KR20230038791A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

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테츠아키 이나다
타카유키 사토
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

기판 처리 장치는 처리실을 구성하는 처리 용기; 제1 처리 가스를 처리실 내에 공급하는 제1 공급구를 포함하는 제1 가스 공급계; 제1 처리 가스와 조성이 다른 제2 처리 가스를 처리실 내에 공급하는 제2 공급구를 포함하는 제2 가스 공급계; 처리 용기의 외주를 따라 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성되고, 처리실 내에 공급된 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 플라즈마 여기하도록 구성된 플라즈마 생성부; 및 기판을 보지하는 기판 보지대를 구비하고, 제2 공급구는 처리실의 천장면이며 제1 공급구보다 처리 용기의 지름 방향에서의 중앙측의 위치부터 하방으로 연장되도록 설치된 공급관에 설치되는 것과 함께, 제1 공급구보다 하방에 설치된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
본 개시(開示)는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
플래시 메모리 등의 반도체 장치의 패턴을 형성할 때, 제조 공정의 일 공정으로서 기판에 산화 처리나 질화 처리 등의 소정의 처리를 수행하는 공정이 실시되는 경우가 있다.
예컨대 일본 특개 2014-75579호 공보에는 플라즈마 여기한 처리 가스를 이용하여 기판 상에 형성된 패턴 표면을 개질 처리하는 것이 개시되어 있다. 처리실의 상부에는 가스 공급부가 설치되고, 반응 가스를 처리실 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
전술한 종래 예에서는 1종류의 가스 또는 사전에 혼합된 복수 종류의 가스가 일정한 가스 농도로 가스 공급부의 가스 분출구로부터 공급되고, 플라즈마 여기(勵起)되어 기판에 도달한다. 하지만 처리 가스가 처리실 내에 균등한 가스 농도로 확산되어도 처리실 내에 생성되는 플라즈마의 분포에 따라 기판의 면내에 대하여 원하는 분포로 플라즈마 처리를 수행하지 못하는 경우가 있다. 본 개시의 목적은 기판의 면내에 대하여 원하는 분포로 플라즈마 처리를 수행하는 것을 가능하게 하는 데 있다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 처리실을 구성하는 처리 용기; 제1 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제1 공급구를 포함하는 제1 가스 공급계; 상기 제1 처리 가스와 조성이 다른 제2 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제2 공급구를 포함하는 제2 가스 공급계; 상기 처리 용기의 외주를 따르도록 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성되고, 상기 처리실 내에 공급된 상기 제1 처리 가스를 플라즈마 여기하도록 구성된 플라즈마 생성부; 및 기판을 보지(保持)하는 기판 보지대를 구비하고, 상기 제2 공급구는 상기 처리실의 천장면이며 상기 제1 공급구보다 상기 처리 용기의 지름 방향에서의 중앙측의 위치부터 하방(下方)으로 연장되도록 설치된 공급관의 하단부에 설치되는 것과 함께, 상기 제1 공급구보다 하방에 설치되는 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 기판의 면내에 대하여 원하는 분포로 플라즈마 처리를 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 플라즈마 생성을 위해서 ICP 전극을 이용한 예를 도시하는 개략 단면도.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 플라즈마 생성 원리를 설명하는 설명도.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제어부(제어 수단)의 구성을 도시하는 도면.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도 5는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 플라즈마 생성부에 MMT 방식을 이용한 예를 도시하는 개략 단면도.
도 6은 노즐의 다른 예를 도시하는 확대 단면도.
도 7은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 노즐이 플라즈마 생성 영역보다 상방(上方)에 설치된 예를 도시하는 개략 단면도.
도 8은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 노즐이 플라즈마 생성 영역의 하방에 설치된 예를 도시하는 개략 단면도.
도 9는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 변형예를 도시하는 개략 단면도.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 각 도면에서 동일한 부호를 이용하여 도시되는 구성 요소는 동일 또는 마찬가지의 구성 요소인 것을 의미한다. 또한 이하에 설명하는 실시 형태에서 중복되는 설명 및 부호에 대해서는 생략하는 경우가 있다. 또한 이하의 설명에서 이용되는 도면은 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 현실의 것과 반드시 일치하지 않는다. 또한 복수의 도면의 상호 간에서도 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하지 않는다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서 도 1을 이용하여 이하에 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)는 주로 기판 면상에 형성된 막에 대하여 예컨대 산화 처리를 수행하도록 구성된다. 기판 처리 장치(100)는 처리 용기(203)와, 제1 가스 공급계로서의 제1 가스 공급부(1100)와, 제2 가스 공급계로서의 제2 가스 공급부(1200)와, 플라즈마 생성부(1040)와, 기판 보지대로서의 서셉터(217)를 구비한다.
(처리실)
기판 처리 장치(100)는 기판으로서의 웨이퍼(200)를 플라즈마를 이용하여 처리하는 처리로(202)를 구비한다. 처리로(202)에는 처리실(201)을 구성하는 처리 용기(203)가 설치된다. 처리 용기(203)는 제1 용기인 돔형의 상측 용기(210)와, 제2 용기인 공기형의 하측 용기(211)를 구비한다. 상측 용기(210)가 하측 용기(211) 상에 피복되는 것에 의해 처리실(201)이 형성된다. 상측 용기(210)는 예컨대 산화알루미늄(Al2O3) 또는 석영(SiO2) 등의 비금속 재료로 형성되고, 하측 용기(211)는 예컨대 알루미늄(Al)으로 형성된다.
처리실(201)의 천장면, 바꿔 말하면 상측 용기(210)의 천장면은 예컨대 플레이트(1004)로 구성된다. 플레이트(1004)의 상방에는 플레이트(1004)의 상면에 대향되는 하면을 포함하는 덮개부(1012)가 설치된다.
또한 하측 용기(211)의 하부 측벽에는 게이트 밸브(244)가 설치된다. 게이트 밸브(244)는 열려 있을 때, 반송 기구(미도시)를 이용하여 반입출구(245)를 개재하여 처리실(201) 내에 웨이퍼(200)를 반입하거나, 처리실(201)외에 웨이퍼(200)를 반출할 수 있도록 구성된다. 게이트 밸브(244)는 닫혀 있을 때는 처리실(201) 내의 기밀성을 보지하는 게이트 밸브가 되도록 구성된다.
처리실(201)은 주위에 공진(共振) 코일(212)이 설치되는 플라즈마 생성 공간(201a)과, 플라즈마 생성 공간(201a)에 연통되고 웨이퍼(200)가 처리되는 기판 처리 공간(201b)을 포함한다. 플라즈마 생성 공간(201a)은 플라즈마가 생성되는 공간이며, 처리실의 내, 공진 코일(212)의 하단보다 상방이며, 또한 공진 코일(212)의 상단보다 하방의 공간을 말한다. 한편, 기판 처리 공간(201b)은 기판이 플라즈마를 이용하여 처리되는 공간이며, 공진 코일(212)의 하단보다 하방의 공간을 말한다. 본 실시 형태에서는 플라즈마 생성 공간(201a)과 기판 처리 공간(201b)의 수평 방향의 지름은 거의 동일이 되도록 구성된다.
(서셉터)
처리실(201)의 저측(底側) 중앙에는 웨이퍼(200)를 재치하는 기판 재치부(기판 보지대)를 구성하는 서셉터(217)가 배치된다. 서셉터(217)는 예컨대 질화알루미늄(AlN), 세라믹스, 석영 등의 비금속 재료로 형성된다.
서셉터(217)의 내부에는 가열 기구로서의 히터(217b)가 일체적으로 매립된다. 히터(217b)는 전력이 공급되면, 웨이퍼(200) 표면을 예컨대 25℃ 내지 750℃ 정도까지 가열할 수 있도록 구성된다.
서셉터(217)는 하측 용기(211)와 전기적으로 절연된다. 임피던스 조정 전극(217c)은 서셉터(217) 내부에 설치되고, 임피던스 조정부로서의 임피던스 가변 기구(275)를 개재하여 접지(接地)된다. 임피던스 가변 기구(275)는 코일이나 가변 콘덴서에 의해 구성되고, 코일의 인덕턴스 및 저항 및 가변 콘덴서의 용량값을 제어하는 것에 의해 임피던스를 변화시킬 수 있도록 구성된다. 이에 의해 임피던스 조정 전극(217c) 및 서셉터(217)를 개재하여 웨이퍼(200)의 전위(바이어스 전압)를 제어할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서 임피던스 조정 전극(217c)을 이용한 바이어스 전압제어를 수행할지 또는 수행하지 않을지는 임의로 선택할 수 있다.
