21)로부터의 원료 가스의 토출, 제1 배기구(22)로부터의 배기 및 퍼지 가스 토출구(23)로부터의 퍼지 가스의 토출이 함께 행하여진다. 그에 의해, 도 3 중에 화살표로 나타낸 바와 같이 회전 테이블(12)을 향해서 토출된 원료 가스 및 퍼지 가스는, 회전 테이블(12)의 상면을 제1 배기구(22)를 향하게 해서, 당해 제1 배기구(22)로부터 배기된다. 이렇게 퍼지 가스의 토출 및 배기가 행해짐으로써, 흡착 영역(R0)의 분위기는 퍼지 가스 토출구(23)로부터 공급되는 퍼지 가스에 의해 분리되어, 당해 흡착 영역(R0)에 한정적으로 원료 가스를 공급할 수 있다.
계속해서 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)에 대해서 설명한다. 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)은, 거의 같게 구성되어, 여기에서는 플라스마 형성 유닛(3A)에 대해서 설명한다. 플라스마 형성 유닛(3A)은, 회전 테이블(12)의 중심측으로부터 외주측을 향함에 따라서 넓어지는 대략 부채상으로 형성되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 플라스마 형성 유닛(3A)은, 마이크로파를 공급하기 위한 안테나(31)를 구비하고 있고, 당해 안테나(31)는, 유전체판(32)과 금속제의 도파관(33)을 구비하고 있다.
도파관(33)은 유전체판(32) 상에 마련되어 있고, 회전 테이블(12)의 직경 방향을 따라 연장되는 내부 공간(35)을 구비한다. 도파관(33)의 하부측에는, 유전체판(32)에 접하도록 복수의 슬롯 구멍(36A)을 구비한 슬롯판이 마련되어 있다. 도파관(33)에는, 마이크로파 발생기(37)가 접속되어 있어, 예를 들어 약 2.45GHz의 마이크로파를 도파관(33)에 공급한다.
또한, 플라스마 형성 유닛(3A)은, 유전체판(32)의 하면측에 플라스마 형성용 가스를 각각 공급하는 가스 토출 구멍(41)과, 가스 토출 구멍(42)을 구비하고 있다. 가스 토출 구멍(41)은, 회전 테이블(12)의 중심부측으로부터 외주부측을 향해서 플라스마 형성용 가스를 토출하고, 가스 토출 구멍(42)은, 회전 테이블(12)의 외주부측으로부터 중심측을 향해서, 예를 들어 수소(H2) 가스 및 암모니아(NH3) 가스, 및 퍼지 가스인 Ar 가스가 토출된다. 도면 중 43은 H2 가스의 공급원, 도면 중 44는 NH3 가스의 공급원, 도면 중 46은 퍼지 가스 공급원이다. 가스 토출 구멍(41) 및 가스 토출 구멍(42)은, 가스 공급 기기(45)를 구비한 배관계(40)를 개재하여 H2 가스 공급원(43) 및 NH3 가스 공급원(44)에 각각 접속되어 있다.
이 플라스마 형성 유닛(3A)은, 도파관(33)에 공급된 마이크로파가 슬롯판(36)의 슬롯 구멍(36A)을 통과하여, 이 유전체판(32)의 하방에 토출된 NH3 가스, H2 가스, 또는 이들의 혼합 가스를 플라스마화한다. 또한 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)의 하방은, 각각 처리 영역(R1 내지 R3)에 상당하고, 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)은 반응 가스 공급부에 상당한다. 또한 본 실시 형태에 따른 성막 장치에서는, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스로서, 모두 플라스마화한 NH3 가스를 사용하고 있다. 따라서 본 예에서는, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스는 공통이다.
