KR20240049346A - 성막 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 성막 장치 및 프로그램 - Google Patents

성막 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 성막 장치 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

(a) 기판에 대해서 원료를 공급하는 공정과, (b) 상기 기판에 대해서 질화제를 공급하는 공정과, (c) 상기 기판에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 공정을 포함하고, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 한다.

Description

성막 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 성막 장치 및 프로그램
본 개시는, 성막 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 성막 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판의 표면 상에 질화막을 형성하는 공정이 행해지는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 제2013-093551호 공보 일본 특허 공개 제2017-168786호 공보
반도체 장치의 미세화나 고집적화에 수반하여, 질화막의 스트레스를 높은 제어성으로 제어할 것이 요구되고 있다.
본 개시의 목적은, 질화막의 스트레스의 제어성을 높이는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 양태에 의하면,
(a) 기판에 대해서 원료를 공급하는 공정과,
(b) 상기 기판에 대해서 질화제를 공급하는 공정과,
(c) 상기 기판에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정
을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
(c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 기술이 제공된다.
본 개시에 의하면, 질화막의 스트레스의 제어성을 높이는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 일 양태에서 적합하게 사용되는 성막 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면도로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 양태에서 적합하게 사용되는 성막 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 양태에서 적합하게 사용되는 성막 장치의 컨트롤러(121)의 개략 구성도이며, 컨트롤러(121)의 제어계를 블록도로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 양태에서 적합하게 사용되는 성막 장치에서의 전극 유닛의 개략 구성도이며, 전극 유닛을 사시도로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 양태에서의 처리 시퀀스의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 변형예 8에서의 처리 시퀀스의 예를 도시하는 도면이다.
도 7의 (a)는 변형예 1에서의 질화막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 부분 단면 확대도이며, 도 7의 (b)는 변형예 2에서의 질화막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 부분 단면 확대도이며, 도 7의 (c)는 변형예 3에서의 질화막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 부분 단면 확대도이며, 도 7의 (d)는 변형예 4에서의 질화막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 부분 단면 확대도이며, 도 7의 (e)는 변형예 5에서의 질화막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 부분 단면 확대도이며, 도 7의 (f)는 변형예 6에서의 질화막이 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 부분 단면 확대도이다.
도 8은 실시예 및 비교예에서의 질화막의 스트레스의 측정 결과를 도시하는 도면이다.
<본 개시의 일 양태>
이하, 본 개시의 일 양태에 대해서, 주로 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 도면은, 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실의 것과 반드시 일치하는 것은 아니다. 또한, 복수의 도면의 상호간에 있어서도, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하는 것은 아니다.
(1) 성막 장치의 구성
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치로서의 성막 장치의 처리로(202)는, 온도 조정기(가열부)로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판에 지지됨으로써 수직으로 거치되어 있다. 히터(207)는, 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(열 여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원상으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되며, 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 구성되며, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸림 결합하고 있어, 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203)의 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 마련되어 있다. 반응관(203)은 히터(207)와 마찬가지로 수직으로 거치되어 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) 내, 즉, 이 처리 용기 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, 각각 제1 내지 제3 노즐이라고도 칭한다. 노즐(249a 내지 249c)은, 예를 들어 석영 또는 SiC 등의 내열성 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) 각각은, 노즐(249b)에 인접해서 마련되어 있다.
가스 공급관(232a 내지 232c)에는, 가스류의 상류측부터 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 내지 232c)의 밸브(243a 내지 243c)보다 하류측에는, 가스 공급관(232d 내지 232f)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232d 내지 232f)에는, 가스류의 상류측부터 순서대로 MFC(241d 내지 241f) 및 밸브(243d 내지 243f)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a 내지 232f)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에서의 평면으로 보아 원환상의 공간에, 반응관(203)의 내벽 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 배열 방향 상방을 향해서 직립되도록 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 따라 양측 사이에 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 축으로 해서 선대칭으로, 즉 시메트리로 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 있어, 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)은, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되어 있다.
가스 공급관(232a)으로부터는, 원료(원료 가스)가, MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 반응체(반응 가스)로서, 질화제(질화 가스, 질소원)가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다.
가스 공급관(232c)으로부터는, 반응체(반응 가스)로서, 산화제(산화 가스, 산소원)가, MFC(241c), 밸브(243c), 노즐(249c)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다.
가스 공급관(232d 내지 232f)으로부터는, 불활성 가스가, 각각 MFC(241d 내지 241f), 밸브(243d 내지 243f), 가스 공급관(232a 내지 232c), 노즐(249a 내지 249c)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 불활성 가스는, 퍼지 가스, 캐리어 가스, 희석 가스 등으로서 작용한다. 후술하는 바와 같이, 불활성 가스를, 처리실(201) 내에서 플라스마 여기시켜 공급할 수도 있으며, 그 경우, 불활성 가스를 개질 가스로서 작용시킬 수도 있다.
주로, 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의해, 원료 공급계(원료 가스 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해, 질화제 공급계(질화원 공급계, 질화 가스 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232c), MFC(241c), 밸브(243c)에 의해, 산화제 공급계(산화원 공급계, 산화 가스 공급계)가 구성된다. 질화제 공급계 및 산화제 공급계 중 적어도 어느 것을, 반응체 공급계라고 칭할 수도 있다. 주로, 가스 공급관(232d 내지 232f), MFC(241d 내지 241f), 밸브(243d 내지 243f)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 상술한 바와 같이, 불활성 가스를 개질 가스로서 작용시킬 경우는, 불활성 가스 공급계를 개질 가스 공급계라고 칭할 수도 있다.
상술한 각종 가스 공급계 중, 어느 것, 혹은 모든 가스 공급계는, 밸브(243a 내지 243f)나 MFC(241a 내지 241f) 등이 집적되어 이루어지는 집적형 가스 공급 시스템(248)으로서 구성되어 있어도 된다. 집적형 가스 공급 시스템(248)은, 가스 공급관(232a 내지 232f) 각각에 대해서 접속되어, 가스 공급관(232a 내지 232f) 내에의 각종 가스의 공급 동작, 즉, 밸브(243a 내지 243f)의 개폐 동작이나 MFC(241a 내지 241f)에 의한 유량 조정 동작 등이, 후술하는 컨트롤러(121)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 집적형 가스 공급 시스템(248)은, 일체형, 혹은 분할형의 집적 유닛으로서 구성되어 있고, 가스 공급관(232a 내지 232f) 등에 대해서 집적 유닛 단위로 착탈을 행할 수 있어, 집적형 가스 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 도시하는 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 하부로부터 상부를 따라, 즉, 웨이퍼 배열 영역을 따라 마련되어 있어도 된다. 배기구(231a)에는 배기관(231)이 접속되어 있다. 배기관(231)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되어 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 통해서, 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. APC 밸브(244)를 배기 밸브라고 칭할 수도 있다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함해도 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 구성되며, 원반상으로 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, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 시일 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 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) 내외로 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 구성되며, 원반상으로 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 회동 동작 등)은, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 제어된다.
기판을 지지하는 지지구로서의 보트(217)는, 복수매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를, 수평 자세이면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜 다단으로 지지하도록 구성되어 있다. 즉, 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를, 수평 자세이면서 또한 수직 방향으로 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. 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를 각각 지지할 수 있도록 구성되어 있다.
반응관(203) 내에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 정도를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포로 된다. 온도 센서(263)는, 반응관(203)의 내벽을 따라 마련되어 있다.
반응관(203)의 외부, 즉, 처리 용기(처리실(201))의 외부에는, 플라스마 생성용 전극(300)이 마련되어 있다. 전극(300)에 전력을 인가함으로써, 반응관(203)의 내부, 즉, 처리 용기(처리실(201))의 내부에서 가스를 플라스마화시켜 여기시키는 것, 즉, 가스를 플라스마 여기시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이하, 가스를 플라스마 여기시키는 것을, 단순히 플라스마 여기라고도 칭한다. 전극(300)은, 전력, 즉, 고주파 전력(RF 전력)이 인가됨으로써, 반응관(203) 내, 즉, 처리 용기(처리실(201)) 내에, 용량 결합 플라스마(Capacitively Coupled Plasma, 약칭: CCP)를 발생시키도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 히터(207)와 반응관(203)의 사이에, 전극(300)과, 전극(300)을 고정하는 전극 고정구(301)가 배치되어 있다. 히터(207)의 내측에, 전극 고정구(301)가 배치되고, 전극 고정구(301)의 내측에, 전극(300)이 배치되고, 전극(300)의 내측에, 반응관(203)이 배치되어 있다.
