KR20230096035A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230096035A
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film
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히로키 무라카미
마사노부 이게타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판에 흡착하는 촉매 성분을 상기 기판에 공급하는 촉매 성분 공급 공정과, 상기 촉매 성분의 존재 하에서 상기 기판에 절연막을 형성하는 성막 성분을 상기 기판에 공급하는 성막 성분 공급 공정과, 상기 기판에 흡착하고 또한 상기 촉매 성분의 상기 기판에의 흡착을 저해하는 저해 성분을 상기 기판의 표면 또는 이면에 공급하는 저해 성분 공급 공정을 갖고, 상기 저해 성분 공급 공정은, 상기 촉매 성분 공급 공정의 앞에 행하는, 기판 처리 방법.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 내부에서 기판을 처리하는 반응 용기와, 상면을 노출시킨 수평한 상태에서 기판을 오목부에 수납하는 도전성 재료이며 판상으로 형성된 지지체와, 지지체를 복수 단, 수평하게 유지하는 지지체 유지체와, 반응 용기 내에서 지지체 유지체에 유지된 지지체를 유도 가열하는 유도 가열 장치를 갖는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-153467호 공보
본 개시는, 기판의 다른 면에 대하여 선택적으로 성막할 수 있는 기판 처리 방법을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 방법은, 기판에 흡착하는 촉매 성분을 상기 기판에 공급하는 촉매 성분 공급 공정과, 상기 촉매 성분의 존재 하에서 상기 기판에 절연막을 형성하는 성막 성분을 상기 기판에 공급하는 성막 성분 공급 공정과, 상기 기판에 흡착하고 또한 상기 촉매 성분의 상기 기판에의 흡착을 저해하는 저해 성분을 상기 기판의 표면 또는 이면에 공급하는 저해 성분 공급 공정을 갖고, 상기 저해 성분 공급 공정은, 상기 촉매 성분 공급 공정의 앞에 행한다.
본 개시의 일 양태에 의하면, 기판의 다른 면에 대하여 선택적으로 성막할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 기판 처리 방법의 흐름도이다.
도 2는 처리가 행해지기 전의 기판 모식도이다.
도 3은 저해 성분이 공급된 기판의 모식도이다.
도 4는 촉매 성분이 공급된 기판의 모식도이다.
도 5는 성막 성분이 공급된 기판의 모식도이다.
도 6은 성막이 형성된 기판의 모식도이다.
도 7은 도 6에서 저해 성분이 제거된 기판의 모식도이다.
도 8은 기판에 촉매 성분이 흡착한 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 기판에 성막 성분이 공급된 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 9에서 성막 성분이 더 공급된 상태를 도시하는 도면이다.
도 11은 기판에 성막이 형성된 상태를 도시하는 도면이다.
도 12는 기판에 저해 성분이 흡착한 상태를 도시하는 도면이다.
도 13은 도 12에서 촉매 성분이 공급된 상태를 도시하는 도면이다.
도 14는 도 13에서 성막 성분이 공급된 상태를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일부를 도시하는 개략도이다.
도 16은 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일부를 도시하는 모식도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 공통되는 부분에 대해서는, 동일한 또는 대응하는 부호를 붙여서 설명을 생략하는 경우가 있다.
<기판 처리 방법>
도 1은, 실시 형태에 관한 기판 처리 방법의 흐름도이다. 도 2 내지 도 7은, 실시 형태에 관한 기판 처리 방법에서 기판이 처리되는 공정을 나타낸다.
본 실시 형태의 기판 처리 방법은, 기판에 흡착하는 촉매 성분을 상기 기판에 공급하는 촉매 성분 공급 공정과, 상기 촉매 성분의 존재 하에서 상기 기판에 절연막을 형성하는 성막 성분을 상기 기판에 공급하는 성막 성분 공급 공정과, 상기 기판에 흡착하고 또한 상기 촉매 성분의 상기 기판에의 흡착을 저해하는 저해 성분을 상기 기판의 표면 또는 이면에 공급하는 저해 성분 공급 공정을 갖고, 상기 저해 성분 공급 공정은, 상기 촉매 성분 공급 공정의 앞에 행한다.
본 실시 형태의 기판 처리 방법에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 스텝 S11 내지 S16이 실행되어, 기판의 처리가 행해진다(도 2 내지 도 7).
스텝 S11에서는, 기판(10)의 표면(11) 또는 이면(12)에, 저해 성분(20)을 공급한다(도 1). 저해 성분(20)은, 기판(10)에 흡착한다. 본 실시 형태에서는, 저해 성분(20)이 기판(10)의 이면(12)에만 공급되어, 기판(10)의 이면(12)에 저해 성분(20)이 흡착한다(도 2, 도 3). 또한, 스텝 S11은, 본 실시 형태의 기판 처리 방법에 있어서의 저해 성분 공급 공정의 일례이다.
기판(10)은, 실리콘(Si) 등의 반도체 웨이퍼(이하, 실리콘 웨이퍼(W)또는 웨이퍼(W)라고 함)로 구성되고, 표면(11) 또는 이면(12)에 소자나 배선 패턴이 형성 된다. 또한, 기판(10)(웨이퍼(W))은, 이러한 웨이퍼에 한정되지 않고, 플랫 패널 디스플레이 제조용의 유리 기판 등으로 구성해도 된다. 기판(10)은, 본 개시의 기판 처리 방법으로 처리되는 기판의 일례이다.
저해 성분(20)은, 특별히 한정되지 않는다. 저해 성분(20)으로서는, 예를 들어 유기 막이나 유기 불화 화합물, 자기 조직화 막(Self-Assembled Monolayer, 이하 SAM 또는 SAM 막이라고 함) 등을 들 수 있다. 여기서, 자기 조직화 막은, 단일 분자가 분자 간의 상호 작용에 의해 자발적으로 집합하고, 배향이 정렬된 단분자 막을 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 저해 성분(20)이 기판(10) 위에 흡착해 SAM 막이 형성된다.
또한, 이러한 SAM 막을 기판(10)에 형성하는 경우는, 저해 성분(20)으로서 유기 황 화합물 또는 유기 실란계 화합물 등을 사용할 수 있다.
SAM 막을 형성하는 유기 황 화합물로서는, 예를 들어 1-옥타데칸티올(SH-C18H37), 2-(헵타데카플루오로옥틸)에탄티올(SH-C10H4F17) 등의 알킬티올; 티오페놀, 티오페놀 유도체류, 톨릴티올, 톨릴티올 유도체류 등의 아릴티올 등을 들 수 있다.