또한 진공 용기(11)에서의 회전 테이블(12)의 외측의 하방이며, 플라스마 형성 유닛(3B)의 외측에는 제2 배기구(51)가 개구되어 있고, 이 배기구(51)는 진공 배기부(50)에 접속되어 있다. 즉 제2 배기구(51)는, 둘러쌈 영역(RA)에 대하여, 회전 테이블(12)의 둘레 방향으로 이격되어 마련되어 있다고 할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 성막 장치에는, 컴퓨터로 이루어지는 제어부(10)가 마련되어 있고, 제어부(10)에는 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램에 대해서는, 성막 장치의 각 부에 제어 신호를 송신해서 각 부의 동작을 제어하여, 후술하는 성막 처리 및 메인터넌스를 행하기 전의 전처리가 실행되도록 스텝 군이 짜여져 있다. 구체적으로는, 회전 기구(13)에 의한 회전 테이블(12)의 회전수, 히터(15)에의 급전, 각 가스의 공급 및 진공 용기(11) 내의 배기 등이, 예를 들어 성막 처리를 행하는 성막 프로그램 및 메인터넌스 전의 전처리를 실행하는 프로그램에 의해 제어된다. 이들 프로그램은, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체로부터 제어부(10)에 인스톨되어 있다.
계속해서 본 개시에 따른 성막 장치의 작용에 대해서 설명한다. 예를 들어 웨이퍼(W)에 SiN막을 성막하는 성막 장치에서는, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 예를 들어 진공 용기(11)의 내면에 SiN막이 성막되어버리는 경우가 있다. 그리고 진공 용기(11)의 내면에 성막된 막이 두꺼워졌을 때, 예를 들어 진공 용기(11)의 온도 변화에 기초하는 막 스트레스에 의해, 진공 용기(11)의 내면에 부착된 막이 박리되어서 파티클이 발생하는 경우가 있다. 그래서 성막 장치에서는, 예를 들어 소정의 매수의 웨이퍼(W)의 처리를 행할 때마다 성막 장치를 대기 개방해서 진공 용기(11) 내에 부착된 막의 제거나 장치를 구성하는 부품의 교환 등의 메인터넌스를 행한다. 도 5는, 성막 처리로부터 메인터넌스를 위한 진공 용기(11)의 대기 개방에의 이행을 나타내는 흐름도이다.
먼저 성막 장치는, 성막 프로그램을 실행하는 모드로 설정되어 있어, 예를 들어 소정의 처리 매수에 도달할 때까지, 웨이퍼(W)의 성막 처리를 행한다(스텝 S1). 성막 처리에 대해서 설명하면, 예를 들어 먼저 진공 용기(11)의 반송구(16)에 마련한 게이트 밸브가 열린다. 그 후 진공 반송실에 마련한 기판 반송 기구에 의해 6매의 웨이퍼(W)가, 회전 테이블(12)의 각 오목부(14)에 승강 핀과 기판 반송 기구의 협동 작용에 의해 전달된다.
각 오목부(14)에 웨이퍼(W)가 전달되면, 게이트 밸브를 닫아, 당해 진공 용기(11) 내를 기밀하게 한다. 오목부(14)에 적재된 웨이퍼(W)는, 히터(7)에 의해 예를 들어 250℃ 이상, 예를 들어 550℃로 가열된다. 그리고 도 6에 도시하는 바와 같이 제2 배기구(51)로부터의 배기에 의해, 진공 용기(11) 내가 예를 들어 2torr(266.6Pa)의 압력의 진공 분위기로 됨과 함께, 회전 테이블(12)이 시계 방향으로 예를 들어 20rpm의 회전수로 회전한다.
또한 H2 가스가 처리 영역(R1, R2)에 각각 공급되고, NH3 가스 및 H2 가스가 처리 영역(R3)에 공급된다. 이렇게 각 가스가 공급되는 한편, 각 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)에 의해 각 처리 영역(R1 내지 R3)에 각각 마이크로파가 공급된다. 이 마이크로파에 의해 처리 영역(R1, R2)에 H2 가스의 플라스마가 각각 형성되고, 처리 영역(R3)에 H2 가스 및 NH3 가스의 플라스마가 형성된다. 또한 가스 급배기 유닛(2)에서는, 가스 토출구(21)로부터 DCS 가스를 토출한다. 또한 퍼지 가스 토출구(23)로부터 퍼지 가스(Ar)를 토출함과 함께, 제1 배기구(22)로부터 배기가 행하여진다.