또한, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300) 및 전극 고정구(301)는, 히터(207)의 내벽과, 반응관(203)의 외벽의 사이에서의 평면으로 보아 원환상의 공간에, 반응관(203)의 외벽 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 배열 방향으로 연장되도록 각각 마련되어 있다. 전극(300)은, 노즐(249a 내지 249c)과 평행하게 마련되어 있다. 전극(300) 및 전극 고정구(301)는, 평면으로 보아, 반응관(203) 및 히터(207)와 동심원호 형상으로, 또한, 반응관(203) 및 히터(207)와는 비접촉이 되도록 배열, 배치되어 있다. 전극 고정구(301)는, 절연성 물질(절연체)로 구성되어, 전극(300) 및 반응관(203)의 적어도 일부를 커버하도록 마련되므로, 전극 고정구(301)를 커버(절연 커버, 절연벽, 절연판), 또는 단면 원호 커버(단면 원호체, 단면 원호벽)라고 칭할 수도 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300)은 복수 마련되고, 이들 복수의 전극(300)이, 전극 고정구(301)의 내벽에 고정되어 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전극 고정구(301)의 내벽면에는, 전극(300)을 걸려들게 하는 것이 가능한 돌기부(훅부)(301a)가 마련되어 있고, 전극(300)에는, 돌기부(301a)를 삽입 관통 가능한 관통 구멍인 개구부(300c)가 마련되어 있다. 전극 고정구(301)의 내벽면에 마련된 돌기부(301a)에, 개구부(300c)를 통해서 전극(300)을 걸려들게 함으로써, 전극(300)을 전극 고정구(301)에 고정하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 도 4에서는, 1개의 전극(300)에, 2개의 개구부(300c)가 마련되고, 1개의 전극(300)을 2개의 돌기부(301a)에 걸려들게 함으로써 고정하는 예, 즉, 1개의 전극(300)을 2개소에서 고정하는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 2에서는, 9개의 전극(300)을, 1개의 전극 고정구(301)에 고정하는 예를 나타내고 있고, 도 4에서는, 12개의 전극(300)을, 1개의 전극 고정구(301)에 고정하는 예를 나타내고 있다.
전극(300)은, 니켈(Ni) 등의 내산화 재료로 구성되어 있다. 전극(300)을, SUS, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속 재료로 구성할 수도 있지만, Ni 등의 내산화 재료로 구성함으로써, 전기 전도율의 열화를 억제할 수 있고, 플라스마 생성 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 전극(300)을, Al이 첨가된 Ni 합금 재료로 구성할 수도 있으며, 이 경우, 내열성 및 내부식성이 높은 산화 피막인 알루미늄 산화막(AlO막)을, 전극(300)의 최표면에 형성하도록 할 수도 있다. 전극(300)의 최표면에 형성된 AlO막은, 보호막(블록막, 배리어막)으로서 작용하여, 전극(300) 내부의 열화 진행을 억제할 수 있다. 이에 의해, 전극(300)의 전기 전도율의 저하에 의한 플라스마 생성 효율의 저하를 보다 억제하는 것이 가능해진다. 전극 고정구(301)는, 절연성 물질(절연체), 예를 들어 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되어 있다. 전극 고정구(301)의 재질은, 반응관(203)의 재질과 마찬가지로 하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300)은, 제1 전극(300a)과, 제2 전극(300b)을 포함한다. 제1 전극(300a)은, 정합기(305)를 통해서, 고주파 전원(RF 전원)(320)에 접속되어 있다. 제2 전극(300b)은, 접지에 접지되어 있어, 기준 전위(0V)가 된다. 제1 전극(300a)을 Hot 전극 또는 HOT 전극이라고도 칭하고, 제2 전극(300b)을 Ground 전극 또는 GND 전극이라고도 칭한다. 제1 전극(300a) 및 제2 전극(300b)은 각각, 정면으로 보았을 때가 직사각형 형상의 판상 부재로서 구성되어 있다. 제1 전극(300a)은 적어도 하나 마련되고, 제2 전극(300b)은 적어도 하나 마련된다. 도 1, 도 2, 도 4에서는, 제1 전극(300a) 및 제2 전극(300b) 각각이 복수 마련되는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 2에서는, 1개의 전극 고정구(301)에, 6개의 제1 전극(300a)과, 3개의 제2 전극(300b)이 마련되는 예를 나타내고 있고, 도 4에서는, 1개의 전극 고정구(301)에, 8개의 제1 전극(300a)과, 4개의 제2 전극(300b)이 마련되는 예를 나타내고 있다. 정합기(305)를 통해서 RF 전원(320)으로부터, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이에 RF 전력을 인가함으로써, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이의 영역에 플라스마가 생성된다. 이 영역을 플라스마 생성 영역이라고도 칭한다.
또한, 제1 전극(300a)의 표면적은, 제2 전극(300b)의 표면적의 2배 이상 3배 이하로 하는 것이 바람직하다. 제1 전극(300a)의 표면적이 제2 전극(300b)의 표면적의 2배 미만으로 될 경우, 전위 분포의 퍼짐이 좁아져, 플라스마 생성 효율이 저하되는 경우가 있다. 제1 전극(300a)의 표면적이 제2 전극(300b)의 표면적의 3배를 초과하는 경우, 전위 분포가 웨이퍼(200)의 에지 부분에까지 퍼지는 경우가 있어, 웨이퍼(200)가 장해가 되어 플라스마의 생성 효율이 포화하는 경우가 있다. 또한, 이 경우, 웨이퍼(200)의 에지부에서도 방전이 생겨, 웨이퍼(200)에의 플라스마 대미지가 생기는 경우도 있다. 제1 전극(300a)의 표면적을, 제2 전극(300b)의 표면적의 2배 이상 3배 이하로 함으로써, 플라스마 생성 효율을 높이고, 웨이퍼(200)에의 플라스마 대미지를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300)(제1 전극(300a), 제2 전극(300b))은, 평면으로 보아 원호상으로 배치되어 있고, 또한, 등간격으로, 즉, 인접하는 전극(300)(제1 전극(300a), 제2 전극(300b))간의 거리(간극)가 동등해지도록 배치되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 전극(300)(제1 전극(300a), 제2 전극(300b))은, 노즐(249a 내지 249c)과 평행하게 마련되어 있다.
여기서, 전극 고정구(301)와 전극(300)(제1 전극(300a), 제2 전극(300b))을, 전극 유닛이라고 칭할 수도 있다. 전극 유닛은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c), 온도 센서(263), 배기구(231a) 및 배기관(231)을 피한 위치에 배치되도록 하는 것이 바람직하다. 도 2에서는, 2개의 전극 유닛이, 노즐(249a 내지 249c), 온도 센서(263), 배기구(231a) 및 배기관(231)을 피해서, 웨이퍼(200)(반응관(203))의 중심을 사이에 두고 대향(대면)하도록 배치되는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 2에서는, 2개의 전극 유닛이, 평면으로 보아, 직선 L을 대칭 축으로 해서 선대칭으로, 즉 시메트리로 배치되는 예를 나타내고 있다. 전극 유닛을 이와 같이 배치함으로써, 노즐(249a 내지 249c), 온도 센서(263), 배기구(231a) 및 배기관(231)을, 처리실(201) 내에서의 플라스마 생성 영역 외에 배치하는 것이 가능하게 되어, 이들 부재에의 플라스마 대미지, 이들 부재의 소모, 파손, 이들 부재로부터의 파티클의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
주로, 전극(300), 즉, 제1 전극(300a) 및 제2 전극(300b)에 의해, 가스를 플라스마 여기(활성화)시키는 여기부(플라스마 여기부, 플라스마 활성화 기구)가 구성된다. 전극 고정구(301), 정합기(305), RF 전원(320)을 플라스마 여기부에 포함해도 된다.
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 통해서 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하게 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다. 또한, 컨트롤러(121)에는, 외부 기억 장치(123)를 접속하는 것이 가능하게 되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 성막 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하게 기록되어, 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 처리에서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 의해 성막 장치에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 한다. 또한, 프로세스 레시피를, 단순히 레시피라고도 한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 말을 사용한 경우는, 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(241a 내지 241f), 밸브(243a 내지 243f), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 온도 센서(263), 히터(207), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 셔터 개폐 기구(115s), RF 전원(320), 정합기(305) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용을 따르도록, MFC(241a 내지 241f)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243f)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, 정합기(305)에 의한 임피던스 조정 동작, RF 전원(320)에의 전력 공급 등을 제어하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(123)에 기록되어, 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 메모리나 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 명세서에서 기록 매체라는 말을 사용한 경우는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터에의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여 행해도 된다.
(2) 성막 공정
상술한 성막 장치를 사용하여, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 질화막을 형성하는 처리 시퀀스, 즉, 성막 시퀀스의 예에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서, 성막 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 5에 나타내는 본 양태에서의 처리 시퀀스에서는,
(a) 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대해서 원료를 공급하는 공정과,
(b) 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대해서 질화제를 공급하는 공정과,
(c) 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정
을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 질화막을 형성하는 공정을 갖고,
(c)에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스(인장 응력)와 압축 스트레스(압축 응력)의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어한다.
또한, 도 5에 나타내는 처리 시퀀스에서는, (b)에서, 웨이퍼(200)에 대해서 질화제를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 Y를 공급하는 예를 나타내고 있다.
본 명세서에서는, 이러한 처리 시퀀스(가스 공급 시퀀스)를, 편의상 이하와 같이 나타내는 경우도 있다. 이하의 다른 양태나 변형예 등의 설명에서도, 마찬가지의 표기를 사용한다.
