KR20220040402A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

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

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토모시 타니야마
아키노리 타나카
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

기판의 면내 막 두께 균일성 및 각 기판 간의 막 두께 균일성을 높일 수 있는 기술을 제공한다.
액체로 공급된 원료를 기화하여 원료 가스를 생성하는 기화기(91); 기화기(91)로부터 취출된 원료 가스를 축적하는 탱크[제1 탱크(95A), 제2 탱크(95B)]; 기화기(91)와 탱크를 접속하는 배관(47a)에 설치되고, 탱크에 공급되는 원료 가스의 유량을 제어하는 플로우 제어기(100); 배관(47a)에 설치되고, 배관(47a(의 유로를 개폐하는 제1 밸브(93A, 93B); 탱크의 하류에 설치되고 탱크로 축적된 원료 가스를 방출시키는 제2 밸브(97A, 97B); 제2 밸브(97A, 97B)의 하류에 설치되고, 원료 가스가 공급되는 처리실(2); 및 원료 가스 기화기로부터 탱크로의 축적과 탱크로부터 처리실로의 방출을 교호적으로 반복하도록 제어하는 제어부를 포함하는 기술이 제공된다.

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.
종래, 기판 처리 장치의 일례로서 반도체 장치를 제조하는 반도체 제조 장치가 알려져 있다. 또한 반도체 제조 장치의 일례로서 특허문헌 1과 같은 복수의 기판(이하, 「웨이퍼」라고도 부른다)을 상하 방향으로 다단으로 보지(保持)한 상태에서 처리하는 종형(縱型) 장치가 알려져 있다.
이 종형 장치로는 예컨대 복수의 웨이퍼를 상하 방향으로 다단으로 보지하는 기판 보지부로서의 보트가 웨이퍼를 보지한 상태에서 반응관 내의 처리실에 반입된다. 그리고 예컨대 성막용 화학 가스를 반응관 내에 분사 또는 충만시켜, 반응관 내 온도를 제어하면서 웨이퍼를 소정의 온도로 처리하는 것에 의해 웨이퍼의 표면상에 소정의 막을 형성하는 기판 처리가 수행된다. 성막용 화학 가스로서는 예컨대 원료 가스, 반응 가스 및 캐리어 가스 등이 있다. 또한 성막 처리에서는 예컨대 표면에 트렌치 등의 단차를 포함하는 웨이퍼에 대하여 스텝 커버리지(단차 피복성)를 향상시키기 위해서 표면에 원료 가스를 흡착시키는 플래시 공급이 수행된다.
1. 일본 특개 2020-004957호 공보
최근 반도체 디바이스의 미세화에 따라 단일의 기판의 면내 막 두께 균일성 및 각 기판 간의 막 두께 균일성의 요구가 커지고 있다. 하지만 종래는 기화기로부터 탱크에 보내는 원료 가스의 유량이 정확하게 제어되지 않았기 때문에 탱크로부터 처리실에 공급되는 플래시(플래시 플로우)의 유속이 변동하여 기판의 면내 막 두께 균일성을 적절하게 보지하는 것이 곤란했다.
본 개시는 상기를 감안한 것으로서, 기판의 면내 막 두께 균일성 및/또는 각 기판 간의 막 두께 균일성을 높이는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 액체로 공급된 원료를 기화하여 원료 가스를 생성하는 기화기; 기화기로부터 취출(取出)된 원료 가스를 축적하는 탱크; 기화기와 탱크를 접속하는 배관에 설치되고, 탱크에 공급되는 원료 가스의 유량을 제어하는 플로우 제어기; 배관에 설치되고, 배관의 유로를 개폐하는 제1 밸브; 탱크의 하류에 설치되고, 탱크로 축적된 원료 가스를 방출시키는 제2 밸브; 제2 밸브의 하류에 설치되고, 원료 가스가 공급되는 처리실; 및 원료 가스의 상기 기화기로부터 탱크로의 축적과 탱크로부터 상기 처리실로의 방출을 교호(交互)적으로 반복하도록 제1 밸브와 제2 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 기판의 면내 막 두께 균일성 및 각 기판 간의 막 두께 균일성을 높일 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성을 도시하는 종단면도(縱斷面圖).
도 2는 도 1에서의 A-A선 개략 횡단면도(橫斷面圖).
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일부를 도시하는 개략도.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 매스 플로우 제어기의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 5는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 6은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 흐름도.
도 7은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 8은 본 개시의 일 실시 형태의 제1 탱크 및 제2 탱크에서의 각각의 원료 가스의 축적량의 변화를 시간의 경과에 따라 설명하는 그래프.
<기판 처리 장치의 구조>
도 1, 도 2는 본 개시가 실시되는 처리 장치의 일례인 기판 처리 장치에 이용되는 종형의 처리로(29)를 도시하는 도면이다. 먼저, 도 1에 의해 본 개시가 적용되는 기판 처리 장치의 동작의 개략을 설명한다. 또한 이하의 설명에서 이용되는 도면은 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은 현실의 것과 반드시 일치하지 않는다. 또한 복수의 도면의 상호 간에서도 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하지 않는다.
보지구로서의 보트(32)에 소정 매수의 피처리체로서의 웨이퍼(31)가 이재되어 장전(裝塡)되면, 보트 엘리베이터에 의해 보트(32)가 상승되어 보트(32)가 처리로(29) 내부에 반입된다. 보트(32)가 완전히 반입된 상태에서는 씰 캡(35)에 의해 처리로(29)가 기밀하게 폐색(閉塞)된다. 기밀하게 폐색된 처리로(29) 내에서는 선택된 처리 레시피에 따라 웨이퍼(31)가 가열되는 것과 함께 처리 가스가 처리로(29) 내에 공급되고, 가스 배기관(66)으로부터 미도시의 배기 장치에 의해 처리실(2)의 분위기가 배출되면서 웨이퍼(31)에 처리가 이루어진다.