이때 도 6에 도시하는 바와 같이 퍼지 가스 토출구(23)로부터 공급되는 퍼지 가스와, 흡착 영역(R0)을 둘러싸도록 마련된 제1 배기구(22)에 의해 흡착 영역(R0)과 흡착 영역(R0)의 외부가 구획된다. 그 때문에 가스 토출구(21)로부터 공급되는 DCS가 흡착 영역(R0)에만 공급된다. 또한 진공 용기(11) 내에서는, 처리 영역(R1, R2)에 플라스마화한 H2 가스가 공급되고, 처리 영역(R3)에 플라스마화한 H2 가스 및 플라스마화한 NH3 가스가 공급된다. 이들 플라스마화한 H2 가스 및 플라스마화한 NH3 가스는, 둘러쌈 영역(RA)의 외연으로부터 공급되는 퍼지 가스 및 제1 배기구(22)의 배기에 의해 구획되어 제2 배기구(51)측으로 흘러서 배기된다.
그리고 회전 테이블(12)의 회전에 의해 각 웨이퍼(W)가 공전하여, 웨이퍼(W)가 흡착 영역(R0)에 위치하면 DCS 가스가 당해 웨이퍼(W)의 표면에 공급되어 흡착된다. 또한 회전 테이블(12)이 회전하여, 처리 영역(R3)에 이르면, 웨이퍼(W) 상에 흡착되어 있는 DCS와 NH3가 반응해서 제1 반응 생성물인 SiN이 생성된다. 그리고 본 예에서는, 웨이퍼(W)가 처리 영역(R1 내지 R3)의 하방을 통과할 때, 웨이퍼(W)에 H2 가스가 플라스마화해서 형성된 수소의 활성종이 공급되어, 웨이퍼(W) 상에 남아있는 Cl(염소)이 제거된다. 이렇게 회전 테이블(12)의 회전이 계속됨으로써 웨이퍼(W)가 흡착 영역(R0), 및 처리 영역(R1 내지 R3)을 차례로, 반복해서 복수회 통과하여, 웨이퍼(W)의 표면에 SiN이 퇴적되어 당해 SiN막의 막 두께가 증대한다. 이에 의해 웨이퍼(W)에 SiN막이 성막된다.
이렇게 성막 처리를 행하고 있으면, 이미 설명한 바와 같이 진공 용기(11) 내에 SiN이 성막되어 버린다. 파티클의 원인이 되므로, 진공 용기(11)를 대기 개방하여, 성막 장치의 메인터넌스가 행하여진다.
그런데 염소와 염소 이외의 화합물, 예를 들어 DCS 가스를 원료 가스로서 사용하는 성막 장치에서는, 진공 용기(11)의 내면, 특히 가스 급배기 유닛(2)의 하면의 가스 토출구(21)의 주위에 Cl이 부착 잔류하고 있는 경우가 있다. 그리고 메인터넌스를 위해서 진공 용기(11)를 대기 개방했을 때 성막 장치의 외부의 대기에 포함되는 수분과 진공 용기(11) 내에 부착되어 있는 Cl이 반응하여, 예를 들어 제2 반응 생성물인 HCl이 생성되는 경우가 있다. 이러한 성막 장치에서는, 가스 급배기 유닛(2)의 하면 등이 HCl에 의해 부식되어버릴 우려가 있다.
그래서 본 개시에 따른 성막 장치에서는, Cl과 대기 중의 수분의 반응에 의한 HCl의 생성을 방지하기 위해서, 진공 용기(11)를 대기 개방하기 전에 진공 용기(11) 내에 Cl과 반응하는 제2 반응 가스인 플라스마화한 NH3 가스를 공급한다. 이에 의해 Cl과 플라스마화한 NH3 가스가 반응하여, 제3 반응 생성물인 염화암모늄(NH4Cl)을 생성한다.
도 5의 흐름도로 돌아가서, 성막 처리를 실행하여, 예를 들어 처리를 행한 웨이퍼(W)의 매수가 소정의 매수의 성막 처리가 종료(스텝 S1)되면, 이어서 성막 장치의 모드를 성막 처리의 모드에서, 메인터넌스를 위한 전처리를 실행하는 모드로 전환한다(스텝 S2). 그 후 대기 개방 전의 전처리를 실행한다(스텝 S3). 전처리에서는, 히터(15)의 가열 온도를 성막 처리 시의 처리 온도(550℃)로 유지하고, 먼저 웨이퍼(W)를 적재하고 있지 않은 상태의 회전 테이블(12)의 위치를 초기의 위치로 복귀시킨다. 이어서 도 7에 도시하는 바와 같이 NH3 가스가 처리 영역(R1 내지 R3)에 공급되는 한편, 각 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)에 의해 각 처리 영역(R1 내지 R3)에 각각 마이크로파가 공급된다. 이에 의해 각 처리 영역(R1 내지 R3)에 플라스마화한 NH3 가스가 공급된다. 또한 제2 배기구(51)의 배기를 정지한다. 또한 회전 테이블(12)을 3rpm의 회전수로 회전시킨다.