(원료→플라스마 여기 질화제→플라스마 여기 불활성 가스)×n
도 5에 나타내는 처리 시퀀스에서는, (a), (b), (c)를 이 순으로 행하는 사이클을 복수 회(n회) 반복하는 예를 나타내고 있다. 이 경우, n은 2 이상의 정수가 된다. 도 5에서는 또한, (a)를 행한 후, (b)를 행하기 전에, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간(처리 용기 내)을 불활성 가스로 퍼지하는 예를 나타내고 있다. 또한, (b)를 행한 후, (c)를 행하기 전에, 논플라스마의 분위기 하에서, 처리 용기 내를 불활성 가스로 퍼지하도록 해도 된다. 또한, 사이클을 복수 회 행하는 경우에, (c)를 행한 후, (a)를 행하기 전에, 논플라스마의 분위기 하에서, 처리 용기 내를 불활성 가스로 퍼지하도록 해도 된다. 이들 중 적어도 어느 것에 의해, 처리 용기 내에서의 각 가스의 플라스마 상태에서의 혼합, 그것에 의한 의도하지 않은 반응, 파티클의 발생 등을 억제하는 것이 가능해진다. 이들 처리 시퀀스를, 이하와 같이 나타낼 수 있다. 또한, 이하에서는, 논플라스마의 분위기 하에서 행해지는 퍼지를 P로 나타내고 있다.
(원료→P→플라스마 여기 질화제→플라스마 여기 불활성 가스)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
본 개시에서의 질화막이란, 실리콘 질화막(SiN막) 외에, 탄소(C)나 산소(O)를 포함하는 질화막도 포함한다. 즉, 질화막은, 실리콘 질화막(SiN막), 실리콘 탄질화막(SiCN막), 실리콘 산질화막(SiON막), 실리콘 산탄질화막(SiOCN막) 등을 포함한다. 이하에서는, 질화막으로서 SiN막을 형성하는 예에 대해서 설명한다.
본 명세서에서 사용하는 「웨이퍼」라는 말은, 웨이퍼 그 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 사용하는 「웨이퍼의 표면」이라는 말은, 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 경우는, 웨이퍼 그 자체의 표면에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 층 등의 위에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「기판」이라는 말을 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우와 동의이다.
(웨이퍼 차지)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)된다. 그 후, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)가 이동되어서, 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 웨이퍼(200)는, 제품 웨이퍼나 더미 웨이퍼를 포함한다.
(보트 로드)
그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은, O링(220b)을 개재해서 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태로 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
보트 로드가 종료된 후, 처리실(201) 내, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)으로 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)에서 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다(압력 조정). 또한, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 처리 온도로 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포로 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 정도가 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 동안에는 계속해서 행해진다.
(성막 처리)
그 후, 다음의 스텝 1, 2, 3을 순차 실행한다.
[스텝 1]
스텝 1에서는, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대해서 원료를 공급한다.
구체적으로는, 밸브(243a)를 개방하여, 가스 공급관(232a) 내에 원료를 흘린다. 원료는, MFC(241a)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)의 측방으로부터, 웨이퍼(200)에 대해서 원료가 공급된다(원료 공급). 이때, 밸브(243d 내지 243f)를 개방하여, 노즐(249a 내지 249c) 각각을 통해서 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.
본 스텝에서의 처리 조건으로서는,
처리 온도: 250 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 500℃
처리 압력: 100 내지 4000Pa, 바람직하게는 100 내지 1000Pa
원료 가스 공급 유량: 0.1 내지 3slm
원료 가스 공급 시간: 1 내지 100초, 바람직하게는 1 내지 30초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0 내지 10slm
이 예시된다.
또한, 본 명세서에서의 「250 내지 550℃」와 같은 수치 범위의 표기는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들어 「250 내지 550℃」란 「250℃ 이상 550℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 본 명세서에서의 처리 온도란 웨이퍼(200)의 온도 또는 처리실(201) 내의 온도를 의미하고, 처리 압력이란 처리실(201) 내의 압력을 의미한다. 또한, 가스 공급 유량: 0slm이란, 그 가스를 공급하지 않는 케이스를 의미한다. 이들은, 이하의 설명에서도 마찬가지이다.
상술한 처리 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대해서 원료로서, 예를 들어 클로로실란계 가스를 공급함으로써, 하지로서의 웨이퍼(200)의 최표면 상에 Cl을 포함하는 Si 함유층이 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, 웨이퍼(200)의 최표면에의, 클로로실란계 가스의 분자의 물리 흡착이나 화학 흡착, 클로로실란계 가스의 일부가 분해한 물질의 분자의 물리 흡착이나 화학 흡착, 클로로실란계 가스의 열분해에 의한 Si의 퇴적 등에 의해 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, 클로로실란계 가스의 분자나 클로로실란계 가스의 일부가 분해한 물질의 분자의 흡착층(물리 흡착층이나 화학 흡착층)이어도 되고, Cl을 포함하는 Si의 퇴적층이어도 된다. 본 명세서에서는, Cl을 포함하는 Si 함유층을, 단순히 Si 함유층이라고도 칭한다. 또한, 상술한 처리 조건 하에서는, 웨이퍼(200)의 최표면 상에의 클로로실란계 가스의 분자나 클로로실란계 가스의 일부가 분해한 물질의 분자의 물리 흡착이나 화학 흡착이 지배적으로(우선적으로) 생기고, 클로로실란계 가스의 열분해에 의한 Si의 퇴적은 약간 생기거나, 혹은 거의 생기지 않게 된다. 즉, 상술한 처리 조건 하에서는, Si 함유층은, 클로로실란계 가스의 분자나 클로로실란계 가스의 일부가 분해한 물질의 분자의 흡착층(물리 흡착층이나 화학 흡착층)을 압도적으로 많이 포함하게 되고, Cl을 포함하는 Si의 퇴적층을 약간 포함하거나, 혹은 거의 포함하지 않게 된다.
Si 함유층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫아, 처리실(201) 내에의 원료의 공급을 정지한다. 그리고 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(퍼지). 이때, 밸브(243d 내지 243f)를 개방하여, 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 처리실(201) 내는 논플라스마의 분위기 하에서 퍼지되게 된다. 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 원료와 스텝 2에서 처리실(201) 내에 공급되는 질화제의 혼합, 그것에 의한 의도하지 않은 반응(예를 들어, 기상 반응이나 플라스마 기상 반응), 파티클의 발생 등을 억제하는 것이 가능해진다.
퍼지에서의 처리 조건으로서는,
처리 온도: 250 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 500℃
처리 압력: 1 내지 20Pa
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0.05 내지 20slm
불활성 가스 공급 시간: 1 내지 200초, 바람직하게는 1 내지 40초
가 예시된다.
원료로서는, 예를 들어 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막을 구성하는 주 원소로서의 실리콘(Si)을 포함하는 실란계 가스를 사용할 수 있다. 실란계 가스로서는, 예를 들어 할로겐 및 Si를 포함하는 가스, 즉, 할로실란계 가스를 사용할 수 있다. 할로겐에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등이 포함된다. 할로실란계 가스로서는, 예를 들어 Cl 및 Si를 포함하는 상술한 클로로실란계 가스를 사용할 수 있다.
원료로서는, 예를 들어 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: 4CS) 가스, 헥사클로로디실란 가스(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스를 사용할 수 있다. 원료로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
원료로서는, 클로로실란계 가스 외에, 예를 들어 테트라플루오로실란(SiF4) 가스, 디플루오로실란(SiH2F2) 가스 등의 플루오로실란계 가스나, 테트라브로모실란(SiBr4) 가스, 디브로모실란(SiH2Br2) 가스 등의 브로모실란계 가스나, 테트라요오도실란(SiI4) 가스, 디요오도실란(SiH2I2) 가스 등의 요오도실란계 가스를 사용할 수도 있다. 원료로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
원료로서는, 이들 외에, 예를 들어 아미노기 및 Si를 포함하는 가스, 즉, 아미노실란계 가스를 사용할 수도 있다. 아미노기란, 암모니아, 제1급 아민 또는 제2급 아민으로부터 수소(H)를 제거한 1가의 관능기이며, -NH2, -NHR, -NR2와 같이 나타낼 수 있다. 또한, R은 알킬기를 나타내고, -NR2의 2개의 R은, 동일하여도 되고, 다르게 되어 있어도 된다.
원료로서는, 예를 들어 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(tert-부틸아미노)실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 가스, (디이소프로필아미노)실란(SiH3[N(C3H7)2], 약칭: DIPAS) 가스 등의 아미노실란계 가스를 사용할 수도 있다. 원료로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
불활성 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스나, 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스, 크립톤(Kr) 가스, 라돈(Rn) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다. 이 점은, 후술하는 각 스텝에서도 마찬가지이다.
[스텝 2]
스텝 1이 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si 함유층에 대해서 질화제를 플라스마 여기시켜 공급한다.
구체적으로는, 밸브(243b)를 개방하여, 가스 공급관(232b) 내에 질화제를 흘린다. 질화제는, MFC(241b)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)의 측방으로부터, 웨이퍼(200)에 대해서 질화제가 공급된다(질화제 공급). 이때, 밸브(243d 내지 243f)를 개방하여, 노즐(249a 내지 249c) 각각을 통해서 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.
또한 이때, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이에 RF 전력을 인가함으로써, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이의 영역에 플라스마를 생성한다. 이에 의해, 질화제를 플라스마 여기시킬 수 있고, 질화제를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 Y가, 웨이퍼(200)에 대해서 공급된다(플라스마 여기 질화제 공급). 이때, 웨이퍼(200)에는, 활성종 Y를 포함하는 질화제가 공급된다.
