KR20210097633A - 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210097633A
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고에이 구리바야시
아리토 오가와
아츠로 세이노
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

본 발명은, 몰리브덴막의 성막 저해 요인을 저감할 수 있다. (a) 처리실 내의 기판에 대하여, 몰리브덴과 산소를 포함하는 몰리브덴 함유 가스를 공급하는 공정과, (b) 기판에 대하여, 수소를 포함하는 첨가 가스를 공급하는 공정과, (c) 기판에 대하여, 수소를 포함하고 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스를 공급하는 공정을 갖고, (a), (b), (c) 공정을, 동시 또는 순서대로 1회 이상 행하여, 기판 상에 몰리브덴막을 형성한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, PROGRAM, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
3차원 구조의 NAND형 플래시 메모리의 컨트롤 게이트에는 예를 들어 텅스텐(W)막이 사용되고 있고, 이 W막의 성막에는 W를 포함하는 육불화텅스텐(WF6) 가스가 사용되고 있다. 또한, 이 W막과 절연막 사이에 배리어막으로서 질화티타늄(TiN)막을 마련하는 경우가 있다. 이 TiN막은, W막과 절연막의 밀착성을 높이는 역할을 함과 함께, W막 내에 포함되는 불소(F)가 절연막으로 확산하는 것을 방지하는 역할을 담당하고, 성막은 사염화티타늄(TiCl4) 가스와 암모니아(NH3) 가스를 사용해서 행해지는 것이 일반적이다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2011-6783호 공보
그러나, 3차원 구조의 NAND형 플래시 메모리의 고층화에 따라 에칭이 곤란해지고 있기 때문에, 워드선의 박막화가 과제로 되어 있다.
이 과제를 해결하기 위해서, 상술한 바와 같은 TiN막과 W막을 사용하는 대신에, 몰리브덴(Mo)을 함유한 몰리브덴(Mo)막을 사용하여, 박막화와 저저항화를 도모하고 있다. 그러나, 이 Mo막을 형성할 때, Mo 원료 가스와 예를 들어 수소(H2) 가스 등의 환원 가스를 사용한 경우에는, 부생성물로서 성막 저해 요인이 되는 염소(Cl2)나 염산(HCl)이 생성된다.
본 개시는, 몰리브덴막의 성막 저해 요인을 저감하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의하면,
(a) 처리실 내의 기판에 대하여, 몰리브덴과 산소를 포함하는 몰리브덴 함유 가스를 공급하는 공정과,
(b) 상기 기판에 대하여, 수소를 포함하는 첨가 가스를 공급하는 공정과,
(c) 상기 기판에 대하여, 수소를 포함하고 상기 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스를 공급하는 공정을 갖고,
상기 (a), (b), (c)공정을, 동시 또는 순서대로 1회 이상 행하여, 상기 기판에 몰리브덴막을 형성하는 기술이 제공된다.
본 개시에 의하면, 몰리브덴막의 성막 저해 요인을 저감할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에서의 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1에서의 A-A선 개략 횡단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에서의 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 형태에서의 가스 공급의 타이밍의 변형예를 도시하는 도면이다.
<본 개시의 일 실시 형태>
이하, 도 1 내지 4를 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
기판 처리 장치(10)는, 가열 수단(가열 기구, 가열계)으로서의 히터(207)가 마련된 처리로(202)를 구비한다. 히터(207)는, 원통 형상이며, 보유 지지판으로서의 히터 베이스(도시하지 않음)에 지지됨으로써 수직으로 거치되어 있다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 아우터 튜브(203)가 배치되어 있다. 아우터 튜브(203)는, 예를 들어 석영(SiO2), 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 구성되고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 아우터 튜브(203)의 하방에는, 아우터 튜브(203)와 동심원상으로, 매니폴드(인렛 플랜지)(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료로 구성되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부와, 아우터 튜브(203) 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 마련되어 있다. 매니폴드(209)가 히터 베이스에 지지됨으로써, 아우터 튜브(203)는 수직으로 거치된 상태가 된다.
아우터 튜브(203)의 내측에는, 반응 용기를 구성하는 이너 튜브(204)가 배치되어 있다. 이너 튜브(204)는, 예를 들어 석영(SiO2), 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 구성되고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 주로, 아우터 튜브(203)와, 이너 튜브(204)와, 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성되어 있다. 처리 용기의 통 중공부(이너 튜브(204)의 내측)에는 처리실(201)이 형성되어 있다.
처리실(201)은, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세로 연직 방향으로 다단으로 배열한 상태에서 수용 가능하게 구성되어 있다.
처리실(201) 내에는, 노즐(410, 420, 430)이 매니폴드(209)의 측벽 및 이너 튜브(204)를 관통하도록 마련되어 있다. 노즐(410, 420, 430)에는, 가스 공급관(310, 320, 330)이 각각 접속되어 있다. 단, 본 실시 형태의 처리로(202)는, 상술한 형태에 한정되지 않는다.
가스 공급관(310, 320, 330)에는, 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(312, 322, 332)가 각각 마련되어 있다. 또한, 가스 공급관(310, 320, 330)에는, 개폐 밸브인 밸브(314, 324, 334)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(310, 320, 330)의 밸브(314, 324, 334)의 하류측에는, 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(510, 520, 530)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(510, 520, 530)에는, 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(512, 522, 532) 및 개폐 밸브인 밸브(514, 524, 534)가 각각 마련되어 있다.