또한 가스 급배기 유닛(2)에서는, 제1 배기구(22)로부터 배기하고, 퍼지 가스 토출구(23)로부터 퍼지 가스를 토출한다. 또한 가스 토출구(21)로부터는, 역류 방지용 Ar 가스를 토출한다. 또한 퍼지 가스 토출구(23)로부터 토출하는 퍼지 가스 및 가스 토출구(21)로부터 토출하는 Ar 가스의 유량은, 가스의 역류를 막을 수 있을 정도의 양이다.
이에 의해 도 7에 도시하는 바와 같이 진공 용기(11) 내에 공급된 플라스마화한 NH3 가스는, 각 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)의 하방으로부터 가스 급배기 유닛(2)을 향해서 흐른다. 또한 도 7에서는, 가스 급배기 유닛(2)의 가스 토출구(21) 및 퍼지 가스 토출구(23)로부터 토출되는 퍼지 가스의 흐름을 나타내는 화살표의 기재를 생략하고 있다.
가스 급배기 유닛(2)의 하방에 도달한 플라스마화된 NH3 가스는, 도 8에 도시하는 바와 같이 확산에 의해, 혹은 회전 테이블(2)의 회전에 의해 보내져서 흡착 영역(R0)에 침입한다. 그리고 흡착 영역(R0)을 흘러서, 제1 배기구(22)로부터 배기된다. 이렇게 플라스마화된 NH3 가스는, 진공 용기(11) 내를 확산하면서 가스 급배기 유닛(2)의 제1 배기구(22)을 향해서 흐르고, 확산에 의해 가스 급배기 유닛(2)의 하면측에 공급된다. 이에 의해 진공 용기(11) 내에 잔류하는 Cl, 특히 가스 급배기 유닛(2)의 가스 토출구(21)의 주위에 많이 부착되어 있는 Cl에 플라스마화된 NH3 가스가 공급되어, Cl과 플라스마화된 NH3 가스가 반응해서 제3 반응 생성물인 염화암모늄(NH4Cl)이 생성된다. 그 후 NH4Cl은, 예를 들어 제1 배기구(22)에 유입하는 배기류에 포착되어 제거된다.
그 후, 예를 들어 플라스마화한 NH3 가스를 10분간 공급한 후, 각 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)에 공급하는 마이크로파를 정지함과 함께, NH3 가스의 공급을 정지한다. 또한 회전 테이블(12)을 정지시키고, 또한 진공 용기(11) 내의 온도를 40℃로 강온시킨다.
계속해서 제1 배기구(22) 및 제2 배기구(51)로부터 배기를 행하고, 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C) 및 가스 급배기 유닛(2)에서의 퍼지 가스 토출구(23), 가스 토출구(21)로부터 퍼지 가스를 간헐적으로 토출해서 진공 용기(11) 내의 사이클 퍼지를 행한다. 이에 의해 진공 용기(11) 내에 남아 있는 플라스마화한 NH3 가스가 제거된다.
도 5로 돌아가서, 이렇게 전처리를 실행한 후(스텝 S3), 예를 들어 진공 용기(11) 내에 마련된 온도 검출부에 의해, 진공 용기 내의 온도가 미리 설정된 온도를 하회하고 있는 것을 확인한다. 또한 예를 들어 가스 급배기 유닛(2) 및 각 플라스마 형성 유닛(3A 내지 3C)으로부터 진공 용기(11) 내에 퍼지 가스를 공급하여, 진공 용기(11) 내의 압력을 대기압까지 상승시킨다(스텝 S5). 그 후 진공 용기(11)를 진공 반송실로부터 분리하고, 천장판(11B)을 용기 본체(11A)로부터 분리하여, 진공 용기(11)를 대기 개방하여, 성막 장치의 부재의 교환이나 부착물의 제거 등의 메인터넌스를 행한다.