SAM 막을 형성하는 유기 실란계 화합물로서는, 예를 들어 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 아미노실란 화합물; 트리할로겐알킬실란, 트리알콕시알킬실란 등의 알킬실란 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 기판(10)에 흡착한 저해 성분(20)은, 촉매 성분(30)의 기판(10)에의 흡착을 저해한다.
촉매 성분(30)은, 기판(10)에 흡착하지만, 저해 성분(20)의 존재에 의해 기판(10)에의 흡착이 저해되기 쉽다. 촉매 성분(30)은, 특별히 한정되지 않는다. 촉매 성분(30)으로서는, 예를 들어 금속 화합물을 사용할 수 있다.
금속 화합물의 구체예로서는, 트리메틸알루미늄(이하, TMA라고 함) 등의 알킬알루미늄이나 염화알루미늄(AlCl3) 등의 알루미늄 화합물을 들 수 있다.
또한, 알루미늄 화합물 이외의 금속 화합물로서는, 트리메틸갈륨(이하, TMG라고 함), 테트라키스에틸메틸아미노하프늄(TEMAH)이나 염화하프늄(HfCl4), 테트라키스디메틸아미노티타늄(TDMAT), 염화티타늄(TiCl4) 등을 들 수 있다.
이들 금속 화합물 중에서도, 저해되기 쉬운 원료인, 트리메틸알루미늄(TMA), 트리메틸갈륨(TMG)이 바람직하다.
스텝 S12에서는, 촉매 성분(30)을 기판(10)에 공급한다. 구체적으로는, 스텝 S11의 후에, 저해 성분(20)의 막(SAM 또는 SAM 막)이 형성된 기판(10)에 촉매 성분(30)이 흡착한다(도 4). 스텝 S12는, 본 실시 형태의 기판 처리 방법에 있어서의 촉매 성분 공급 공정의 일례이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 스텝 S12의 앞에 스텝 S11이 실행되고, 저해 성분 공급 공정은 촉매 성분 공급 공정의 앞에 행해진다.
도 8은, 기판(10)에 촉매 성분(30)이 흡착한 상태를 나타낸다. 스텝 S12에서, 기판(10)이 실리콘 웨이퍼이며, 촉매 성분(30)이 금속 화합물(예를 들어, TMA)일 경우, 도 8에 도시하는 바와 같이, TMA가 실리콘의 계면(OH 기)에 흡착한다.
스텝 S13에서는, 성막 성분(40)을 기판(10)에 공급한다. 성막 성분(40)은, 촉매 성분(30)의 존재 하에서 기판(10)에 절연막(50)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(10)의 이면(12)에 저해 성분(20)이 흡착하고, 스텝 S12의 후에, 기판(10)의 표면(11)에 촉매 성분(30)이 흡착한 상태에서, 기판(10)에 성막 성분(40)을 공급하면(도 5), 기판(10)의 표면(11)에만 절연막(50)이 성막된다(도 6).
여기서, 절연막(50)은, 기판(10)에 성막되는 대상 막이다. 스텝 S13은, 본 실시 형태의 기판 처리 방법에 있어서의 성막 성분 공급 공정의 일례이다.
성막 성분(40)은, 특별히 한정되지 않는다. 성막 성분(40)으로서는, 예를 들어 유기 실란 화합물을 사용할 수 있다.
유기 실란 화합물의 구체예로서는, 트리스(tert-펜톡시)실라놀(이하, TPSOL이라고 함) 또는 트리스(tert-부톡시)실라놀(이하, TBSOL이라고 함) 등의 실라놀 화합물, 실라놀 원료, 실리콘 알콕시드류, 금속 알콕시드 화합물, 아미노실란 등의Si-N 결합을 포함하는 원료, 금속 아미드계를 포함하는 재료 등을 들 수 있다.
도 9는, 기판(10)에 성막 성분(40)이 공급된 상태를 나타낸다. 스텝 S13에서, 기판(10)이 실리콘(Si)이며, 성막 성분(40)이 TPSOL(Si(OR)3OH, 단 R은 탄소수가 1 이상인 알킬기)일 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이, TMA의 존재 하에서, TPSOL이 실리콘 위에 흡착한다.
스텝 S14에서는, 필요에 따라, 촉매 성분 공급 공정과 성막 성분 공급 공정을 반복한다. 구체적으로는, 스텝 S12 및 S13을 반복한다. 이에 의해, TMA가 실리콘의 계면(OH 기)에 더 흡착하고, TPSOL이, TMA의 존재 하에서 더 공급되어, 실리콘 위에 퇴적한다(도 10). 그리고, TMA의 존재 하에서, TPSOL이 더 공급되어, 실리콘 위에 절연막(50)으로서 실리콘 산화막이 형성된다(도 11).
한편, 도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이, SAM 막(20)이 형성된 기판(10) 위에 촉매 성분(30)으로서 TMA를 공급해도, TMA의 기판(10)(실리콘)에의 흡착이 저해되어, TMA는 기판(10)(실리콘)에 흡착하지 않는다. 그리고, 도 14에 도시하는 바와 같이, TAM이 흡착되어 있지 않은 기판(10) 위에 성막 성분(40)으로서 TPSOL을 공급해도, 기판(10) 위에 실리콘 산화막 등의 절연막은 성막되지 않는다.
스텝 S15에서는, 필요에 따라, 저해 성분 공급 공정, 촉매 성분 공급 공정 및 성막 성분 공급 공정을 반복해도 된다. 구체적으로는, 스텝 S15의 후에 스텝 S11 내지 스텝 S15를 반복한다. 이에 의해, 스텝 S11에서 저해 성분(SAM)(20)이 흡착한 기판(10) 위에 SAM 막(20)이 더 형성된다(도 12 내지 도 14).
스텝 S16에서는, 기판(10)에 흡착한 저해 성분(20)을 제거한다(도 1, 도 7). 스텝 S16은, 본 실시 형태의 기판 처리 방법에 있어서의 제거 공정의 일례이다. 제거 공정은, 성막 성분 공급 공정 후에 행해진다. 구체적으로는, 스텝 S16이 스텝 S13의 후에 실행된다.
스텝 S16에서는, 산소를 포함하는 가스의 플라스마가 기판(10)에 공급된다. 여기서, 산소를 포함하는 가스는, 특별히 한정되지 않는다. 산소를 포함하는 가스로서는, 예를 들어 산소, 오존 등을 들 수 있다. 플라스마는, 분자가 정(+)의 전하를 갖는 입자(이온)와 부(-)의 전하를 갖는 전자로 전리한 상태를 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 산소를 포함하는 가스의 플라스마가 기판(10)에 공급됨으로써, 기판(10)의 이면에 흡착한 저해 성분(20)이 제거된다(도 6, 도 7).