가스 공급관(310, 320, 330)의 선단부에는 노즐(410, 420, 430)이 각각 연결 접속되어 있다. 노즐(410, 420, 430)은, L자형의 노즐로서 구성되어 있고, 그 수평부는 매니폴드(209)의 측벽 및 이너 튜브(204)를 관통하도록 마련되어 있다. 노즐(410, 420, 430)의 수직부는, 이너 튜브(204)의 직경 방향 외향으로 돌출되고 또한 연직 방향으로 연장되도록 형성되어 있는 채널 형상(홈 형상)의 예비실(201a)의 내부에 마련되어 있고, 예비실(201a) 내에서 이너 튜브(204)의 내벽을 따라 상방(웨이퍼(200)의 배열 방향 상방)을 향해서 마련되어 있다.
노즐(410, 420, 430)은, 처리실(201)의 하부 영역으로부터 처리실(201)의 상부 영역까지 연장되도록 마련되어 있고, 웨이퍼(200)와 대향하는 위치에 각각 복수의 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)이 마련되어 있다. 이에 의해, 노즐(410, 420, 430)의 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 각각 웨이퍼(200)에 처리 가스를 공급한다. 이 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)은, 이너 튜브(204)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 마련되고, 각각 동일한 개구 면적을 갖고, 또한 동일한 개구 피치로 마련되어 있다. 단, 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)은, 상술한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이너 튜브(204)의 하부로부터 상부를 향해서 개구 면적을 점차 크게 해도 된다. 이에 의해, 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 공급되는 처리 가스의 유량을 보다 균일화하는 것이 가능하게 된다.
노즐(410, 420, 430)의 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)은, 후술하는 보트(217)의 하부로부터 상부까지의 높이의 위치에 복수 마련되어 있다. 그 때문에, 노즐(410, 420, 430)의 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 처리실(201) 내에 공급된 처리 가스는, 보트(217)의 하부로부터 상부까지 수용된 웨이퍼(200)의 전역에 공급된다. 노즐(410, 420, 430)은, 처리실(201)의 하부 영역으로부터 상부 영역까지 연장되도록 마련되어 있으면 되지만, 보트(217)의 천장 부근까지 연장되도록 마련되어 있는 것이 바람직하다.
가스 공급관(310)으로부터는, 원료 가스로서, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 몰리브덴 함유 가스가, MFC(312), 밸브(314), 노즐(410)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 몰리브덴 함유 가스로서는, 몰리브덴(Mo)과, 산소(O)와, 할로겐 원소인 염소(Cl)를 포함하는 예를 들어 몰리브덴디클로라이드디옥시드(MoO2Cl2)가 사용된다.
가스 공급관(320)으로부터는, 원료 가스에 첨가하는 첨가 가스가, MFC(322), 밸브(324), 노즐(420)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 첨가 가스로서는, 수소(H)를 포함하는 모노실란(SiH4) 가스를 사용할 수 있다. SiH4 가스는 환원제로서 작용한다.
가스 공급관(330)으로부터는, 원료 가스를 환원하는 환원 가스가, MFC(332), 밸브(334), 노즐(430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 환원 가스로서는, 수소(H)를 포함하고 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 예를 들어 수소(H2) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(510, 520, 530)으로부터는, 불활성 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스가, 각각 MFC(512, 522, 532), 밸브(514, 524, 534), 노즐(410, 420, 430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 이하, 불활성 가스로서 N2 가스를 사용하는 예에 대해서 설명하지만, 불활성 가스로서는, N2 가스 이외에, 예를 들어 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희가스를 사용해도 된다.
주로, 가스 공급관(310, 320, 330), MFC(312, 322, 332), 밸브(314, 324, 334), 노즐(410, 420, 430)에 의해 처리 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(410, 420, 430)만을 처리 가스 공급계라고 생각해도 된다. 가스 공급관(310)으로부터 원료 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(310), MFC(312), 밸브(314)에 의해 원료 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(410)을 원료 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 또한, 가스 공급관(320)으로부터 첨가 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(320), MFC(322), 밸브(324)에 의해 첨가 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(420)을 첨가 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 또한, 가스 공급관(330)으로부터 환원 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(330), MFC(332), 밸브(334)에 의해 환원 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(430)을 환원 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 또한, 주로, 가스 공급관(510, 520, 530), MFC(512, 522, 532), 밸브(514, 524, 534)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다.
본 실시 형태에서의 가스 공급의 방법은, 이너 튜브(204)의 내벽과, 복수매의 웨이퍼(200)의 단부로 정의되는 원환상의 세로로 긴 공간 내의 예비실(201a) 내에 배치한 노즐(410, 420, 430)을 경유해서 가스를 반송하고 있다. 그리고, 노즐(410, 420, 430)의 웨이퍼와 대향하는 위치에 마련된 복수의 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 이너 튜브(204) 내에 가스를 분출시키고 있다. 보다 상세하게는, 노즐(410)의 가스 공급 구멍(410a), 노즐(420)의 가스 공급 구멍(420a) 및 노즐(430)의 가스 공급 구멍(430a)에 의해, 웨이퍼(200)의 표면과 평행 방향을 향해서 처리 가스 등을 분출시키고 있다.
