KR102355738B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102355738B1
KR102355738B1 KR1020180111201A KR20180111201A KR102355738B1 KR 102355738 B1 KR102355738 B1 KR 102355738B1 KR 1020180111201 A KR1020180111201 A KR 1020180111201A KR 20180111201 A KR20180111201 A KR 20180111201A KR 102355738 B1 KR102355738 B1 KR 102355738B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
injector
processing
injectors
substrate
Prior art date
Application number
KR1020180111201A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190034093A (ko
Inventor
고헤이 후쿠시마
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20190034093A publication Critical patent/KR20190034093A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102355738B1 publication Critical patent/KR102355738B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6735—Closed carriers
    • H01L21/67389—Closed carriers characterised by atmosphere control
    • H01L21/67393—Closed carriers characterised by atmosphere control characterised by the presence of atmosphere modifying elements inside or attached to the closed carrierl
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은, 기판에 실시되는 처리의 면내 분포를 제어하는 것이 가능한 기판 처리 방법을 제공하는 것이다. 일 실시 형태의 기판 처리 방법은, 처리 용기의 내벽면을 따라 상하 방향으로 연장되고, 상하 방향을 회전축으로 해서 회전 가능한 인젝터의 길이 방향을 따라서 형성된 복수의 가스 구멍으로부터 처리 가스를 공급하여, 상기 처리 용기 내에 수용되는 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리 방법이며, 상기 소정의 처리는, 복수의 스텝을 포함하고, 상기 스텝에 따라서 상기 인젝터를 회전시켜 상기 처리 가스의 공급 방향을 변경한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
처리 용기 내에서, 기판 보유 지지구에 복수의 기판을 다단으로 보유 지지한 상태에서, 복수의 기판에 대하여 성막 처리 등을 행하는 것이 가능한 뱃치식 기판 처리 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이 뱃치식 기판 처리 장치에서는, 처리 용기의 측벽에 가스 유로가 형성되고, 가스 유로의 처리 용기의 측에는 L자 형상을 갖는 인젝터의 수평 부분이 삽입됨으로써, 인젝터가 처리 용기에 고정되는 구조로 되어 있다. 또한, 인젝터의 수직 부분에는, 기판이 적층되는 방향(연직 방향)을 따라 복수의 가스 분출구가 설치되어 있다.
일본 특허 제5284182호 공보
그러나, 상기 기판 처리 장치에서는, 인젝터가 처리 용기에 고정되어 있기 때문에, 가스를 토출하는 방향이 일정해서, 기판에 성막되는 막의 특성의 면내 분포를 충분히 제어할 수 없는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명의 일 형태에서는, 기판에 실시되는 처리의 면내 분포를 제어하는 것이 가능한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 기판 처리 방법은, 처리 용기의 내벽면을 따라 상하 방향으로 연장되고, 상하 방향을 회전축으로 해서 회전 가능한 인젝터의 길이 방향을 따라 형성된 복수의 가스 구멍으로부터 처리 가스를 공급하여, 상기 처리 용기 내에 수용되는 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 공정을 포함하고, 상기 소정의 처리는, 복수의 스텝을 포함하고, 상기 스텝에 따라서 상기 인젝터를 회전시켜 상기 처리 가스의 공급 방향을 변경한다.
개시의 기판 처리 방법에 의하면, 기판에 실시되는 처리의 면내 분포를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 인젝터를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 가스 도입 기구의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 가스 도입 기구의 내부 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면(1)이다.
도 9는 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면(2)이다.
도 10은 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면(3)이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
〔기판 처리 장치〕
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서, 기판에 열처리를 행하는 장치를 예로 들어 설명한다. 단, 처리 대상, 처리 내용은 특별히 한정되지 않고, 가스를 처리 용기 내에 공급해서 처리를 행하는 다양한 처리 장치에 적용 가능하다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 장치는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함)를 수용 가능한 처리 용기(10)를 갖고 있다. 처리 용기(10)는, 내열성이 높은 석영에 의해 대략 원통체 형상으로 성형되고, 천장에 배기구(11)를 갖는다. 처리 용기(10)는, 연직(상하) 방향으로 연장되는 종형의 형상으로 구성되어 있다. 처리 용기(10)의 직경은, 예를 들어 처리되는 웨이퍼(W)의 직경이 300mm인 경우에는, 350 내지 450mm 정도의 범위로 설정되어 있다.