또한, 저해 성분의 제거 공정은, 산소에 한정되지 않고 환원 가스에 의해 행할 수도 있다. 예를 들어, H2, NH3, H2 또는 NH3를 플라스마화한 것, 또는 히드라진을 포함하는 가스를 사용할 수 있다. 저해 성분의 주골격은, 알킬 등의 직쇄 구조이기 때문에, 산화에 의해 COx의 상태로서 에칭이 가능하다. 또한, 저해 성분은, 유기계의 구조이기 때문에, 수소나 암모니아 라디칼에 의해서도 용이하게 제거할 수 있다.
본 실시 형태의 기판 처리 방법에서는, 상술한 바와 같이, 저해 성분 공급 공정을, 촉매 성분 공급 공정의 앞에 행함으로써, 저해 성분(20)이 공급된 기판(10)의 표면(11) 또는 이면(12)에서는, 촉매 성분(30)의 기판(10)에의 흡착이 저해되어, 촉매 성분(30)은 흡착하지 않는다(도 4).
이에 의해, 촉매 성분(30)이 흡착되지 않은 기판(10) 위에 성막 성분(40)이 공급되어도, 기판(10) 위에 실리콘 산화막 등의 절연막은 성막되지 않는다(도 5, 도 6). 그 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 기판(10)의 다른 면에 대하여 선택적으로 성막하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 저해 성분 공급 공정(스텝 S11)에서, 저해 성분(20)을 기판(10)의 이면(12)에만 공급함으로써, 촉매 성분(30)은 기판(10)의 표면(11)에는 흡착하지만, 이면(12)에는 흡착하지 않는다. 이 상태에서, 성막 성분 공급 공정(스텝 S13)에서 성막 성분(40)을 기판(10)에 공급하면, 절연막(50)이 기판(10)의 표면(11)에는 형성되고, 이면(12)에는 형성되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 기판(10)의 표면(11)에 대하여 선택적으로 절연막(50)을 형성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 성막 성분(40)으로서 유기 실란 화합물을 사용함으로써, 촉매 효과로 기판(10) 위에 안정된 절연막(50)을 형성할 수 있다. 또한, 이러한 유기 실란 화합물로서, TPSOL 또는 TBSOL을 사용함으로써, 기판(10)과의 밀착성이 높은 절연막(50)을 성막할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 촉매 성분(30)으로서 금속 화합물을 사용함으로써, 성막 성분(40)의 성막 반응을 촉진할 수 있다. 또한, 이러한 금속 화합물로서 트리메틸알루미늄(TMA) 또는 트리메틸갈륨(TMG)을 사용함으로써, 성막 성분(40)에 의해 성막되는 절연막(50)의 기판(10)과의 밀착성을 높일 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 촉매 성분 공급 공정(스텝 S12)과 성막 성분 공급 공정(스텝 S13)을 반복함으로써, 기판(10)의 다른 면에 대하여 선택적으로 성막하면서, 기판(10)에 형성되는 절연막(50)의 막 두께나 막질을 조정할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 저해 성분(20)으로서 기판(10)에 자기 조직화 막(SAM 막)을 형성하는 유기 황 화합물 또는 유기 실란계 화합물을 사용함으로써 SAM 막(20)이 형성된 기판(10) 위에 촉매 성분(30)이 공급되어도, 촉매 성분(30)의 기판(10)에의 흡착을 저해할 수 있다.
이에 의해, SAM 막(20)이 형성된 기판(10) 위에는, 촉매 성분(30)이 흡착되지 않기 때문에, 성막 성분(40)이 공급되어도 절연막은 성막되지 않는다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 기판(10)의 다른 면에 대한 선택적인 성막을 실현할 수 있다.
또한, 저해 성분(20)으로서, 기판(10)에 SAM 막을 형성하는 유기 황 화합물을 사용함으로써, 기판(10)에 안정된 자기 조직화 막을 형성할 수 있다. 그 때문에, 촉매 성분(30)의 기판(10)에의 흡착을 효과적으로 저해할 수 있고, 기판(10)의 다른 면에 대한 선택적인 성막을 높은 정밀도로 실현할 수 있다.
또한, 저해 성분(20)으로서, 기판(10)에 SAM 막을 형성하는 유기 실란계 화합물을 사용함으로써, 촉매 성분(30)의 기판(10)에의 흡착을 효과적으로 저해할 수 있고, 기판(10)의 다른 면에 대한 선택적인 성막을 높은 정밀도로 실현할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 저해 성분 공급 공정(스텝 S11)과 촉매 성분 공급 공정(스텝 S12)과 성막 성분 공급 공정(스텝 S13)을 반복함으로써, 기판(10)에 형성되는 저해 성분(20)의 막의 막 두께를 유지하면서, 기판(10)의 다른 면에 대하여 선택적으로 성막할 수 있다. 또한, 저해 성분(20)의 막이 열화되어도, 저해 성분(20)으로 기판(10)이 보강되어 저해력을 유지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 기판(10)에 흡착한 저해 성분(20)을 제거하는 제거 공정(스텝 S16)을 가짐으로써, 기판(10)에 흡착된 저해 성분(20)을 기판(10)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 제거 공정(스텝 S16)을 성막 성분 공급 공정(스텝 S13)의 후에 행함으로써, 기판(10)에 절연막(50)이 형성된 후에 불필요하게 된 저해 성분(20)을 기판(10)으로부터 선택적으로 제거할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 제거 공정(스텝 S16)에서, 산소를 포함하는 가스의 플라스마를 기판(10)에 공급함으로써, 저해 성분(20)의 기판(10)에 대한 흡착력이 강한 경우에도, 불필요하게 된 저해 성분(20)을 기판(10)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 기판(10)에 흡착하는 저해 성분(20)의 막이 두꺼운 경우에도, 불필요하게 된 저해 성분(20)을 기판(10)으로부터 선택적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 제거 공정(스텝 S16)에서, H2, NH3, H2 또는 NH3을 플라스마화한 것, 또는 히드라진을 포함하는 가스를 기판(10)에 공급함으로써, 수소나 암모니아 라디칼에 의해 유기 구조의 저해 성분을 제거할 수 있다.
<기판 처리 장치>
본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판의 처리를 제어하는 제어부를 갖는 기판 처리 장치로서, 상기 제어부의 제어에 의해, 상기 기판에 흡착하는 촉매 성분을 상기 기판에 공급하고, 상기 촉매 성분의 존재 하에서 상기 기판에 절연막을 형성하는 성막 성분을 상기 기판에 공급하고, 상기 기판에 흡착하고 또한 상기 촉매 성분의 상기 기판에의 흡착을 저해하는 저해 성분을 상기 기판에 공급하고, 상기 촉매 성분이 상기 기판에 공급되기 전에, 상기 저해 성분을 상기 기판의 표면 또는 이면에 공급한다.