질화제로서, 예를 들어 질소(N) 및 수소(H)를 함유하는 가스를 사용하는 경우는, N 및 H 함유 가스가 플라스마 여기되어, NHx *(x는 1 내지 3의 정수) 등의 활성종 Y가 생성되어, 웨이퍼(200)에 대해서 공급된다(플라스마 여기 N 및 H 함유 가스 공급). 이 경우, 웨이퍼(200)에는, NH*, NH2 *, NH3 * 등의 활성종 Y를 포함하는 N 및 H 함유 가스가 공급된다. 또한, *는 라디칼을 의미한다. 이하의 설명에서도 마찬가지이다.
또한, 웨이퍼(200)에 대해서, 질화제를 플라스마 여기시켜 공급하기 전에, 질화제를 플라스마 여기시키지 않고 공급하는 기간을 마련하도록 해도 된다. 즉, 웨이퍼(200)에 대해서, 플라스마 여기 질화제를 공급하기 전에, 비플라스마 여기 질화제를 공급하도록, 즉, 비플라스마 여기 질화제를 프리플로하도록 해도 된다(비플라스마 여기 질화제 프리플로). 이 경우, 먼저, 질화제를 플라스마 여기시키지 않고 공급하고, 소정 기간 경과 후에, 질화제의 공급을 계속한 상태에서, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이에 RF 전력을 인가하도록 하면 된다. 이에 의해, 보다 안정된 플라스마나 활성종을 생성시키는 것이 가능해진다.
본 스텝에서의 처리 조건으로서는,
처리 온도: 250 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 500℃
처리 압력: 2 내지 100Pa, 바람직하게는 20 내지 70Pa
질화제 공급 유량: 0.1 내지 10slm
질화제 공급 시간: 10 내지 200초, 바람직하게는 1 내지 50초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0 내지 10slm
RF 전력: 100 내지 1000W
RF 주파수: 13.56MHz 또는 27MHz
가 예시된다.
상술한 처리 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대해서 질화제를 플라스마 여기시켜 공급함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성된 Si 함유층의 적어도 일부가 질화(개질)된다. 결과로서, 하지로서의 웨이퍼(200)의 최표면 상에 Si 및 N을 포함하는 층으로서, 실리콘 질화층(SiN층)이 형성된다. SiN층을 형성할 때, Si 함유층에 포함되어 있던 Cl 등의 불순물은, 플라스마 여기된 질화제에 의한 Si 함유층의 개질 반응의 과정에서, 적어도 Cl을 포함하는 가스 상태 물질을 구성하여, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 이에 의해, SiN층은, 스텝 1에서 형성된 Si 함유층에 비하여, Cl 등의 불순물이 적은 층으로 된다.
SiN층이 형성된 후, 밸브(243b)를 닫아, 처리실(201) 내에의 질화제의 공급을 정지한다. 그 후, 스텝 3을 행하는데, 그 전에, 처리실(201) 내를 논플라스마의 분위기 하에서 퍼지하도록 해도 된다. 이 경우, 스텝 1에서의 퍼지와 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제할 수 있다(퍼지). 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 플라스마 여기 질화제와 스텝 3에서 처리실(201) 내에 공급되는 플라스마 여기 불활성 가스의 혼합, 그에 의한 의도하지 않은 반응(예를 들어 플라스마 기상 반응), 파티클의 발생 등을 억제하는 것이 가능해진다.
질화제로서는, 예를 들어 질소(N) 및 수소(H) 함유 가스를 사용할 수 있다. N 및 H 함유 가스는, N 함유 가스이며, H 함유 가스이기도 하다. 질화제는, N-H 결합을 갖는 것이 바람직하다.
질화제로서는, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스를 사용할 수 있다. 질화제로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
질화제로서는, 이들 외에, 예를 들어 질소(N), 탄소(C) 및 수소(H) 함유 가스를 사용할 수도 있다. N, C 및 H 함유 가스로서는, 예를 들어 아민계 가스나 유기 히드라진계 가스를 사용할 수 있다. N, C 및 H 함유 가스는, N 함유 가스이며, C 함유 가스이며, H 함유 가스이며, N 및 C 함유 가스이기도 하다.
질화제로서는, 예를 들어 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 가스 등을 사용할 수 있다. 질화제로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
[스텝 3]
스텝 2가 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN층에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시켜 공급한다.
구체적으로는, 밸브(243d 내지 243f)를 개방하여, 가스 공급관(232d 내지 232f) 내에 각각 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는, MFC(241d 내지 241f)에 의해 각각 유량 조정되어, 노즐(249a 내지 249c) 각각을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)의 측방으로부터, 웨이퍼(200)에 대해서 불활성 가스가 공급된다(불활성 가스 공급).
이때, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이에 RF 전력을 인가함으로써, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이의 영역에 플라스마가 생성된다. 이에 의해, 불활성 가스를 플라스마 여기시킬 수 있고, 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X가, 웨이퍼(200)에 대해서 공급된다(플라스마 여기 불활성 가스 공급). 이때, 웨이퍼(200)에는, 활성종 X를 포함하는 불활성 가스가 공급된다.
불활성 가스로서, 예를 들어 N2 가스를 사용하는 경우는, N2 가스가 플라스마 여기되고, Nx *(x는 1 내지 2의 정수) 등의 활성종 X가 생성되어, 웨이퍼(200)에 대해서 공급된다(플라스마 여기 N2 가스 공급). 이 경우, 웨이퍼(200)에는, N*, N2 * 등의 활성종 X를 포함하는 N2 가스가 공급된다.
불활성 가스로서, 예를 들어 Ar 가스를 사용하는 경우는, Ar 가스가 플라스마 여기되고, Ar* 등의 활성종 X가 생성되어, 웨이퍼(200)에 대해서 공급된다(플라스마 여기 Ar 가스 공급). 이 경우, 웨이퍼(200)에는, Ar* 등의 활성종 X를 포함하는 Ar 가스가 공급된다.
불활성 가스로서, 예를 들어 He 가스를 사용하는 경우는, He 가스가 플라스마 여기되고, He* 등의 활성종 X가 생성되어, 웨이퍼(200)에 대해서 공급된다(플라스마 여기 He 가스 공급). 이때, 웨이퍼(200)에는, He* 등의 활성종 X를 포함하는 He 가스가 공급된다.
불활성 가스로서는, 이것들을 처리실(201) 내에서 혼합시켜, 혼합 가스로서 사용할 수도 있다. 예를 들어, 불활성 가스로서, N2 가스와 Ar 가스의 혼합 가스를 사용할 수도 있고, N2 가스와 He 가스의 혼합 가스를 사용할 수도 있고, N2 가스와 Ar 가스와 He 가스의 혼합 가스를 사용할 수도 있다.
또한, 웨이퍼(200)에 대해서, 불활성 가스를 플라스마 여기시켜 공급하기 전에, 불활성 가스를 플라스마 여기시키지 않고 공급하는 기간을 마련하도록 해도 된다. 즉, 웨이퍼(200)에 대해서, 플라스마 여기 불활성 가스를 공급하기 전에, 비플라스마 여기 불활성 가스를 공급하도록, 즉, 비플라스마 여기 불활성 가스를 프리플로하도록 해도 된다(비플라스마 여기 불활성 가스 프리플로). 이 경우, 먼저, 불활성 가스를 플라스마 여기시키지 않고 공급하고, 소정 기간 경과 후에, 불활성 가스의 공급을 계속한 상태에서, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)의 사이에 RF 전력을 인가하도록 하면 된다. 이에 의해, 보다 안정된 플라스마나 활성종을 생성시키는 것이 가능해진다.
본 스텝에서의 처리 조건으로서는,
처리 온도: 250 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 500℃
처리 압력: 2 내지 6Pa, 바람직하게는 2.66 내지 5.32Pa, 보다 바람직하게는 3 내지 4Pa
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0.01 내지 2slm
불활성 가스 공급 시간: 1 내지 300초, 바람직하게는 10 내지 60초
RF 전력: 100 내지 1000W
RF 주파수: 13.56MHz 또는 27MHz
가 예시된다.
상술한 처리 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시켜 공급함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성된 SiN층이 개질된다. 이때, SiN층에 잔류하고 있던 Cl 등의 불순물은, 활성종 X에 의한 SiN층의 개질 반응의 과정에서, 적어도 Cl 등을 포함하는 가스 상태 물질을 구성하여, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 이에 의해, 본 스텝에서 개질된 후의 SiN층은, 스텝 2에서 형성된 SiN층에 비하여 Cl 등의 불순물이 적은 층으로 된다. 또한, 이 개질에 의해, 본 스텝에서 개질된 후의 SiN층은, 스텝 2에서 형성된 SiN층에 비하여, 층에 포함되는 Si와 N의 원자간 거리가 짧아진다. 이들의 결과, SiN층은 치밀화되어, 본 스텝에서 개질 후의 SiN층은, 스텝 2에서 형성된 SiN층에 비하여 밀도가 높은 층으로 된다.