서셉터(217)에는 서셉터를 승강시키는 구동(驅動) 기구를 구비하는 서셉터 승강 기구(268)가 설치된다. 또한 서셉터(217)에는 관통공(217a)이 설치되는 것과 함께, 하측 용기(211)의 저면(底面)에는 웨이퍼 승강 핀(266)이 설치된다. 관통공(217a)과 웨이퍼 승강 핀(266)은 서로 대향되는 위치에 적어도 각 3개소(箇所)씩 설치된다. 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때는 웨이퍼 승강 핀(266)이 관통공(217a)을 통과하도록 구성된다.
주로 서셉터(217) 및 히터(217b), 전극(217c)에 의해 본 실시 형태에 따른 기판 재치부가 구성된다.
(제1 가스 공급부)
제1 가스 공급계로서의 제1 가스 공급부(1100)는 제1 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급하는 제1 공급구(1022)를 포함한다. 이하에서 제1 가스 공급부(1100)로부터 공급되는 가스를 제1 처리 가스라고 부른다. 처리실(201)의 중앙 상방에는 처리실(201)의 천장면을 구성하는 플레이트(1004)와, 플레이트(1004)의 상면에 대향하는 하면을 포함하는 덮개부(1012)가 설치된다. 플레이트(1004) 및 덮개부(1012)는 광(光)을 투과하는 재료, 예컨대 투명 석영으로 구성된다. 덮개부(1012)의 상부에는 처리실(201) 내를 가열하기 위한 램프 히터(1002)가 설치된다. 램프 히터(1002)로부터 방사되는 광은 덮개부(1012) 및 플레이트(1004)를 통해서 처리실(201) 내에 전달되도록 이루어진다.
처리 용기(203)의 상단의 지름 방향 외측 단부를 따른 영역에는 제1 처리 가스가 공급되는 제1 버퍼부(1018)가 설치된다. 일례로서 처리 용기(203) 상에는 매니폴드(1006)가 설치되고, 상기 매니폴드(1006)에 제1 버퍼부(1018)가 설치된다. 제1 버퍼부(1018)는 플레이트(1004)의 주위에 환 형상[環狀]으로 형성된다. 기판 처리 시에는 제1 버퍼부(1018)는 감압된 공간으로 이루어진다. 제1 버퍼부(1018)에는 제1 처리 가스가 공급되도록 이루어진다. 제1 공급구(1022)는 제1 버퍼부(1018)와 연통되고, 처리 용기(203)의 주(周) 방향을 따라 설치된다. 이 제1 공급구(1022)를 통해서 제1 버퍼부(1018)로부터 처리실(201) 내에 제1 처리 가스를 공급하는 것에 의해 제1 처리 가스를 처리 용기(203)의 주방향에서 균등하게 공급할 수 있다.
제1 처리 가스는 예컨대 제1 가스와 제2 가스의 혼합 가스다. 제1 가스는 플라즈마 여기하는 것에 의해 산소 활성종을 생성하는 가스, 즉 산소 함유 가스다. 산소 함유 가스로서는 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 일산화 질소(NO) 중 적어도 어느 하나 또는 이들 혼합 가스가 예시된다. 제2 가스는 수소 함유 가스 또는 불활성 가스 중 적어도 어느 하나다. 본 실시 형태에서는 제2 가스로서 수소 함유 가스를 이용한다. 수소 함유 가스로서는 수소(H2), H2O, H2O2 중 적어도 어느 하나 또는 이들 혼합 가스가 예시된다. 불활성 가스로서는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe) 등의 희(希)가스 또는 질소(N2) 중 적어도 어느 하나 또는 이들 혼합 가스가 예시된다. 또한 제1 처리 가스는 제1 가스로 구성되고, 또한 제2 가스를 포함하지 않는 가스이어도 좋다. 또한 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스 중의 산소와 수소의 비율을 용이하게 조정 가능하다는 관점에서는 산소 함유 가스로서 O2 또는 O3 중 적어도 어느 하나, 수소 함유 가스로서 H2를 바람직하게 이용할 수 있다.
가스 도입로(1020)에는 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급관(232a)의 하류단과, 수소 함유 가스를 공급하는 수소 함유 가스 공급관(232b)의 하류단과, 불활성 가스(예컨대 N2 가스)를 공급하는 불활성 가스 공급관(232c)이 합류하도록 접속된다. 산소 함유 가스 공급관(232a)에는 산소 함유 가스 공급원(250a), 유량 제어 장치로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(252a), 개폐 밸브로서의 밸브(253a)가 설치된다. 수소 함유 가스 공급관(232b)에는 수소 함유 가스 공급원(250b), MFC(252b), 밸브(253b)가 설치된다. 불활성 가스 공급관(232c)에는 불활성 가스 공급원(250c), MFC(252c), 밸브(253c)가 설치된다. 산소 함유 가스 공급관(232a)과 수소 함유 가스 공급관(232b)과 불활성 가스 공급관(232c)이 합류한 하류측에는 밸브(243a)가 설치되고, 가스 도입로(1020)의 상류단에 접속된다. 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)를 개폐시켜 MFC(252a, 252b, 252c)에 의해 각각의 가스의 유량을 조정하면서 산소 함유 가스 공급관(232a), 수소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c)을 개재하여 산소 함유 가스, 수소 가스 함유 가스, 불활성 가스 등의 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
주로 제1 공급구(1022), 산소 함유 가스 공급관(232a), 수소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c), MFC(252a, 252b, 252c), 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)에 의해 본 실시 형태에 따른 제1 가스 공급계로서의 제1 가스 공급부(1100)가 구성된다. 제1 가스 공급부(1100)는 처리실(201) 내에 산소를 함유하는 산화종원(酸化種源)으로서의 가스를 공급하도록 구성된다.
(제2 가스 공급부)
제2 가스 공급계로서의 제2 가스 공급부(1200)는 제1 처리 가스와 조성이 다른 제2 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급하는 제2 공급구로서의 노즐 공(1008a)을 포함한다. 노즐 공(1008a)은 천장면을 구성하는 플레이트(1004)의 중앙으로부터 하방으로 연장되도록 설치된 공급관으로서의 노즐(1008)에 설치된다. 또한 노즐 공(1008a)은 제1 공급구(1022)보다 하방에 설치된다. 이하에서 제2 가스 공급부(1200)로부터 공급되는 가스를 제2 처리 가스라고 부른다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 플레이트(1004)의 상면과 덮개부(1012)의 하면 사이에는 제2 처리 가스가 공급되는 제2 버퍼부(1028)가 설치된다. 노즐(1008)의 상단은 제2 버퍼부(1028)에 접속된다. 제2 버퍼부(1028)를 개재하여 처리실(201) 내에 제2 처리 가스를 공급하는 구조로 하는 것에 의해, 예컨대 램프 히터(1002)와 같은 부품을 덮개부(1012)의 상방에 배치할 필요가 있는 경우에도 간이한 구성으로 제2 처리 가스를 플레이트(1004)의 중앙으로부터 공급할 수 있게 된다.
도 1에서는, 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성부(1040)를 구성하는 전극의 상단과 하단 사이에 설치된다. 또한 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성 영역의 상단과 하단 사이에 설치된다. 플라즈마 생성 영역은 플라즈마(P)가 생성되는 영역이며, 상세는 후술한다. 또한 노즐 공(1008a)은 후술하는 플라즈마 생성부(1040)를 구성하는 공진 코일(212)의 중점과 거의 동일한 높이로 설치되어도 좋다. 바꿔 말하면, 노즐 공(1008a)은 공진 코일(212)에 공급되는 고주파 전력의 파장λ에 대하여, λ 또는 λ/2의 공진 코일(212)의 중점에 형성되는 링 형상 플라즈마와 같은 높이로 설치되어도 좋다.
또한 도 7에 도시되는 바와 같이, 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성부를 구성하는 전극의 상단보다 상방에 설치되어도 좋다. 또한 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성 영역의 상단보다 상방에 설치되어도 좋다.
또한 도 1에서 노즐 공(1008a)은 처리실(201) 내에서의 처리 용기(203)의 내주를 따라 통 형상 또는 원환 형상으로 형성되는 플라즈마 생성 영역의 내주보다 처리 용기(203)의 지름 방향에서 내측에 위치하도록 설치된다. 도 7이나 도 8에 도시하는 경우에 대해서도 마찬가지이다. 즉 본 실시 형태에서는 노즐(1008) 및 노즐 공(1008a)은 제2 처리 가스를 처리 용기(203)의 내주를 따라 통 형상 또는 원환 형상으로 형성되는 플라즈마 생성 영역의 내주보다 처리 용기(203)의 지름 방향에서 내측의 영역에 대하여 공급하도록 설치된다.
또한 도 8에 도시되는 바와 같이, 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성부(1040)를 구성하는 전극의 하단보다 하방에 설치되어도 좋다. 또한 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성 영역의 하단보다 하방에 설치되어도 좋다. 이 경우, 서셉터(217)는 기판 처리 시에 상기 서셉터(217)에 보지된 웨이퍼(200)가 전극의 하단보다 하방에 위치하도록 제어된다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 노즐 공(1008a)은 노즐(1008)의 선단(先端)에 설치된 복수의 분출구(1008b)에 의해 구성되어도 좋다. 이 분출구(1008b)는 예컨대 웨이퍼(100)의 면의 수직 방향에 대하여 소정의 각도θ를 가지는 사선 하방에 제2 처리 가스를 분출하도록 구성된다. 소정의 각도θ는 웨이퍼(200)의 중심으로부터, 노즐 공(1008a)으로부터의 제2 처리 가스의 분출 방향과 웨이퍼(200)가 교차되는 위치까지의 거리r가 일정해지도록 노즐 공(1008a)과 웨이퍼(200)의 거리h에 따라 설정된다(도 7, 도 8 참조). 이에 의해 소정의 각도θ는 노즐 공(1008a)과 웨이퍼(100) 상면의 거리가 짧을수록 크게 되고, 길수록 작아지도록 정해진다. 거리r를 일정하게 하는 것에 의해 거리h를 변화시킬 때의 파라미터의 수를 적게 하고, 후술하는 처리실(201) 내의 수소 농도 분포의 제어를 용이하게 할 수 있다.
도 8에 도시되는 예에서는 노즐(1008)의 선단(하단)이 닫히고, 노즐(1008)의 선단 부근의 외주면에 복수의 분출구(1008b)가 형성된다. 노즐(1008)의 축 방향S에 대한 분출구(1008b)의 각도가 전술한 소정의 각도θ로 설정된다. 각도θ는 90° 미만으로 하는 것에 의해 분출구(1008b)로부터 분출시킨 제2 처리 가스를 웨이퍼(200)의 표면을 향하여 직접 공급할 수 있다. 각도θ를 90° 이상으로 한 경우, 분출구(1008b)로부터 분출시킨 제2 처리 가스를 웨이퍼(200)의 표면을 향하여 직접 공급할 수 없기 때문에, 웨이퍼(200)의 처리면의 근방 공간에서의 제2 처리 가스의 농도 분포(보다 구체적으로는 수소의 농도 분포)를 조정하는 것이 곤란해진다.
또한 거리h 또는 각도θ 중 적어도 어느 하나를 조정하는 것에 의해, 분출구(1008b)로부터 분출시킨 제2 처리 가스가 직접 공급되는, 웨이퍼(200)의 처리면을 포함하는 평면 영역의 넓이를 조정할 수 있다. 예컨대 제2 처리 가스가 직접 공급되는 상기 평면 영역은 웨이퍼(200)의 처리면 내의 영역, 보다 바람직하게는 웨이퍼(200)의 외연을 포함하지 않는 웨이퍼(200)의 처리면 내의 영역으로 할 수 있다. 이와 같이 제2 처리 가스가 직접 공급되는 평면 영역의 크기를 웨이퍼(200)의 처리면 내의 영역으로 조정하는 것에 의해, 웨이퍼(200)의 처리면의 근방 공간에서의 제2 처리 가스의 농도 분포의 조정이 용이해진다.
노즐 공(1008a)은 제2 처리 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 직접 분사하거나 또는 웨이퍼(200) 상의 공간에 직접 공급하도록 구성된다. 바꿔 말하면, 노즐 공(1008a)과 웨이퍼(200) 사이에는 가스 확산판 등의 구성이 설치되지 않는다.
또한 노즐 공(1008a)은 노즐(1008)의 선단(하단)에 설치되는 것에 한정되지 않고, 노즐(1008)의 축 방향S의 중간부에 설치되어도 좋다. 또한 예컨대 노즐(1008)의 돌출량을 변화시켜서 노즐 공(1008a)의 높이 위치를 조정 가능한 구성으로 해도 좋다.
제2 처리 가스는 예컨대 제1 가스와 제2 가스의 혼합 가스다. 또한 제2 처리 가스는 제2 가스로 구성되고, 또한 제1 가스를 포함하지 않는 가스이어도 좋다. 또한 제1 처리 가스를 제1 가스로 구성하고, 또한 제2 가스를 포함하지 않는 가스로 하는 것에 의해 간이한 공급계로 후술하는 처리실(201) 내의 수소 농도의 조정을 수행할 수 있다.
가스 도입로(1030)에는 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급관(232d)의 하류단과, 수소 함유 가스를 공급하는 수소 함유 가스 공급관(232e)의 하류단과, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관(232f)이 합류하도록 접속된다. 산소 함유 가스 공급관(232d)에는 산소 함유 가스 공급원(250d), MFC(252d), 밸브(253d)가 설치된다. 수소 함유 가스 공급관(232e)에는 수소 함유 가스 공급원(250e), MFC(252e), 밸브(253e)가 설치된다. 불활성 가스 공급관(232f)에는 불활성 가스 공급원(250f), MFC(252f), 밸브(253f)가 설치된다. 산소 함유 가스 공급관(232d)과 수소 함유 가스 공급관(232e)과 불활성 가스 공급관(232f)이 합류한 하류측에는 밸브(243c)가 설치되고, 가스 도입로(1030)의 상류단에 접속된다. 밸브(253d, 253e, 253f, 243c)를 개폐시켜 MFC(252d, 252e, 252f)에 의해 각각의 가스의 유량을 조정하면서 산소 함유 가스 공급관(232d), 수소 함유 가스 공급관(232e), 불활성 가스 공급관(232f)을 개재하여, 산소 함유 가스, 수소 가스 함유 가스, 불활성 가스 등의 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
주로 노즐(1008), 노즐 공(1008a), 산소 함유 가스 공급관(232d), 수소 함유 가스 공급관(232e), 불활성 가스 공급관(232f), MFC(252d, 252e, 252f), 밸브(253d, 253e, 253f, 243c)에 의해 본 실시 형태에 따른 제2 가스 공급계로서의 제2 가스 공급부(1200)가 구성된다. 제2 가스 공급부(1200)에 의해 처리실(201) 내에 공급된 제2 처리 가스는 수소를 함유하는 수소 농도를 조정하기 위한 수소 농도 조정 가스로서 기능한다.
제1 가스 공급부(1100)는 처리실(201)의 내벽을 따른 플라즈마 생성 공간(201a)(후술) 내의 제1 영역인 외주 영역에 제1 처리 가스를 공급하도록 구성된다. 또한 제2 가스 공급부(1200)는, 외주 영역에 둘러싸인 영역이며 플라즈마 생성 공간(201a) 내의 제2 영역인 중앙 영역에 제2 처리 가스를 공급하도록 구성된다. 즉 제1 처리 가스는 처리실(201) 내의 외주 영역에 공급되고, 제2 처리 가스는 웨이퍼(200)의 처리면의 상방 영역을 포함하고 또한 외주 영역과는 웨이퍼(200)의 면 방향에서 다른 영역인 중앙 영역에 공급된다. 처리실(201) 내의 공간은 처리실(201)의 내벽을 따른 외주 영역과, 외주 영역에 둘러싸인 중앙 영역으로 구성된다.
제1 가스 공급부(1100)와 제2 가스 공급부(1200)에 따르면, 제1 가스 및 제2 가스 각각에 대해서 산소 함유 가스와 수소 함유 가스의 혼합비(유량비)나 그 총 유량을 조정하는 것이 가능하다. 따라서 처리실(201) 내의 외주 영역과 중앙 영역의 각 영역에 공급되는 산소 함유 가스와 수소 함유 가스의 혼합비나 그 총 유량을, 보다 일반적으로는 처리실(201) 내의 외주 영역과 중앙 영역의 각 영역에 공급되는 산소 원소와 수소 원소의 비율이나 그 총 유량을 조정하는 것이 가능하다.
또한 제2 가스 공급부(1200)의 구성은 이에 한정되지 않고, 예컨대 도 9에 도시되는 변형예와 같은 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 변형예에서는 처리실(201)의 천장면을 구성하는 플레이트(1004)를 구비하고, 노즐(1008)은 플레이트(1004)에 접속되고 또는 플레이트(1004)를 관통하고, 그 상단이 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급관(234)에 접속된다. 즉 도 1에서의 제1 버퍼부(1018)가 생략된다.
(배기부)
하측 용기(211)의 측벽에는 처리실(201) 내로부터 반응 가스 등을 배기하는 가스 배기구(235)가 설치된다. 가스 배기구(235)에는 가스 배기관(231)의 상류단이 접속된다. 가스 배기관(231)에는 압력 조정기로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(242), 개폐 밸브로서의 밸브(243b), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 설치된다.
주로 가스 배기구(235), 가스 배기관(231), APC 밸브(242), 밸브(243b)에 의해 본 실시 형태에 따른 배기부가 구성된다. 또한 진공 펌프(246)를 배기부에 포함시켜도 좋다.
[플라즈마 생성부(ICP 방식)]
플라즈마 생성부(1040)는 처리 용기(203)의 외주를 따라 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성되고, 처리실(201) 내에 공급된 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 플라즈마 여기하도록 구성된다. 전극은 예컨대 처리 용기(203)의 외주에 권회(卷回)해서 설치된 공진 코일(212)에 의해 구성된다. 구체적으로는 처리실(201)의 외주부, 즉 상측 용기(210)의 측벽의 외측에는 처리실(201)을 둘러싸도록, 고주파 전극으로서의 나선 형상의 공진 코일(212)이 설치된다. 공진 코일(212)에는 RF 센서(272), 고주파 전원(273), 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력 주파수의 정합을 수행하는 정합기(274)가 접속된다.
고주파 전원(273)은 공진 코일(212)에 고주파 전력(RF 전력)을 공급하는 것이다. RF 센서(272)는 고주파 전원(273)의 출력측에 설치되고, 공급되는 고주파의 진행파나 반사파의 정보를 모니터 한다. RF 센서(272)에 의해 모니터 된 반사파 전력은 정합기(274)에 입력되고, 정합기(274)는 RF 센서(272)로부터 입력된 반사파의 정보에 기초하여 반사파가 최소가 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력되는 고주파 전력의 주파수를 제어한다.
공진 코일(212)은 소정의 파장의 정재파를 형성하기 때문에, 일정한 파장으로 공진하도록 권경(卷徑), 권회 피치, 권수(卷數)가 설정된다. 즉 공진 코일(212)의 전기적 길이는 고주파 전원(273)으로부터 공급되는 고주파 전력의 소정 주파수에서의 1파장의 1/2 또는 정수 배에 상당하는 길이로 설정된다.
구체적으로는 인가하는 전력이나 발생시키는 자계 강도 또는 적용하는 장치의 외형 등을 감안하여, 공진 코일(212)은 예컨대 800kHz 내지 50MHz, 0.1KW 내지 5KW의 고주파 전력에 의해 0.01가우스 내지 10가우스 정도의 자장을 발생할 수 있도록, 50mm2 내지 300mm2의 유효 단면적이며 또한 200mm 내지 500mm의 코일 지름으로 이루어지고, 플라즈마 생성 공간(201a)의 외주측에 2회 내지 60회 정도 권회된다. 또한 본 명세서에서의 「800kHz 내지 50MHz」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 예컨대 「800kHz 내지 50MHz」란 「800kHz 이상 50MHz 이하」를 의미한다. 다른 수치범위에 대해서도 마찬가지다.
공진 코일(212)의 양단은 전기적으로 접지되고, 그 중 적어도 일단(一端)은 장치의 최초 설치 시 또는 처리 조건 변경 시에 공진 코일(212)의 전기적 길이를 미조정하기 위해서 가동 탭(213)을 개재하여 접지된다. 도 1 중의 부호 214는 타방(他方)의 고정 그라운드를 도시한다. 가동 탭(213)은 공진 코일(212)의 공진 특성을 고주파 전원(273)과 대략 동일해지도록 위치가 조정된다. 또한 공진 코일(212)의 접지된 양단 사이에는 가동 탭(215)에 의해 급전부(給電部)가 구성된다.
차폐판(1223)은 공진 코일(212)의 외측의 전계를 차폐하기 위해서 설치된다.
주로 공진 코일(212), RF 센서(272), 정합기(274)에 의해 본 실시 형태에 따른 플라즈마 생성부(1040)가 구성된다. 또한 플라즈마 생성부(1040)로서 고주파 전원(273)을 포함시켜도 좋다.
여기서 본 실시 형태에 따른 장치의 플라즈마 생성 원리 및 생성되는 플라즈마의 성질에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에서의 플라즈마 생성부(1040)는 아래와 같이 ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식에 의해 플라즈마를 생성하도록 구성된다.
본 실시 형태에서는 플라즈마 발생 시의 공진 코일(212)에서의 공진의 어긋남을 전원측에서 보상하기 위해서, 플라즈마가 발생했을 때의 공진 코일(212)로의 반사파 전력을 RF 센서(272)에서 검출하고, 검출된 반사파 전력에 기초하여 정합기(274)가 고주파 전원(273)의 출력을 보정하는 기능을 가진다.
구체적으로는 정합기(274)는 RF 센서(272)에서 검출된 플라즈마가 발생했을 때의 공진 코일(212)로부터의 반사파 전력에 기초하여 반사파 전력이 최소가 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스 또는 출력 주파수를 증가 또는 감소시킨다.
본 실시 형태에서의 공진 코일(212)에서는 공진 코일(212)의 전기적 길이가 고주파 전력의 소정 주파수에서의 1파장의 1/2 또는 정수배에 상당하는 길이로 설정되고, 도 2에 도시하는 바와 같이 플라즈마를 포함하는 상기 공진 코일의 실제의 공진 주파수에 의한 고주파 전력이 공급되기 때문에, 위상 전압과 역위상 전압이 상시 상쇄되는 상태의 정재파가 형성된다. 공진 코일(212)의 전기적 길이가 고주파 전력의 파장과 같은 경우, 코일의 전기적 중점(전압이 제로의 노드)에 가장 높은 위상 전류가 생기된다. 따라서 전기적 중점의 근방에서는 처리실 벽이나 서셉터(217)와의 용량 결합이 거의 없고, 전기적 포텐셜이 지극히 낮은 링 형상의 유도 플라즈마가 형성된다.
이러한 구성에 의해 처리실(201)의 외주에 권회하도록 공진 코일(212)이 설치되기 때문에, 공진 코일(212)에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 공진 코일(212)의 근방이며 처리실(201)에서의 처리 용기(203)의 내주를 따른 플라즈마 생성 영역에 통 형상 또는 원환 형상의 플라즈마(P)가 생성된다. 즉, 이 통 형상 또는 원환 형상의 플라즈마(P)는 처리실(201) 내의 외주 영역 내에 생성된다. 특히 본 실시 형태에서는 공진 코일(212)의 전기적 중점이 위치하는 높이, 즉 공진 코일(212)의 상단과 하단의 중간 높이 위치에 원환 형상의 플라즈마(P)가 생성된다.
[플라즈마 생성부(MMT 방식)]
플라즈마 생성부(1040)는 ICP 방식에 한정되지 않고, 도 5에 도시되는 바와 같이 MMT(Modified Magnetron Typed Plasma Source) 방식에 의해 플라즈마를 생성하는 구성이어도 좋다.
플라즈마 생성 전극에 고주파 전력을 인가해서 전계를 형성하는 것과 함께 자계를 형성해서 마그네트론 방전을 발생시킨다. 이에 의해 플라즈마 생성 전극으로부터 방출된 전자가 드리프트 하면서 사이클로이드 운동을 계속해서 주회하는 것에 의해 장수명이 되어 전리 생성률을 높일 수 있다. 따라서 MMT 장치는 고밀도 플라즈마를 생성 가능하다.
MMT 장치는 처리 가스를 여기 분해시켜서 예컨대 기판 표면 또는 기판에 형성된 박막을 산화나 질화하거나, 기판 상에 박막을 형성하거나 기판 표면을 에칭하거나 하는 등 각종의 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.
처리 용기(203)[상측 용기(210)]의 외주측에는 방전 기구로서 통 형상, 예컨대 원환 형상 또는 원통 형상으로 형성된 플라즈마 생성 전극(1215)이 설치된다. 플라즈마 생성 전극(1215)은 처리실(201) 내의 플라즈마 생성 영역(224)을 둘러싼다. 플라즈마 생성 전극(1215)에는 임피던스의 정합을 수행하는 임피던스 정합기(1272)를 개재하여 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원(273)이 접속된다. 플라즈마 생성 전극(1215)과 임피던스 정합기(1272) 사이에는 플라즈마 생성 전극(1215)의 피크 간 전압을 측정하는 전압 측정부(1270)가 접속된다. 전압 측정부(1270)로 측정된 플라즈마 생성 전극(1215)의 피크 간 전압값 등의 데이터는 후술하는 컨트롤러(221)에 출력되도록 이루어진다. 주로 플라즈마 생성 전극(1215), 임피던스 정합기(1272) 및 고주파 전원(273)에 의해 플라즈마 생성부(1040)가 구성된다. 또한 전압 측정부(1270), 임피던스 정합기(1272) 및 고주파 전원(273)은 후술하는 컨트롤러(221)에 접속된다.
또한 플라즈마 생성 전극(1215)의 외표면의 상하단 근방에는 자계 형성 기구로서 통 형상, 예컨대 원환 형상 또는 원통 형상으로 형성된 상부 자석(1216a) 및 하부 자석(1216b)이 플라즈마 생성 전극(1215)을 상하로부터 개재하도록 배치된다. 상부 자석(1216a) 및 하부 자석(1216b)은 예컨대 영구 자석에 의해 구성된다. 상부 자석(1216a) 및 하부 자석(1216b)은 처리실(201)의 반경 방향을 따른 양단(내주단과 외주단)에 자극(磁極)을 포함한다. 이들 상부 자석(1216a) 및 하부 자석(1216b)은 자극의 방향이 서로 역방향이 되도록 설치된다. 즉 이들 내주부의 자극끼리가 서로 다른 극성으로 이루어진다. 이에 의해 상부 자석(1216a) 및 하부 자석(1216b)의 내주면을 따라 원통축 방향에 자력선이 형성 가능하다.
(제어부)
제어부로서의 컨트롤러(221)는 신호선(A)을 통해서 APC 밸브(242), 밸브(243b) 및 진공 펌프(246)를, 신호선(B)을 통해서 서셉터 승강 기구(268)를, 신호선(C)을 통해서 히터 전력 조정 기구(276) 및 임피던스 가변 기구(275)를, 신호선(D)을 통해서 게이트 밸브(244)를, 신호선(E)을 통해서 RF 센서(272), 고주파 전원(273) 및 정합기(274)를, 신호선(F)을 통해서 MFC(252a 내지 252f) 및 밸브(253a 내지 253f, 243a, 243c)를 각각 제어하도록 구성된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(221)는 CPU(Central Processing Unit)(221a), RAM(Random Access Memory)(221b), 기억 장치(221c), I/O 포트(221d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(221b), 기억 장치(221c), I/O 포트(221d)는 내부 버스(221e)를 개재하여 CPU(221a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(221)에는 예컨대 터치패널이나 디스플레이 등으로서 구성된 입출력 장치(222)가 접속된다.
기억 장치(221c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(221c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(221)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로그램 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(221b)은 CPU(221a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(221d)는 전술한 MFC(252a 내지 252f), 밸브(253a 내지 253f, 243a, 243b, 243c), 게이트 밸브(244), APC 밸브(242), 진공 펌프(246), RF 센서(272), 고주파 전원(273), 정합기(274), 서셉터 승강 기구(268), 임피던스 가변 기구(275), 히터 전력 조정 기구(276) 등에 접속된다.
CPU(221a)는 기억 장치(221c)로부터의 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(222)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(221c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(221a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, I/O 포트(221d) 및 신호선(A)을 통해서 APC 밸브(242)의 개도(開度) 조정 동작, 밸브(243b)의 개폐 동작 및 진공 펌프(246)의 기동 및 정지를, 신호선(B)을 통해서 서셉터 승강 기구(268)의 승강 동작을, 신호선(C)을 통해서 히터 전력 조정 기구(276)에 의한 히터(217b)로의 공급 전력량 조정 동작이나, 임피던스 가변 기구(275)에 의한 임피던스값 조정 동작을, 신호선(D)을 통해서 게이트 밸브(244)의 개폐 동작을, 신호선(E)을 통해서 RF 센서(272), 정합기(274) 및 고주파 전원(273)의 동작을, 신호선(F)을 통해서 MFC(252a 내지 252f)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작 및 밸브(253a 내지 253f, 243a, 243c)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(221)는 외부 기억 장치[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리](223)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(221c)나 외부 기억 장치(223)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(221c) 단체(單體)만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(223) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(223)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(반도체 장치의 제조 방법)
반도체 장치의 제조 방법은 기판 처리 장치(100)의 처리실(201)에 웨이퍼(200)(기판)를 반입하는 공정[예컨대 기판 반입 공정(S110)]과, 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 처리실(201)에 공급하는 공정[예컨대 반응 가스 공급 공정(S130)]과, 웨이퍼(200)를 플라즈마 처리하는 공정[예컨대 플라즈마 처리 공정(S140)]을 포함한다.
기판 처리 장치(100)는 처리실(201)을 구성하는 처리 용기(203)와, 제1 처리 가스를 처리실(203) 내에 공급하는 제1 공급구(1022)를 포함하는 제1 가스 공급부(1100)(제1 가스 공급계)와, 제1 처리 가스와 조성이 다른 제2 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급하는 노즐 공(1008a)(제2 공급구)을 포함하는 제2 가스 공급부(1200)(제2 가스 공급계)와, 처리 용기(203)의 외주를 따라 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성되고, 처리실(201) 내에 공급된 제1 처리 가스를 플라즈마 여기하도록 구성된 플라즈마 생성부(1040)와, 웨이퍼(200)(기판)를 보지하는 서셉터(217)(기판 보지대)를 구비하고, 노즐 공(1008a)은 처리실(201)의 천장면이며 상기 제1 공급구보다 상기 처리 용기의 지름 방향에서의 중앙측의 위치(보다 구체적으로는 천장면의 중앙)로부터 하방으로 연장되도록 설치된 노즐(1008)에 설치되는 것과 함께, 제1 공급구(1022)보다 하방에 설치된다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에 대해서 전술한 기판 처리 장치(100)를 이용하여, 예컨대 플래시 메모리 등의 반도체 디바이스의 제조 공정의 일 공정으로서 예컨대 실리콘(Si) 함유막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면을 산화해서 예컨대 실리콘산화(SiO)막을 형성하는 방법의 예에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(221)에 의해 제어된다.
(기판 반입 공정: S110)
우선 상기 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에 반입해서 수용한다. 구체적으로는 서셉터 승강 기구(268)가 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 서셉터(217)를 하강시킨다. 그 결과, 웨이퍼 승강 핀(266)이 서셉터(217) 표면보다 소정의 높이만큼만 관통공(217a)으로부터 돌출한 상태가 된다.
계속해서 게이트 밸브(244)를 열고 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실로부터 웨이퍼 반송 기구(미도시)를 이용하여 처리실(201) 내에 웨이퍼(200)를 반입한다. 반입된 웨이퍼(200)는 웨이퍼 승강 핀(266) 상에 수평 자세로 지지된다. 처리실(201) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면, 게이트 밸브(244)를 닫고 처리실(201) 내를 밀폐한다. 그리고 서셉터 승강 기구(268)가 서셉터(217)를 상승시키는 것에 의해 웨이퍼(200)는 서셉터(217)의 상면에 지지된다.
(승온 및 진공 배기 공정: S120)
계속해서 처리실(201) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 승온을 수행한다. 히터(217b)는 미리 가열되고, 히터(217b)가 매립된 서셉터(217) 상에 웨이퍼(200)를 보지하는 것에 의해 예컨대 150℃ 내지 750℃의 범위 내의 소정 값으로 웨이퍼(200)를 가열한다. 또한 램프 히터(1002)에 의해서도 처리실(201)이 가열된다. 또한 웨이퍼(200)의 승온을 수행하는 동안, 진공 펌프(246)에 의해 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내를 진공 배기하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 값으로 한다. 진공 펌프(246)는 적어도 후술하는 기판 반출 공정(S160)이 종료될 때까지 작동시켜둔다.
(반응 가스 공급 공정: S130)
다음으로 제1 가스 공급부(1100)로부터 처리실(201)의 외주 영역에 산소를 함유하는 산화종원 가스인 제1 처리 가스로서의 산소 함유 가스와 수소 함유 가스의 혼합 가스의 공급을 시작한다. 구체적으로는 밸브(253a) 및 밸브(253b)를 열고 MFC(252a) 및 MFC(252b)로 유량 제어하면서 가스 취출구(239)를 개재하여 처리실(201) 내에 제1 처리 가스의 공급을 시작한다.
MFC(252a) 및 MFC(252b)로 유량 제어를 수행하는 것에 의해, 제1 처리 가스의 총 유량 및 제1 처리 가스의 조성(특히 수소의 함유율)의 적어도 일방(一方)이 조정된다. 본 실시 형태에서는 수소 함유 가스와 산소 함유 가스의 혼합비(유량비)를 바꾸는 것에 의해 제1 처리 가스의 조성을 용이하게 조정하는 것이 가능하다.
이때 산소 함유 가스로서 예컨대 O2 가스를 수소 함유 가스로서 예컨대 H2 가스를 이용하는 경우, 제1 처리 가스의 총 유량을 예컨대 1,000sccm 내지 10,000sccm으로 하고, 제1 처리 가스 중의 산소 함유 가스의 유량을 예컨대 20sccm 내지 4,000sccm, 바람직하게는 20sccm 내지 2,000sccm의 범위 내의 소정 값으로 한다. 또한 제1 처리 가스 중의 수소 함유 가스의 유량을 예컨대 20sccm 내지 1,000sccm, 바람직하게는 20sccm 내지 500sccm의 범위 내의 소정 값으로 한다. 제1 처리 가스에 포함되는 수소와 산소의 함유 비율은 0:100 내지 95:5의 범위의 소정의 값으로 한다.
처리실(201)의 외주 영역이며, 후술하는 플라즈마 처리 공정(S140)에서 형성되는 링 형상의 플라즈마가 생성되는 영역에 대하여 직접 제1 처리 가스를 공급하는 것이 바람직하다.
동시에 제2 가스 공급부(1200)로부터 처리실(201)의 중앙 영역에 수소 농도 조정 가스인 제2 처리 가스로서의 산소 함유 가스와 수소 함유 가스의 혼합 가스의 공급을 시작한다. 구체적으로는 밸브(253d) 및 밸브(253e)를 열고 MFC(252d) 및 MFC(252e)로 유량 제어하면서 노즐(1008)에 설치된 노즐 공(1008a)을 개재하여 처리실(201) 내에 제2 처리 가스의 공급을 시작한다.
MFC(252d) 및 MFC(252e)로 유량 제어를 수행하는 것에 의해 제2 처리 가스의 총 유량 및 제2 처리 가스의 조성(특히 수소의 함유율) 중 적어도 일방이 조정된다. 제1 처리 가스와 마찬가지로 산소 함유 가스와 수소 함유 가스의 혼합비를 바꾸는 것에 의해 제2 처리 가스의 조성을 용이하게 조정하는 것이 가능하다.
이때 산소 함유 가스로서 예컨대 O2 가스를 수소 함유 가스로서 예컨대 H2 가스를 이용하는 경우, 제2 처리 가스의 총 유량을 제1 처리 가스의 총 유량과 동등 또는 그 이하이며, 예컨대 100sccm 내지 5,000sccm으로 하고, 제2 처리 가스 중의 산소 함유 가스의 유량을 예컨대 0sccm 내지 5,000sccm, 바람직하게는 0sccm 내지 500sccm의 범위 내의 소정 값으로 한다. 또한 제2 처리 가스 중의 수소 함유 가스의 유량을 예컨대 0sccm 내지 5,000sccm, 바람직하게는 0sccm 내지 500sccm의 범위 내의 소정 값으로 한다. 본 실시 형태에서는 제2 처리 가스에 포함되는 수소 함유 가스의 비율(즉 제1 처리 가스의 수소 함유율)을 0% 내지 100%의 범위 내의 소정 값으로 한다. 제2 처리 가스의 유량이 제1 처리 가스의 유량보다 큰 경우, 처리실(201) 내의 플라즈마 생성 영역에서의 수소와 산소의 농도나 함유 비율이 제2 처리 가스에 의한 영향을 크게 받으므로, 플라즈마 생성 영역에서의 플라즈마 여기의 제어나 플라즈마에 의해 생성되는 산화종의 생성 제어 등이 곤란해지기 때문이다.
즉 본 실시 형태에서는 컨트롤러(221)는 적어도 MFC(252a, 252b, 252d, 252e)를 제어하고, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스에서의 제1 가스와 제2 가스의 농도비 또는 상기 제1 처리 가스와 상기 제2 처리 가스의 유량비 중 적어도 일방을 조정한다.
본 실시 형태에서는 노즐 공(1008a)으로부터 수소를 포함하는 제2 처리 가스를 공급하는 것에 의해, 플라즈마 여기에 의해 생성되는 활성종에 의해 웨이퍼(200)의 표면에 대한 처리를 수행할 때, 상기 처리에 의한 기판 면내 분포를 조정하는 것이 용이해진다. 바꿔 말하면, 면내 분포의 제어성을 향상시킬 수 있다.
처리실(201) 내에서 생성되는 플라즈마 밀도에 편차, 특히 처리실(201)의 중앙을 중심으로 한 지름 방향의 편차가 발생하는 경우에서, 플라즈마 밀도에 의한 웨이퍼(200)의 표면에 대한 처리의 면내 분포의 편차를 조정, 구체적으로는 저감 등 하는 것이 용이해진다.
또한 노즐(1008)을 처리실(201)의 천장면인 플레이트(1004)로부터 하방으로 연장되도록 설치하는 것에 의해, 플라즈마 생성부(1040)의 전극[예컨대 공진 코일(212)]을 처리 용기(203)의 측방에 배치한 경우에도 노즐(1008)과 전극의 간섭이 없어 장치 설계가 용이해진다.
노즐 공(1008a)을 포함하는 노즐(1008)의 길이[노즐 공(1008a)으로부터 웨이퍼(200)까지의 거리]는 제2 처리 가스의 유량이나 처리실(201) 내의 압력(처리 압력), RF 전력값 등의 요소나, 원하는 플라즈마 처리의 기판 면내 분포에 따라 최적의 값이 다르다. 본 실시 형태에서는 노즐(1008)의 길이를 바꾸는 것에 의해 플라즈마 처리의 면내 분포를 조정할 수 있다.
노즐(1008)이 길수록, 즉 웨이퍼(200)까지의 거리가 짧을수록, 제2 처리 가스의 공급에 의한, 제1 공급구(1022)로부터 공급되는 제1 처리 가스의 처리실(201) 내의 흐름으로의 영향을 작게 할 수 있다. 또한 노즐 공(1008a)과 웨이퍼(200)의 표면의 거리를 작게 하는 것에 의해, 노즐 공(1008a)으로부터의 가스 공급을 이용한 웨이퍼(200) 근방의 공간에서의 가스 분포의 조정이 용이해진다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 특히 노즐 공(1008a)을 플라즈마 생성부(1040)를 구성하는 전극의 하단보다 하방에 설치하거나 또는 노즐 공(1008a)을 플라즈마 생성 영역의 하단보다 하방에 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 노즐(1008)이 짧을수록, 즉 웨이퍼(200)까지의 거리가 길수록, 제2 처리 가스의 공급에 의한, 제1 공급구(1022)로부터 공급되는 제1 처리 가스의 처리실(201) 내의 흐름에 대한 영향이 크게 된다. 그렇기 때문에 제2 처리 가스의 공급에 의해 제1 처리 가스의 처리실(201) 내의 흐름을 조정하기 위해서 노즐(1008)을 짧게 할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 특히, 노즐 공(1008a)을 플라즈마 생성부(1040)를 구성하는 전극의 상단보다 상방에 설치하거나 또는 노즐 공(1008a)을 플라즈마 생성 영역의 상단보다 상방에 설치하는 것이 바람직하다.
또한 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성부(1040)를 구성하는 전극의 상단과 하단 사이에 설치되어도 좋고, 플라즈마 생성 영역의 상단과 하단 사이에 설치되어도 좋다. 이와 같이 노즐 공(1008a)을 설치하는 것에 의해 플라즈마 생성 영역에 제2 처리 가스가 직접 공급되는 것을 억제하고, 플라즈마 생성 영역에서의 활성종의 생성 상태를 제어하는 것이 용이해진다. 또한 노즐 공(1008a)은 플라즈마 생성부를 구성하는 공진 코일(212)의 중점과 거의 동일한 높이로 설치되어도 좋다. 이와 같이 노즐 공(1008a)을 설치하는 것에 의해 가장 플라즈마 밀도가 큰 플라즈마 생성 영역에 제2 처리 가스가 직접 공급되는 것을 억제하고, 플라즈마 생성 영역에서의 활성종의 생성 상태를 제어하는 것이 용이해진다.
(수소의 농도 분포 제어)
본 공정에서는 제1 처리 가스, 제2 처리 가스의 각각에 대해서 유량 및 수소 함유율 중 적어도 일방을 제어하는 것에 의해, 처리실(201) 내, 특히 웨이퍼(200)의 처리면의 근방 공간에서의 수소 농도 분포를 제어하는 것이 가능하다. 수소 농도 분포는 후술하는 플라즈마 처리 공정에서의 산화종의 밀도 분포가 원하는 것이 되도록 제어된다. 제2 처리 가스의 수소 함유율은 제1 처리 가스의 수소 함유율과 다르게 조정되는 것이 바람직하다. 제1 처리 가스와는 수소 함유율이 다른 제2 처리 가스를 이용하는 것에 의해 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 유량을 각각 제어하고, 처리실(201) 내의 수소 농도 분포를 조정하는 것이 용이해진다. 제2 처리 가스의 수소 함유율을 제1 처리 가스의 수소 함유율보다 높게 해서 조정할 수도 있고, 제1 처리 가스에 포함되는 수소의 함유율보다 낮게 해서 조정할 수도 있다.
처리실(201) 내의 압력은 예컨대 5Pa 내지 260Pa의 범위 내의 소정 압력이 되도록, APC 밸브(242)의 개도를 조정해서 처리실(201) 내의 배기를 제어한다. 이와 같이 처리실(201) 내를 적당히 배기하면서 후술하는 플라즈마 처리 공정(S140) 종료 시까지 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스의 공급을 계속한다.
(플라즈마 처리 공정: S140)
처리실(201) 내의 압력이 안정되면, 공진 코일(212)에 대하여 고주파 전원(273)으로부터 고주파 전력의 인가를 시작한다. 이에 의해 제1 처리 가스가 공급되는 플라즈마 생성 공간(201a) 내에 고주파 전자계가 형성되고, 이러한 전자계에 의해 플라즈마 생성 공간의 공진 코일(212)의 전기적 중점에 상당하는 높이 위치에 가장 높은 플라즈마 밀도를 가지는 링 형상의 유도 플라즈마가 여기된다. 산소 및 수소를 포함하는 플라즈마 상(狀)의 제1 처리 가스는 해리되고, O를 포함하는 O 래디컬이나 히드록시래디컬(OH 래디컬) 등의 산소 래디컬, 원자상(原子狀) 산소(O), 오존(O3), 산소 이온 등의 산소를 함유하는 활성종이 생성된다. 이러한 산소를 함유하는 활성종은 산화종으로서 작용한다.
본 공정에서 제1 처리 가스는 플라즈마가 제2 플라즈마 밀도로 생성되는 영역인 플라즈마 생성 영역에 공급된다. 본 실시 형태에서는 공진 코일(212)에 가까운 처리실(201) 내의 외주 영역 내이며, 링 형상의 플라즈마가 여기되는 영역인 플라즈마 생성 영역에 대하여 제1 처리 가스가 공급되고, 주로 제1 처리 가스가 플라즈마 여기되는 것에 의해 전술한 활성종이 생성된다.
한편, 본 공정에서 제2 처리 가스는 플라즈마가 제2 플라즈마 밀도보다 낮은 제1 플라즈마 밀도로 생성되는 영역 또는 플라즈마가 생성되지 않는 영역(제1 플라즈마 밀도가 실질적으로 0인 영역)인 플라즈마 비생성 영역에 공급된다. 즉 제2 처리 가스는 제1 처리 가스와는 플라즈마의 밀도가 다른 영역에 공급된다. 본 실시 형태에서는 특히, 링 형상의 플라즈마의 내측에 형성되는 플라즈마 비생성 영역에 제2 처리 가스가 공급된다.
즉 본 실시 형태에서는 처리실(201)의 외주 영역의 적어도 일부가 처리실(201)의 내벽을 따른 링 형상의 플라즈마가 생성되는 플라즈마 생성 영역이 되고, 처리실(201)의 중앙 영역이 플라즈마 비생성 영역이 된다.
(활성종의 밀도 분포 제어)
여기서 플라즈마에 의해 생성된 산소를 함유하는 활성종은 분위기 중의 수소와 반응하면 그 산화종으로서의 능력(산화 능력)을 잃거나 또는 저하시킨다(즉 실활한다). 그렇기 때문에 활성종이 존재하는 분위기 중의 수소 농도에 따라 그 분위기 중에서의 활성종의 밀도(농도)의 쇠퇴 속도(쇠퇴량)가 변화된다. 수소 농도가 높을수록 활성종의 쇠퇴량은 증대하고, 수소 농도가 낮을수록 활성종의 쇠퇴량은 저하된다.
본 실시 형태에서는 플라즈마 생성 영역에서 생성된 활성종이 플라즈마 비생성 영역에서 확산할 때, 플라즈마 비생성 영역 중의 수소와 반응해서 서서히 실활된다. 따라서 플라즈마 비생성 영역에서 확산하는 활성종의 밀도는 상기 영역 내의 수소 농도에 의해 그 쇠퇴량이 조정될 수 있다. 즉 플라즈마 비생성 영역에서의 활성종의 밀도 분포는 상기 영역 내의 수소 농도 분포를 제어하는 것에 의해 임의로 조정될 수 있다.
구체적으로는 전술한 반응 가스 공급 공정에서 플라즈마 비생성 영역에 주로 공급되는 제2 처리 가스의 유량 또는 수소의 함유율 중 적어도 어느 하나를 조정하는 것에 의해, 상기 영역 내에서의 웨이퍼(200)의 면내 방향에서의 수소 농도 분포를 제어한다. 그리고 이 수소 농도 분포를 제어하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 상방 공간에서 확산하는 활성종의 밀도 분포를 조정한다. 이와 같이 하여 웨이퍼(200)의 면내 방향에서의 밀도 분포가 조정된 활성종이 웨이퍼(200) 표면에 공급된다.
플라즈마 비생성 영역에서의 수소의 농도 분포는 플라즈마 생성 영역으로부터의 거리, 보다 구체적으로는 처리실(201)의 외주로부터 중앙을 향하는 방향에서의 링 형상의 플라즈마가 형성된 영역에서의 거리에 따라 제어된다.
외주 영역에서 형성된 링 형상의 플라즈마에 의해 생성된 활성종은 웨이퍼(200)의 외주로부터 중심 방향을 향하여 웨이퍼(200)의 처리면의 상방 영역(상방공간)에서 확산되면서 웨이퍼(200)에 공급된다. 본 실시 형태에서는 링 형상의 플라즈마가 처리실(201)의 내주 방향에서 대략 균일한 밀도(강도)로 형성되고, 그 플라즈마에 의해 생성되는 활성종의 밀도도 처리실(201)의 내주방향에서는 대략 균일로 간주하는 것이 가능하다. 따라서 처리실(201)의 지름 방향[즉 웨이퍼(200)의 지름 방향]에서의 플라즈마 생성 영역에서의 거리에 따라 수소의 농도 분포에 구배(勾配)를 두는 것에 의해, 처리실(201)의 내주 방향에서 활성종의 밀도 분포를 균일로 하면서 웨이퍼(200)의 면내 방향에서의 활성종의 밀도 분포를 임의의 분포가 되도록 제어할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 밀도 분포가 제어되는 활성종의 종류는 특히 한정되지 않지만, 처리실(201) 내에서 전자계에 의해 가속화되지 않고 확산되는 산소 래디컬이나 원자상 산소의 밀도 분포를 제어하는 데 본 실시 형태는 바람직하다.