배기 구멍(배기구)(204a)은, 이너 튜브(204)의 측벽이고 노즐(410, 420, 430)에 대향한 위치에 형성된 관통 구멍이며, 예를 들어 연직 방향으로 가늘고 길게 개설된 슬릿 형상의 관통 구멍이다. 노즐(410, 420, 430)의 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되어, 웨이퍼(200)의 표면 상을 흐른 가스는, 배기 구멍(204a)을 통해서 이너 튜브(204)와 아우터 튜브(203) 사이에 형성된 간극으로 이루어지는 배기로(206) 내에 흐른다. 그리고, 배기로(206) 내에 흐른 가스는, 배기관(231) 내에 흘러, 처리로(202) 밖으로 배출된다.
배기 구멍(204a)은, 복수의 웨이퍼(200)와 대향하는 위치에 마련되어 있고, 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)의 근방에 공급된 가스는, 수평 방향을 향해서 흐른 후, 배기 구멍(204a)을 통해서 배기로(206) 내에 흐른다. 배기 구멍(204a)은, 슬릿 형상의 관통 구멍으로서 구성되는 경우에 한하지 않고, 복수개의 구멍에 의해 구성되어 있어도 된다.
매니폴드(209)에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 마련되어 있다. 배기관(231)에는, 상류측부터 순서대로 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245), APC(Auto Pressure Controller) 밸브(243), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(243)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 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있다. 주로, 배기 구멍(204a), 배기로(206), 배기관(231), APC 밸브(243) 및 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함해서 생각해도 된다.
매니폴드(209)의 하방에는, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)은, 매니폴드(209)의 하단에 연직 방향 하측으로부터 맞닿아지게 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료로 구성되고, 원반상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220b)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)에서의 처리실(201)의 반대측에는, 웨이퍼(200)를 수용하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은, 시일 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 아우터 튜브(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 연직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 보트(217)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 보트(217) 및 보트(217)에 수용된 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외로 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다.
기판 지지구로서의 보트(217)는, 복수매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세이면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 연직 방향으로 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어진다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열판(218)이 수평 자세로 다단(도시하지 않음)으로 지지되어 있다. 이 구성에 의해, 히터(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측에 전해지기 어렵게 되어 있다. 단, 본 실시 형태는 상술한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보트(217)의 하부에 단열판(218)을 마련하지 않고, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 통상의 부재로서 구성된 단열 통을 마련해도 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 이너 튜브(204) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있어, 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전량을 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포로 되도록 구성되어 있다. 온도 센서(263)는, 노즐(410, 420 및 430)과 마찬가지로 L자형으로 구성되어 있고, 이너 튜브(204)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 버스를 통해서 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하게 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 프로그램, 후술하는 반도체 장치의 제조 방법의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에서의 각 공정(각 스텝)을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피, 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 용어를 사용한 경우에는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 프로세스 레시피 및 제어 프로그램의 조합을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(312, 322, 332, 512, 522, 532), 밸브(314, 324, 334, 514, 524, 534), 압력 센서(245), APC 밸브(243), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 레시피 등을 판독하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용을 따르도록, MFC(312, 322, 332, 512, 522, 532)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(314, 324, 334, 514, 524, 534)의 개폐 동작, APC 밸브(243)의 개폐 동작 및 APC 밸브(243)에 의한 압력 센서(245)에 기초하는 압력 조정 동작, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 보트(217)에의 웨이퍼(200)의 수용 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(123)에 저장된 상술한 프로그램을, 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에서 기록 매체는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 컴퓨터에의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해서 행해도 된다.
(2) 기판 처리 공정(성막 공정)
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 웨이퍼(200) 상에 예를 들어 게이트 전극을 구성하는 금속막의 일례인 몰리브덴(Mo)막을 형성하는 공정의 일례에 대해서, 도 4를 사용해서 설명한다. Mo막을 형성하는 공정은, 상술한 기판 처리 장치(10)의 처리로(202)를 사용해서 실행된다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치(10)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
본 실시 형태에 의한 기판 처리 공정(반도체 장치의 제조 공정)에서는, (a) 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여, Mo와 O를 포함하는 Mo 함유 가스를 공급하는 공정과, (b) 웨이퍼(200)에 대하여, H를 포함하는 첨가 가스인 SiH4 가스를 공급하는 공정과, (c) 웨이퍼(200)에 대하여, H를 포함하고 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스인 H2 가스를 공급하는 공정을 갖고,
(a), (b), (c)공정을, 동시 또는 순서대로, 또한 교대로 행하여, 웨이퍼 상에 Mo막을 형성한다.
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 용어를 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등의 적층체」를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 용어를 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면」을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「기판」이라는 용어를 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 용어를 사용한 경우와 동의이다.
(웨이퍼 반입)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은, O링(220)을 개재해서 아우터 튜브(203)의 하단 개구를 폐색한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)으로 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은, 압력 센서(245)에서 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여, APC 밸브(243)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(246)는, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 상시 작동시킨 상태를 유지한다. 또한, 처리실(201) 내가 원하는 온도로 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포로 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전량이 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열은, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행하여진다.