도 15는, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일부(기판 처리 장치(100))를 도시하는 개략도이다. 기판 처리 장치(100)는, 예를 들어 기판의 이면측에 저해 성분이 형성된 기판을 사용해서 대상 막(절연막)의 성막과 저해 성분의 제거를 행한다. 또한, 기판의 이면측에 저해 성분을 형성하는 장치에 대해서 후술한다.
기판 처리 장치(100)는, 하단이 개구된 천장이 있는 원통체 상의 처리 용기(101)을 갖는다. 처리 용기(101)의 전체는, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있다. 처리 용기(101) 내의 상단 근방에는, 석영에 의해 형성된 천장판(102)이 마련되어 있고, 천장판(102)의 하측 영역이 밀봉되어 있다. 처리 용기(101)의 하단 개구에는, 원통체 상으로 성형된 금속제의 매니폴드(103)가 O링 등의 시일 부재(104)를 개재해서 연결되어 있다.
매니폴드(103)는, 처리 용기(101)의 하단을 지지하고 있고, 매니폴드(103)의 하방으로부터 기판(W)으로서 다수매(예를 들어 25 내지 150장)의 반도체 웨이퍼(이하 「기판(W)」이라고 함. 또한, 기판(W)은 상술한 기판(10)에 대응함)를 다단으로 적재한 웨이퍼 보트(105)가 처리 용기(101) 내에 삽입된다. 이렇게 처리 용기(101) 내에는, 상하 방향을 따라 간격을 두고 다수매의 기판(W)이 대략 수평하게 수용된다.
웨이퍼 보트(105)는, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있다. 웨이퍼 보트(105)는, 3개의 로드(106)를 갖고(도 1에서는 2개를 도시함), 로드(106)에 형성된 홈(도시하지 않음)에 의해 다수매의 기판(W)이 지지된다.
웨이퍼 보트(105)는, 석영에 의해 형성된 보온통(107)을 개재해서 테이블(108) 위에 적재되어 있다. 테이블(108)은, 매니폴드(103)의 하단 개구를 개폐하는 금속(스테인리스)제의 덮개(109)를 관통하는 회전축(110) 위에 지지된다.
회전축(110)의 관통부에는, 자성 유체 시일(111)이 마련되어 있고, 회전축(110)을 기밀하게 밀봉하고, 또한 회전 가능하게 지지하고 있다. 덮개(109)의 주변부와 매니폴드(103)의 하단과의 사이에는, 처리 용기(101) 내의 기밀성을 유지하기 위한 시일 부재(112)가 마련되어 있다.
회전축(110)은, 예를 들어 보트 엘리베이터 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 지지된 암(113)의 선단에 설치되어 있고, 웨이퍼 보트(105)와 덮개(109)는 일체로서 승강하여, 처리 용기(101) 내에 대하여 삽입 분리된다. 또한, 테이블(108)을 덮개(109) 측에 고정해서 마련하여, 웨이퍼 보트(105)를 회전시키지 않고 기판(W)의 처리를 행하도록 해도 된다.
또한, 기판 처리 장치(100)는, 처리 용기(101) 내에 처리 가스, 퍼지 가스 등의 소정의 가스를 공급하는 가스 공급부(120)를 갖는다.
가스 공급부(120)는, 가스 공급관(121, 123, 124)을 갖는다.
가스 공급관(121)은, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있고, 매니폴드(103)의 측벽을 내측으로 관통해서 상방으로 굴곡되어 수직으로 연장한다. 가스 공급관(121)의 수직 부분에는, 웨이퍼 보트(105)의 웨이퍼 지지 범위에 대응하는 상하 방향의 길이에 걸쳐, 복수의 가스 구멍(121g)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 각 가스 구멍(121g)은, 수평 방향으로 가스를 토출한다.
가스 공급관(123)은, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있고, 매니폴드(103)의 측벽을 내측으로 관통해서 상방으로 굴곡되어 수직으로 연장한다. 가스 공급관(123)의 수직 부분에는, 웨이퍼 보트(105)의 웨이퍼 지지 범위에 대응하는 상하 방향의 길이에 걸쳐, 복수의 가스 구멍(123g)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 각 가스 구멍(123g)은, 수평 방향으로 가스를 토출한다.
가스 공급관(124)은, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있고, 매니폴드(103)의 측벽을 관통해서 마련된 짧은 석영관으로 이루어진다.
가스 공급관(121)은, 그 수직 부분(가스 구멍(121g)이 형성되는 수직 부분)이 처리 용기(101) 내에 마련되어 있다. 가스 공급관(121)에는, 가스 배관을 통해 가스 공급원(121a, 122a)으로부터 처리 가스가 공급된다. 가스 배관에는, 유량 제어기(121b, 122b) 및 개폐 밸브(121c, 122c)가 마련되어 있다. 이에 의해, 가스 공급원(121a, 122a)으로부터의 처리 가스는, 가스 배관 및 가스 공급관(121)을 통해 처리 용기(101) 내에 공급된다.
본 개시에서는, 가스 공급원(121a)으로부터의 처리 가스로서 촉매 성분(30)(예를 들어, TMA 등의 금속 화합물)을 포함하는 가스가, 가스 공급관(121)으로부터 처리 용기(101) 내에 공급된다. 이에 의해, 상술한 스텝 S12가 실행되어, 후술하는 SAM 막이 형성된 기판(W) 위에 촉매 성분이 공급된다(도 1, 도 4, 도 8, 도 15).
또한, 본 개시에서는, 가스 공급원(122a)으로부터의 처리 가스로서 성막 성분(40)(예를 들어, TPSOL 등의 유기 실란 화합물)을 포함하는 가스가, 가스 공급관(121)으로부터 처리 용기(101) 내에 공급된다. 이에 의해, 상술한 스텝 S13이 실행되어, 후술하는 SAM 막이 형성되고, 촉매 성분이 공급된 기판(W) 위에 성막 성분이 더 공급된다(도 1, 도 5, 도 6, 도 9 내지 도 11, 도 15).
가스 공급관(123)은, 그 수직 부분(가스 구멍(123g)이 형성되는 수직 부분)이 후술하는 플라스마 생성 공간에 마련되어 있다. 가스 공급관(123)에는, 가스 배관을 통해 가스 공급원(123a)으로부터 처리 가스가 공급된다. 가스 배관에는, 유량 제어기(123b) 및 개폐 밸브(123c)가 마련되어 있다. 이에 의해, 가스 공급원(123a)으로부터의 처리 가스는, 가스 배관 및 가스 공급관(123)을 통해 플라스마 생성 공간에 공급되고, 플라스마 생성 공간에서 플라스마화되어 처리 용기(101) 내에 공급된다.