이렇게 진공 용기(11) 내에 잔류하는 Cl 가스에 플라스마화한 NH3 가스를 공급하여, NH4Cl을 생성해 둠으로써, 진공 용기(11)를 대기 개방하여, 진공 용기(11) 내에 수분을 포함하는 대기 분위기가 유입되었을 때도, 수분과 Cl의 반응에 의한 HCl의 발생을 억제할 수 있다. 이에 의해 성막 장치를 구성하는 금속제의 부재의 부식을 억제할 수 있다.
상술한 실시 형태에 따른 성막 장치는, 회전 테이블(12) 상의 흡착 영역(R0)에 DCS 가스를 토출함과 함께, 흡착 영역(R0)을 둘러싸도록 제1 배기구(22)를 마련하고 있다. 그리고 흡착 영역(R0)에 대하여 분리된 처리 영역(R1 내지 R3)에 플라스마화한 NH3 가스를 공급하도록 구성하고, 처리 영역(R1 내지 R3)측에 제2 배기구(51)를 마련하고 있다. 이러한 성막 장치에 있어서, 성막 처리를 행한 후, 성막 장치의 메인터넌스를 위해서 진공 용기(11)를 대기 개방하기 전에, DCS 가스의 공급을 정지한 상태에서, 제1 배기구(22)로부터 배기를 행하고, 처리 영역(R1 내지 R3)에 플라스마화한 NH3 가스를 공급하고 있다. 그 때문에 Cl이 부착되기 쉬운 흡착 영역(R0)을 향해서 플라스마화한 NH3 가스를 공급할 수 있어, 흡착 영역(R0)에 침입시킬 수 있다. 따라서 흡착 영역(R0)에 부착된 Cl을 플라스마화한 NH3 가스와 반응시켜서 NH4Cl로 할 수 있다. 이에 의해 진공 용기(11)를 대기 개방했을 때 대기 중의 수분과 성막 장치 내에 잔류하는 Cl의 반응에 의한 HCl의 생성을 억제할 수 있어, 성막 장치에 마련된 금속제의 부재의 부식을 억제할 수 있다.
또한 본 개시에 따른 성막 장치는, 반응 가스로서, 예를 들어 헥사클로로디실란 등을 사용할 수 있다. 또한 전처리 공정에서 공급하여, 진공 용기(11) 내에 잔류하는 Cl과 반응시켜서 제3 반응 생성물을 생성하기 위한 제2 반응 가스로서는, 1급, 2급 아민을 사용할 수도 있다. 또한 이들 제2 반응 가스는, 플라스마화해서 공급하는 것에 한하지 않고, 고온, 혹은 고압 처리를 행하여 활성화해서 공급해도 된다.
또한 성막 처리에 사용하는 원료 가스에 포함되는 Cl 이외의 원소는, Si에 한하지 않고, 예를 들어 티타늄이어도 되고, Cl 이외의 원소를 포함하는 막으로서, 그렇게 예를 들어 티타늄을 포함하는 막을 성막할 수 있다. 또한 Cl 이외의 원소를 포함하는 막이란, Cl 이외의 원소를 막의 주성분으로서 포함하는 막이며, 막의 불순물로서 염소를 포함한다는 의미가 아니다.
본 개시에 따른 가스 급배기 유닛(2)에 있어서, 제1 배기구(22), 퍼지 가스 토출구(23)는, 각각 둘러쌈 영역(RA)의 내연 및 외연에 대응하는 위치에 다수의 구멍부를 일렬로 배치한 구성이어도 된다. 이와 같은 구성에서는, 제1 배기구(22)가 되는 구멍부를 연결한 것이 분위기 분리부(RA)의 내연에 상당하고, 퍼지 가스 토출구(23)가 되는 구멍부를 연결한 것이 분위기 분리부(RA)의 외연에 상당한다.