[제1 공정](MoO2Cl2 가스 공급)
밸브(314)를 개방하여, 가스 공급관(310) 내에 원료 가스이며 Mo와 O를 포함하는 Mo 함유 가스인 MoO2Cl2 가스를 흘린다. MoO2Cl2 가스는, MFC(312)에 의해 유량 조정되어, 노즐(410)의 가스 공급 구멍(410a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 MoO2Cl2 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(514)를 개방하여, 가스 공급관(510) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(510) 내를 흐른 N2 가스는, MFC(512)에 의해 유량 조정되어, MoO2Cl2 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 노즐(420, 430) 내에의 MoO2Cl2 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(524, 534)를 개방하여, 가스 공급관(520, 530) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(320, 330), 노즐(420, 430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 1 내지 3990Pa의 범위 내의 압력으로, 예를 들어 1000Pa로 한다. MFC(312)로 제어하는 MoO2Cl2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 0.1 내지 1.0slm, 바람직하게는 0.1 내지 0.3slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 0.1 내지 20slm의 범위 내의 유량으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는, 웨이퍼(200)의 온도가, 예를 들어 300 내지 600℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다.
이때 처리실(201) 내에 흘리고 있는 가스는 MoO2Cl2 가스와 N2 가스만이다. MoO2Cl2 가스의 공급에 의해, 웨이퍼(200)(표면의 하지막) 상에 Mo 함유층이 형성된다. Mo 함유층은, Cl이나 O를 포함하는 Mo층이어도 되고, MoO2Cl2의 흡착층이어도 되고, 그들 양쪽을 포함하고 있어도 된다.
(SiH4 가스 공급)
MoO2Cl2 가스의 공급 개시부터 소정 시간 경과 후로 예를 들어 0.01 내지 5초 후에, 밸브(324)를 개방하여, 가스 공급관(320) 내에 H를 포함하는 첨가 가스인 SiH4 가스를 흘린다. SiH4 가스는, MFC(322)에 의해 유량 조정되어, 노즐(420)의 가스 공급 구멍(420a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 동시에 밸브(524)를 개방하여, 가스 공급관(520) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(520) 내를 흐른 N2 가스는, MFC(522)에 의해 유량 조정되어, SiH4 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 노즐(430) 내에의 MoO2Cl2 가스와 SiH4 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(534)를 개방하여, 가스 공급관(530) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(330), 노즐(430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 MoO2Cl2 가스와 SiH4 가스와 N2 가스가 동시에 공급되게 된다. 즉 적어도 MoO2Cl2 가스와 SiH4 가스는 동시에 병행하여 공급되는 타이밍을 갖고, 적어도 MoO2Cl2 가스와 SiH4 가스는 일부가 겹치도록 공급되는 타이밍을 갖는다. 병행하여 공급하는 타이밍을 가짐으로써, Mo의 흡착을 저해하는 Cl을 제거하면서 Mo를 흡착시킬 수 있다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 130 내지 3990Pa의 범위 내의 압력으로, 예를 들어 1000Pa로 한다. MFC(322)로 제어하는 SiH4 가스의 공급 유량은, 예를 들어 0.1 내지 10slm, 바람직하게는 0.5 내지 2slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 0.01 내지 20slm, 바람직하게는 0.1 내지 10slm, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1slm의 범위 내의 유량으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는, 예를 들어 475℃로 한다. 처리실(201) 내의 온도가 550℃ 이상으로 되면, SiH4 가스의 공급에 의해 성막되는 Mo막에 포함되는 Si 함유율이 높아져서 MoSi막으로 되어버릴 가능성이 있다. 또한, Cl, HCl을 전부 제거할 수 없어, 성막 레이트가 낮아져버릴 가능성이 있다. 처리실(201) 내의 온도를 550℃보다 낮게 함으로써, Si를 함유시키지 않도록 해서 Mo 함유층 내로부터 Cl, HCl을 제거할 수 있다.
MoO2Cl2 가스의 공급을 개시하고 나서 소정 시간 경과 후로 예를 들어 0.01 내지 10초 후에, 가스 공급관(310)의 밸브(314)를 닫아, MoO2Cl2 가스의 공급을 정지한다. 즉, MoO2Cl2 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은, 예를 들어 0.01 내지 10초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때, 노즐(410, 430) 내에의 SiH4 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(514, 534)를 개방하여, 가스 공급관(510, 530) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(310, 330), 노즐(410, 430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 SiH4 가스와 N2 가스가 공급되게 된다.
[제2 공정(제1 퍼지 공정)](잔류 가스 제거)
SiH4 가스의 공급을 개시하고 나서 소정 시간 경과 후로 예를 들어 0.01 내지 60초 후, 바람직하게는 0.1 내지 30초 후, 보다 바람직하게는 1 내지 20초 후에 밸브(324)를 닫아, SiH4 가스의 공급을 정지한다. 즉, SiH4 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은, 예를 들어 0.01 내지 60초, 바람직하게는 0.1 내지 30초, 보다 바람직하게는 1 내지 20초의 범위 내의 시간으로 한다. 즉, 웨이퍼(200)에 대하여 SiH4 가스를 공급하고 있지 않는 상태에서 MoO2Cl2 가스의 공급을 개시하고, 웨이퍼(200)에 대하여 SiH4 가스를 공급하고 있는 상태에서 MoO2Cl2 가스의 공급을 정지한다. 이때 배기관(231)의 APC 밸브(243)는 개방한 채로 두고, 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Mo 함유층 형성에 기여한 후의 MoO2Cl2 가스와 SiH4 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 즉, 처리실(201) 내를 퍼지한다. 이때 밸브(514, 524, 534)는 개방한 채로 두어, N2 가스의 처리실(201) 내에의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Mo 함유층 형성에 기여한 후의 MoO2Cl2 가스와 SiH4 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다. 여기서, 성장 저해 요인인 Cl, HCl이, SiH4와 반응해서, Mo 함유층으로부터 탈리하여, 사염화규소(SiCl4)와 수소(H2)로서 처리실(201) 내로부터 배출된다. Cl, HCl은, Mo의 흡착을 저해하여, 성막 레이트를 저하시키는 요인이 되어버린다. 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급에 의해, 후술하는 환원 가스인 H2 가스의 공급 전에, Cl, HCl을 Mo 함유층으로부터 탈리해서 제거해 둠으로써, 1사이클 중에서의 Mo의 흡착 사이트를 증가시킬 수 있다. 또한, 여기에서는, 제1 퍼지 공정을 SiH4 가스의 공급을 정지 후에 개시시키는 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, MoO2Cl2 가스의 공급 정지 후에 행하게 해도 된다.