다음으로 도 1, 도 2에 의해 처리로(29)에 대해서 설명한다. 가열 장치(가열 수단)인 히터(42)의 내측에 반응관(1)이 설치되고, 반응관(1)의 하단에는 예컨대 스텐레스 등에 의해 매니폴드(44)가 기밀 부재인 O링(46)을 개재하여 연설(連設)되고, 매니폴드(44)의 하단 개구부[노구부(爐口部)]는 개체(蓋體)인 씰 캡(35)에 의해 기밀 부재인 O링(18)을 개재하여 기밀하게 폐색되고, 적어도 반응관(1), 매니폴드(44) 및 씰 캡(35)에 의해 처리실(2)을 획성(劃成)한다.
씰 캡(35)에는 보트 지지대(45)를 개재하여 보트(32)가 입설(立設)되고, 보트 지지대(45)는 보트(32)를 보지하는 보지체로 이루어진다.
처리실(2)에는 복수 종류, 여기서는 2종류의 처리 가스를 공급하는 공급 경로로서의 2개의 가스 공급관[제1 가스 공급관(47), 제2 가스 공급관(48)]이 설치된다.
제1 가스 공급관(47)에는 상류부터 순서대로 원료 유닛(71), 기화기(91), 액체의 유량 제어 장치(유량제어 수단)인 제1 매스 플로우 컨트롤러(이후, MFC라고도 부른다)(100)가 설치된다. 제1 MFC(100)는 본 개시의 「플로우 제어기」에 상당한다. 제1 MFC(100)의 하류측에서 제1 가스 공급관(47)의 공급관(47a)에는 2개의 배관이 병렬로 접속된다. 2개의 배관의 각각에는 개폐 밸브인 제1 밸브(93A, 93B)와 제2 밸브(97A, 97B)가 설치된다. 또한 제1 밸브(93A, 93B)와 제2 밸브(97A, 97B) 사이에는 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)가 설치된다. 본 실시 형태에서는 1개의 제1 MFC(100)가 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에 대하여 공통으로 이용된다.
특히 가스 공급 밸브로서의 제2 밸브(97A, 97B)의 하류측에는 캐리어 가스를 공급하는 제1 캐리어 가스 공급관(53)이 합류된다. 제1 캐리어 가스 공급관(53)에는 상류부터 순서대로 캐리어 가스원(72), 유량 제어 장치(유량제어 수단)인 제2 MFC(54) 및 개폐 밸브인 밸브(55)가 설치된다. 또한 제1 가스 공급관(47)의 선단부(先端部)에는 반응관(1)의 내벽을 따라 하부로부터 상부에 걸쳐서 제1 노즐(56)이 설치되고, 제1 노즐(56)의 측면에는 가스를 공급하는 제1 가스 공급공(57)이 설치된다. 제1 가스 공급공(57)은 하부로부터 상부에 걸쳐서 등(等) 피치로 설치되고, 각각 동일한 개구 면적을 가진다. 또한 캐리어 가스원(72)으로부터 공급되는 불활성 가스인 캐리어 가스(예컨대 N2 가스)는 밸브(77)를 개재하여 원료 유닛(71)과 제1 MFC(100) 사이의 공급관(47a)에 공급 배관(76)에 의해 공급 가능하도록 구성된다.
본 실시 형태의 설명에서는 제1 가스 공급관(47) 중 원료 유닛(71)으로부터 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)까지의 사이의 배관을 공급관(47a)으로 한다. 또한 제1 가스 공급관(47) 중 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로부터 제1 노즐(56)까지의 사이의 배관을 공급관(47b)으로 한다. 공급관(47b)은 공급관(47a)의 유로 단면적 이상의 유로 단면적을 가질 수 있다. 공급관(47b)의, 제1 탱크(95A)로부터 제1 노즐(56)까지의 길이 및 컨덕턴스는 제2 탱크(95B)로부터 제1 노즐(56)까지의 길이 및 컨덕턴스와 각각 동일한 것이 바람직하다.
여기서 제1 가스 공급관(47), 기화기(91), 제1 MFC(100), 제1 밸브(93A, 93B), 제1 탱크(95A), 제2 탱크(95B) 및 제2 밸브(97A, 97B)를 총칭하여 제1 가스 공급부(제1 가스 공급 라인)라고 부른다. 또한 제1 노즐(56)을 포함시켜서 제1 가스 공급부로 해도 좋다. 또한 제1 캐리어 가스 공급관(53), 제2 MFC(54), 밸브(55)를 제1 가스 공급부에 포함시켜도 좋다. 또한 원료 유닛(71), 캐리어 가스원(72)을 제1 가스 공급부에 포함시켜도 좋다.
제2 가스 공급관(48)에는 상류 방향부터 순서대로 반응 가스원(73), 유량 제어 장치(유량제어 수단)인 제3 MFC(58), 개폐 밸브인 밸브(59)가 설치되고, 밸브(59)의 하류측에 캐리어 가스를 공급하는 제2 캐리어 가스 공급관(61)이 합류된다. 제2 캐리어 가스 공급관(61)에는 상류부터 순서대로 캐리어 가스원(74), 유량 제어 장치(유량제어 수단)인 제4 MFC(62) 및 개폐 밸브인 밸브(63)가 설치된다. 제2 가스 공급관(48)의 선단부에는 제1 노즐(56)과 평행하게 제2 노즐(64)이 설치되고, 제2 노즐(64)의 측면에는 가스를 공급하는 공급공인 제2 가스 공급공(65)이 설치된다. 제2 가스 공급공(65)은 하부로부터 상부에 걸쳐서 등 피치로 설치되고, 각각 동일한 개구 면적을 가진다.
여기서 제2 가스 공급관(48), 제3 MFC(58), 밸브(59), 제2 노즐(64)을 총칭하여 제2 가스 공급부(제2 가스 공급 라인)라고 부른다. 또한 제2 캐리어 가스 공급관(61), 제4 MFC(62), 밸브(63)를 제2 가스 공급부에 포함시켜도 좋다. 또한 반응 가스원(73), 캐리어 가스원(74)을 제2 가스 공급부에 포함시켜도 좋다.