또한 본 개시는, 전처리 공정에서, 회전 테이블(12)을 회전시키지 않을 경우에도 플라스마화한 NH3 가스는, 확산에 의해 흡착 영역(R0)에 침입할 수 있지만, 회전 테이블(12)을 회전시킴으로써 회전 테이블(12)의 회전에 의해 플라스마화한 NH3 가스를 흡착 영역(R0)에 보내올 수 있다. 따라서 가스 급배기 유닛(2)의 하면에 플라스마화된 NH3 가스가 공급되기 쉬워진다.
또한 둘러쌈 영역(RA)에 대하여 제2 배기구(51)가 회전 테이블(12)의 둘레 방향으로 이격되어 마련된다는 것은, 회전 테이블(12)의 회전 중심(X)에서 보아 퍼지 가스 토출구(23)가 있는 방향과는 다른 방향으로 제2 배기구(51)가 마련되는 것이다. 또한 전처리 공정을 행하는 데 있어서, 제2 배기구(51)로부터 배기를 행한 상태이어도 된다. 그러나 흡착 영역(R0)측에 제2 반응 가스를 효율적으로 공급하는 관점에서 제2 배기구(51)의 배기 유량은, 제1 배기구(22)의 배기 유량보다도 적은 것이 바람직하다. 나아가 제2 배기구(51)의 배기를 정지하고, 제1 배기구(22)만으로부터 배기를 행하여, 전처리를 실행하는 것이 보다 바람직하다. 이때 또한 제2 배기구(51)는, 복수 마련되어 있어도 되고, 그 경우에 배기 유량은 복수의 제2 배기구(51)의 합계 배기 유량이다.
또한 본 개시에 따른 성막 장치는, 회전 테이블(12)의 직경 방향을 따라 분리 가스를 토출하는 분위기 분리부를 회전 테이블(12)의 둘레 방향으로 2개 마련해서 제1 영역과 제2 영역을 분리하여, 제1 영역과 제2 영역에 각각 제1 배기구와 제2 배기구를 마련한 성막 장치이어도 된다.
이상으로 검토한 바와 같이, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.
Claims (10)
- 염소와 염소 이외의 원소에 의해 구성되는 화합물인 원료 가스와, 상기 원료 가스와 반응해서 상기 염소 이외의 원소를 포함하는 제1 반응 생성물을 생성하는 제1 반응 가스를 기판에 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 제1 반응 생성물의 막을 성막하는 성막 장치에 있어서,
내부를 외측의 대기 분위기에 개방하는 대기 개방이 가능한 진공 용기의 당해 내부에서, 적재된 상기 기판을 공전시키기 위해서 회전하는 회전 테이블과,
상기 원료 가스를 상기 회전 테이블 상의 제1 영역에 토출하는 원료 가스 토출구와,
상기 제1 영역에 대하여 상기 회전 테이블의 둘레 방향으로 이격된 제2 영역에, 상기 제1 반응 가스와, 상기 대기 개방을 행할 때의 당해 진공 용기 내에 잔류하는 염소와 대기의 반응에 의한 제2 반응 생성물의 생성을 방지하기 위해서 당해 염소와 반응해서 제3 반응 생성물을 생성하는 제2 반응 가스를, 각각 공급하는 반응 가스 공급부와,
상기 막을 성막할 때 상기 제1 영역의 분위기와 제2 영역의 분위기를 분리하는 분위기 분리부와,
상기 막을 성막할 때 상기 제1 영역의 분위기, 상기 제2 영역의 분위기를 각각 오로지 배기하는 제1 배기구, 제2 배기구와,
상기 회전 테이블의 회전 중에 상기 제1 영역, 제2 영역에의 상기 원료 가스, 상기 제1 반응 가스의 공급을 각각 행하여, 상기 기판에 상기 막을 성막하는 성막 스텝과, 상기 성막 스텝 후에 상기 제1 영역에의 상기 원료 가스의 공급을 정지한 상태에서, 상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구 중 적어도 상기 제1 배기구로부터의 배기를 행함과 함께, 상기 제2 영역에 상기 제2 반응 가스를 공급해서 당해 제2 영역으로부터 당해 제1 배기구를 향하는 당해 제2 반응 가스의 기류를 형성하는 상기 대기 개방의 전처리 스텝을 실행하는 제어 신호를 출력하는 제어부
를 포함하는 성막 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제1 배기구는, 상기 제1 영역을 둘러싸는 둘러쌈 영역의 내연을 배기함과 함께 상기 분위기 분리부를 구성하고,
상기 분위기 분리부는, 상기 둘러쌈 영역의 외연에 퍼지 가스의 토출을 행하는 퍼지 가스 토출구를 포함하고,
상기 제2 배기구는, 상기 둘러쌈 영역에 대하여 상기 회전 테이블의 둘레 방향으로 이격되어 마련되는 성막 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스는 암모니아 가스이며, 상기 염소 이외의 원소는 실리콘이며, 상기 제1 반응 생성물의 막은 실리콘 질화막인 성막 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 제2 영역에 공급된 상기 제1 반응 가스 및 상기 제2 반응 가스를 플라스마화하는 플라스마화 기구가 마련되고, 상기 제1 반응 가스 및 상기 제2 반응 가스는, 플라스마화된 암모니아 가스인 성막 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전처리 스텝에서의 상기 제2 배기구에 의한 배기 유량은, 상기 성막 스텝에서의 상기 제2 배기구에 의한 배기 유량보다도 작은 성막 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 전처리 스텝에 있어서, 상기 제2 배기구로부터의 배기를 정지하는 성막 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전처리 스텝은, 상기 제1 배기구로부터의 배기 및 상기 제2 영역에의 상기 제2 반응 가스의 공급을 행함과 함께 상기 회전 테이블을 회전시키는 성막 장치.