[제3 공정](H2 가스 공급)
처리실(201) 내의 잔류 가스를 제거한 후, 밸브(334)를 개방하여, 가스 공급관(330) 내에, H를 포함하고, 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스인 H2 가스를 흘린다. H2 가스는, MFC(332)에 의해 유량 조정되어, 노즐(430)의 가스 공급 구멍(430a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 H2 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(534)를 개방하여, 가스 공급관(530) 내에 N2 가스를 흘린다. 가스 공급관(530) 내를 흐른 N2 가스는, MFC(532)에 의해 유량 조정된다. N2 가스는 H2 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 노즐(410, 420) 내에의 H2 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(514, 524)를 개방하여, 가스 공급관(510, 520) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(310, 320), 노즐(410, 420)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 1 내지 3990Pa의 범위 내의 압력으로, 예를 들어 2000Pa로 한다. MFC(332)로 제어하는 H2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1 내지 50slm, 바람직하게는 15 내지 30slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 0.1 내지 30slm의 범위 내의 유량으로 한다. H2 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은, 예를 들어 0.01 내지 30초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때의 히터(207)의 온도는, SiH4 가스 공급 스텝과 마찬가지의 온도로 설정한다.
이때 처리실(201) 내에 흘리고 있는 가스는, H2 가스와 N2 가스만이다. H2 가스는, 제1 공정에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 Mo 함유층의 적어도 일부와 치환 반응한다. 즉, Mo 함유층 내의 O가, H2와 반응해서, Mo 함유층으로부터 탈리하여, 수증기(H2O)로서 처리실(201) 내로부터 배출된다. 또한, 이 제3 공정에서의 시간은, 상술한 제1 공정에서 첨가 가스인 SiH4 가스 공급을 실행하지 않았을 경우와 비교해서 짧게 할 수 있다. 또한, 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급 시간과 환원 가스인 H2 가스의 공급 시간의 합계는 소정 시간이 되도록 설정된다. 즉, 첨가 가스의 공급 시간을 짧게 했을 경우에는, 환원 가스의 공급 시간을 길게 하고, 첨가 가스의 공급 시간을 길게 한 경우에는, 환원 가스의 공급 시간을 짧게 할 수 있다. 그리고, 웨이퍼(200) 상에 Mo를 포함하고 Cl과 O를 실질적으로 포함하지 않는 Mo층이 형성된다.
[제4 공정(제2 퍼지 공정)](잔류 가스 제거)
Mo층을 형성한 후, 밸브(334)를 닫아, H2 가스의 공급을 정지한다.
그리고, 상술한 제2 공정과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Mo층의 형성에 기여한 후의 H2 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 즉, 처리실(201) 내를 퍼지한다.
여기서, 제1 공정에서의 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급 유량은, 제1 공정에서의 원료 가스인 MoO2Cl2 가스의 공급 유량보다도 많게 하고, 제3 공정에서의 환원 가스인 H2 가스의 공급 유량보다도 적게 한다. 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급 유량을, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스의 공급 유량보다도 많게 하는 것은, Mo 함유층 내의 Cl을 SiH4와 반응시켜서 탈리하여 제거하고자 하기 때문이다. 그러나, SiH4 가스의 공급 유량을 너무 많게 하면, SiH4 가스에 포함되는 Si가 Mo 함유층 내에 진입하여, 성막되는 Mo막에 Si가 함유되어 MoSi막으로 되어버릴 가능성이 있다. 따라서, 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급 유량을, 환원 가스인 H2 가스보다도 적은 공급 유량으로 한다. 즉, Cl을 제거하면서 Si 비함유의 Mo막을 형성할 수 있다. 바꿔 말하면, 첨가 가스인 SiH4 가스를, Mo 함유층으로부터 HCl이나 Cl이 탈리해서 제거될 때까지이며 O가 탈리하기 전까지 공급하고, 환원 가스인 H2 가스를, Mo 함유층으로부터 O가 탈리해서 제거될 때까지 공급한다.
또한, 상술한 제1 공정에서의 첨가 가스인 SiH4 가스 공급 시의 처리실(201) 내의 압력은, 제1 공정에서의 원료 가스인 MoO2Cl2 가스 공급 시의 처리실(201) 내의 압력과 동등한 것으로 하고, 제3 공정에서의 환원 가스인 H2 가스 공급 시의 처리실(201) 내의 압력보다도 낮게 한다.
또한, 상술한 제2 공정인 제1 퍼지 공정에서의 퍼지 시간은, 상술한 제4 공정인 제2 퍼지 공정에서의 퍼지 시간 이하로 설정된다. 즉, 제2 퍼지 공정에서의 퍼지 시간을, 제1 퍼지 공정에서의 퍼지 시간보다도 길게 설정한다. 제1 퍼지 공정에서는, 흡착되지 않은 Mo 함유 가스의 제거가 행하여지고, 제2 퍼지 공정에서는, 생성된 반응 부생성물인 H2O 등의 제거가 행하여지기 때문이다.
또한, Mo 함유층에 MoOxCly *가 흡착되면, O와 Cl의 분자의 크기가 크기 때문에 Mo의 흡착이 저해되어 버린다. 바꾸어 말하면, MoOxCly *와 같은 구조는, 입체 장애로서 작용하여, Mo가 흡착 가능한 흡착 사이트가 줄어들어 버린다. 여기서, x와 y는 예를 들어 자연수이다. SiH4 가스의 공급에 의해 Mo 함유층으로부터 Cl, HCl을 탈리해서 제거하고 나서, H2 가스의 공급에 의해 Mo 함유층으로부터 O를 탈리해서 제거해서, 2단계에서 환원함으로써, Mo의 흡착 사이트를 증가시키면서, 성막 저해 요인이 되는 Cl, HCl이 저감된 Mo막을 형성할 수 있다.
(소정 횟수 실시)
상기한 제1 공정 내지 제4 공정을 순서대로 행하는 사이클을 1회 이상(소정 횟수(n회)) 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 소정의 두께(예를 들어 0.5 내지 5.0nm)의 Mo막을 형성한다. 상술한 사이클은, 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 즉, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스의 공급과, 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급과, 환원 가스인 H2 가스의 공급을 펄스상으로 사이클릭하게 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 소정의 두께의 Mo막을 형성한다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)
가스 공급관(510, 520, 530) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하여, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 이에 의해 처리실(201) 내가 불활성 가스로서 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(웨이퍼 반출)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 아우터 튜브(203)의 하단이 개구된다. 그리고, 처리가 끝난 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 아우터 튜브(203)의 하단으로부터 아우터 튜브(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리가 끝난 웨이퍼(200)는 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(a) 성막 저해 요인이 되는 Cl, HCl을 저감한 Mo막을 형성할 수 있다.
(b) 성막 저해 요인이 되는 Cl, HCl을 제거하여, 1사이클 중에서의 Mo의 흡착 사이트를 증가시킬 수 있다.
(c) 첨가 가스를 사용하지 않을 경우와 비교하여, 환원 가스의 공급 시간을 짧게 할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(d) Mo막의 막 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 첨가 가스를 사용하지 않은 경우와 비교하여, Mo막 내의 Cl 함유량(Cl 농도)을 저감하고, 저항률을 낮게 하여, 단차 피복성(커버리지)이 양호한 Mo막을 형성할 수 있다.
<변형예>
상술한 본 실시 형태의 변형예에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상술한 제1 공정과 제2 공정을 1회 이상(소정 횟수(n회)), 교대로 반복해서 행한 후에, 상술한 제3 공정과 제4 공정을 행한다. 즉, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스 공급과 첨가 가스인 SiH4 가스 공급을 일부가 겹치도록 교대로 복수회 행한 후, 환원 가스인 H2 가스 공급을 행한다. 즉, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스의 공급과, 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급을 펄스상으로 사이클릭하게 행한 후에, 환원 가스인 H2 가스의 공급을 행한다. 이러한 경우에도, 웨이퍼(200) 상에, 성막 저해 요인이 되는 Cl, HCl이 저감된 Mo막을 형성할 수 있어, 상술한 도 4에 도시하는 성막 시퀀스와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스 공급과 첨가 가스인 SiH4 가스 공급의 일부가 겹치도록 공급되는 타이밍을 갖는 구성에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스 공급과 첨가 가스인 SiH4 가스 공급을 동시에 병행해서 행해도 된다. 즉 MoO2Cl2 가스 공급과 SiH4 가스 공급이 동시에 병행해서 개시되고, 동시에 정지되도록 해도 된다. 즉, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스의 공급과 첨가 가스인 SiH4 가스의 공급을 동시에 행한 후에, 환원 가스인 H2 가스의 공급을 행해도 된다. 각각 펄스상으로 사이클릭하게 행함으로써, Mo의 흡착을 저해하는 Cl, HCl을 Mo 함유층으로부터 탈리해서 제거하면서 Mo를 흡착시킬 수 있어, 웨이퍼(200) 상에, 성막 저해 요인이 되는 Cl, HCl이 저감된 Mo막을 형성할 수 있다. 즉, 이러한 경우에도, 상술한 도 4에 도시하는 성막 시퀀스와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 원료 가스인 MoO2Cl2 가스와 동시 또는 일부가 겹치도록, 첨가 가스인 SiH4 가스를 공급하고, 그 후에 환원 가스인 H2 가스를 공급하는 구성에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, MoO2Cl2 가스 공급과, SiH4 가스 공급과, H2 가스 공급을 순서대로 행해도 되고, MoO2Cl2 가스 공급과 SiH4 가스 공급을 교대로 반복한 후에, 환원 가스인 H2 가스를 공급하는 구성에 대해서도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 원료 가스로서 Mo와 O를 포함하는 Mo 함유 가스인 MoO2Cl2 가스를 사용하는 예에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 산화사염화몰리브덴(MoOCl4)이나, Mo와 Cl을 포함하는 Mo 함유 가스인 오염화몰리브덴(MoCl5) 등의 가스를 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 첨가 가스로서 H와 Si를 포함하는 SiH4 가스를 사용하는 예에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 디실란(Si2H6) 등의 가스를 적용할 수 있다. 또한, 첨가 가스로서 H를 포함하는 암모니아(NH3)나, H와 C를 포함하는 피리딘(C5H5N) 등의 가스를 사용한 경우에도, Cl은 HCl로서 제거되어, 상술한 도 4에 도시하는 성막 시퀀스와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 환원 가스로서 H2 가스를 사용하는 예에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, H를 포함하는 H 함유 가스이면 된다.
또한, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 한번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식 기판 처리 장치를 사용해서 성막을 행하는 구성에 대해서 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않고, 한번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 매엽식 기판 처리 장치를 사용해서 성막을 행하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다.
이상, 본 개시의 다양한 전형적인 실시 형태를 설명해 왔지만, 본 개시는 그러한 실시 형태에 한정되지 않고, 적절히 조합해서 사용할 수도 있다.
이하에 실시예를 설명하지만, 본 개시는 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
본 실시예에서는, 상술한 실시 형태에서의 도 4에 도시하는 가스 공급의 타이밍을 사용해서 웨이퍼 상에 200Å의 막 두께의 Mo막을 형성하였다. 즉, 원료 가스(MoO2Cl2 가스)에 일부가 겹치도록 첨가 가스(SiH4 가스)를 공급하고, 그 후에 환원 가스(H2 가스)를 공급하였다. 비교예에서는, 도 4에 도시하는 가스 공급 중 첨가 가스(SiH4 가스)의 공급을 행하지 않았다. 구체적으로는, 비교예에서는, MoO2Cl2 가스 공급, 잔류 가스 제거, H2 가스 공급, 잔류 가스 제거를 반복해서 행하여 웨이퍼 상에 200Å의 막 두께의 Mo막을 형성하였다.
비교예에서는, 1사이클 중의 제1 공정의 처리 시간이 12초, 제2 공정의 처리 시간이 6초, 제3 공정의 처리 시간이 24초, 제4 공정의 처리 시간이 18초로, 200Å의 막 두께의 Mo막을 형성하는데 400사이클 행하여 걸린 시간은 400분이었다. 또한, 1시간당 웨이퍼의 처리 매수는 10.91매이었다.
이에 반해, 본 실시예에서는, 1사이클 중의 제1 공정의 처리 시간이 12초, 제2 공정의 처리 시간이 6초, 제3 공정의 처리 시간이 12초, 제4 공정의 처리 시간이 18초로, 200Å의 막 두께의 Mo막을 형성하는데 400사이클 행하여 걸린 시간은 320분이었다. 또한, 1시간당 웨이퍼의 처리 매수는 12.77매이었다.
즉, 본 실시예에서는, 비교예에 비해서 1사이클 중의 제3 공정의 처리 시간인 환원 가스인 H2 가스의 공급 시간을 짧게 할 수 있었다. 즉, 본 실시예에서는, 1사이클 중의 환원 가스의 공급 시간을, 첨가 가스를 공급함으로써, 비교예에서의 1사이클 중의 환원 가스의 공급 시간의 절반 정도로 짧게 할 수 있었다. 따라서, Mo막의 성막 시간을 짧게 할 수 있어, 1시간당 웨이퍼의 처리 매수를 증가시킬 수 있었다. 즉, 스루풋을 향상시킬 수 있었다. 이것은, 환원 가스인 H2 가스 공급 시에 HCl, Cl이 제거되었기 때문에, Mo가 보다 흡착되기 쉽게 되어 있었기 때문이라고 생각된다.
10: 기판 처리 장치
121: 컨트롤러
200: 웨이퍼(기판)
201: 처리실

Claims (19)

  1. (a) 처리실 내의 기판에 대하여, 몰리브덴과 산소를 포함하는 몰리브덴 함유 가스를 공급하는 공정과,
    (b) 상기 기판에 대하여, 수소를 포함하는 첨가 가스를 공급하는 공정과,
    (c) 상기 기판에 대하여, 수소를 포함하고 상기 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 (a), (b), (c)공정을, 동시 또는 순서대로 1회 이상 행하여, 상기 기판 상에 몰리브덴막을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몰리브덴 함유 가스는, 할로겐 원소를 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 몰리브덴 함유 가스는, MoO2Cl2(몰리브덴디클로라이드디옥시드)를 포함하고, 상기 첨가 가스는, SiH4(모노실란), NH3(암모니아), C5H5N(피리딘)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 몰리브덴 함유 가스는, MoO2Cl2(몰리브덴디클로라이드디옥시드)를 포함하고, 상기 첨가 가스는, SiH4(모노실란), NH3(암모니아), C5H5N(피리딘)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 첨가 가스의 공급 유량은, 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급 유량보다도 많고，상기 환원 가스의 공급 유량보다도 적은, 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 첨가 가스의 공급 유량은, 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급 유량보다도 많고，상기 환원 가스의 공급 유량보다도 적은, 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 첨가 가스의 공급 유량은, 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급 유량보다도 많고，상기 환원 가스의 공급 유량보다도 적은, 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (a)공정 및 상기 (b)공정에서는, 상기 기판에 대하여 상기 첨가 가스를 공급하고 있지 않은 상태에서 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급을 개시하고, 상기 기판에 대하여 상기 첨가 가스를 공급하고 있는 상태에서 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급을 정지하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 (a)공정 및 상기 (b)공정에서는, 상기 기판에 대하여 상기 첨가 가스를 공급하고 있지 않은 상태에서 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급을 개시하고, 상기 기판에 대하여 상기 첨가 가스를 공급하고 있는 상태에서 상기 몰리브덴 함유 가스의 공급을 정지하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 (c)공정에서의 시간은, 상기 (a)공정과 동시에 상기 (b)공정을 실행하지 않았을 경우와 비교해서 짧게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 (c)공정에서의 시간은, 상기 (a)공정과 동시에 상기 (b)공정을 실행하지 않았을 경우와 비교해서 짧게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제3항에 있어서, 상기 (c)공정에서의 시간은, 상기 (a)공정과 동시에 상기 (b)공정을 실행하지 않았을 경우와 비교해서 짧게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 (c)공정에서의 시간은, 상기 (a)공정과 동시에 상기 (b)공정을 실행하지 않았을 경우와 비교해서 짧게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 (c)공정에서의 시간은, 상기 (a)공정과 동시에 상기 (b)공정을 실행하지 않았을 경우와 비교해서 짧게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 첨가 가스의 공급 시간과 상기 환원 가스의 공급 시간의 합계는 소정 시간이 되도록 설정되는, 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 (a)공정 후에 상기 처리실 내를 퍼지하는 제1 퍼지 공정과,