원료 유닛(71)으로부터 공급되는 액체 원료는 기화기(91), 제1 MFC(100), 제1 밸브(93A, 93B), 제1 탱크(95A), 제2 탱크(95B) 및 제2 밸브(97A, 97B)를 개재하여 제1 캐리어 가스 공급관(53)과 합류하고, 또한 제1 노즐(56)을 개재하여 처리실(2) 내에 공급된다. 또한 액체 원료가 처리실(2) 내에 공급될 때는 기화기(91)에서 기화된 상태의 원료 가스로서 공급된다. 또한 반응 가스원(73)으로부터 공급되는 반응 가스는 제3 MFC(58), 밸브(59)를 개재하여 제2 캐리어 가스 공급관(61)과 합류하고, 또한 제2 노즐(64)을 개재하여 처리실(2)에 공급된다. 또한 공급 배관(76)과 밸브(77)는 제1 가스 공급부로부터 원료 가스를 퍼지할 때에 사용된다.
처리실(2)은 가스를 배기하는 가스 배기관(66)을 개재하여 배기 장치(배기 수단)인 진공 펌프(68)에 접속되고, 진공 배기된다. 또한 압력 조정 밸브로서의 밸브(67)는 밸브를 개폐해서 처리실(2)의 진공 배기 및 진공 배기 정지가 가능하며, 또한 밸브의 개도(開度)를 조절해서 압력 조정 가능한 개폐 밸브이다.
씰 캡(35)에는 보트 회전 기구(69)가 설치되고, 보트 회전 기구(69)는 처리의 균일성을 향상하기 위해서 보트(32)를 회전한다.
다음으로 본 실시 형태에 따른 관리 대상이 되는 제1 가스 공급 라인의 각 구성에 대해서 도 3 및 도 4를 참조해서 구체적으로 설명한다. 또한 도 3은 원료 가스를 공급하기 위한 공급관(47a)의 요부(要部)를 확대한 도면이다.
(기화기)
기화기(91)는 액체로 공급된 원료를 가열해서 기화하여 원료 가스를 생성한다. 원료로서는 예컨대 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 헥사클로로디실란 가스(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스를 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서는 예컨대 테트라플루오로실란(SiF4) 가스, 디플루오로실란(SiH2F2) 가스 등의 플루오로실란계 가스, 테트라브로모실란(SiBr4) 가스, 디브로모실란(SiH2Br2) 가스 등의 브로모실란계 가스, 테트라요오드실란(SiI4) 가스, 디요오드실란(SiH2I2) 가스 등의 요오드실란계 가스도 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서는 예컨대 테트라키스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS} 가스, 트리스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS} 가스, 비스(디에틸아미노)실란{Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: BDEAS} 가스, 비스(터셔리부틸아미노)실란{SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS} 가스 등의 아미노실란계 가스도 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서는 예컨대 테트라에톡시실란[Si(OC2H5)4, 약칭: TEOS] 가스 등의 유기계 실란 원료 가스도 이용할 수 있다. 원료 가스로서는 이들 중 1 이상을 이용할 수 있다. 즉 가압이나 냉각에 의해 액체로 저장되는 원료도 포함될 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는 기화기(91)는 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에 대하여 캐리어 가스를 공급하지 않고 원료 가스만을 공급한다.
(탱크)
제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)는 실질적으로 동일한 용적을 가지고, 기화기(91)로부터 취출된 원료 가스를 축적한다. 본 실시 형태에서는 제1 탱크(95A)와 제2 탱크(95B)의 2개의 탱크가 병렬로 설치되고, 2개의 탱크를 교호적으로 이용하여 원료 가스의 축적 및 방출이 수행된다.
또한 본 개시에서는 탱크의 개수는 2개에 한정되지 않고, 3개 이상 임의로 설정할 수 있다. 또한 탱크가 3개 이상인 경우, 그것들의 용적은 실질적으로 동일하고, 원료 가스의 축적 및 방출은 3개 이상의 탱크를 순회적으로 이용하여 수행된다. 즉 본 개시의 「교호」에는 3개 이상의 탱크를 순회적으로 사용하는 경우가 포함된다.
(제1 밸브, 제2 밸브)
제1 밸브(93A, 93B) 및 제2 밸브(97A, 97B)는 제1 가스 공급관(47)(즉, 공급관(47a) 및 공급관(47b))에 설치되고, 배관의 유로를 개폐한다. 제1 밸브(93A, 93B)는 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)의 상류에 각각 설치된다. 제1 밸브(93A, 93B)의 개폐 동작에 의해 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로의 원료 가스의 축적이 제어된다. 또한 제2 밸브(97A, 97B)는 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)의 하류에 각각 설치된다. 제2 밸브(97A, 97B)의 개폐 동작에 의해 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에서 축적된 원료 가스의 처리실(2)로의 방출이 제어된다.
(제1 MFC)
도 4에 도시하는 바와 같이 제1 MFC(100)는 프리필터(101)와 제어 밸브(102)와 제1 압력 센서(103)와 온도 센서(105)와 오리피스(107)와 제2 압력 센서(109)와 제어부(111)를 포함한다. 또한 도시를 생략하지만 제1 MFC(100)는 제어 밸브(102)의 후단에 배관의 유로를 개폐하는 개폐 밸브가 설치된다.
제어부(111)에는 제1 압력 센서(103), 온도 센서(105) 및 제2 압력 센서(109)가 접속된다. 또한 제어부(111)에는 개폐 밸브, 제1 밸브(93A, 93B) 및 제2 밸브(97A, 97B)가 접속된다. 또한 제어부(111)는 후술하는 컨트롤러(41)(도 5 참조)에 접속된다. 제어부(111)는 하류측에 흐르는 원료 가스의 유량을 소정값으로 제어하는 것과 함께 원료 가스의 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로의 축적과 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로부터의 방출을 교호적으로 반복하도록 제어한다. 또한 제어부(111)와 컨트롤러(41)는 별도가 아니라 일체적으로 실현되어도 좋다.
본 실시 형태의 제1 MFC(100)는 오리피스 내의 초크 흐름을 이용하는 압력 제어식이며, 기화기(91)의 압력 변동에 대하여 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로의 원료 가스의 유량을 일정하게 유지하는 것이 가능하도록 구성된다. 또한 각각의 탱크 내의 압력이 제1 MFC(100) 내의 오리피스 내의 초크 흐름 조건을 충족하는 압력값을 유지하도록 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에서의 원료 가스의 축적 시간과 플래시 주기가 제어된다.
구체적으로는 오리피스 상류측의 기화기(91)로부터의 원료 가스의 공급 압력을 P1, 오리피스 하류측의 탱크 내의 압력 P2로 했을 때, 압력 P2는 「P1≥2P2」의 오리피스 내의 초크 흐름 조건식을 충족하는 압력값으로 유지된다.
도 5에 도시하는 바와 같이 기판 처리 장치는 각(各) 부(部)의 동작을 제어하는 컨트롤러(41)를 포함한다.
컨트롤러(41)의 개략을 도 5에 도시한다. 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(41)는 CPU(Central Processing Unit)(41a), RAM(Random Access Memory)(41b), 기억 장치(41c), I/O 포트(41d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(41b), 기억 장치(41c), I/O 포트(41d)는 내부 버스(41e)를 개재하여 CPU(41a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(41)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(411)나, 외부 기억 장치(412)가 접속 가능하도록 구성된다. 또한 상위 장치(75)에 네트워크를 개재하여 접속되는 수신부(413)가 설치된다. 수신부(413)는 상위 장치(75)로부터 다른 장치의 정보를 수신하는 것이 가능하다.
기억 장치(41c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(41c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피나, 보정 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 프로세스 레시피나, 보정 레시피는 기판 처리 모드로 실시되는 기판 처리 공정이나, 특성 확인 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(41)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로세스 레시피나, 보정 레시피만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(41b)은 CPU(41a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(41d)는 승강 부재, 히터, 매스 플로우 컨트롤러, 밸브 등에 접속된다.
제어부인 컨트롤러(41)는 기판 처리 장치가 구비하는 MFC의 유량 조정, 밸브의 개폐 동작, 히터의 온도 조정, 진공 펌프의 기동 및 정지, 보트 회전 기구의 회전 속도 조절, 보트 승강 기구의 승강 동작 제어, 압력계(미도시)의 동작 제어 등을 수행한다.
본 실시 형태의 관리 대상인 제1 가스 공급 라인의 제1 밸브(93A, 93B) 및 제2 밸브(97A, 97B)는 컨트롤러(41)에 접속된다. 컨트롤러(41)는 본 개시의 「제어부」에 상당하고, 원료 가스의 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로의 축적과, 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로부터의 방출을 교호적으로 반복하도록 제1 밸브(93A, 93B)와 제2 밸브(97A, 97B)를 제어한다.
또한 컨트롤러(41)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(예컨대 USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리 등)(412)를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(412)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(41)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(412)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(412)를 개재하지 않고 프로그램을 공급해도 좋다. 또한 기억 장치(41c)나 외부 기억 장치(412)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(41c) 단체(單體)만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(412) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
<기판 처리 방법>
다음으로 기판을 처리하는 예에 대해서 설명한다. 여기서는 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례로서 소스(원료 가스)와 리액턴트(반응 가스)를 교호적으로 처리실에 공급하는 것에 의해 막 처리를 수행하는 사이클 처리를 설명한다. 본 실시 형태에서는 소스의 일례로서 Si 원료 가스를 이용하고, 리액턴트로서 질소 함유 가스를 이용하고, 기판 상에서 실리콘질화막(Si3N4막, 이하, SiN막이라고도 부른다)을 형성하는 예를 설명한다.
본 실시 형태에서의 성막 처리에서는 처리실(2)의 웨이퍼(31)에 대하여 원료 가스를 공급하는 공정[성막 공정 1: 도 6 중의 스텝(S3)]과, 처리실(2)로부터 원료 가스(잔류 가스)를 제거하는 퍼지 공정[성막 공정 2: 도 6 중의 스텝(S4)]과, 처리실(2)의 웨이퍼(31)에 대하여 질소 함유 가스를 공급하는 공정[성막 공정 3: 도 6중의 스텝(S5)]과, 처리실(2)로부터 질소 함유 가스(잔류 가스)를 제거하는 퍼지 공정[성막 공정 4: 도 6 중의 스텝(S6)]을 비동시에 수행하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(31) 상에 SiN막을 형성한다.
우선, 전술한 바와 같이 웨이퍼(31)를 보트(32)에 장전하고, 처리실(2)에 반입한다[도 6 중의 스텝(S1)]. 이때 도 1에 기재하는 바와 같이, 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)는 원료 유닛(71)에 접속된다. 보트(32)를 처리실(2)에 반입한 후, 처리실(2) 내의 압력 및 온도를 조정한다[도 6 중의 스텝(S2)]. 다음으로 성막 공정 1 내지 4의 4개의 스텝을 순차 실행한다. 이하, 각각의 스텝을 구체적으로 설명한다.
(성막 공정 1)
성막 공정 1에서는 도 7에 도시하는 바와 같이 우선 원료 가스를 순간적으로(비교적 단시간에) 방출하는 플래시 공급하는 동작을 간헐적으로 수행하는 것에 의해 웨이퍼(31)의 표면상에 원료 가스를 흡착시킨다. 구체적으로는 제1 가스 공급 라인에서 제1 탱크(95A)의 상류측의 제1 밸브(93A)를 열고, 하류측의 제2 밸브(97A)를 닫은 상태에서 제1 MFC(100)에 의해 기화기(91)로 기화된 원료 가스를 제1 탱크(95A)에 공급한다. 이때 제1 탱크(95A)에 공급되는 원료 가스 축적량이 도 8 중의 0sec 내지 1sec 사이에 실선의 사선으로 예시된다. 또한 그동안 제2 탱크(95B)의 상류측의 제1 밸브(93B)는 닫히고, 제2 탱크(95B)로의 원료 가스의 공급은 정지된다.
여기서 본 실시 형태에서는 제1 탱크(95A)를 이용한 플래시 공급 시, 플래시에 최소한으로 필요한 양 이상의 원료 가스를 축적 가능하도록 원료 가스의 축적 시간이 결정된다. 구체적으로는 원료 가스의 제1 탱크(95A)로의 축적 시간은 도 8에 도시하는 바와 같이 약 1초간이다. 또한 축적 시의 유량은 표준 기체 환산 유량으로 3slm로 환산하여 약 40cc/sec 내지 50cc/sec의 범위 내의 일정한 유량으로 설정된다. 원료 가스의 축적 시간은 원료 가스가 일정한 유량으로 소정의 축적량이 될 때까지 수행하는 데 필요한 시간 이상으로 설정된다.
제1 탱크(95A) 내에 소정의 양의 원료 가스가 축적되면, 상류측의 제1 밸브(93A)를 닫고 하류측의 제2 밸브(97A)를 열어 제1 탱크(95A)로부터 원료 가스를 방출하고, 처리실(2)에 원료 가스를 플래시 공급한다. 이 플래시 공급은 도 8 중의 1sec일 때에 실선의 세로선으로 예시된다. 제1 탱크(95A)에 축적된 원료 가스는 제1 노즐(56)에 의해 제1 탱크(95A)에의 축적 시간보다 짧은 시간으로, 감압된 처리실(2) 내에 토출(吐出)되고, 처리실(2)에 플래시 공급된다. 제1 탱크(95A)로부터의 원료 가스의 방출은 순간적으로 종료되고, 방출 후 제1 탱크(95A) 내의 원료 가스의 축적량은 거의 0(제로)이 된다.
또한 제1 밸브(93A)를 닫는 것 또는 제1 탱크(95A)로부터의 원료 가스의 방출이 종료되는 것과 거의 동시에 병렬 배치된 제2 탱크(95B)의 상류측의 제1 밸브(93B)를 여는 것과 함께, 하류측의 제2 밸브(97B)를 닫는 것에 의해 제2 탱크(95B)로 원료 가스를 공급한다. 이때 제2 탱크(95B)에 공급되는 원료 가스 축적량이 도 8 중의 1sec 내지 2sec 사이에 파선의 사선으로 예시된다. 또한 그동안 제1 탱크(95A)의 상류측의 제1 밸브(93A)는 닫히고, 제1 탱크(95A)로의 원료 가스의 공급은 정지된다.
제2 탱크(95B)를 이용한 플래시 공급 시에도 제1 탱크(95A)의 경우와 마찬가지로, 플래시에 최소한으로 필요한 양 이상의 원료 가스를 축적 가능하도록 원료 가스의 축적 시간이 결정된다. 원료 가스의 제2 탱크(95B)에로의 축적 시간은 도 8에 도시하는 바와 같이 약 1초 간이다. 또한 축적 시의 유량은 표준 기체 환산 유량으로 3slm로 환산하여 약 40cc/sec 내지 50cc/sec의 범위 내의 일정한 유량으로 설정된다. 원료 가스의 축적 시간은 제1 탱크(95A)의 경우와 마찬가지로 원료 가스가 일정한 유량으로 소정의 축적량이 될 때까지 수행하는 데 필요한 시간 이상으로 설정된다.
제2 탱크(95B) 내에 소정의 양의 원료 가스가 축적되면, 상류측의 제1 밸브(93B)를 닫고 하류측의 제2 밸브(97B)를 열어 제2 탱크(95B)로부터 원료 가스를 방출하여 처리실(2)에 원료 가스를 플래시 공급한다. 제2 탱크(95B)에 축적된 원료 가스는 제1 노즐(56)에 의해 제2 탱크(95B)로의 축적 시간보다 짧은 시간으로, 감압된 처리실(2) 내에 토출되고, 처리실(2)에 플래시 공급된다. 제2 탱크(95B)로부터의 원료 가스의 방출은 순간적으로 종료되고, 제2 탱크(95B) 내의 원료 가스의 축적량은 거의 0(제로)이 된다.
이하, 제1 탱크(95A)와 제2 탱크(95B)가 마찬가지의 동작을 교호적으로 반복하는 것에 의해 원료 가스가 반복해서 플래시 공급된다. 본 실시 형태에서는 플래시 주기는 약 1초 간이며, 각각의 플래시로 약 50cc의 원료 가스가 방출된다. 본 실시 형태에서는 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에서의 원료 가스의 축적(충전)과 방출을 반복하는 것과 함께, 제1 탱크(95A)와 제2 탱크(95B)를 교호적으로 이용하는 것에 의해 방출 시에는 순간적으로 대유량 가스를 플래시 공급하는 것이 가능해진다. 이 대유량 가스는 웨이퍼(31) 표면상에서 트렌치 내의 공간과의 가스 교환을 촉진하는 특정의 유속 이상의 유속을 달성한다. 고유속 플래시의 반복에 의한 결과, 몇 초 단위의 단시간에 트렌치 등의 내부를 포함하는 웨이퍼(31)의 표면에서의 구석구석까지 원료 가스를 확산시킬 수 있다. 이때의 웨이퍼(31)의 표면에서의 유속은 가스의 축적량(압력), 탱크의 용적, 공급관(47b)이나 제1 가스 공급공(57)의 형상 및 크기에 의존하지만 이것들은 기본적으로 변동되지 않으므로, 축적량이 같으면 매회 같은 펄스 파형의 유속이 달성된다. 또한 플래시 공급은 매회 같은 제1 노즐(56)로부터 수행되므로, 플래시의 주기가 일정하거나 또는 플래시 직전의 처리실(2) 내 압력이 충분히 낮으면, 처리실(2) 내에는 같은 가스 흐름이 형성된다.
또한 각 탱크로부터의 방출은 축적의 완료 직후에 수행하는 것에 한정되지 않고, 축적 완료부터, 다음 시작까지의 시간 내라면 임의의 타이밍으로 수행할 수 있다. 예컨대 제1 탱크(95A)로부터의 방출을 다음 축적의 시작 직전까지 늦추는 것에 의해 제2 탱크(95B)로부터의 방출과 실질적으로 연속되도록 플래시 공급을 수행할 수 있고 또는 각 탱크로부터의 방출을 같은 타이밍으로도 수행할 수 있다.
(성막 공정 2)
성막 공정 2에서는 제1 가스 공급관(47)의 제2 밸브(97A, 97B) 및 제1 캐리어 가스 공급관(53)의 밸브(55)를 닫고 원료 가스와 캐리어 가스의 공급을 정지한다. 가스 배기관(66)의 밸브(67)는 열린 상태로 하여 진공 펌프(68)에 의해 처리로(29)를 20Pa 이하로 배기하고, 잔류 원료 가스를 처리실(2) 내로부터 배제한다. 또한 이때에는 불활성 가스, 예컨대 캐리어 가스로서 사용한 N2 가스를 처리로(29)에 공급하면, 잔류 원료 가스를 배제하는 효과가 더 높아진다.
(성막 공정 3)
성막 공정 3에서는 질소 함유 가스와 캐리어 가스를 흘린다. 먼저 제2 가스 공급관(48)에 설치한 밸브(59), 제2 캐리어 가스 공급관(61)에 설치한 밸브(63)를 함께 열고, 제2 가스 공급관(48)으로부터 제3 MFC(58)에 의해 유량 조정된 질소 함유 가스와, 제2 캐리어 가스 공급관(61)으로부터 제4 MFC(62)에 의해 유량 조정된 캐리어 가스를 혼합하여, 제2 노즐(64)의 제2 가스 공급공(65)으로부터 처리실(2) 내에 공급하면서 가스 배기관(66)으로부터 배기한다. 질소 함유 가스의 공급에 의해 웨이퍼(31)의 하지막(下地膜) 상의 Si를 포함하는 막과 질소 함유 가스가 반응하여 웨이퍼(31) 상에 SiN막이 형성된다.
(성막 공정 4)
성막 공정 4에서는 막을 형성 후, 밸브(59) 및 밸브(63)를 닫고 진공 펌프(68)에 의해 처리실(2) 내를 진공 배기하고, 성막에 기여한 후에 잔류하는 질소 함유 가스를 배제한다. 또한 이때에는 불활성 가스, 예컨대 캐리어 가스로서 사용한 N2 가스를 처리실(2) 내에 공급하면, 잔류하는 질소 함유 가스를 처리실(2)로부터 배제하는 효과가 더 높아진다.
그리고 전술한 성막 공정 1 내지 4를 1사이클로 하여 도 6 중의 스텝(S7)에서 성막 공정 1 내지 4 사이클을 소정 횟수 실시하는 것에 의해 웨이퍼(31) 상에 소정의 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다. 본 실시 형태에서는 성막 공정 1 내지 4는 복수 회 반복된다.
전술한 성막 처리가 완료된 후, 도 6 중의 스텝(S8)에서 처리실(2) 내의 압력을 상압(대기압)으로 복귀시킨다. 구체적으로는 예컨대 N2 가스 등의 불활성 가스를 처리실(2) 내에 공급하고 배기한다. 이에 의해 처리실(2) 내가 불활성 가스로 퍼지되어 처리실(2) 내에 잔류하는 가스 등이 처리실(2) 내로부터 제거된다(불활성 가스 퍼지). 그 후, 처리실(2) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(2) 내의 압력이 상압(대기압)으로 복귀된다. 그리고 도 6 중의 스텝(S9)에서 처리실(2)로부터 웨이퍼(31)(기판)를 반출하면, 본 실시 형태에 따른 기판 처리가 종료된다.
(작용 효과)
본 실시 형태에서는 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에 축적되는 원료 가스의 유량이 제1 MFC(100)에 의해 소정값으로 제어되므로, 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에 정확한 양의 원료 가스를 축적할 수 있다. 그렇기 때문에 원료 가스가 처리실에 반복해서 공급되어도 각각의 양 사이에 편차가 생기기 어렵고, 각각의 양을 일정하게 보지하기 쉽다. 이에 의해 기판의 표면상에 형성되는 막의 스텝 커버리지 및 재현성이 향상되므로, 기판의 면내 막 두께 균일성 및 각 기판 간의 막 두께 균일성을 높일 수 있다. 특히 증기압이 낮은 가스이어도, 플래시 플로우의 유속을 정확하게 또한 높여서 방출하는 것이 가능해진다는 점에서 유리하다.