- 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전처리 스텝에서의, 상기 퍼지 가스 토출구로부터 공급되는 퍼지 가스의 유량은, 상기 성막 스텝에서의 상기 퍼지 가스 토출구로부터 공급되는 퍼지 가스의 유량보다도 작은 성막 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원료 가스 토출구로부터의 상기 제1 영역에의 퍼지 가스의 토출과, 상기 제2 영역에의 퍼지 가스의 토출을 행하는 퍼지 가스 공급 기구가 마련되고,
상기 제어부는, 상기 전처리 스텝 후, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 각각 상기 퍼지 가스가 토출되도록 제어 신호를 출력하는 성막 장치. - 염소와 염소 이외의 원소에 의해 구성되는 화합물인 원료 가스와, 상기 원료 가스와 반응해서 상기 염소 이외의 원소를 포함하는 제1 반응 생성물을 생성하는 제1 반응 가스를 기판에 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 제1 반응 생성물의 막을 성막하는 성막 장치의 운용 방법에 있어서,
내부를 외측의 대기 분위기에 개방하는 대기 개방이 가능한 진공 용기의 당해 내부에서 회전 테이블을 회전시켜, 적재된 상기 기판을 공전시키는 공정과,
원료 가스 토출구로부터 상기 원료 가스를 상기 회전 테이블 상의 제1 영역에 토출하는 공정과,
상기 당해 제1 영역의 외측에 당해 원료 가스가 공급되는 것을 억제하기 위해서 상기 회전 테이블 상에 마련된 제1 배기구에 의해 상기 제1 영역을 둘러싸는 둘러쌈 영역의 내연을 배기하는 공정과,
상기 당해 제1 영역의 외측에 당해 원료 가스가 공급되는 것을 억제하기 위해서 상기 회전 테이블 상에 마련된 퍼지 가스 토출구로부터 상기 둘러쌈 영역의 외연에 퍼지 가스를 토출하는 공정과,
상기 둘러쌈 영역에 대하여 상기 회전 테이블의 둘레 방향으로 이격된 제2 영역에, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 공정과,
상기 대기 개방이 행하여질 때에 있어서의 당해 진공 용기 내에 잔류하는 상기 염소와 대기의 반응에 의한 제2 반응 생성물의 생성을 방지하기 위해서, 당해 염소와 반응해서 제3 반응 생성물을 생성하기 위한 제2 반응 가스를 상기 제2 영역에 공급하는 공정과,
상기 둘러쌈 영역에 대하여 상기 회전 테이블의 둘레 방향으로 이격되어 마련되는 제2 배기구로부터 상기 제2 영역에 공급된 상기 제1 반응 가스를 배기하는 공정과,
상기 회전 테이블의 회전 중에 상기 제1 영역, 제2 영역에의 상기 원료 가스, 상기 제1 반응 가스의 공급을 각각 행함과 함께, 상기 제1 배기구, 상기 제2 배기구로부터 각각 배기를 행하여, 상기 기판에 상기 제1 반응 생성물의 막을 성막하는 성막 공정과,
상기 성막 스텝 후에 상기 제1 영역에의 상기 원료 가스의 공급을 정지한 상태에서, 상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구 중 적어도 상기 제1 배기구로부터의 배기를 행함과 함께, 상기 제2 영역에 상기 제2 반응 가스를 공급해서 당해 제2 영역으로부터 당해 제1 배기구를 향하는 제2 반응 가스의 기류를 형성하는 상기 대기 개방의 전처리 공정을 포함하는 성막 장치의 운용 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2019-177576 | 2019-09-27 | ||
| JP2019177576A JP7279605B2 (ja) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 成膜装置及び成膜装置の運用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210037545A true KR20210037545A (ko) | 2021-04-06 |
Family
ID=75162951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200118251A KR20210037545A (ko) | 2019-09-27 | 2020-09-15 | 성막 장치 및 성막 장치의 운용 방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11613811B2 (ko) |
| JP (1) | JP7279605B2 (ko) |
| KR (1) | KR20210037545A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334869A (ja) | 2001-02-07 | 2002-11-22 | Tokyo Electron Ltd | シリコン窒化膜の形成方法、形成装置及びこの形成装置の洗浄前処理方法 |
| JP2019033229A (ja) | 2017-08-09 | 2019-02-28 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン窒化膜の成膜方法及び成膜装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6844273B2 (en) * | 2001-02-07 | 2005-01-18 | Tokyo Electron Limited | Precleaning method of precleaning a silicon nitride film forming system |