본 개시에서는, 가스 공급원(123a)으로부터의 처리 가스로서 산소를 포함하는 가스(예를 들어, 오존 가스)가, 가스 공급관(123)으로부터 플라스마 생성 공간에 공급되고, 플라스마 생성 공간에서 플라스마화되어 처리 용기(101) 내에 공급된다. 이에 의해, 상술한 스텝 S16이 실행되어, 산소를 포함하는 가스의 플라스마가 기판(10)에 공급된다(도 1, 도 6, 도 7, 도 15).
가스 공급관(124)에는, 가스 배관을 통해 퍼지 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 퍼지 가스가 공급된다. 가스 배관(도시하지 않음)에는, 유량 제어기(도시하지 않음) 및 개폐 밸브(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 이에 의해, 퍼지 가스 공급원으로부터의 퍼지 가스는, 가스 배관 및 가스 공급관(124)을 통해 처리 용기(101) 내에 공급된다.
퍼지 가스로서는, 예를 들어 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다. 또한, 퍼지 가스가 퍼지 가스 공급원으로부터 가스 배관 및 가스 공급관(124)을 통해 처리 용기(101) 내에 공급될 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 퍼지 가스는 가스 공급관(121)으로부터 공급되어도 된다.
처리 용기(101)의 측벽에는, 플라스마 생성 기구(130)가 형성되어 있다. 플라스마 생성 기구(130)는, 가스 공급원(123a)으로부터의 처리 가스를 플라스마화한다.
플라스마 생성 기구(130)는, 플라스마 구획벽(132)과, 한 쌍의 플라스마 전극(133)(도 1에서는 1개를 도시함)과, 급전 라인(134)과, 고주파 전원(135)과, 절연 보호 커버(136)를 구비한다.
플라스마 구획벽(132)은, 처리 용기(101)의 외벽에 기밀하게 용접되어 있다. 플라스마 구획벽(132)은, 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 플라스마 구획벽(132)은 단면 오목형을 이루고, 처리 용기(101)의 측벽에 형성된 개구(131)를 덮는다. 개구(131)는, 웨이퍼 보트(105)에 지지되어 있는 모든 기판(W)을 상하 방향으로 커버할 수 있도록, 상하 방향으로 가늘고 길게 형성된다.
플라스마 구획벽(132)에 의해 규정됨과 함께 처리 용기(101) 내와 연통하는 내측 공간, 즉, 플라스마 생성 공간에는, 처리 가스를 토출하기 위한 가스 공급관(123)이 배치되어 있다. 또한, 처리 가스를 토출하기 위한 가스 공급관(123)은, 플라스마 생성 공간의 밖의 처리 용기(101)의 내측벽을 따르는 기판(W)에 가까운 위치에 마련되어 있다.
한 쌍의 플라스마 전극(133)(도 1에서는 1개를 도시함)은, 각각 가늘고 긴 형상을 갖고, 플라스마 구획벽(132)의 양측 벽 외면에, 상하 방향을 따라 대향 배치되어 있다. 각 플라스마 전극(133)은, 예를 들어 플라스마 구획벽(132)의 측면에 마련된 유지부(도시하지 않음)에 의해 유지되고 있다. 각 플라스마 전극(133)의 하단에는, 급전 라인(134)이 접속되어 있다.
급전 라인(134)은, 각 플라스마 전극(133)과 고주파 전원(135)을 전기적으로 접속한다. 도 15에 도시하는 예에서는, 급전 라인(134)은, 일단부가 각 플라스마 전극(133)의 하단에 접속되어 있고, 타단부가 고주파 전원(135)과 접속되어 있다.
고주파 전원(135)은, 각 플라스마 전극(133)의 하단에 급전 라인(134)을 개재해서 접속되고, 한 쌍의 플라스마 전극(133)에, 예를 들어 13.56MHz의 고주파 전력(RF 전력)을 공급한다. 이에 의해, 플라스마 구획벽(132)에 의해 규정된 플라스마 생성 공간 내에, 고주파 전력이 인가된다.
가스 공급관(123)으로부터 토출된 처리 가스는, 고주파 전력이 인가된 플라스마 생성 공간 내에서 플라스마화되어, 개구(131)를 통해 처리 용기(101)의 내부에 공급된다.
절연 보호 커버(136)는, 플라스마 구획벽(132)의 외측에, 해당 플라스마 구획벽(132)을 덮도록 설치되어 있다. 절연 보호 커버(136)의 내측 부분에는, 냉매 통로(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 냉매 통로에 냉각된 질소(N2) 가스 등의 냉매를 흘림으로써 플라스마 전극(133)이 냉각된다.
또한, 플라스마 전극(133)과 절연 보호 커버(136)와의 사이에, 플라스마 전극(133)을 덮도록 실드(도시하지 않음)가 마련되어 있어도 된다. 실드는, 예를 들어 금속 등의 양도체에 의해 형성되고, 접지된다.
개구(131)에 대향하는 처리 용기(101)의 측벽 부분에는, 처리 용기(101) 내를 진공 배기하기 위한 배기구(140)가 마련되어 있다. 배기구(140)는, 웨이퍼 보트(105)에 대응해서 상하로 가늘고 길게 형성되어 있다. 처리 용기(101)의 배기구(140)에 대응하는 부분에는, 배기구(140)를 덮도록 단면 U자 상으로 성형된 배기구 커버 부재(141)가 설치되어 있다. 배기구 커버 부재(141)는, 처리 용기(101)의 측벽을 따라 상방으로 연장되어 있다.
배기구 커버 부재(141)의 하부에는, 배기구(140)를 통해 처리 용기(101)를 배기하기 위한 배기관(142)이 접속되어 있다. 배기관(142)에는, 처리 용기(101) 내의 압력을 제어하는 압력 제어 밸브(143) 및 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(144)가 접속되어 있고, 배기 장치(144)에 의해 배기관(142)을 통해 처리 용기(101) 내가 배기된다.
또한, 처리 용기(101)의 외주를 둘러싸도록 해서 처리 용기(101) 및 그 내부의 기판(W)을 가열하는 원통체 상의 가열 기구(150)가 마련되어 있다.
또한, 기판 처리 장치(100)는, 제어부(160)를 갖는다. 기판 처리 장치(100)에서는, 제어부(160)의 제어에 의해, 기판의 처리가 제어된다.
제어부(160)는, 예를 들어 기판 처리 장치(100)의 각 부의 동작의 제어, 개폐 밸브(121c 내지 123c)의 개폐에 의한 각 가스의 공급·정지의 제어, 유량 제어기(121b 내지 123b)에 의한 가스 유량의 제어, 배기 장치(144)에 의한 배기의 제어가 행해진다. 또한, 제어부(160)는, 예를 들어 고주파 전원(135)에 의한 고주파 전력의 온·오프 제어, 가열 기구(150)에 의한 기판(W)의 온도의 제어를 행한다.
제어부(160)는, 예를 들어 컴퓨터 등이면 된다. 또한, 기판 처리 장치(100)의 각 부의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이면 된다.
본 개시에서는, 제어부(160)에 의해 기판의 처리가 제어되고, 상술한 스텝 S12 내지 스텝 S16이 실행되어, 기판(10)(W)에 흡착하는 촉매 성분(30)이, 후술하는 기판 처리 장치(200)의 챔버(210)에 공급되고, 또한 촉매 성분(30)의 존재 하에서 기판(10)(W)에 절연막(50)을 형성하는 성막 성분(40)이 해당 챔버(210)에 공급된다(도 4 내지 도 7, 도 9 내지 도 11, 도 15).
도 16은, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일부(기판 처리 장치(200))를 도시하는 개략도이다. 기판 처리 장치(200)는, 예를 들어 상술한 기판 처리 장치(100)로 촉매 성분이 기판에 공급되기 전에, 기판의 이면측에 저해 성분을 공급하는 장치이다.
기판 처리 장치(200)는, 챔버(210), 스테이지(220), 샤워 헤드(230), 가스 공급부(240), 배기 시스템(250) 및 제어부(260)를 갖는다. 기판 처리 장치(200)에서는, 스텝 S11이 실행되어, 기판(10)(W)에 저해 성분(20)이 형성된다(도 1 내지 도 3). 기판 처리 장치(200)는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례이다.
챔버(210)는, 천장면(211), 저면(212), 측벽(213, 214)으로 둘러싸여 있다. 챔버(210)는, 내부가 원통형의 기밀한 진공 용기로서 구성되어, 내부에 진공 분위기를 형성한다. 또한, 챔버(210)를 구성하는 진공 용기의 형상은, 이러한 원통형에 한정되지 않고, 내부가 직육면체 등의 다른 형상이어도 된다.
챔버(210)의 천장면(211), 측벽(213, 214)에는, 히터(도시하지 않음)가 마련되어 있어도 된다. 이러한 히터가 설치되어 있음으로써, 챔버(210) 내의 온도를 조정할 수 있다.
스테이지(220)는, 챔버(210) 내의 하부측(저면(212) 측)에 마련되어 있다. 스테이지(220)는, 적재대(221)를 구비하고, 적재대(221)에 기판(10)(실리콘 웨이퍼(W))이 적재된다. 스테이지(220)의 적재대(221)는, 평면으로 보아 원형으로 형성되어 있고, 수평하게 형성된 표면(상면)에 기판(10)(W)이 적재된다. 스테이지(220)의 적재대(221)의 형상은, 이러한 원형에 한정되지 않고, 평면으로 보아 사각형 등의 다른 형상이어도 된다.
스테이지(220)의 적재대(221)에는, 히터(224)가 마련되어 있어도 된다. 이러한 히터(224)가 설치되어 있음으로써, 기판(10)(W)의 온도를 조정할 수 있다. 또한, 이러한 히터(224)에 의해, 챔버(210) 내에 공급되는 처리 가스의 온도를 조정할 수 있다.
스테이지(220)는, 챔버(210)의 저면(212) 측에 마련된 지주(도시하지 않음)에 의해, 챔버(210) 내에 지지되어 있다. 지주의 둘레 방향 외측에는, 수직으로 승강하는 승강 핀(222)이 예를 들어 3개(2개만 도시) 마련되어 있다. 승강 핀(222)은, 스테이지(220)의 둘레 방향으로 간격을 두고 마련된 관통 구멍에 각각 삽입 관통되어 있다.
승강 핀(222)은, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 제어되고, 구동 기구(도시하지 않음)의 구동에 의해 승강한다.
구체적으로는, 기판(10)(W)을 지지하는 반송 기구(도시하지 않음)가 챔버(210)에 반입되면, 승강 핀(222)이 스테이지(220)의 표면으로부터 돌출되어서 챔버(210) 내에서 기판(10)(W)을 지지하여, 기판(10)(W)이 상승한다. 상승한 기판(10)(W)은, 후술하는 윙(215)에 근접하여, 챔버(210)의 천장면(211)과 기판(10)의 표면(11)과 윙(215)으로 둘러싸인 공간(210A)이 구성된다.
챔버(210) 내의 상부측(천장면(211) 측)에는, 샤워 헤드(230)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(230)는, 가스 공급부(231), 가스 확산실(232) 및 복수의 가스 토출구(233)를 갖는다. 가스 공급부(231)에는, 가스 배관을 통해 퍼지 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 퍼지 가스가 공급된다. 가스 배관(도시하지 않음)에는, 유량 제어기(도시하지 않음) 및 개폐 밸브(도시하지 않음)가 마련되어 있다.
가스 공급부(231)는, 가스 확산실(232)과 연통되어 있다. 복수의 가스 토출구(233)는, 가스 확산실(232) 및 챔버(210)와 연통되어 있다. 본 개시에 있어서, 샤워 헤드(230)에서는, 퍼지 가스를 가스 공급부(231)로부터 가스 확산실(232) 및 복수의 가스 토출구(233)를 통해 챔버(210)에 공급하도록 구성된다.
또한, 가스 공급부(231)로부터 공급되는 퍼지 가스로서는, 예를 들어 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다.
샤워 헤드(230) 하부측에는, 챔버(210)의 저면(212) 측에 환상 또한 점차 넓어지는 형상을 갖는 윙(215)이 마련되어 있다. 윙(215)은, 승강 핀(222)의 상승에 의해 기판(10)(W)에 근접하여, 기판(10)(W)의 표면(11)과 샤워 헤드(230)의 하면과의 사이에 공간(210A)을 구성한다.
또한, 윙(215)의 형상은 한정되지 않고, 기판(10)(W)의 형상에 맞춰서 윙(215)의 형상을 바꿀 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 윙(215)이 샤워 헤드(230)의 하부측에 고정되어 있지만, 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 챔버(210)의 측벽(213, 214)에 윙(215)이 고정되어 있어도 된다.
챔버(210)의 측벽(213)에는, 가스 공급부(240)에 접속되고, 처리 가스가 챔버(210) 내에 공급되는 공급구(216)가 마련되어 있다. 챔버(210)의 측벽(214)에는, 배기 시스템(250)에 접속되어, 챔버(210) 내를 배기하는 배기구(217)가 마련되어 있다.
공급구(216)는, 스테이지(220)와 윙(215)의 단부와의 사이에 마련하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판(10)(W)이 상승해서 윙(215)의 근방에서 지지했을 때에, 기판(10)(W)의 이면(12) 측에 가스가 흘러, 기판(10)(W)의 이면(12)에 저해 성분(20)이 형성된다.