또한, 처리 압력이 2Pa 미만으로 되면, 불활성 가스를 플라스마 여기시킬 때, 활성종 X와 함께 발생하는 N2 +, Ar+, He+ 등의 이온의 발생량이 급격하게 증가하고, 웨이퍼(200)에의 이온 어택이 과잉으로 생겨서, 웨이퍼(200) 상에 최종적으로 형성되는 질화막의 습식 에칭 내성이 저하되는 경우가 있다. 처리 압력을 2Pa 이상으로 함으로써, 이온의 발생량을 저감시켜, 이온 어택을 억제하고, 웨이퍼(200) 상에 최종적으로 형성되는 질화막의 습식 에칭 내성의 저하를 회피하는 것이 가능해진다. 처리 압력을 2.66Pa 이상으로 함으로써 상술한 효과가 보다 충분히 얻어지게 된다. 처리 압력을 3Pa 이상으로 함으로써 상술한 효과가 더욱 충분히 얻어지게 된다.
처리 압력이 6Pa 초과로 되면, 불활성 가스를 플라스마 여기시킬 때 생기는 활성종 X의 라이프타임이 짧아져서, 활성종 X가 웨이퍼(200)의 중앙부까지 도달하기 어려워져, 웨이퍼(200) 상에 최종적으로 형성되는 질화막의 웨이퍼 면내 습식 에칭 내성 균일성이 저하되는 경우가 있다. 처리 압력을 6Pa 이하로 함으로써, 활성종 X의 라이프타임을 장기화시켜, 활성종 X를 웨이퍼(200)의 표면 전역에 도달시켜, 웨이퍼(200) 상에 최종적으로 형성되는 질화막의 웨이퍼 면내 습식 에칭 내성 균일성의 저하를 회피하는 것이 가능해진다. 처리 압력을 5.32Pa 이하로 함으로써, 상술한 효과가 보다 충분히 얻어지게 된다. 처리 압력을 4Pa 이하로 함으로써, 상술한 효과가 더욱 충분히 얻어지게 된다.
이상으로부터, 본 스텝에서는, 처리 압력을, 2Pa 이상 6Pa 이하, 바람직하게는 2.66Pa 이상 5.32Pa 이하, 보다 바람직하게는 3Pa 이상 4Pa 이하로 하도록 저압화시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 본 스텝에서의 처리 압력을, 스텝 1, 2에서의 처리 압력보다 저압화시키는 것이 바람직하다. 또한, 본 스텝에서 공급하는 불활성 가스의 유량을, 퍼지에 있어서 공급하는 불활성 가스의 유량보다 저하시킴으로써, 이러한 처리 압력의 저압화를 조장할 수 있다. 도 5는, 본 스텝에서 공급하는 불활성 가스의 유량을, 퍼지에 있어서 공급하는 불활성 가스의 유량보다 저하시킴으로써, 처리 압력의 저압화를 조장하는 예를 나타내고 있다.
또한, 스텝 2에서의 질화제에 의한 개질 반응에 의해, 스텝 2에서 형성된 SiN층에서의 Cl 등의 불순물의 함유량은, 스텝 1에서 형성된 Si 함유층에서의 Cl 등의 불순물의 함유량보다 저감되어 있다. 그러나, 스텝 2에서 형성된 SiN층에는, 질화제에 의한 개질 반응에 의해 전부 제거할 수 없어, 예를 들어 수 원자％ 정도의 Cl 등의 불순물이 잔류하는 경우가 있다. 본 스텝에서는, 질화제에 의한 개질 반응에 의해 전부 제거되지 않고 SiN층에 잔류한 Cl 등의 불순물을, 활성종 X에 의해 제거할 수 있다.
SiN층의 개질 처리가 종료된 후, 전극(300)에의 RF 전력의 인가를 정지하고, 웨이퍼(200)에의 플라스마 여기 불활성 가스의 공급을 정지한다. 상술한 사이클을 복수 회 반복할 경우, 스텝 3이 종료된 후, 다시 스텝 1을 행하는데, 그 전에, 처리실(201) 내를 논플라스마의 분위기 하에서 퍼지하도록 해도 된다. 이 경우, 스텝 1에서의 퍼지와 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제할 수 있다(퍼지). 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 플라스마 여기 불활성 가스와 스텝 1에서 처리실(201) 내에 공급되는 원료의 혼합, 그것에 의한 의도하지 않은 반응(예를 들어, 기상 반응이나 플라스마 기상 반응), 파티클의 발생 등을 억제하는 것이 가능해진다.
불활성 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스나, 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스, 크립톤(Kr) 가스, 라돈(Rn) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
[사이클의 소정 횟수 실시]
상술한 스텝 1, 2, 3을 비동시에, 즉, 동기시키지 않고 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행함으로써, 웨이퍼(200)의 표면을 하지로 해서, 이 하지 상에 질화막으로서, 예를 들어 소정의 두께의 실리콘 질화막(SiN막)을 형성할 수 있다. 상술한 사이클은, 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉, 1사이클당 형성되는 SiN층의 두께를 원하는 막 두께보다 얇게 하여, SiN층을 적층함으로써 형성되는 SiN막의 두께가 원하는 두께로 될 때까지, 상술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 또한, 질화제로서, N, C 및 H 함유 가스를 사용하는 경우, 스텝 2에서, 예를 들어 실리콘 탄질화층(SiCN층)을 형성할 수도 있고, 상술한 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 웨이퍼(200)의 표면 상에, 질화막으로서, 예를 들어 실리콘 탄질화막(SiCN막)을 형성할 수도 있다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)
웨이퍼(200) 상에 원하는 두께의 질화막을 형성하는 처리가 완료된 후, 노즐(249a 내지 249c) 각각으로부터 퍼지 가스로서 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기구(231a)로부터 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물 등이 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)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고 처리가 끝난 웨이퍼(200)가, 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후에는 셔터(219s)가 이동되어, 매니폴드(209)의 하단 개구가 O링(220c)을 개재해서 셔터(219s)에 의해 시일된다(셔터 클로즈).
(웨이퍼 냉각)
보트 언로드 후, 즉, 셔터 클로즈 후, 처리가 끝난 웨이퍼(200)는, 보트(217)에 지지된 상태에서, 취출 가능한 소정의 온도로 될 때까지 냉각된다(웨이퍼 냉각).
(웨이퍼 디스차지)
웨이퍼 냉각 후, 취출 가능한 소정의 온도로 될 때까지 냉각된 처리가 끝난 웨이퍼(200)는, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
이와 같이 하여, 웨이퍼(200) 상에 막을 형성하는 일련의 처리가 종료된다. 이들 일련의 처리는, 소정 횟수 행해지게 된다.
또한, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스는, 인장 스트레스로 되는 경향이 있다. 이에 반해, 본 양태에 의하면, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능해진다.
스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량은, 이하에 예시한 바와 같이, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간이나, 스텝 3에서의 처리 압력에 의해 제어할 수 있고, 이들 중 적어도 어느 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다.
예를 들어, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 1에서의 원료의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있고, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 2에서의 질화제의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 1을 행한 후, 스텝 2를 행하기 전에 실시하는 퍼지 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다.
또한 예를 들어, 스텝 2에서, 웨이퍼(200)에 대해서 질화제를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 Y를 공급하는 경우에는, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을, 스텝 2에서의 활성종 Y의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량보다 많게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 2에서의 활성종 Y의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다.
또한 예를 들어, 스텝 3에서의 처리 압력을, 스텝 2에서의 처리 압력보다 낮게 함으로써, 스텝 3에서 생기게 하는 활성종 X의 라이프타임을 장기화시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스를, 상술한 바와 같이 제어하는 것이 가능해진다.
스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간은, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스가, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이로 되는 시간으로 설정하거나, 혹은, 압축 스트레스로 되는 시간으로 할 수 있다. 또한, 스텝 3에서의 처리 압력은, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 질화막의 스트레스가, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이로 되는 압력으로 설정하거나, 혹은, 압축 스트레스로 되는 압력으로 할 수 있다.
(3) 본 양태에 의한 효과
본 양태에 의하면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 인장 스트레스로 되는 경향이 있는 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 자유롭게 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 반도체 디바이스에서의 다양한 막 스트레스가 요구되는 다양한 개소에, 그 요구를 충족시키는 질화막을 형성할 수 있어, 디바이스 특성이나 성능을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막의 스트레스를 자유롭게 제어할 수 있음으로써, 질화막의 적용 가능한 용도를 확대시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막의 스트레스를 자유롭게 제어할 수 있음으로써, 질화막이 형성된 후의 웨이퍼(200)의 휨을 저감시켜, 그 후에 행해지는 포토리소그래피 공정에서의 가공 정밀도의 저하 등을 회피하는 것이 가능해진다.
(b) 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 1에서의 원료의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 질화막의 스트레스를 보다 제어성 좋게 제어하여, 예를 들어 압축 스트레스로 하는 것을 보다 효과적으로 실시할 수 있게 된다.
스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 2에서의 질화제의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 상술한 효과와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 1을 행한 후, 스텝 2를 행하기 전에 실시하는 퍼지의 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 상술한 효과와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
스텝 2에서, 웨이퍼(200)에 대해서 질화제를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 Y를 공급하는 경우에, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을, 스텝 2에서의 활성종 Y의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량보다 많게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 상술한 효과와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
스텝 2에서, 웨이퍼(200)에 대해서 질화제를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 Y를 공급하는 경우에, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 스텝 2에서의 활성종 Y의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 상술한 효과와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
스텝 3에서의 웨이퍼(200)가 존재하는 공간의 압력을, 스텝 2에서의 웨이퍼(200)가 존재하는 공간의 압력보다 낮게 함으로써, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 적정하게 증가시킬 수 있어, 상술한 효과와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
(c) 상술한 효과는, 불활성 가스가 N2 가스 및 희가스 중 적어도 어느 것일 경우에, 특히 현저하게 얻어진다.
또한, 상술한 효과는, 원료가 할로겐 및 Si를 함유하고, 질화제가 N 및 H를 함유하는 경우에, 특히 현저하게 얻어진다.
또한, 상술한 효과는, 원료가 할로실란계 가스이며, 질화제가 질화수소계 가스이며, 불활성 가스가 N2 가스 및 희가스 중 적어도 어느 것이며, 질화막이 SiN막일 경우에, 특히 현저하게 얻어진다.
(4) 변형예
본 양태에서의 처리 시퀀스는, 이하에 나타내는 변형예와 같이 변경할 수 있다. 이들 변형예는 임의로 조합할 수 있다. 특별히 설명이 없는 한, 각 변형예의 각 스텝에서의 처리 수순, 처리 조건은, 상술한 처리 시퀀스의 각 스텝에서의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
(변형예 1)
스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량(폭로 시간이나 처리 압력)을 소정 사이클마다 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 두께 방향에서 미세 조정하도록 해도 된다. 즉, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을, 성막 초기 및 후기 중 적어도 어느 것에서의 사이클과, 그 이외에서의 사이클에서 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 하지막의 스트레스나, 질화막 상에 형성하는 다른 막(이하, 단순히 다른 막이라고도 함)의 스트레스에 따라, 부분적으로 미세 조정하도록 해도 된다.
예를 들어, 스텝 3에서, 성막 초기에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 그 이외(성막 중기, 성막 후기)에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서, 성막 초기에서의 사이클에서의 처리 압력을, 그 이외(성막 중기, 성막 후기)에서의 사이클에서의 처리 압력보다 낮게 함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 이들 방법을 조합함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 질화막의 하지막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막 그 자체의 스트레스를 저감시키는 것도 가능해진다. 나아가, 처리 용기 내에 부착되는 누적 막의 응력을 완화시켜, 누적 막의 박리를 억제하여, 성막 장치의 메인터넌스 주기를 장기화시키는 것도 가능해진다. 또한, 질화막의 하지막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 그 자체(질화막 전체)의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키도록 할 수도 있다.
(변형예 2)
변형예 1과 마찬가지로, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량(폭로 시간이나 처리 압력)을 소정 사이클마다 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 두께 방향에서 미세 조정하도록 해도 된다.
예를 들어, 스텝 3에서, 성막 후기에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 그 이외(성막 초기, 성막 중기)에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서, 성막 후기에서의 사이클에서의 처리 압력을, 그 이외(성막 초기, 성막 중기)에서의 사이클에서의 처리 압력보다 낮게 함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 이들 방법을 조합함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 다른 막의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막 그 자체의 스트레스를 저감시키는 것도 가능해진다. 나아가, 처리 용기 내에 부착되는 누적 막의 응력을 완화시켜, 누적 막의 박리를 억제하여, 성막 장치의 메인터넌스 주기를 장기화시키는 것도 가능해진다. 또한, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 그 자체(질화막 전체)의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 다른 막의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키도록 할 수도 있다.
(변형예 3)
변형예 1과 마찬가지로, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량(폭로 시간이나 처리 압력)을 소정 사이클마다 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 두께 방향에서 미세 조정하도록 해도 된다.
예를 들어, 스텝 3에서, 성막 초기 및 성막 후기에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 그 이외(성막 중기)에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 길게 함으로써, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스, 및 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를, 각각 압축 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서, 성막 초기 및 성막 후기에서의 사이클에서의 처리 압력을, 그 이외(성막 중기)에서의 사이클에서의 처리 압력보다 낮게 함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 이들 방법을 조합함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 질화막의 하지막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하고, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막 및 다른 막 각각의 스트레스를, 완화 또는 상쇄시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막 그 자체의 스트레스를 저감시키는 것도 가능해진다. 나아가, 처리 용기 내에 부착되는 누적 막의 응력을 완화시켜, 누적 막의 박리를 억제하여, 성막 장치의 메인터넌스 주기를 장기화시키는 것도 가능해진다. 또한, 질화막의 하지막, 및 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 모두 인장 스트레스일 경우에, 질화막 그 자체(질화막 전체)의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막 및 다른 막의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키도록 할 수도 있다.
(변형예 4)
변형예 1과 마찬가지로, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량(폭로 시간이나 처리 압력)을 소정 사이클마다 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 두께 방향에서 미세 조정하도록 해도 된다.
예를 들어, 스텝 3에서, 성막 초기 및 성막 후기에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간을, 그 이외(성막 중기)에서의 사이클에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로 시간보다 짧게 함으로써, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스, 및 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를, 각각 인장 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서, 성막 초기 및 성막 후기에서의 사이클에서의 처리 압력을, 그 이외(성막 중기)에서의 사이클에서의 처리 압력보다 높게 함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 이들 방법을 조합함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이, 질화막의 하지막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어하고, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막 및 다른 막 각각의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막 그 자체의 스트레스를 저감시키는 것도 가능해진다. 나아가, 처리 용기 내에 부착되는 누적 막의 응력을 완화시켜, 누적 막의 박리를 억제하여, 성막 장치의 메인터넌스 주기를 장기화시키는 것도 가능해진다. 또한, 질화막의 하지막, 및 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 모두 압축 스트레스일 경우에, 질화막 그 자체(질화막 전체)의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막 및 다른 막의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키도록 할 수도 있다.
(변형예 5)
변형예 1과 마찬가지로, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량(스텝 3에서의 활성종 X의 폭로 시간이나, 스텝 3에서의 처리 압력)을 소정 사이클마다 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 두께 방향에서 미세 조정하도록 해도 된다.
예를 들어, 스텝 3에서, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 소정 사이클마다의 폭로 시간을, 성막 초기부터 성막 후기에 걸쳐서 서서히 길게 함으로써, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분(저면측)의 스트레스를 인장 스트레스로 하고, 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분(표면측)의 스트레스를 압축 스트레스로 하여, 질화막의 스트레스가, 저면측으로부터 표면측을 향함에 따라서 인장 스트레스에서 압축 스트레스로 서서히 변화되도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서, 소정 사이클마다의 처리 압력을, 성막 초기부터 성막 후기에 걸쳐서 서서히 낮게 함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 이들 방법을 조합함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 도 7의 (e)에 도시하는 바와 같이, 질화막의 하지막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어하고, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막 및 다른 막 각각의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막 그 자체의 스트레스를 저감시키는 것도 가능해진다. 나아가, 처리 용기 내에 부착되는 누적 막의 응력을 완화시켜, 누적 막의 박리를 억제하여, 성막 장치의 메인터넌스 주기를 장기화시키는 것도 가능해진다.
또한, 본 변형예에서는, 질화막의 스트레스를, 저면측으로부터 표면측을 향함에 따라서 인장 스트레스에서 압축 스트레스로 서서히 변화시키도록 제어하지 않아도 된다. 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하고, 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하면, 상술과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(변형예 6)
변형예 1과 마찬가지로, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량(스텝 3에서의 활성종 X의 폭로 시간이나, 스텝 3에서의 처리 압력)을 소정 사이클마다 다르게 하여, 질화막의 스트레스를, 질화막의 두께 방향에서 미세 조정하도록 해도 된다.
예를 들어, 스텝 3에서, 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 소정 사이클마다의 폭로 시간을, 성막 초기부터 성막 후기에 걸쳐서 서서히 짧게 함으로써, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분(저면측)의 스트레스를 압축 스트레스로 하고, 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분(표면측)의 스트레스를 인장 스트레스로 하여, 질화막의 스트레스가, 저면측으로부터 표면측을 향함에 따라서 압축 스트레스에서 인장 스트레스로 서서히 변화되도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 스텝 3에서, 소정 사이클마다의 처리 압력을, 성막 초기부터 성막 후기에 걸쳐서 서서히 높게 함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들어, 이들 방법을 조합함으로써, 질화막의 스트레스를 상술과 마찬가지로 제어하는 것이 가능해진다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 도 7의 (f)에 도시하는 바와 같이, 질화막의 하지막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하고, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어함으로써, 하지막 및 다른 막 각각의 스트레스를 완화 또는 상쇄시키는 것이 가능해진다. 또한, 질화막 그 자체의 스트레스를 저감시키는 것도 가능해진다. 나아가, 처리 용기 내에 부착되는 누적 막의 응력을 완화시켜, 누적 막의 박리를 억제하여, 성막 장치의 메인터넌스 주기를 장기화시키는 것도 가능해진다.
또한, 본 변형예에서는, 질화막의 스트레스를, 저면측으로부터 표면측을 향함에 따라서 압축 스트레스에서 인장 스트레스로 서서히 변화시키도록 제어하지 않아도 된다. 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하고, 질화막 중 적어도 질화막 상에 형성하는 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하면, 상술과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(변형예 7)
상술한 변형예에 나타내는 스트레스 제어의 방법을 사용하여, 질화막의 하지막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어하고, 하지막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하게 해도 된다.