| JP4294976B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2009-07-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| TWI365919B (en) * | 2004-12-28 | 2012-06-11 | Tokyo Electron Ltd | Film formation apparatus and method of using the same |
| JP6011417B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-10-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、基板処理装置及び成膜方法 |
| JP6863107B2 (ja) | 2017-06-13 | 2021-04-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法及び記憶媒体 |
-
2019
- 2019-09-27 JP JP2019177576A patent/JP7279605B2/ja active Active
-
2020
- 2020-09-15 KR KR1020200118251A patent/KR20210037545A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-09-21 US US17/027,409 patent/US11613811B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334869A (ja) | 2001-02-07 | 2002-11-22 | Tokyo Electron Ltd | シリコン窒化膜の形成方法、形成装置及びこの形成装置の洗浄前処理方法 |
| JP2019033229A (ja) | 2017-08-09 | 2019-02-28 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン窒化膜の成膜方法及び成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7279605B2 (ja) | 2023-05-23 |
| JP2021057405A (ja) | 2021-04-08 |
| US20210095375A1 (en) | 2021-04-01 |
| US11613811B2 (en) | 2023-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10312078B2 (en) | Nitride film forming method and storage medium | |
| TWI612178B (zh) | 成膜裝置 | |
| TWI688669B (zh) | 凹部之填埋方法 | |
| JP6863107B2 (ja) | 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法及び記憶媒体 | |
| TWI232518B (en) | Substrate processing device | |
| JP2015183224A (ja) | 反応管、基板処理装置及び半導体装置の製造方法 | |
| JP2008078448A (ja) | 基板処理装置 | |
| US10550470B2 (en) | Film forming apparatus and operation method of film forming apparatus | |
| KR20050117574A (ko) | 기판 처리 장치 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
| US9922820B2 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
| JP2011058031A (ja) | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 | |
| TWI812827B (zh) | 氮化膜之成膜方法 | |
| US20200299835A1 (en) | Cleaning method of deposition apparatus | |
| JP6988629B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| CN108505020B (zh) | 成膜装置 | |
| KR20210037545A (ko) | 성막 장치 및 성막 장치의 운용 방법 | |
| KR102641248B1 (ko) | 성막 방법 및 성막 장치 | |
| JP6544232B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| JP7200880B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| JP6680190B2 (ja) | 成膜装置 | |
| JP2021039975A (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
| US20180237914A1 (en) | Film forming apparatus | |
| JP2005197541A (ja) | 基板処理装置 | |
| CN117344287A (zh) | 薄膜的形成方法及形成装置 | |
| JP2006216597A (ja) | 基板処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |