KR20220107024A - 기판 처리 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 - Google Patents

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

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KR20220107024A
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아쯔시 사노
요시또모 하시모또
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Abstract

(a) 표면에 오목부가 형성된 기판에 대하여 원료 가스를 공급하는 공정과, 기판에 대하여 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정과, 기판에 대하여 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을, 제1 온도 하에서 소정 횟수 행함으로써, 원료 가스, 제1 질소 및 수소 함유 가스 및 제2 질소 및 수소 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 기판의 표면과 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 기판의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 공정과, (b) 기판의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층이 형성된 기판에 대하여 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 포스트 트리트먼트를 행함으로써, 기판의 표면과 오목부 내에 형성된 올리고머 함유층을 개질시켜서, 오목부 내를 매립하도록, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막을 형성하는 공정을 갖는다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램
본 개시는, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 복수 종류의 가스를 사용하여 기판 상에 막을 형성하는 처리가 행해지는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조). 이 경우에, 복수 종류의 가스를 사용하여, 기판의 표면에 형성된 오목부 내를 매립하도록 막을 형성하는 처리가 행해지는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2017-34196호 공보 일본 특허 공개 제2013-30752호 공보
본 개시는, 기판의 표면에 형성된 오목부 내를 매립하도록 형성되는 막의 특성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 의하면,
(a) 표면에 오목부가 형성된 기판에 대하여 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을, 제1 온도 하에서 소정 횟수 행함으로써, 상기 원료 가스, 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스 및 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 공정과,
(b) 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 상기 올리고머 함유층이 형성된 상기 기판에 대하여 상기 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 포스트 트리트먼트를 행함으로써, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 형성된 상기 올리고머 함유층을 개질시켜서, 상기 오목부 내를 매립하도록, 상기 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막을 형성하는 공정
을 행하는 기술이 제공된다.
본 개시에 의하면, 기판의 표면에 형성된 오목부 내를 매립하도록 형성되는 막의 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 개시의 각 양태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도에서 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 각 양태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도에서 도시하는 도면이다.
도 3은 본 개시의 각 양태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도에서 도시하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 제1 양태에 있어서의 기판 처리 시퀀스를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 제2 양태에 있어서의 기판 처리 시퀀스를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 제3 양태에 있어서의 기판 처리 시퀀스를 도시하는 도면이다.
<본 개시의 제1 양태>
이하, 본 개시의 제1 양태에 대해서 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시한 바와 같이, 처리로(202)는 가열 기구(온도 조정부)로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판에 지지됨으로써 수직으로 설치되어 있다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원상으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어, 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)과 동심원상으로, 매니폴드(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어, 스테인리스강(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸림 결합하고 있고, 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203) 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 마련되어 있다. 반응관(203)은 히터(207)와 마찬가지로 수직으로 설치되어 있다. 주로, 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하게 구성되어 있다. 이 처리실(201) 내에서 웨이퍼(200)에 대한 처리가 행해진다.
처리실(201) 내에는, 제1 내지 제3 공급부로서의 노즐(249a 내지 249c)이 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 각각 마련되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)을 제1 내지 제3 노즐이라고도 칭한다. 노즐(249a 내지 249c)은, 예를 들어, 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료인 비금속 재료에 의해 구성되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)에는, 가스 공급관(232a 내지 232c)이 각각 접속되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)은 각각 다른 노즐이며, 노즐(249a, 249c)의 각각은, 노즐(249b)에 인접하여 마련되어 있다.
가스 공급관(232a 내지 232c)에는 가스류의 상류측으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로 컨트롤러(MFC)(241a 내지 241c) 및 개폐 밸브인 밸브(243a 내지 243c)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232e)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232d, 232f)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232c)의 밸브(243c)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232g)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232d 내지 232g)에는, 가스류의 상류측으로부터 순서대로, MFC(241d 내지 241g) 및 밸브(243d 내지 243g)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a 내지 232g)은, 예를 들어, SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에 있어서의 평면으로 보아 원환상의 공간에, 반응관(203)의 내벽 하부보다 상부를 따라서, 웨이퍼(200)의 배열 방향 상방을 향하여 상승되도록 각각 마련되어 있다. 즉, 노즐(249a 내지 249c)은 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 마련되어 있다. 평면으로 보아, 노즐(249b)은 처리실(201) 내에 반입되는 웨이퍼(200)의 중심을 사이에 두고 후술하는 배기구(231a)와 일직선 상에 대향하도록 배치되어 있다. 노즐(249a, 249c)은 노즐(249b)과 배기구(231a)의 중심을 통과하는 직선 L을, 반응관(203)의 내벽(웨이퍼(200)의 외주부)을 따라서 양측으로부터 끼워 넣도록 배치되어 있다. 직선 L은, 노즐(249b)과 웨이퍼(200)의 중심을 통과하는 직선이기도 하다. 즉, 노즐(249c)은 직선 L을 사이에 두고 노즐(249a)과 반대측에 마련되어 있다고 할 수도 있다. 노즐(249a, 249c)은 직선 L을 대칭 축으로서 선 대칭으로 배치되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)이 각각 마련되어 있다. 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)은, 각각이, 평면으로 보아 배기구(231a)와 대향(대면)하도록 개구되어 있고, 웨이퍼(200)를 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)은 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 마련되어 있다.
가스 공급관(232a)으로부터는, 원료 가스로서, 예를 들어, 웨이퍼(200)의 표면 상에 형성되는 막을 구성하는 주 원소로서의 실리콘(Si)을 포함하는 실란계 가스가, MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급된다. 실란계 가스로서는, Si 및 할로겐을 함유하는 가스, 즉, 할로실란계 가스를 사용할 수 있다. 할로겐에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등이 포함된다. 할로실란계 가스로서는, 예를 들어, 실리콘, 탄소(C) 및 할로겐을 함유하는 가스, 즉, 유기 할로실란계 가스를 사용할 수 있다. 유기 할로실란계 가스로서는, 예를 들어, Si, C 및 Cl을 포함하는 가스, 즉, 유기 클로로 실란계 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 제1 질소(N) 및 수소(H) 함유 가스로서, 예를 들어, 아민계 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급된다. 아민계 가스는, C를 더 함유하고 있고, 아민계 가스를 C, N 및 H 함유 가스라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(232c)으로부터는, 제2 N 및 H 함유 가스로서, 예를 들어, 질화 수소계 가스가, MFC(241c), 밸브(243c), 노즐(249c)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급된다.
가스 공급관(232d)으로부터는, 산소(O) 함유 가스로서, 예를 들어, O 및 H 함유 가스가, MFC(241d), 밸브(243d), 가스 공급관(232b), 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급된다.
가스 공급관(232e 내지 232g)으로부터는, 불활성 가스가, 각각 MFC(241e 내지 241g), 밸브(243e 내지 243g), 가스 공급관(232a 내지 232c), 노즐(249a 내지 249c)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급된다. 불활성 가스는, 퍼지 가스, 캐리어 가스, 희석 가스 등으로서 작용한다.
주로, 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의해, 원료 가스 공급계(실란계 가스 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해, 제1 N 및 H 함유 가스 공급계(아민계 가스 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232c), MFC(241c), 밸브(243c)에 의해, 제2 N 및 H 함유 가스 공급계(질화 수소계 가스 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232d), MFC(241d), 밸브(243d)에 의해, O 함유 가스 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232e 내지 232g), MFC(241e 내지 241g), 밸브(243e 내지 243g)에 의해, 불활성 가스 공급계가 구성된다.
상술한 각종 공급계 중, 어느 것, 혹은, 모든 공급계는, 밸브(243a 내지 243g)나 MFC(241a 내지 241g) 등이 집적되어 이루어지는 집적형 공급 시스템(248)으로서 구성되어 있어도 된다. 집적형 공급 시스템(248)은 가스 공급관(232a 내지 232g)의 각각에 대하여 접속되고, 가스 공급관(232a 내지 232g) 내로의 각종 가스의 공급 동작, 즉, 밸브(243a 내지 243g)의 개폐 동작이나 MFC(241a 내지 241g)에 의한 유량 조정 동작 등이, 후술하는 컨트롤러(121)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 집적형 공급 시스템(248)은 일체형, 혹은, 분할형의 집적 유닛으로서 구성되어 있고, 가스 공급관(232a 내지 232g) 등에 대하여 집적 유닛 단위로 착탈을 행할 수 있고, 집적형 공급 시스템(248)의 메인터넌스, 교환, 증설 등을, 집적 유닛 단위로 행하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
반응관(203)의 측벽 하방에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기구(231a)가 마련되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 배기구(231a)는 평면으로 보아, 웨이퍼(200)를 사이에 두고 노즐(249a 내지 249c)(가스 공급 구멍(250a 내지 250c))과 대향(대면)하는 위치에 마련되어 있다. 배기구(231a)는 반응관(203)의 측벽 하부보다 상부를 따라서, 즉, 웨이퍼 배열 영역을 따라서 마련되어 있어도 된다. 배기구(231a)에는 배기관(231)이 접속되어 있다. 배기관(231)에는, 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 개재하여, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(244)는 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐함으로써, 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 행할 수 있고, 또한, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해, 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함하여 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, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220b)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)의 하방에는, 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 시일 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외에 반입 및 반출(반송)하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다.
매니폴드(209)의 하방에는, 시일 캡(219)을 강하시켜 보트(217)를 처리실(201) 내로부터 반출한 상태에서, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 셔터(219s)가 마련되어 있다. 셔터(219s)는, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 셔터(219s)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220c)이 마련되어 있다. 셔터(219s)의 개폐 동작(승강 동작이나 회전 동작 등)은 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 제어된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는, 복수매, 예를 들어, 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로, 또한, 서로 중심을 정렬시킨 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되는 단열판(218)이 다단으로 지지되어 있다.
반응관(203) 내에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(263)는 반응관(203)의 내벽을 따라서 마련되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는 CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 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), SSD(Solid State Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리에 있어서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시키고, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히, 프로그램이라고도 한다. 또한, 프로세스 레시피를, 단순히, 레시피라고도 한다. 본 명세서에 있어서 프로그램이라고 하는 말을 사용한 경우는, 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들의 양쪽을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유 지지되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는 상술한 MFC(241a 내지 241g), 밸브(243a 내지 243g), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 온도 센서(263), 히터(207), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 셔터 개폐 기구(115s) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는 판독한 레시피의 내용에 따르도록, MFC(241a 내지 241g)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243g)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 셔터 개폐 기구(115s)에 의한 셔터(219s)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는 외부 기억 장치(123)에 저장된 상술한 프로그램을, 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 외부 기억 장치(123)는, 예를 들어, HDD 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리, SSD 등의 반도체 메모리 등을 포함한다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히, 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에 있어서 기록 매체라고 하는 말을 사용한 경우는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들의 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터로의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여 행해도 된다.
(2) 기판 처리 공정
상술한 기판 처리 장치를 사용하고, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판으로서의 웨이퍼(200)의 표면 상에 막을 형성하는 처리 시퀀스 예에 대해서, 주로 도 4를 사용하여 설명한다. 또한, 본 형태에서는, 웨이퍼(200)로서, 그 표면에 트렌치나 홀 등의 오목부가 형성된 실리콘 기판(실리콘 웨이퍼)을 사용하는 예에 대해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 형태의 처리 시퀀스에서는,
표면에 오목부가 형성된 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 스텝(원료 가스 공급)과, 웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝(제1 N 및 H 함유 가스 공급)과, 웨이퍼(200)에 대하여 제2 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝(제2 N 및 H 함유 가스 공급)을 포함하는 사이클을, 제1 온도 하에서 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행함으로써, 원료 가스, 제1 N 및 H 함유 가스 및 제2 N 및 H 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 스텝(올리고머 함유층 형성)과,
웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층이 형성된 웨이퍼(200)에 대하여 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 포스트 트리트먼트(이하, PT라고도 칭함)를 행함으로써, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 형성된 올리고머 함유층을 개질시켜서, 오목부 내를 매립하도록, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막을 형성하는 스텝(PT)
을 행한다.
또한, 도 4에 도시하는 처리 시퀀스에서는, 상술한 원료 가스 공급, 제1 N 및 H 함유 가스 공급, 제2 N 및 H 함유 가스 공급을 비동시에 행한다.
본 명세서에서는, 상술한 처리 시퀀스를, 편의상, 이하와 같이 나타내는 것도 있다. 이하의 제2, 제3 양태 등을 포함하는 변형예 등의 설명에 있어서도, 마찬가지의 표기를 사용한다.
(원료 가스→제1 N 및 H 함유 가스→제2 N 및 H 함유 가스)×n→PT
본 명세서에 있어서 「웨이퍼」라고 하는 말을 사용한 경우는, 웨이퍼 바로 그것을 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「웨이퍼의 표면」이라고 하는 말을 사용한 경우는, 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 경우는, 웨이퍼 그 자체의 표면 상에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 층 등의 위에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「기판」이라고 하는 말을 사용한 경우도, 「웨이퍼」라고 하는 말을 사용한 경우와 마찬가지이다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)된 후, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)를 이동시킬 수 있어서, 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내로 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은 O링(220b)을 개재하여 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
보트 로드가 종료된 후, 처리실(201) 내, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)이 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다(압력 조정). 또한, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 처리 온도가 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정). 또한, 회전 기구(267)에 의한 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 처리실(201) 내의 배기, 웨이퍼(200)의 가열 및 회전은, 모두, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 사이는 계속해서 행해진다.
(올리고머 함유층 형성)
그 후, 다음의 스텝 1 내지 3을 순차 실행한다.
[스텝 1]
이 스텝에서는, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급한다.
구체적으로는, 밸브(243a)를 개방하고, 가스 공급관(232a) 내로 원료 가스를 흘린다. 원료 가스는, MFC(241a)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249a)를 개재하여 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스가 공급된다(원료 가스 공급). 이때, 밸브(243e 내지 243g)를 개방하고, 노즐(249a 내지 249c)의 각각을 개재하여 처리실(201) 내로 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.
소정의 시간이 경과된 후, 밸브(243a)를 폐쇄하고, 처리실(201) 내로의 원료 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 밸브(243e 내지 243g)를 개방하고, 노즐(249a 내지 249c)을 개재하여 처리실(201) 내로 불활성 가스를 공급한다. 노즐(249a 내지 249c)로부터 공급되는 불활성 가스는, 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간, 즉, 처리실(201) 내가 퍼지된다(퍼지).
원료 가스로서는, 모노실란(SiH4, 약칭: MS) 가스, 디실란(Si2H6, 약칭: DS) 가스 등의 C 및 할로겐 비함유의 실란계 가스나, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스 등의 C 비함유의 할로실란계 가스나, 트리메틸실란(SiH(CH3)3, 약칭: TMS) 가스, 디메틸실란(SiH2(CH3)2, 약칭: DMS) 가스, 트리에틸실란(SiH(C2H5)3, 약칭: TES) 가스, 디에틸실란(SiH2(C2H5)2, 약칭: DES) 가스 등의 알킬실란계 가스나, 비스(트리클로로실릴)메탄((SiCl3)2CH2, 약칭: BTCSM) 가스, 1,2-비스(트리클로로실릴)에탄((SiCl3)2C2H4, 약칭: BTCSE) 가스 등의 알킬렌할로실란계 가스나, 트리메틸클로로실란(SiCl(CH3)3, 약칭: TMCS) 가스, 디메틸디클로로실란(SiCl2(CH3)2, 약칭: DMDCS) 가스, 트리에틸클로로실란(SiCl(C2H5)3, 약칭: TECS) 가스, 디에틸디클로로실란(SiCl2(C2H5)2, 약칭: DEDCS) 가스, 1,1,2,2-테트라클로로-1,2-디메틸디실란((CH3)2Si2Cl4, 약칭: TCDMDS) 가스, 1,2-디클로로-1,1,2,2-테트라메틸디실란((CH3)4Si2Cl2, 약칭: DCTMDS) 가스 등의 알킬할로실란계 가스를 사용할 수 있다.
불활성 가스로서는, 질소(N2) 가스나, 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 이 점은, 후술하는 각 스텝에 있어서도 마찬가지이다.
[스텝 2]
이 스텝에서는, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급한다.
구체적으로는, 밸브(243b)를 개방하고, 가스 공급관(232b) 내에 제1 N 및 H 함유 가스를 흘린다. 제1 N 및 H 함유 가스는, MFC(241b)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스가 공급된다(제1 N 및 H 함유 가스 공급). 이때, 밸브(243e 내지 243g)를 개방하고, 노즐(249a 내지 249c)의 각각을 개재하여 처리실(201) 내로 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.
소정의 시간이 경과된 후, 밸브(243b)를 폐쇄하고, 처리실(201) 내로의 제1 N 및 H 함유 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 스텝 1에 있어서의 퍼지와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다.
제1 N 및 H 함유 가스로서는, 예를 들어, 암모니아(NH3) 가스 등의 질화 수소계 가스나, 모노에틸아민(C2H5NH2, 약칭: MEA) 가스, 디에틸아민((C2H5)2NH, 약칭: DEA) 가스, 트리에틸아민((C2H5)3N, 약칭: TEA) 가스 등의 에틸아민계 가스나, 모노메틸아민(CH3NH2, 약칭: MMA) 가스, 디메틸아민((CH3)2NH, 약칭: DMA) 가스, 트리메틸아민((CH3)3N, 약칭: TMA) 가스 등의 메틸아민계 가스나, 모노메틸히드라진((CH3)HN2H2, 약칭: MMH) 가스, 디메틸히드라진((CH3)2N2H2, 약칭: DMH) 가스, 트리메틸히드라진((CH3)2N2(CH3)H, 약칭: TMH) 가스 등의 유기 히드라진계 가스나, 피리딘(C5H5N) 가스, 피페라진(C4H10N2) 가스 등의 환상 아민계 가스를 사용할 수 있다.
[스텝 3]
이 스텝에서는, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 제2 N 및 H 함유 가스를 공급한다.
구체적으로는, 밸브(243c)를 개방하고, 가스 공급관(232c) 내로 제2 N 및 H 함유 가스를 흘린다. 제2 N 및 H 함유 가스는, MFC(241c)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249c)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 제2 N 및 H 함유 가스가 공급된다(제2 N 및 H 함유 가스 공급). 이때, 밸브(243e 내지 243g)를 개방하고, 노즐(249a 내지 249c)의 각각을 개재하여 처리실(201) 내로 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.
소정의 시간이 경과된 후, 밸브(243c)를 폐쇄하고, 처리실(201) 내로의 제2 N 및 H 함유 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 스텝 1에 있어서의 퍼지와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다.
제2 N 및 H 함유 가스로서는, 예를 들어, 암모니아(NH3) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화 수소계 가스를 사용할 수 있다. 제2 N 및 H 함유 가스로서는, 제1 N 및 H 함유 가스와 분자 구조가 다른 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 단, 처리 조건에 따라서는, 제2 N 및 H 함유 가스로서, 제1 N 및 H 함유 가스와 분자 구조가 동일한 가스를 사용하는 것도 가능하다.
[소정 횟수 실시]
그 후, 상술한 스텝 1 내지 3을 비동시에, 즉, 동기시키지 않고 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행한다.
이때, 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 원료 가스의 화학 흡착보다도 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건(온도) 하에서, 사이클을 소정 횟수 행한다. 바람직하게는, 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 원료 가스의 열분해 및 원료 가스의 화학 흡착보다도 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건(온도) 하에서, 사이클을 소정 횟수 행한다. 또한 바람직하게는, 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 원료 가스가 열분해되지 않고 원료 가스의 화학 흡착보다도 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건(온도) 하에서, 사이클을 소정 횟수 행한다. 또한 바람직하게는, 올리고머 함유층에 유동성을 발생시키는 조건(온도) 하에서, 사이클을 소정 횟수 행한다. 또한 바람직하게는, 올리고머 함유층을 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 오목부 내의 안쪽에 유동시켜서 유입시키고, 이 오목부 내의 안쪽으로부터 오목부 내를 올리고머 함유층에 의해 매립하는 조건(온도) 하에서, 사이클을 소정 횟수 행한다.
원료 가스 공급에 있어서의 처리 조건으로서는,
원료 가스 공급 유량: 10 내지 1000sccm
원료 가스 공급 시간: 1 내지 300초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 10 내지 10000sccm
처리 온도(제1 온도): 0 내지 150℃, 바람직하게는 10 내지 100℃, 보다 바람직하게는 20 내지 60℃
처리 압력: 10 내지 6000Pa, 바람직하게는 50 내지 2000Pa
가 예시된다.
본 명세서에 있어서의 「0 내지 150℃」와 같은 수치 범위의 표기는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들어, 「0 내지 150℃」란 「0℃ 이상 150℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.
제1 N 및 H 함유 가스 공급에 있어서의 처리 조건으로서는,
제1 N 및 H 함유 가스 공급 유량: 10 내지 5000sccm
제1 N 및 H 함유 가스 공급 시간: 1 내지 300초
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 원료 가스 공급에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
제2 N 및 H 함유 가스 공급에 있어서의 처리 조건으로서는,
제2 N 및 H 함유 가스 공급 유량: 10 내지 5000sccm
제2 N 및 H 함유 가스 공급 시간: 1 내지 300초
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 원료 가스 공급에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
원료 가스 공급, 제1 N 및 H 함유 가스 공급, 제2 N 및 H 함유 가스 공급을 상술한 처리 조건 하에서 행함으로써, 원료 가스, 제1 N 및 H 함유 가스 및 제2 N 및 H 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 올리고머란, 비교적 소량(예를 들어 10 내지 100개)의 모노머(단량체)가 결합된, 비교적 분자량이 낮은(예를 들어 분자량이 10000 이하인) 중합체를 말한다. 원료 가스, 제1 N 및 H 함유 가스, 제2 N 및 H 함유 가스로서, 각각, 알킬클로로실란계 가스 등의 알킬할로실란계 가스, 아민계 가스, 질화 수소계 가스를 사용하는 경우, 올리고머 함유층은, 예를 들어, Si, Cl, N 등의 각종 원소나, CH3이나 C2H5와 같은 CxH2x+1(x는 1 내지 3의 정수)의 화학식으로 나타내어지는 물질을 포함하는 층이 된다.
또한, 상술한 처리 온도를 0℃ 미만으로 하면, 처리실(201) 내로 공급된 원료 가스가 액화되기 쉬워지고, 원료 가스를 기체 상태에서 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 이 경우, 상술한 올리고머 함유층을 형성하는 반응이 진행되기 어려워지는 경우가 있고, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 처리 온도를 0℃ 이상으로 함으로써 이 과제를 해소하는 것이 가능하게 된다. 처리 온도를 10℃ 이상으로 함으로써 이 과제를 충분히 해소하는 것이 가능하게 되고, 처리 온도를 20℃ 이상으로 함으로써 이 과제를 보다 충분하게 해소하는 것이 가능하게 된다.
또한, 처리 온도를 150℃보다도 높은 온도로 하면, 후술하는 제1 N 및 H 함유 가스에 의한 촉매 작용이 약해지고, 상술한 올리고머 함유층을 형성하는 반응이 진행되기 어려워지는 경우가 있다. 이 경우, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 생성된 올리고머가, 성장하는 것보다도, 탈리되는 쪽이 지배적이 되고, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 처리 온도를 150℃ 이하로 함으로써, 이 과제를 해소하는 것이 가능하게 된다. 처리 온도를 100℃ 이하로 함으로써, 이 과제를 충분히 해소하는 것이 가능하게 되고, 처리 온도를 60℃ 이하로 함으로써, 이 과제를 보다 충분하게 해소하는 것이 가능하게 된다.
이러한 점에서, 처리 온도는, 0℃ 이상 150℃ 이하, 바람직하게는 10℃ 이상 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 20℃ 이상 60℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 퍼지에 있어서의 처리 조건으로서는,
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 10 내지 20000sccm
불활성 가스 공급 시간: 1 내지 300초
처리 압력: 10 내지 6000Pa
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 원료 가스 공급에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
퍼지를 상술한 처리 조건 하에서 행함으로써, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 형성되는 올리고머 함유층의 유동을 촉진시키면서, 올리고머 함유층에 포함되는 잉여 성분, 예를 들어, 잉여 가스나, Cl을 포함하는 부생성물을 배출시키는 것이 가능하게 된다.
(포스트 트리트먼트)
웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 올리고머 함유층이 형성된 후, 웨이퍼(200)의 온도를, 상술한 제1 온도 이상의 제2 온도로 변경시키도록, 바람직하게는 상술한 제1 온도보다도 높은 제2 온도로 변경시키도록, 히터(207)의 출력을 조정한다.
이때, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 N 함유 가스로서 N2 가스 등의 불활성 가스를 공급한다. 구체적으로는, 밸브(243e 내지 243g)를 개방하고, 가스 공급관(232e 내지 232g) 내로 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는, MFC(241e 내지 241g)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249a 내지 249c)을 개재하여 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 불활성 가스가 공급된다.
본 스텝은, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 형성된 올리고머 함유층에 유동성을 발생시키는 조건 하에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 본 스텝은, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 형성된 올리고머 함유층의 유동을 촉진시키면서, 올리고머 함유층에 포함되는 잉여 성분, 예를 들어, 잉여 가스나, Cl을 포함하는 부생성물을 배출시키고, 올리고머 함유층을 치밀화시키는 조건 하에서 행하는 것이 바람직하다.
포스트 트리트먼트에 있어서의 처리 조건으로서는,
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 10 내지 20000sccm
처리 온도(제2 온도): 100 내지 1000℃, 바람직하게는 200 내지 600℃
처리 압력: 10 내지 80000Pa, 바람직하게는 200 내지 6000Pa
처리 시간: 300 내지 10800초
가 예시된다.
포스트 트리트먼트를 상술한 조건 하에서 행함으로써, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내에 형성된 올리고머 함유층을 개질시킬 수 있다. 이에 의해, 오목부 내를 매립하도록, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막으로서, Si, C 및 N을 포함하는 막인 실리콘 탄질화막(SiCN막)을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 올리고머 함유층의 유동을 촉진시키면서, 올리고머 함유층에 포함되는 잉여 성분을 배출시키고, 올리고머 함유층을 치밀화시키는 것이 가능하게 된다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)
SiCN막의 형성이 완료된 후, 노즐(249a 내지 249c)의 각각으로부터 퍼지 가스로서의 불활성 가스를 처리실(201) 내로 공급하고, 배기구(231a)로부터 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지되고, 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).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되고, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고, 처리가 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단에서 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드의 후는 셔터(219s)를 이동시킬 수 있고, 매니폴드(209)의 하단 개구가 O링(220c)을 개재하여 셔터(219s)에 의해 시일된다(셔터 클로즈). 처리가 완료된 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부에 반출된 후, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 본 형태에 의한 효과
본 형태에 의하면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) 올리고머 함유층 형성을 상술한 제1 온도 하에서 행하고, 포스트 트리트먼트를 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 행함으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 포스트 트리트먼트를 제1 온도보다도 높은 제2 온도 하에서 행함으로써, 상술한 효과를 보다 높이는 것이 가능하게 된다.
(b) 올리고머 함유층 형성에서는, 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 원료 가스의 화학 흡착보다도 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건 하에서, 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 올리고머 함유층의 유동성을 높일 수 있고, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(c) 올리고머 함유층 형성에서는, 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 원료 가스의 열분해 및 원료 가스의 화학 흡착보다도 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건 하에서, 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 올리고머 함유층의 유동성을 높이는 것이 가능하게 된다. 결과로서, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(d) 올리고머 함유층 형성에서는, 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 원료 가스가 열분해되지 않고 원료 가스의 화학 흡착보다도 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건 하에서, 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 올리고머 함유층의 유동성을 높이는 것이 가능하게 된다. 결과로서, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(e) 올리고머 함유층 형성에서는, 올리고머 함유층에 유동성을 발생시키는 조건 하에서, 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(f) 올리고머 함유층 형성에서는, 올리고머 함유층을 오목부 내의 안쪽에 유동시켜서 유입시키고, 오목부 내의 안쪽으로부터 오목부 내를 올리고머 함유층에 의해 매립하는 조건 하에서, 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(g) 원료 가스로서 알킬클로로실란계 가스를 사용함으로써, 올리고머 함유층에 Si, C, Cl을 포함시키는 것이 가능하게 된다.
(h) 제1 N 및 H 함유 가스의 분자 구조와, 제2 N 및 H 함유 가스의 분자 구조를 상이하게 함으로써, 각각의 가스에, 다른 역할을 갖게 하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 본 형태와 같이, 제1 N 및 H 함유 가스로서, 아민계 가스를 사용함으로써, 이 가스를 촉매로서 작용시켜, 원료 가스 공급에 의해 웨이퍼(200)의 표면에 물리 흡착한 원료 가스를 액티베이트시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제2 N 및 H 함유 가스로서, 질화 수소계 가스를 사용함으로써, 이 가스를 N 소스로서 작용시켜, 올리고머 함유층에 N을 포함시키는 것이 가능하게 된다.
(i) 올리고머 함유층 형성에서는, 원료 가스 공급과, 제1 N 및 H 함유 가스 공급과, 제2 N 및 H 함유 가스 공급을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
이것은, 원료 가스와, 촉매로서 작용하는 제1 N 및 H 함유 가스를, 타이밍을 바꿔서 따로따로 공급함으로써, 원료 가스와 제1 N 및 H 함유 가스의 혼합 상태의 변동을 제어할 수 있는 것에 의한 것이라고 생각된다. 본 형태에 의하면, 웨이퍼(200)의 표면과 오목부 내의 복수 개소에 생성되는 각각의 올리고머의 성장 변동을 개선시켜, 미세한 영역에서의 성장 변동을 억제하고, 그것에 의한 오목부 내에 있어서의 보이드나 심 등의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다. 결과로서, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 보이드 프리 또한 심리스인 매립이 가능하게 된다.
(j) 올리고머 함유층 형성에서는, 소정의 타이밍에서 퍼지를 행함으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 오목부 내를 매립하도록 형성되는 막의 불순물 농도를 저감시키는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 오목부 내에 형성되는 막의 습식 에칭 내성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(k) 포스트 트리트먼트를, 올리고머 함유층에 유동성을 발생시키는 조건 하에서 행함으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(l) 포스트 트리트먼트에서는, 올리고머 함유층의 유동을 촉진시키면서, 올리고머 함유층에 포함되는 잉여 성분을 배출시켜, 올리고머 함유층을 치밀화시킴으로써, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 오목부 내를 매립하도록 형성되는 막의 불순물 농도를 저감시켜, 나아가, 막 밀도를 높이는 것이 가능하게 된다. 이들에 의해, 오목부 내에 형성되는 막의 습식 에칭 내성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(m) 포스트 트리트먼트에 있어서, 웨이퍼(200)에 대하여 N 함유 가스를 공급함으로써, 올리고머 함유층의 유동을 촉진시켜, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 오목부 내를 매립하도록 형성되는 막의 불순물 농도를 저감시켜, 나아가, 막 밀도를 높이는 것이 가능하게 된다. 이들에 의해, 오목부 내에 형성되는 막의 습식 에칭 내성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(n) 상술한 효과는, 올리고머 함유층 형성에 있어서, 상술한 각종 원료 가스, 상술한 각종 제1 N 및 H 함유 가스, 상술한 각종 제2 N 및 H 함유 가스, 상술한 각종 불활성 가스를 사용하는 경우에도, 마찬가지로 얻을 수 있다. 또한, 상술한 효과는, 사이클에 있어서의 가스의 공급 순서를 변경한 경우라도, 마찬가지로 얻을 수 있다. 또한, 상술한 효과는, 포스트 트리트먼트에 있어서, N 함유 가스 이외의 가스를 사용하는 경우에도, 마찬가지로 얻을 수 있다.
<본 개시의 제2 양태>
계속해서, 본 개시의 제2 양태에 대해서, 주로 도 5를 참조하면서 설명한다.
도 5나 이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, 올리고머 함유층 형성에서는,
웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 스텝과, 웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝을 동시에 행하는 스텝과,
웨이퍼(200)에 대하여 제2 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝
을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하도록 해도 된다.
(원료 가스+제1 N 및 H 함유 가스→제2 N 및 H 함유 가스)×n→PT
본 형태에 의해서도, 상술한 제1 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 형태에 있어서는, 원료 가스와 제1 N 및 H 함유 가스를 동시에 공급하는 것으로부터, 사이클 레이트를 향상시켜, 기판 처리의 생산성을 높이는 것이 가능하게 된다.
<본 개시의 제3 양태>
계속해서, 본 개시의 제3 양태에 대해서, 주로 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 6이나 이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, 올리고머 함유층 형성에서는,
웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 스텝과, 웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝을 동시에 행하는 스텝과,
웨이퍼(200)에 대하여 제2 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝과,
웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝
을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하도록 해도 된다.
(원료 가스+제1 N 및 H 함유 가스→제2 N 및 H 함유 가스→제1 N 및 H 함유 가스)×n→PT
본 형태에 의해서도, 상술한 제1 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 형태에 있어서는, 사이클 중의 1회째에 흘리는 제1 N 및 H 함유 가스를 촉매로서 작용시켜, 원료 가스를 액티베이트시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 사이클 중의 2회째에 흘리는 제1 N 및 H 함유 가스를, 올리고머 함유층 형성 시에 발생한 부생성물을 제거하는 가스, 즉, 반응성 퍼지 가스로서 작용시키는 것이 가능하게 된다. 이들 제1 N 및 H 함유 가스를 공급할 때에 있어서의 처리 조건은, 각각, 상술한 제1 N 및 H 함유 가스 공급에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
<본 개시의 다른 양태>
이상, 본 개시의 다양한 형태를 구체적으로 설명하였다. 단, 본 개시는 상술한 양태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 가능하다.
예를 들어, 포스트 트리트먼트에서는, 올리고머 함유층이 형성된 웨이퍼(200)에 대하여, 수소(H2) 가스 등의 H 함유 가스를 공급해도 되고, NH3 가스 등의 N 함유 가스, 즉 N 및 H 함유 가스를 공급해도 되고, H2O 가스 등의 O 함유 가스, 즉 O 및 H 함유 가스를 공급해도 된다. 또한, O 함유 가스로서 O2 가스를 공급해도 된다. 즉, 포스트 트리트먼트에서는, 올리고머 함유층이 형성된 웨이퍼(200)에 대하여, N 함유 가스, H 함유 가스, N 및 H 함유 가스, O 함유 가스, O 및 H 함유 가스 중 적어도 어느 것을 공급해도 된다.
포스트 트리트먼트에 있어서 H 함유 가스를 공급할 때의 처리 조건으로서는,
H 함유 가스 공급 유량: 10 내지 3000sccm
처리 온도(제2 온도): 100 내지 1000℃, 바람직하게는 200 내지 600℃
처리 압력: 10 내지 1000Pa, 바람직하게는 200 내지 800Pa
처리 시간: 300 내지 10800초
가 예시된다.
포스트 트리트먼트에 있어서 N 및 H 함유 가스를 공급할 때의 처리 조건으로서는,
N 및 H 함유 가스 공급 유량: 10 내지 10000sccm
처리 온도(제2 온도): 100 내지 1000℃, 바람직하게는 200 내지 600℃
처리 압력: 10 내지 6000Pa, 바람직하게는 200 내지 2000Pa
처리 시간: 300 내지 10800초
가 예시된다.
포스트 트리트먼트에 있어서 O 함유 가스를 공급할 때의 처리 조건으로서는,
O 함유 가스 공급 유량: 10 내지 10000sccm
처리 온도(제2 온도): 100 내지 1000℃, 바람직하게는 100 내지 600℃
처리 압력: 10 내지 90000Pa, 바람직하게는 20000 내지 80000Pa
처리 시간: 300 내지 10800초
가 예시된다.
이들의 경우라도, 상술한 제1 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, H 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우나, N 및 H 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우의 쪽이, N2 가스 등의 불활성 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우보다도, 올리고머 함유층의 유동성을 높여, 오목부 내에 형성되는 막의 매립 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, H 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우나, N 및 H 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우의 쪽이, N2 가스 등의 불활성 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우보다도, 오목부 내에 형성되는 막의 불순물 농도를 저감시켜, 막 밀도를 높이고, 습식 에칭내성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, N 및 H 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우의 쪽이, H 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우보다도, 이들 효과를 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, O 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막에, O를 포함시키는 것이 가능하게 되고, 이 막을, Si, O, C 및 N을 포함하는 막인 실리콘 산질탄화막(SiOCN막)으로 하는 것이 가능하게 된다.
또한 예를 들어, 포스트 트리트먼트에서는,
올리고머 함유층이 형성된 웨이퍼(200)에 대하여 N2 가스 등의 N 함유 가스, H2 가스 등의 H 함유 가스, 및, NH3 가스 등의 N 및 H 함유 가스 중 적어도 어느 것을 공급하는 스텝과,
올리고머 함유층이 형성된 웨이퍼(200)에 대하여 H2O 가스 등의 O 함유 가스(O 및 H 함유 가스)를 공급하는 스텝
을 비동시에 행하게 해도 된다. 이 경우, 상기 2개의 스텝 중, 전단의 스텝을 제1 포스트 트리트먼트, 후단의 스텝을 제2 포스트 트리트먼트라고 칭할 수 있다.
제1, 제2 포스트 트리트먼트의 각각에 있어서의 처리 조건은, 상술한 각 양태의 포스트 트리트먼트에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
이 경우라도, 상술한 제1 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, O 함유 가스 분위기 하에서 포스트 트리트먼트를 행하는 경우, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막 중에 O를 포함시키고, 이 막을, SiOCN막으로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, O 함유 가스로서 산화력의 비교적 낮은 H2O 가스 등의 O 및 H 함유 가스를 사용함으로써, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 SiOCN막 중으로부터의 C의 탈리를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1, 제2 포스트 트리트먼트를 이 순서대로 행함으로써, 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 SiOCN막 중으로부터의 C의 탈리를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한 예를 들어, 이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, 제1 양태와 제3 양태의 일부를 조합하도록 해도 된다.
(원료 가스→제1 N 및 H 함유 가스→제2 N 및 H 함유 가스→제1 N 및 H 함유 가스)×n→PT
즉, 올리고머 함유층 형성에서는,
웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 스텝과,
웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝과,
웨이퍼(200)에 대하여 제2 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝과,
웨이퍼(200)에 대하여 제1 N 및 H 함유 가스를 공급하는 스텝
을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하도록 해도 된다.
이 처리 시퀀스에 의하면, 제1 양태에 의해 얻어지는 효과와 제3 양태의 일부에 의해 얻어지는 효과의 양쪽의 효과를 얻는 것이 가능하게 된다.
상술한 양태에서는, 올리고머 함유층 형성과 포스트 트리트먼트를, 동일한 처리실(201) 내에서(in-situ로) 행하는 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 개시는 이러한 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 올리고머 함유층 형성과 포스트 트리트먼트를 별도의 처리실 내에서(ex-situ로) 행하도록 해도 된다. 이 경우에 있어서도 상술한 양태에 있어서의 효과와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 상술의 여러가지의 경우에 있어서, 이들의 스텝을 in-situ로 행하면, 도중, 웨이퍼(200)가 대기 폭로되는 일 없이, 웨이퍼(200)를 진공 하에 둔 상태로 일괄하여 이들의 처리를 행할 수 있고, 안정된 기판 처리를 행할 수 있다. 또한, 이들의 스텝을 ex-situ로 행하면, 각각의 처리실 내의 온도를 예를 들어 각 스텝에서의 처리 온도 또는 그에 가까운 온도에 미리 설정해 둘 수 있고, 온도 조정에 요하는 시간을 단축시켜, 생산 효율을 높일 수 있다.
여기까지, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 오목부 내를 매립하도록, SiCN막이나 SiOCN막을 형성하는 예에 대해서 설명했지만, 본 개시는 이들의 예에 한정되지 않는다. 즉, 원료 가스, 제1 N 및 H 함유 가스, 제2 N 및 H 함유 가스의 가스종을 임의로 조합하고, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 오목부 내를 매립하도록, 실리콘 질화막(SiN막), 실리콘 산화막(SiO막), 실리콘 산탄화막(SiOC막), 실리콘막(Si막)을 형성하는 경우에 있어서도, 본 개시는 적합하게 적용 가능하다. 이들 경우에 있어서도, 상술한 양태에 있어서의 효과와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
기판 처리에 사용되는 레시피는, 처리 내용에 따라서 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 개재하여 기억 장치(121c) 내에 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서 기판 처리의 내용에 따라서, 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1대의 기판 처리 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을, 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한, 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있어, 조작 미스를 회피하면서, 처리를 신속히 개시할 수 있게 된다.
상술한 레시피는, 새롭게 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들어, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있었던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우는, 변경 후의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여, 기판 처리 장치에 인스톨해도 된다. 또한, 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하고, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있었던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 된다.
상술한 양태에서는, 한번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식의 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 개시는 상술한 양태에 한정되지 않고, 예를 들어, 한번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 상술한 양태에서는, 핫월형의 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 개시는 상술한 양태에 한정되지 않고, 콜드월형의 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다.
이들의 기판 처리 장치를 사용하는 경우에 있어서도, 상술한 양태나 변형예와 마찬가지인 시퀀스, 처리 조건에서 성막을 행할 수 있어, 이들과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 상술한 양태나 변형예 등은, 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 이때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어, 상술한 양태의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
200: 웨이퍼(기판)
201: 처리실

Claims (20)

  1. (a) 표면에 오목부가 형성된 기판에 대하여 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을, 제1 온도 하에서 소정 횟수 행함으로써, 상기 원료 가스, 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스 및 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 공정과,
    (b) 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 상기 올리고머 함유층이 형성된 상기 기판에 대하여 상기 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 포스트 트리트먼트를 행함으로써, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 형성된 상기 올리고머 함유층을 개질시켜서, 상기 오목부 내를 매립하도록, 상기 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막을 형성하는 공정
    을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 상기 원료 가스의 화학 흡착보다도 상기 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건 하에서, 상기 사이클을 소정 횟수 행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 상기 원료 가스의 열분해 및 상기 원료 가스의 화학 흡착보다도 상기 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건 하에서, 상기 사이클을 소정 횟수 행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 원료 가스가 단독으로 존재한 경우에, 상기 원료 가스가 열분해되지 않고 상기 원료 가스의 화학 흡착보다도 상기 원료 가스의 물리 흡착의 쪽이 지배적으로 발생하는 조건 하에서, 상기 사이클을 소정 횟수 행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 올리고머 함유층에 유동성을 발생시키는 조건 하에서, 상기 사이클을 소정 횟수 행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 올리고머 함유층을 상기 오목부 내의 안쪽에 유동시켜서 유입시키고, 상기 오목부 내의 안쪽으로부터 상기 오목부 내를 상기 올리고머 함유층에 의해 매립하는 조건 하에서, 상기 사이클을 소정 횟수 행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    (a)에 있어서의 상기 사이클은,
    상기 기판에 대하여 상기 원료 가스를 공급하는 공정과,
    상기 기판에 대하여 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정과,
    상기 기판에 대하여 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정
    을 비동시에 행하는 것을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    (a)에 있어서의 상기 사이클은,
    상기 기판에 대하여 상기 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정을 동시에 행하는 공정과,
    상기 기판에 대하여 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정
    을 비동시에 행하는 것을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    (a)에 있어서의 상기 사이클은,
    상기 기판에 대하여 상기 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정을 동시에 행하는 공정과,
    상기 기판에 대하여 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정과,
    상기 기판에 대하여 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 공정
    을 비동시에 행하는 것을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    (a)에 있어서의 상기 사이클은 상기 기판이 존재하는 공간을 퍼지하는 공정을 더 포함하고,
    상기 퍼지에 의해, 상기 올리고머 함유층의 유동을 촉진시키면서, 상기 올리고머 함유층에 포함되는 잉여 성분을 배출시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 올리고머 함유층에 유동성을 발생시키는 조건 하에서, 상기 포스트 트리트먼트를 행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 올리고머 함유층의 유동을 촉진시키면서, 상기 올리고머 함유층에 포함되는 잉여 성분을 배출시키고, 상기 올리고머 함유층을 치밀화시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 원료 가스는, 실리콘 및 할로겐을 함유하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 원료 가스는, 실리콘, 탄소 및 할로겐을 함유하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 질소 및 수소 함유 가스와, 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스는, 분자 구조가 다른 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 질소 및 수소 함유 가스는 아민계 가스이며, 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스는 질화 수소계 가스인 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 기판에 대하여 질소 함유 가스, 수소 함유 가스, 질소 및 수소 함유 가스, 및, 산소 함유 가스 중 적어도 어느 것을 공급하는 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    (b)는,
    상기 기판에 대하여 질소 함유 가스, 수소 함유 가스, 및, 질소 및 수소 함유 가스 중 적어도 어느 것을 공급하는 공정과,
    상기 기판에 대하여 산소 함유 가스를 공급하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 기판이 처리되는 처리실과,
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계와,
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 제1 질소 및 수소 함유 가스 공급계와,
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 제2 질소 및 수소 함유 가스 공급계와,
    상기 처리실 내의 기판을 가열하는 히터와,
    상기 처리실 내에 있어서, (a) 표면에 오목부가 형성된 기판에 대하여 상기 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 기판에 대하여 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 처리와, 상기 기판에 대하여 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을, 제1 온도 하에서 소정 횟수 행함으로써, 상기 원료 가스, 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스 및 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 처리와, (b) 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 올리고머 함유층이 형성된 상기 기판에 대하여 상기 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 포스트 트리트먼트를 행함으로써, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 형성된 상기 올리고머 함유층을 개질시켜서, 상기 오목부 내를 매립하도록, 상기 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막을 형성하는 처리를 행하게 하도록, 상기 원료 가스 공급계, 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스 공급계, 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스 공급계 및 상기 히터를 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부
    를 갖는 기판 처리 장치.
  20. 기판 처리 장치의 처리실 내에 있어서,
    (a) 표면에 오목부가 형성된 기판에 대하여 원료 가스를 공급하는 수순과, 상기 기판에 대하여 제1 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 수순과, 상기 기판에 대하여 제2 질소 및 수소 함유 가스를 공급하는 수순을 포함하는 사이클을, 제1 온도 하에서 소정 횟수 행함으로써, 상기 원료 가스, 상기 제1 질소 및 수소 함유 가스 및 상기 제2 질소 및 수소 함유 가스 중 적어도 어느 것에 포함되는 원소를 포함하는 올리고머를, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 생성하고, 성장시켜서, 유동시키고, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 올리고머 함유층을 형성하는 수순과,
    (b) 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 상기 올리고머 함유층이 형성된 상기 기판에 대하여 상기 제1 온도 이상의 제2 온도 하에서 포스트 트리트먼트를 행함으로써, 상기 기판의 표면과 상기 오목부 내에 형성된 상기 올리고머 함유층을 개질시켜서, 상기 오목부 내를 매립하도록, 상기 올리고머 함유층이 개질되어 이루어지는 막을 형성하는 수순
    을 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램.
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