가스 공급부(240)는, 챔버(210)의 공급구(216)에 마련된 공급 노즐을 구성하고, 처리 가스를 챔버(210) 내에 공급한다. 가스 공급부(240)는, 가스 소스(241), 유량 제어기(242) 및 개폐 밸브(243)를 포함해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 가스 공급부(240)는, 처리 가스를 가스 소스(241)로부터 유량 제어기(242)를 통해 공급구(216)에 공급하도록 구성된다. 유량 제어기(242)는, 예를 들어 매스플로우 컨트롤러(MFC) 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함해도 된다. 또한, 가스 공급부(240)는, 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 유량 변조 디바이스를 포함해도 된다.
본 개시에 있어서, 가스 공급부(240)에 의해, 가스 소스(241)로부터 챔버(210) 내에 공급되는 처리 가스에는, 상술한 저해 성분(20)(1-옥타데칸티올)을 포함하는 가스(이하, 저해 가스라고 함)가 사용된다. 가스 공급부(240)에서는, 저해 성분(20)(1-옥타데칸티올)을 포함하는 가스(저해 가스)는, 가스 소스(241)로부터 공급된다.
또한, 처리 가스(저해 가스)는, 챔버(210) 내에 공급되는 때에, 불활성 가스(아르곤 등)가 각 처리 가스의 캐리어 가스로서, 각 처리 가스와 혼합되어서 챔버(210) 내에 공급되어도 된다. 또한, 불활성 가스(아르곤 등)는, 저해 가스의 공급이 정지되어, 기판(10)(W)을 퍼지하는 퍼지 가스로서 챔버(210) 내에 공급되어도 된다.
배기 시스템(250)은, 챔버(210)의 배기구(217)에 마련된 배기 노즐(251)에 접속되어 있다. 배기 시스템(250)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함해도 된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 러빙 펌프 또는 이들의 조합을 포함해도 된다.
제어부(260)는, 기판의 처리를 제어한다. 제어부(260)는, 예를 들어 기판 처리 장치(200)의 각 부의 동작의 제어, 예를 들어 개폐 밸브(243)의 개폐에 의한 처리 가스(퍼지 가스, 저해 가스)의 공급·정지의 제어, 유량 제어기(242)에 의한 가스 유량의 제어, 배기 시스템(250)에 의한 배기의 제어를 행한다. 히터(224)에 의한 기판(W)의 온도 또는 처리 가스의 온도의 제어를 행한다.
제어부(260)는, 예를 들어 컴퓨터 등이면 된다. 또한, 기판 처리 장치(200)의 각 부의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이면 된다.
본 개시에서는, 제어부(260)의 모두가 기판 처리 장치(200)의 일부로서 구성되어 있지만, 이 구성에 한정되지 않고, 제어부(260)의 일부가 기판 처리 장치(200)의 일부로서 구성되어 있어도 되고, 제어부(260)의 일부 또는 모두가 기판 처리 장치(200)와 별개로 마련되어 있어도 된다. 또한, 제어부(260)는, 상술한 기판 처리 장치(100)의 제어부(160)와 겸용해도 된다.
본 개시에서는, 기판 처리 장치(200)에 있어서, 제어부(260)에 의해, 기판의 처리가 제어되고, 상술한 스텝 S11이 실행되어, 저해 성분(20)이 기판(10)(W)의 이면(12)에 공급된다(도 1, 도 3, 도 12, 도 16).
구체적으로는, 제어부(260)의 제어에 의해, 기판(10)(W)을 지지하는 반송 기구(도시하지 않음)가 챔버(210)에 반입되면, 기판(10)(W)을 승강 핀(222)으로 상승시켜, 윙(215)에 근접시킨다. 그리고, 저해 성분(20)(1-옥타데칸티올)을 포함하는 가스(저해 가스)를 가스 소스(241)로부터 챔버(210) 내의 챔버 하부(210B)에 공급하여, 기판(10)(W)의 이면(12)에만 저해 성분(20)을 흡착시킨다(도 1, 스텝 S11, 도 2, 도 3, 도 12, 도 16).
본 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(200)에서 이면(12)에 저해 성분(20)이 형성된 기판(10)이, 기판 처리 장치(200)의 챔버(210)로부터 반출되어, 기판 처리 장치(100)의 처리 용기(101) 내에 반입된다. 그리고, 기판 처리 장치(100)에서, 촉매 성분(30)(TMA)을 포함하는 가스(촉매 가스)를 가스 공급원(121a)으로부터 처리 용기(101) 내에 공급하여, 저해 성분(20)이 흡착되어 있지 않은 기판(10)(W)의 표면(11)에 촉매 성분(30)이 흡착하도록 가스 공급부(120)가 제어된다(도 1, 스텝 S12, 도 3, 도 4, 도 8, 도 9, 도 15).
또한, 본 실시 형태에서는, 성막 성분(40)(TPSOL)을 포함하는 가스(성막 가스)를 가스 공급원(122a)으로부터 챔버(210) 내에 공급하고, 촉매 성분(30)이 흡착하는 기판(10)(W)의 표면(11)에 절연막(50)(실리콘 산화막)을 형성하도록 가스 공급부(120)가 제어된다(도 1, 스텝 S13, 도 5, 도 6, 도 10, 도 11, 도 15).
또한, 본 실시 형태에서는, 산소를 포함하는 가스의 플라스마가 처리 용기(101) 내에 공급되어, 기판(10)(W)에 흡착한 저해 성분(20)을 제거한다. 구체적으로는, 기판(10)(W)의 표면(11)에 절연막(50)(실리콘 산화막)을 형성한 후에, 산소를 포함하는 가스의 플라스마를 가스 공급원(123a)으로부터 처리 용기(101) 내에 공급하고, 고주파 전원(135)에 의해 RF 전력을 인가하여, 처리 용기(101) 내에서 산소를 포함하는 가스의 플라스마를 생성한다.
이에 의해, 기판(10)(W)의 표면(11)에 절연막(50)이 형성된 후에 기판의 이면(12)에 흡착하는 저해 성분(20)이 기판(10)(W)으로부터 제거된다(도 1, 스텝 S16, 도 6, 도 7, 도 15).
본 실시 형태의 기판 처리 장치에서는, 상술한 기판 처리 방법에 의한 효과와 실질적으로 마찬가지의 효과가 얻어진다. 즉, 본 실시 형태의 기판 처리 장치에서는, 촉매 성분(30)이 챔버(210)에 공급되기 전에, 저해 성분(20)을 기판(10)(W)의 표면(11) 또는 이면(12)에 공급함으로써, 저해 성분(20)이 공급된 기판(10)(W)의 표면(11) 또는 이면(12)에서는, 촉매 성분(30)의 기판(10)(W)에의 흡착이 저해되어, 촉매 성분(30)은 흡착하지 않는다(도 1, 도 4, 도 15).
이에 의해, 촉매 성분(30)이 흡착되지 않은 기판(10)(W) 위에 성막 성분(40)이 공급되어도, 기판(10)(W) 위에 실리콘 산화막 등의 절연막은 성막되지 않는다(도 5, 도 6). 그 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 기판(10)(W)의 다른 면에 대하여 선택적으로 성막하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 저해 성분(20)을 기판(10)(W)의 이면(12)에만 공급함으로써, 촉매 성분(30)은 기판(10)(W)의 표면(11)에는 흡착하지만, 이면(12)에는 흡착하지 않는다. 이 상태에서, 성막 성분(40)을 기판(10)(W)에 공급하면, 절연막(50)이 기판(10)(W)의 표면(11)에는 형성되고, 이면(12)에는 형성되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 기판(10)(W)의 표면(11)에 대하여 선택적으로 절연막(50)을 형성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 기판(10)(W)에 흡착한 저해 성분(20)을 제거함으로써, 기판(10)(W)에 흡착한 저해 성분(20)을 기판(10)(W)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 기판(10)(W)의 표면(11)에 절연막(50)(실리콘 산화막)을 형성한 후에, 기판(10)(W)에 흡착한 저해 성분(20)을 제거함으로써, 기판(10)(W)에 절연막(50)이 형성된 후에 불필요하게 된 저해 성분(20)을 기판(10)(W)으로부터 제거할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판(10)(W)에 흡착한 저해 성분(20)을 제거할 때에 산소를 포함하는 가스의 플라스마를 기판(10)(W)에 공급함으로써, 저해 성분(20)의 기판(10)(W)에 대한 흡착력이 강한 경우에도, 불필요하게 된 저해 성분(20)을 기판(10)(W)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 기판(10)(W)에 흡착하는 저해 성분(20)의 막이 두꺼운 경우에도, 불필요하게 된 저해 성분(20)을 기판(10)(W)으로부터 제거할 수 있다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 개시는 이들 실시 형태에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 개시의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 변경이 가능하다.
본 출원은, 2020년 11월 6일에 출원된 일본 특허 출원 제2020-186153호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 여기에 원용한다.
10: 기판
11: 표면
12: 이면
20: 저해 성분
30: 촉매 성분
40: 성막 성분
50: 절연막
100: 기판 처리 장치
101: 처리 용기
102: 천장판
103: 매니폴드
104: 시일 부재
105: 웨이퍼 보트
106: 로드
107: 보온통
108: 테이블
109: 덮개
110: 회전축
111: 자성 유체 시일
112: 시일 부재
113: 암
120: 가스 공급부
121, 123, 124: 가스 공급관
121a, 122a, 123a: 가스 공급원
121b, 122b, 123b: 유량 제어기
121c, 122c, 123c: 개폐 밸브
121g, 123g: 가스 구멍
130: 플라스마 생성 기구
131: 개구
132: 플라스마 구획벽
133: 플라스마 전극
134: 급전 라인
135: 고주파 전원
136: 절연 보호 커버
140: 배기구
141: 배기구 커버 부재
142: 배기관
143: 압력 제어 밸브
144: 배기 장치
150: 가열 기구
160: 제어부
200: 기판 처리 장치
210: 챔버
210A: 공간
211: 천장면
212: 저면
213, 214: 측벽
215: 윙
216: 공급구
217: 배기구
220: 스테이지
221: 적재대
222: 승강 핀
230: 샤워 헤드
231: 가스 공급부
232: 가스 확산실
233: 가스 토출구
240: 가스 공급부
241: 가스 소스
242: 유량 제어기
243: 개폐 밸브
250: 배기 시스템
251: 배기 노즐
260: 제어부

Claims (13)

  1. 기판에 흡착하는 촉매 성분을 상기 기판에 공급하는 촉매 성분 공급 공정과,
    상기 촉매 성분의 존재 하에서 상기 기판에 절연막을 형성하는 성막 성분을 상기 기판에 공급하는 성막 성분 공급 공정과,
    상기 기판에 흡착하고 또한 상기 촉매 성분의 상기 기판에의 흡착을 저해하는 저해 성분을 상기 기판의 표면 또는 이면에 공급하는 저해 성분 공급 공정
    을 갖고,
    상기 저해 성분 공급 공정은, 상기 촉매 성분 공급 공정의 앞에 행하는,
    기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저해 성분 공급 공정에서, 상기 저해 성분을 상기 기판의 상기 이면에만 공급하는, 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성막 성분이, 유기 실란 화합물인, 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유기 실란 화합물이, 트리스(tert-펜톡시)실라놀 또는 트리스(tert-부톡시)실라놀인, 기판 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 촉매 성분이, 금속 화합물인, 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속 화합물이, 트리메틸알루미늄 또는 트리메틸갈륨인, 기판 처리 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 촉매 성분 공급 공정 및 상기 성막 성분 공급 공정을 반복하는, 기판 처리 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 저해 성분이, 상기 기판에 자기 조직화 막을 형성하는 유기 황 화합물 또는 유기 실란 화합물인, 기판 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 저해 성분 공급 공정, 상기 촉매 성분 공급 공정 및 상기 성막 성분 공급 공정을 반복하는, 기판 처리 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 기판에 흡착한 상기 저해 성분을 제거하는 제거 공정을 갖고,
    상기 제거 공정은, 상기 성막 성분 공급 공정의 후에 행하는, 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제거 공정에서, 산소를 포함하는 가스의 플라스마를 상기 기판에 공급하는, 기판 처리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제거 공정에서, H2, NH3, H2 또는 NH3을 플라스마화한 것 또는 히드라진을 포함하는 가스를 상기 기판에 공급하는, 기판 처리 방법.
  13. 기판의 처리를 제어하는 제어부를 갖는 기판 처리 장치로서,
    상기 제어부의 제어에 의해,
    상기 기판에 흡착하는 촉매 성분을 상기 기판에 공급하고,
    상기 촉매 성분의 존재 하에서 상기 기판에 절연막을 형성하는 성막 성분을 상기 기판에 공급하고,
    상기 기판에 흡착하고 또한 상기 촉매 성분의 상기 기판에의 흡착을 저해하는 저해 성분을 상기 기판에 공급하고,
    상기 촉매 성분이 상기 기판에 공급되기 전에, 상기 저해 성분을 상기 기판의 표면 또는 이면에 공급하는,
    기판 처리 장치.
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