또한, 상술한 변형예에 나타내는 스트레스 제어의 방법을 사용하여, 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어하고, 다른 막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 질화막 중 적어도 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하게 해도 된다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 변형예에 의하면, 질화막의 스트레스와, 질화막과 접촉하는 막(하지막이나, 질화막 상에 형성하는 다른 막)의 스트레스의 사이에서 그것들의 방향이 정렬되므로, 이들 막의 계면에 있어서, 스트레스에 기인하는 막 박리의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
(변형예 8)
원료로서, Si-N 결합을 포함하는 원료를 사용함으로써, 원료를, Si원으로서 작용시킬 뿐만 아니라, 질소원으로서도 작용시킬 수 있어, 질화제의 공급을 생략할 수도 있다. 즉, 성막 처리에서는, 도 6 및 이하에 나타내는 처리 시퀀스에 의해, 웨이퍼(200) 상에 SiN막을 형성하도록 해도 된다.
(원료→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
이 경우,
(a) 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대해서 원료를 공급하는 공정과,
(c) 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정
을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 막을 형성할 수 있다. 또한, 상술한 처리 시퀀스는, (a)와 (c)를 교대로(비동시에) 행하는 사이클을, 그것들 사이에 처리 용기 내를 퍼지하는 공정을 끼워서, 소정 횟수 행하는 예를 나타내고 있다. 상술한 양태와 마찬가지로, 플라스마 여기 불활성 가스의 공급 전후의 퍼지를 생략할 수도 있다. 또한, 도 6에서는, (c)에서 공급하는 불활성 가스의 유량을, 퍼지에 있어서 공급하는 불활성 가스의 유량보다 저하시킴으로써, 처리 압력의 저압화를 조장하는 예를 나타내고 있다.
이 경우에도, (c)에서의 활성종 X의 웨이퍼(200)의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어할 수 있다.
본 변형예에서의 원료, 즉, Si-N 결합을 포함하는 원료로서는, 모노실릴아민((SiH3)NH2, 약칭: MSA) 가스, 디실릴아민((SiH3)2NH, 약칭: DSA) 가스, 트리실릴아민((SiH3)3N, 약칭: TSA) 가스 등의 실릴아민 가스를 사용할 수 있다. 원료로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다. 원료로서는, 이들 중에서도 Si-N 결합을 3개 포함하는 TSA를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 원료는, 상술한 원료 공급계로부터, 웨이퍼(200)에 대해서 공급할 수 있다. 또한, 처리 조건은, 상술한 양태의 처리 시퀀스의 스텝 1에서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
본 변형예에서의 불활성 가스로서는, 상술한 양태의 처리 시퀀스의 스텝 3에서의 불활성 가스와 마찬가지로, N2 가스나, Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 불활성 가스로서는, 이들 중에서도 N2 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 불활성 가스는, 상술한 불활성 가스 공급계로부터, 웨이퍼(200)에 대해서 공급할 수 있다. 또한, 처리 조건은, 상술한 양태의 처리 시퀀스의 스텝 3에서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 변형예에 의하면, 질화제의 공급을 생략할 수 있어, 처리 시간을 단축시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 스루풋, 즉, 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(변형예 9)
이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, (b)에서는, 질화제를 플라스마 여기시키지 않고 공급하도록 해도 된다.
(원료→P→질화제→플라스마 여기 불활성 가스)×n
(원료→P→질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스)×n
(원료→P→질화제→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(변형예 10)
상술한 사이클은 또한, 웨이퍼(200)에 대해서 산화제를 공급하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼(200) 상에 실리콘 산질화막(SiON막)을 형성하는 것이 가능해진다. 그 경우, 웨이퍼(200)에 대해서, 산화제를 플라스마 여기시키지 않고 공급하도록 해도 되고, 산화제를 플라스마 여기시켜 공급하도록 해도 된다. 즉, 성막 처리에서는, 이하에 나타내는 처리 시퀀스에 의해, 웨이퍼(200) 상에 SiON막을 형성하도록 해도 된다. 또한, 상술한 양태와 마찬가지로, 플라스마 여기 불활성 가스의 공급 전후의 퍼지를 생략할 수도 있다.
(원료→P→산화제→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→P→산화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P→산화제→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 산화제→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 산화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 질화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P→플라스마 여기 산화제→P)×n
이들의 경우, 상술한 산화제 공급계로부터, 웨이퍼(200)에 대해서 산화제를 공급할 수 있다. 또한, 처리 조건은, 상술한 양태의 처리 시퀀스의 스텝 2에서의 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 산화제와 함께, 수소(H) 함유 가스를 공급하도록 해도 된다. H 함유 가스는, 예를 들어 원료 공급계나 질화제 공급계로부터 공급할 수 있다.
산화제로서는, 예를 들어 산소(O2) 가스, 오존(O3) 가스, 수증기(H2O 가스), 과산화수소(H2O2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 등을 사용할 수 있다. 산화제로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
산화제와 함께 H 함유 가스를 공급하는 경우, H 함유 가스로서는, 예를 들어 수소(H2) 가스나 중수소(2H2) 가스 등을 사용할 수 있다. 2H2 가스를 D2 가스라고도 칭한다. H 함유 가스로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
본 변형예에서도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 즉, 사이클이 또한, 웨이퍼(200)에 대해서 산화제를 공급하는 공정을 포함하고, 웨이퍼(200) 상에 SiON막을 형성하는 경우라도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 변형예 8에서의 상술한 사이클이 또한, 웨이퍼(200)에 대해서 산화제를 공급하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 경우도, 웨이퍼(200) 상에 SiON막을 형성하는 것이 가능해진다. 그 경우, 웨이퍼(200)에 대해서, 산화제를 플라스마 여기시키지 않고 공급하도록 해도 되고, 산화제를 플라스마 여기시켜 공급하도록 해도 된다. 즉, 성막 처리에서는, 이하에 나타내는 처리 시퀀스에 의해, 웨이퍼(200) 상에 SiON막을 형성하도록 해도 된다. 이 경우에도, 상술한 양태와 마찬가지로, 플라스마 여기 불활성 가스의 공급 전후의 퍼지를 생략할 수도 있다.
(원료→P→산화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 불활성 가스→P→산화제→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 산화제→P→플라스마 여기 불활성 가스→P)×n
(원료→P→플라스마 여기 불활성 가스→P→플라스마 여기 산화제→P)×n
이들 경우에도, 상술한 양태나 변형예 8과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 즉, 사이클이 또한, 웨이퍼(200)에 대해서 산화제를 공급하는 공정을 포함하고, 웨이퍼(200) 상에 SiON막을 형성하는 경우라도, 상술한 양태나 변형예 8과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
<본 개시의 다른 양태>
이상, 본 개시의 양태를 구체적으로 설명하였다. 그러나, 본 개시는 상술한 양태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 상술한 양태에서의 처리 시퀀스와 같이, 스텝 1, 2, 3을 1사이클로 해서 이 사이클을 이 순으로 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하는 것 이외에, 이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, 각 스텝을 행하는 순번을 변경해도 된다. 이들 경우에도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(스텝 1→스텝 2→스텝 3)×n
(스텝 2→스텝 3→스텝 1)×n
(스텝 3→스텝 1→스텝 2)×n
단, 사이클에서의 마지막 스텝이 스텝 1이나 스텝 2일 경우는, 최종적으로 형성되는 막의 최표면의 조성이나 개질 효과가, 그 이외의 부분과 다른 경우가 있다. 그 때문에, 이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, 최종 사이클 종료 후에, 스텝 2나 스텝 3을 행하여, 스텝 2에 의한 질화 정도나, 스텝 3에 의한 개질 정도가, 그때까지 형성된 층과 동등하게 되도록, 최종적으로 형성되는 막의 최표면의 막질의 미세 조정을 행하는 것이 바람직하다.
(스텝 2→스텝 3→스텝 1)×n→스텝 2→스텝 3
(스텝 3→스텝 1→스텝 2)×n→스텝 3
또한, 예를 들어 상술한 양태에서의 처리 시퀀스와 같이, 스텝 1, 2, 3을 1사이클로 해서 이 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하는 것 이외에, 스텝 1, 2를 복수 회(m회, m은 2 이상의 정수) 행한 후에, 스텝 3을 행하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하도록 해도 된다. 또한, 스텝 1을 행한 후에, 스텝 2, 3을 복수 회(m회, m은 2 이상의 정수) 행하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하도록 해도 된다. 이들 처리 시퀀스는, 이하와 같이 나타낼 수 있다. 이들 경우에도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(스텝 1→스텝 2→스텝 3)×n
[(스텝 1→스텝 2)×m→스텝 3]×n
[스텝 1→(스텝 2→스텝 3)×m]×n
또한, 예를 들어 플라스마 생성 방식으로서는, 용량 결합 플라스마(Capacitively Coupled Plasma, 약칭: CCP) 외에, 유도 결합 플라스마(Inductively Coupled Plasma, 약칭: ICP)를 사용하도록 해도 된다. 이 경우에도, 상술한 양태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
각 처리에 사용되는 레시피는, 처리 내용에 따라 개별로 준비하여, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 통해서 기억 장치(121c) 내에 기록하고, 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고 각 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 기록되어, 저장된 복수의 레시피 중에서, 처리 내용에 따라 적정한 레시피를 적절하게 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1대의 성막 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한, 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있어, 조작 미스를 회피하면서 각 처리를 신속하게 개시할 수 있게 된다.