그 후, 소정의 처리 시간, 예컨대 10초 내지 900초가 경과하면, 고주파 전원(273)으로부터의 전력의 출력을 정지하고 처리실(201) 내에서의 플라즈마 방전을 정지한다. 또한 밸브(253a, 253b, 253d, 253e)를 닫고 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 정지한다. 이상으로 플라즈마 처리 공정(S140)이 종료된다.
(진공 배기 공정: S150)
제1 처리 가스 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하면, 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내를 진공 배기한다. 이에 의해 처리실(201) 내의 제1 처리 가스, 제2 처리 가스, 이들 가스의 반응에 의해 발생한 배기 가스 등을 처리실(201) 외로 배기한다. 그 후, APC 밸브(242)의 개도를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실과 같은 압력으로 조정한다.
(기판 반출 공정: S160)
그 후, 서셉터(217)를 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 하강시켜 웨이퍼 승강 핀(266) 상에 웨이퍼(200)를 지지시킨다. 그리고 게이트 밸브(244)를 열고 웨이퍼 반송 기구를 이용하여 웨이퍼(200)를 처리실(201) 외에 반출한다. 이상으로 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
[다른 실시 형태]
이상, 본 개시의 실시 형태의 일례에 대해서 설명했지만, 본 개시의 실시 형태는 상기에 한정되지 않고, 상기 이외에도 그 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형해서 실시 가능한 것은 물론이다.

Claims (20)

  1. 처리실을 구성하는 처리 용기;
    제1 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제1 공급구를 포함하는 제1 가스 공급계;
    제2 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제2 공급구를 포함하는 제2 가스 공급계;
    상기 처리 용기의 외주를 따라 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성되고, 상기 처리실 내에 공급된 상기 제1 처리 가스를 플라즈마 여기(勵起)하도록 구성된 플라즈마 생성부; 및
    기판을 보지(保持)하는 기판 보지대
    를 구비하고,
    상기 제2 공급구는 상기 처리실의 천장면이며 상기 제1 공급구보다 상기 처리 용기의 지름 방향에서의 중앙측의 위치부터 하방(下方)으로 연장되도록 설치된 공급관에 설치되는 것과 함께, 상기 제1 공급구보다 하방에 설치되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 상기 처리 용기의 외주에 권회(卷回)해서 설치된 공진(共振) 코일에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공진 코일은 공급되는 고주파 전력의 파장의 1/2 또는 정수배의 전기적 길이를 가지는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 처리실 내에서의 상기 처리 용기의 내주를 따른 통 형상 또는 원환(圓環) 형상의 플라즈마 생성 영역에 플라즈마를 생성하도록 구성되고,
    상기 제2 공급구는 상기 플라즈마 생성 영역의 내주보다 상기 처리 용기의 지름 방향에서의 내측에 설치되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리실의 상기 천장면을 구성하는 플레이트와, 상기 플레이트의 상면에 대향되는 하면을 포함하는 덮개부를 구비하고,
    상기 플레이트의 상기 상면과 상기 덮개부의 상기 하면 사이에 상기 제2 처리 가스가 공급되는 제2 버퍼부가 설치되고,
    상기 공급관의 상단은 상기 제2 버퍼부에 접속되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리실의 상기 천장면을 구성하는 플레이트를 구비하고,
    상기 공급관은 상기 플레이트에 접속되거나 또는 상기 플레이트를 관통하여 그 상단이 상기 제2 처리 가스를 공급하는 제2 가스 공급관에 접속되는 기판 처리 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 처리 용기의 지름 방향 외측 단부를 따른 영역에 상기 제1 처리 가스가 공급되는 제1 버퍼부가 설치되고,
    상기 제1 공급구는 상기 제1 버퍼부와 연통되고, 상기 처리 용기의 주방향을 따라 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공급구는 상기 플라즈마 생성부를 구성하는 상기 전극의 상단과 하단 사이에 설치되는 기판 처리 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 공급구는 상기 플라즈마 생성부를 구성하는 상기 공진 코일의 중점과 실질적으로 동일한 높이로 설치되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 공급구는 상기 플라즈마 생성부를 구성하는 상기 전극의 하단보다 하방에 설치되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공급구는 상기 공급관의 선단(先端)에 설치된 복수의 분출구에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공급구는 상기 기판의 면의 수직 방향에 대하여 소정의 각도를 가지는 사선 하방에 상기 제2 처리 가스를 분출하도록 구성된 분출구에 의해 구성되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 상기 기판의 중심으로부터, 상기 제2 공급구로부터의 상기 제2 처리 가스의 분출 방향과 상기 기판이 교차하는 위치까지의 거리가 일정해지도록, 상기 제2 공급구와 상기 기판의 거리에 따라 설정되는 기판 처리 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 처리 가스는 상기 제1 처리 가스와 조성이 다른 가스인 기판 처리 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스 및 상기 제2 처리 가스는 각각 제1 가스와 제2 가스의 혼합 가스인 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 가스는 산소 함유 가스인 기판 처리 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제2 가스는 수소 함유 가스 또는 불활성 가스 중 적어도 어느 하나인 기판 처리 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 처리 가스는 제1 가스로 구성되고 또한 제2 가스를 포함하지 않는 가스이며,
    상기 제2 처리 가스는 제2 가스로 구성되고 또한 제1 가스를 포함하지 않는 가스인 기판 처리 장치.
  19. 처리실을 구성하는 처리 용기;
    제1 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제1 공급구를 포함하는 제1 가스 공급계;
    제2 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제2 공급구를 포함하는 제2 가스 공급계;
    상기 처리 용기의 외주를 따라 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성된 플라즈마 생성부; 및
    기판을 보지하는 기판 보지대
    를 구비하고,
    상기 제2 공급구는 상기 처리실의 천장면이며 상기 제1 공급구보다 상기 처리 용기의 지름 방향에서의 중앙측의 위치부터 하방으로 연장되도록 설치된 공급관에 설치되는 것과 함께, 상기 제1 공급구보다 하방에 설치되는 기판 처리 장치의 상기 처리실에 상기 기판을 반입하는 공정;
    상기 제1 공급구로부터 상기 제1 처리 가스를 상기 처리실에 공급하는 것과 함께, 상기 제2 공급구로부터 상기 제2 처리 가스를 상기 처리실에 공급하는 공정;
    상기 플라즈마 생성부에 의해 상기 처리실 내에 공급된 상기 제1 처리 가스를 플라즈마 여기하는 공정; 및
    상기 플라즈마 여기된 상기 제1 처리 가스 및 상기 제2 처리 가스를 상기 기판에 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 처리실을 구성하는 처리 용기;
    제1 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제1 공급구를 포함하는 제1 가스 공급계;
    제2 처리 가스를 상기 처리실 내에 공급하는 제2 공급구를 포함하는 제2 가스 공급계;
    상기 처리 용기의 외주를 따라 설치되고, 고주파 전력이 공급되는 전극에 의해 구성된 플라즈마 생성부; 및
    기판을 보지하는 기판 보지대
    를 구비하고,
    상기 제2 공급구는 상기 처리실의 천장면이며 상기 제1 공급구보다 상기 처리 용기의 지름 방향에서의 중앙측의 위치부터 하방으로 연장되도록 설치된 공급관에 설치되는 것과 함께, 상기 제1 공급구보다 하방에 설치되는 기판 처리 장치의 상기 처리실에 상기 기판을 반입하는 단계;
    상기 제1 공급구로부터 상기 제1 처리 가스를 상기 처리실에 공급하는 것과 함께, 상기 제2 공급구로부터 상기 제2 처리 가스를 상기 처리실에 공급하는 단계;
    상기 플라즈마 생성부에 의해 상기 처리실 내에 공급된 상기 제1 처리 가스를 플라즈마 여기하는 단계; 및
    상기 플라즈마 여기된 상기 제1 처리 가스 및 상기 제2 처리 가스를 상기 기판에 공급하여 상기 기판을 처리하는 단계
    를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램.
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