또한 본 실시 형태에서는 2개의 탱크를 이용하므로, 일방(一方)의 탱크가 방출된 후, 다음 방출을 위한 충전 사이에 타방의 탱크에 축적된 원료 가스를 거의 모두 방출하는 것이 가능해진다. 즉 2개의 탱크를 교호적으로 이용한 플래시 공급에서는 방출의 완료를 기다리지 않고, 기화기(91)가 기화한 가스를 어느 하나의 탱크에 계속해서 제공하므로, 기화기(91)의 능력이 최대한으로 이용될 수 있다. 탱크를 비우는, 즉 처리실(2) 내와 실질적으로 같은 압력으로 하는 것과 기화기의 연속 가동은 가스 중의 파티클 등의 생성의 방지에 기여할 수 있다. 이와 같이 1개의 탱크만을 이용하는 경우에 비해 원료 가스의 축적 및 방출을 안정적으로 수행할 수 있다. 또한 기화기(91) 내의 기화 탱크의 용량을 확대하거나, 제어 밸브의 개수를 1개에서 2개로 증가하거나, 유로의 오리피스(107)의 대구경화(大口徑化)를 도모하는 것에 의해 플래시 공급의 더 한층의 대유량화도 도모할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 원료 가스의 축적 시간이 일정한 유량으로 소정의 축적량이 될 때까지 수행하는 데 필요한 시간에 의해 결정된다. 이에 의해 원료 가스의 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에의 축적, 및, 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로부터의 방출을 따라 적절하게 제어하고, 웨이퍼(31)의 품질을 확보할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 제1 노즐(56)에 의해 원료 가스를 감압된 처리실(2) 내에 토출하므로, 기판의 면내 막 두께 균일성 및 각 기판 간의 막 두께 균일성을 높인 플래시 공급을 수행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 1개의 제1 MFC(100)가 2개의 탱크에 대하여 공통으로 이용되기 때문에 제1 MFC(100)를 복수 준비할 필요가 없고, 구조를 간이하게 할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 플래시 공급에서 원료 가스만이 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에 공급되고, 반응 가스는 공급되지 않는다. 반응 가스가 혼입되지 않는 원료 가스만을 이용한 플래시 공급에 의해 웨이퍼(31) 표면으로의 원료 가스의 흡착을 원활하게 실행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 압력 제어식의 제1 MFC(100)에 의해 기화기(91)의 압력 변동에 대하여 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)로의 원료 가스의 유량을 일정하게 유지하는 것이 용이하기 때문에 원료 가스의 유량을 보다 정확하게 제어할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 제1 MFC(100) 내의 오리피스(107) 내의 초크 흐름 조건을 충족하는 압력값이 유지되므로, 소정의 축적량을 얻기 위한 제1 탱크(95A) 및 제2 탱크(95B)에서의 원료 가스의 축적 시간과 플래시 주기를 보다 일정하게 할 수 있다.
(다른 실시 형태)
이상, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 개시는 전술한 각 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
예컨대 본 실시 형태에서는 기판 처리 장치에서 1개의 기화기(91)와 1개의 매스 플로우 제어기[제1 MFC(100)]가 설치된 경우가 예시되었지만, 본 개시에서는 이에 한정되지 않는다. 도시를 생략하지만 N개의 탱크에 대응하여 N개(N은 2 이상)의 기화기와 복수의 매스 플로우 제어기가 병렬로 배치되어도 좋다. 또한 본 개시의 제어부는 복수의 기화기와 복수의 매스 플로우 제어기의 연동 동작을 제어하는 것에 의해 1플래시에 필요한 원료 가스의 양을 플래시 주기의 N배의 시간 내에 탱크에 축적하는 데 필요한 원료 가스의 유량을 확보하도록 구성되어도 좋다. 병렬 배치된 복수의 기화기와 복수의 매스 플로우 제어기의 연동 동작에 의해 보다 원활한 플래시 공급을 도모할 수 있다.
또한 예컨대 전술한 각 실시 형태에서는 기판 처리 장치가 수행하는 성막 처리로서, 소스(액체 원료)로서 원료 가스를 이용하고, 리액턴트(반응 가스)로서 질소 함유 가스를 이용하고, 그것들을 교호적으로 공급하는 것에 의해 웨이퍼(31) 상에 SiN막을 형성하는 경우를 예로 들었지만 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
질소 함유 가스로서는 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 암모니아(NH3) 가스 중에서 하나 이상을 이용할 수 있다.
또한 리액턴트로서는 질소 함유 가스에 한정되지 않고, 소스와 반응해서 막 처리를 수행하는 가스를 이용하여 다른 종류의 박막을 형성해도 상관없다. 또한 3종류 이상의 처리 가스를 이용하여 성막 처리를 수행해도 좋다.
또한 예컨대 전술한 각 실시 형태에서는 기판 처리 장치가 수행하는 처리로서 반도체 장치에서의 성막 처리를 예로 들었지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술은 고(高)애스펙트비의(즉 폭보다 깊이가 큰) 패턴이 형성된 피처리체를 기화한 가스에 폭로하여 수행하는 모든 처리에 적용될 수 있다. 즉 성막 처리 외에 산화막, 질화막을 형성하는 처리, 금속을 포함하는 막을 형성하는 처리이어도 좋다. 본 기술은 100배 이상의 애스펙트비의 피처리체에 대하여 90% 이상의 스텝 커버리지를 달성하기 위해서 바람직하게 이용될 수 있다. 또한 기판 처리의 구체적인 내용은 불문이며, 성막 처리뿐만 아니라 어닐링 처리, 산화 처리, 질화 처리, 확산 처리, 리소그래피 처리 등의 다른 기판 처리에도 바람직하게 적용할 수 있다.
또한 본 개시는 다른 기판 처리 장치, 예컨대 어닐링 처리 장치, 산화 처리 장치, 질화 처리 장치, 노광 장치, 도포 장치, 건조 장치, 가열 장치, 플라즈마를 이용한 처리 장치 등의 다른 기판 처리 장치에도 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 본 개시는 이 장치가 혼재되어도 좋다.
또한 본 실시 형태에서는 반도체 제조 프로세스에 대해서 설명했지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 예컨대 액정 디바이스의 제조 공정, 태양 전지의 제조 공정, 발광 디바이스의 제조 공정, 유리 기판의 처리 공정, 세라믹 기판의 처리 공정, 도전성 기판의 처리 공정 등의 기판 처리에 대해서도 본 개시를 적용할 수 있다.
또한 어느 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한 어느 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한 각 실시 형태의 구성의 일부에 대해서 다른 구성의 추가, 삭제, 치환을 하는 것도 가능하다.
또한 전술한 실시 형태에서는 불활성 가스로서 N2 가스를 이용하는 예에 대해서 설명했지만 이에 한정되지 않고, Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희(希)가스를 이용해도 좋다. 단, 이 경우 희가스원(源)의 준비가 필요하다. 또한 이 희가스원을 제1 가스 공급관(47)에 연결하고, 희가스를 도입 가능하도록 구성할 필요가 있다.