상술한 레시피는, 새롭게 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들어 성막 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우는, 변경 후의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 통해서 성막 장치에 인스톨해도 된다. 또한, 기존의 성막 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 성막 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 직접 변경해도 된다.
상술한 각종 양태나 각종 변형예에서는, 한번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식 성막 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 개시는 상술한 각종 양태나 각종 변형예에 한정되지 않고, 예를 들어 한번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 매엽식 성막 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 상술한 각종 양태나 각종 변형예에서는, 핫월형의 처리로를 갖는 성막 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 개시는 상술한 각종 양태나 각종 변형예에 한정되지 않고, 콜드월형의 처리로를 갖는 성막 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도 적합하게 적용할 수 있다.
이들 성막 장치를 사용하는 경우에도, 상술한 각종 양태나 각종 변형예에서의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건에서 각 처리를 행할 수 있고, 상술한 각종 양태나 각종 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
상술한 각종 양태나 각종 변형예는, 적절하게 조합해서 사용할 수 있다. 이때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 각종 양태나 각종 변형예에서의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
실시예
실시예 1 내지 3으로서, 상술한 양태에서의 성막 장치를 사용하여, 스텝 1 내지 3을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행하는 처리 시퀀스에 의해, 웨이퍼 상에 SiN막을 형성하였다. 원료로서는 DCS 가스를, 질화제로서는 NH3 가스를, 불활성 가스로서는 N2 가스를 사용하였다. 스텝 3에서의 활성종 X의 공급 시간은, 순서대로 5초, 20초, 60초로 설정하였다. 다른 처리 조건은, 상술한 양태에서의 처리 조건 범위 내의 공통의 조건으로 하였다.
비교예로서, 상술한 양태에서의 성막 장치를 사용하여, 스텝 1, 2를 교대로 소정 횟수 행하는 처리 시퀀스에 의해, 웨이퍼 상에 SiN막을 형성하였다. 비교예에서는 스텝 3을 불실시로 하였다. 원료로서는 DCS 가스를, 질화제로서는 NH3 가스를 사용하였다. 처리 조건은, 실시예에서의 처리 조건과 마찬가지의 조건으로 하였다.
그리고 실시예 1 내지 3, 비교예에서의 SiN막의 스트레스를 각각 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8의 횡축은, 스텝 3에서의 활성종 X의 공급 시간(초)을 나타내고 있고, 종축은, SiN막의 스트레스[MPa]를 나타내고 있다. 또한, 횡축에서의 0초란, 스텝 3을 불실시로 한 것(비교예)을 의미하고 있다. 또한, 종축에서의 정의 스트레스는 인장 스트레스를 의미하고 있고, 부의 스트레스는 압축 스트레스를 의미하고 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 비교예(활성종 X의 공급 시간: 0초)에서의 SiN막의 스트레스는, 1500MPa 정도의 크기의 인장 스트레스로 되는 것을 확인할 수 있었다. 이에 반해, 실시예 1 내지 3에서의 SiN막의 스트레스는, 순서대로, 500MPa 정도의 크기의 인장 스트레스, 800MPa 정도의 크기의 압축 스트레스, 1250MPa 정도의 크기의 압축 스트레스로 되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 스텝 3을 행하고, 또한, 스텝 3에서의 활성종 X의 웨이퍼의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, SiN막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 것이 가능한 것을 확인할 수 있었다.
<본 개시의 바람직한 형태>
이하, 본 개시의 바람직한 다른 양태에 대해서 부기한다.
(부기 1)
본 개시의 다른 양태에 의하면,
(a) 기판에 대해서 원료를 공급하는 공정과,
(c) 상기 기판에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정
을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 공정을 갖고,
(c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 성막 방법, 또는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
(부기 2)
본 개시의 또 다른 양태에 의하면,
기판이 처리되는 처리실과,
상기 처리실 내의 기판에 대해서 원료를 공급하는 원료 공급계와,
상기 처리실 내의 기판에 대해서 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와,
가스를 플라스마 여기시키는 여기부와,
상기 처리실 내에서, 부기 1의 각 처리(각 공정)를 행하게 하도록, 상기 원료 공급계, 상기 불활성 가스 공급계 및 상기 여기부를 제어하는 것이 가능하게 구성되는 제어부
를 갖는 성막 장치가 제공된다.
(부기 3)
본 개시의 또 다른 양태에 의하면,
부기 1의 각 수순(각 공정)을 컴퓨터에 의해 성막 장치에 실행시키는 프로그램, 또는 해당 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
200: 웨이퍼
201: 처리실

Claims (20)

  1. (a) 기판에 대해서 원료를 공급하는 공정과,
    (b) 상기 기판에 대해서 질화제를 공급하는 공정과,
    (c) 상기 기판에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정
    을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
    (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 성막 방법.
  2. 제1항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하는, 성막 방법.
  3. 제1항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을, (a)에서의 상기 원료의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간보다 길게 하는, 성막 방법.
  4. 제1항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을, (b)에서의 상기 질화제의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간보다 길게 하는, 성막 방법.
  5. 제1항에 있어서, (a)를 행한 후, (b)를 행하기 전에, 상기 기판이 존재하는 공간을 퍼지하는 공정을 포함하고,
    (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을, 상기 퍼지의 시간보다 길게 하는, 성막 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (b)에서는, 상기 기판에 대해서 상기 질화제를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 Y를 공급하는, 성막 방법.
  7. 제6항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을, (b)에서의 상기 활성종 Y의 상기 기판의 표면에의 폭로량보다 많게 하는, 성막 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을, 상기 질화막의 스트레스가 압축 스트레스로 되는 시간으로 하는, 성막 방법.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 기판이 존재하는 공간의 압력을, (b)에서의 상기 기판이 존재하는 공간의 압력보다 낮게 하는, 성막 방법.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 기판이 존재하는 공간의 압력을, 2Pa 이상 6Pa 이하로 하는, 성막 방법.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을, 소정 사이클마다 다르게 하는, 성막 방법.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로 시간을, 성막 초기 및 후기 중 적어도 어느 것에서의 사이클과, 그 이외에서의 사이클에서 다르게 하는, 성막 방법.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질화막의 하지막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 상기 질화막 중 적어도 상기 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하고,
    상기 하지막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 상기 질화막 중 적어도 상기 하지막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어하는, 성막 방법.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질화막 상에 형성하는 다른 막의 스트레스가 인장 스트레스일 경우에, 상기 질화막 중 적어도 상기 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 압축 스트레스로 하도록 제어하고,
    상기 다른 막의 스트레스가 압축 스트레스일 경우에, 상기 질화막 중 적어도 상기 다른 막과 접촉하는 부분의 스트레스를 인장 스트레스로 하도록 제어하는, 성막 방법.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불활성 가스는 N2 가스 및 희가스 중 적어도 어느 것인, 성막 방법.
  16. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원료는 할로겐 및 실리콘을 함유하고, 상기 질화제는 질소 및 수소를 함유하는, 성막 방법.
  17. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원료는 할로실란계 가스이며, 상기 질화제는 질화수소계 가스이며, 상기 불활성 가스는 N2 가스 및 희가스 중 적어도 어느 것이며, 상기 질화막은 실리콘 질화막인, 성막 방법.
  18. (a) 기판에 대해서 원료를 공급하는 공정과,
    (b) 상기 기판에 대해서 질화제를 공급하는 공정과,
    (c) 상기 기판에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 공정
    을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
    (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 기판이 처리되는 처리실과,
    상기 처리실 내의 기판에 대해서 원료를 공급하는 원료 공급계와,
    상기 처리실 내의 기판에 대해서 질화제를 공급하는 질화제 공급계와,
    상기 처리실 내의 기판에 대해서 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와,
    가스를 플라스마 여기시키는 여기부와,
    상기 처리실 내에서, (a) 기판에 대해서 상기 원료를 공급하는 처리와, (b) 상기 기판에 대해서 상기 질화제를 공급하는 처리와, (c) 상기 기판에 대해서 상기 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 처리를 행하게 하고, (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하게 제어하도록, 상기 원료 공급계, 상기 질화제 공급계, 상기 불활성 가스 공급계 및 상기 여기부를 제어하는 것이 가능하게 구성되는 제어부
    를 포함하는 성막 장치.
  20. (a) 기판에 대해서 원료를 공급하는 수순과,
    (b) 상기 기판에 대해서 질화제를 공급하는 수순과,
    (c) 상기 기판에 대해서 불활성 가스를 플라스마 여기시킴으로써 발생시킨 활성종 X를 공급하는 수순
    을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에 질화막을 형성하는 수순과,
    (c)에서의 상기 활성종 X의 상기 기판의 표면에의 폭로량을 제어함으로써, 상기 질화막의 스트레스를, 인장 스트레스와 압축 스트레스의 사이에서 제어하거나, 혹은, 압축 스트레스로 하도록 제어하는 수순
    을 컴퓨터에 의해 성막 장치에 실행시키는 프로그램.
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