    상기 (c)공정 후에 상기 처리실 내를 퍼지하는 제2 퍼지 공정을 포함하고,
    상기 제1 퍼지 공정에서의 시간은, 상기 제2 퍼지 공정에서의 시간 이하인, 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 (a)공정과 상기 (b)공정을 교대로 1회 이상 행한 후에, 상기 (c)공정을 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  18. (a) 기판 처리 장치의 처리실 내의 기판에 대하여, 몰리브덴과 산소를 포함하는 몰리브덴 함유 가스를 공급하는 수순과,
    (b) 상기 기판에 대하여, 수소를 포함하는 첨가 가스를 공급하는 수순과,
    (c) 상기 기판에 대하여, 수소를 포함하고 상기 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스를 공급하는 수순을 포함하고,
    상기 (a), (b), (c)의 수순을, 동시 또는 순서대로 1회 이상 행하여, 상기 기판 상에 몰리브덴막을 형성하는 수순
    을 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.
  19. 기판을 수용하는 처리실과,
    상기 처리실 내에, 몰리브덴과 산소를 포함하는 몰리브덴 함유 가스와, 수소를 포함하는 첨가 가스와, 수소를 포함하고 상기 첨가 가스와는 화학적인 조성이 다른 환원 가스를 각각 공급하는 가스 공급계와,
    상기 처리실 내를 배기하는 배기계와,
    상기 가스 공급계와 상기 배기계를 제어하여, 상기 처리실 내에 수용된 기판에 대하여,
    (a) 상기 몰리브덴 함유 가스를 공급하는 처리와,
    (b) 상기 첨가 가스를 공급하는 처리와,
    (c) 상기 환원 가스를 공급하는 처리를 동시 또는 순서대로 1회 이상 행하여, 상기 기판 상에 몰리브덴막을 형성하도록 제어하는 것이 가능하게 구성되는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7166950B2 (ja) * 2019-02-07 2022-11-08 キオクシア株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
US11821080B2 (en) * 2020-03-05 2023-11-21 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Reagents to remove oxygen from metal oxyhalide precursors in thin film deposition processes
WO2023188014A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 株式会社Kokusai Electric 基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006783A (ja) 2009-05-25 2011-01-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体デバイスの製造方法及び基板処理装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050069641A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Tokyo Electron Limited Method for depositing metal layers using sequential flow deposition
JP2008311457A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
US9175023B2 (en) 2012-01-26 2015-11-03 Sigma-Aldrich Co. Llc Molybdenum allyl complexes and use thereof in thin film deposition
JP2016098406A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 東京エレクトロン株式会社 モリブデン膜の成膜方法
JP6541438B2 (ja) * 2015-05-28 2019-07-10 東京エレクトロン株式会社 金属膜のストレス低減方法および金属膜の成膜方法
KR102266610B1 (ko) 2016-07-14 2021-06-21 엔테그리스, 아이엔씨. MoOCl4의 사용에 의한 CVD Mo 증착
US10453744B2 (en) * 2016-11-23 2019-10-22 Entegris, Inc. Low temperature molybdenum film deposition utilizing boron nucleation layers
KR102572271B1 (ko) * 2017-04-10 2023-08-28 램 리써치 코포레이션 몰리브덴을 함유하는 저 저항률 막들
US20190067003A1 (en) 2017-08-30 2019-02-28 Asm Ip Holding B.V. Methods for depositing a molybdenum metal film on a dielectric surface of a substrate and related semiconductor device structures
TWI784036B (zh) * 2017-08-30 2022-11-21 荷蘭商Ａｓｍ智慧財產控股公司 層形成方法
US11056344B2 (en) * 2017-08-30 2021-07-06 Asm Ip Holding B.V. Layer forming method
CN111066124A (zh) * 2017-09-25 2020-04-24 株式会社国际电气 半导体装置的制造方法、基板处理装置及程序
TW202325889A (zh) * 2018-01-19 2023-07-01 荷蘭商Ａｓｍ 智慧財產控股公司 沈積方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006783A (ja) 2009-05-25 2011-01-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体デバイスの製造方法及び基板処理装置

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