2: 처리실 47a: 배관
56: 제1 노즐 91: 기화기
95A: 제1 탱크 95B: 제2 탱크
93A, 93B: 제1 밸브 97A, 97B: 제2 밸브
100: 매스 플로우 제어기 111: 제어부

Claims (16)

  1. 액체로 공급된 원료를 기화하여 원료 가스를 생성하는 기화기;
    상기 기화기로부터 취출(取出)된 상기 원료 가스를 축적하는 탱크;
    상기 기화기와 상기 탱크를 접속하는 배관에 설치되고, 상기 탱크에 공급되는 상기 원료 가스의 유량을 제어하는 플로우 제어기;
    상기 배관에 설치되고, 상기 배관의 유로를 개폐하는 제1 밸브;
    상기 탱크의 하류에 설치되고; 상기 탱크로 축적된 상기 원료 가스를 방출시키는 제2 밸브;
    상기 제2 밸브의 하류에 설치되고, 상기 원료 가스가 공급되는 처리실; 및
    상기 원료 가스의 상기 기화기로부터 상기 탱크로의 축적과 상기 탱크로부터 상기 처리실로의 방출을 교호(交互)적으로 반복하도록 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 제어하는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 복수이며, 상기 복수의 탱크에 대응하여 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브도 복수 설치되고,
    복수의 상기 탱크를 교호적으로 또는 순회적으로 이용하여 상기 원료 가스의 축적 및 방출을 수행하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플로우 제어기는 매스 플로우 제어기이며,
    상기 원료 가스의 상기 탱크로의 축적 시간은 상기 원료 가스가 일정한 유량으로 소정의 축적량이 될 때까지 수행하는 데 필요한 시간에 따라 결정되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리실 내에 설치되고, 상기 제2 밸브로부터 방출된 상기 원료 가스를, 감압된 상기 처리실 내에 토출(吐出)하는 노즐을 더 구비하고,
    상기 노즐에 의해 상기 탱크에 축적된 상기 원료 가스를 상기 탱크로의 축적 시간보다 짧은 시간으로 상기 처리실에 플래시 공급하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 플로우 제어기가 복수의 상기 탱크에 대하여 공통으로 이용되는 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    N개(N은 2 이상의 정수)의 상기 기화기와 N개의 상기 플로우 제어기가 병렬로 배치되고,
    상기 제어부는 복수의 상기 기화기와 복수의 상기 플로우 제어기의 연동 동작에 의해 1회의 방출에 필요한 상기 원료 가스의 양을 방출 주기의 N배의 시간 내에 상기 탱크에 축적하는 데 필요한 상기 원료 가스의 유량을 확보하는 기판 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기화기는 캐리어 가스를 사용하지 않고, 상기 원료 가스만을 상기 탱크에 공급하는 기판 처리 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 노즐은 캐리어 가스를 사용하지 않고, 상기 원료 가스만을 상기 처리실에 방출하는 기판 처리 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 처리실로의 방출을, 상기 탱크로의 축적의 완료부터 다음 축적의 시작까지의 동안의 임의의 타이밍으로 설정 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 처리실 내에 100배 이상의 애스펙트비의 웨이퍼를 수용하고, 상기 웨이퍼를 상기 원료 가스에 폭로해서 처리하는 기판 처리 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 기화기와 상기 탱크를 접속하는 상기 배관은 상기 탱크와 노즐을 접속하는 배관의 유로 단면적 이상의 유로 단면적을 가지는 기판 처리 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 처리실 내에 설치되고, 상기 복수의 제2 밸브에 접속되고, 상기 복수의 탱크로부터 교호적으로 방출된 상기 원료 가스를 감압된 상기 처리실 내에 토출하는 노즐을 더 구비하고,
    상기 노즐은 상기 복수의 탱크에 각각 축적된 상기 원료 가스의 흐름을 상기 처리실 내에서 실질적으로 동일하게 형성하는 기판 처리 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 플로우 제어기는 오리피스 내의 초크 흐름을 이용하는 압력 제어식이며,
    상기 기화기의 압력 변동에 대하여 상기 탱크로의 상기 원료 가스의 유량을 일정하게 유지하는 것이 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 탱크 내의 압력이 상기 플로우 제어기 내의 오리피스 내의 초크 흐름 조건을 충족하는 압력값을 유지하도록, 상기 탱크에서의 상기 원료 가스의 축적 시간과 플래시 주기가 제어되는 기판 처리 장치.
  15. 기화기에서 액체로 공급된 원료를 기화하여 원료 가스를 생성하는 공정;
    상기 기화기와 탱크를 접속하는 배관에 설치된 제1 밸브를 열림으로 하는 것과 함께 상기 배관에 설치된 플로우 제어기에 의해 상기 탱크에 공급되는 상기 원료 가스의 유량을 제어하고, 상기 탱크에 상기 원료 가스를 축적하는 공정;
    상기 탱크의 하류에 설치된 제2 밸브를 열림으로서 상기 제2 밸브의 하류에 설치된 처리실에 상기 원료 가스를 공급하는 공정; 및
    상기 원료 가스의 상기 기화기로부터 상기 탱크로의 축적과 상기 탱크로부터 상기 처리실로의 방출을 교호적으로 반복하도록 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 제어하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 기화기에서 액체로 공급된 원료를 기화하여 원료 가스를 생성하는 단계;
    상기 기화기와 탱크를 접속하는 배관에 설치된 제1 밸브를 열림으로 하는 것과 함께 상기 배관에 설치된 플로우 제어기에 의해 상기 탱크에 공급되는 상기 원료 가스의 유량을 제어하고, 상기 탱크에 상기 원료 가스를 축적하는 단계;
    상기 탱크의 하류에 설치된 제2 밸브를 열림으로서 상기 제2 밸브의 하류에 설치된 처리실에 상기 원료 가스를 공급하는 단계; 및
    상기 원료 가스의 상기 기화기로부터 상기 탱크로의 축적과 상기 탱크로부터 상기 처리실로의 방출을 교호적으로 반복하도록 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 제어하는 단계
    를 기판 처리 장치의 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.
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