처리 용기(10)의 천장부의 배기구(11)에는, 가스 배기구(20)가 접속된다. 가스 배기구(20)는, 예를 들어 배기구(11)로부터 연장되어 직각으로 L자 형상으로 굴곡된 석영관으로 구성된다.
가스 배기구(20)에는, 처리 용기(10) 내의 분위기를 배기하는 진공 배기계(30)가 접속된다. 구체적으로는, 진공 배기계(30)는, 가스 배기구(20)에 연결되는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 금속제의 가스 배기관(31)을 갖고 있다. 또한, 가스 배기관(31)의 도중에는, 개폐 밸브(32), 버터플라이 밸브 등의 압력 조정 밸브(33) 및 진공 펌프(34)가 순차 개재 설치되어 있어, 처리 용기(10) 내의 압력을 조정하면서 진공화할 수 있게 되어 있다. 또한, 가스 배기구(20)의 내경은, 가스 배기관(31)의 내경과 동일하게 설정되어 있다.
처리 용기(10)의 측부에는, 처리 용기(10)를 둘러싸도록 해서 가열 수단(40)이 설치되어 있어, 처리 용기(10)에 수용되는 웨이퍼(W)를 가열할 수 있도록 되어 있다. 가열 수단(40)은, 예를 들어 복수의 영역으로 분할되어 있고, 연직 방향 상측으로부터 하측을 향해서, 독립해서 발열량이 제어 가능한 복수의 히터(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 또한, 가열 수단(40)은, 복수의 영역으로 분할되지 않고, 하나의 히터에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 가열 수단(40)의 외주에는, 단열재(50)가 설치되어 있어, 열적 안정성을 확보하도록 되어 있다.
처리 용기(10)의 하단부는 개구되어 있어, 웨이퍼(W)를 반입, 반출할 수 있도록 되어 있다. 처리 용기(10)의 하단부의 개구는, 덮개(60)에 의해 개폐가 행하여지는 구성으로 되어 있다. 덮개(60)보다도 상방에는, 웨이퍼 보트(80)가 설치되어 있다. 웨이퍼 보트(80)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지구이며, 연직 방향으로 복수의 웨이퍼(W)를 이격한 상태에서 보유 지지 가능하게 구성된다. 웨이퍼 보트(80)가 보유 지지하는 웨이퍼(W)의 매수는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 50매 내지 150매로 할 수 있다.
웨이퍼 보트(80)는, 석영에 의해 형성되는 보온통(75)을 사이에 두고 테이블(74) 상에 적재되어 있다. 테이블(74)은, 처리 용기(10)의 하단 개구부를 개폐하는 덮개(60)를 관통하는 회전축(72)의 상단부에 지지된다. 회전축(72)의 관통부에는, 예를 들어 자성 유체 시일(73)이 개재 설치되어, 회전축(72)을 기밀하게 시일한 상태에서 회전 가능하게 지지하고 있다. 또한, 덮개(60)의 주변부와 처리 용기(10)의 하단부에는, 예를 들어 O링 등의 시일 부재(61)가 개재 설치되어 있어, 처리 용기(10) 내의 시일성을 유지하고 있다.
회전축(72)은, 예를 들어 보트 엘리베이터 등의 승강 기구(70)에 지지된 암(71)의 선단에 설치되어 있어, 웨이퍼 보트(80) 및 덮개(60) 등을 일체적으로 승강할 수 있도록 이루어져 있다. 또한, 테이블(74)을 덮개(60)측에 고정해서 설치하여, 웨이퍼 보트(80)를 회전시키지 않고 웨이퍼(W)의 처리를 행하도록 해도 된다.
처리 용기(10)의 하단부에는, 처리 용기(10)의 내주벽을 따라 연장되는 부분을 가짐과 함께, 반경 방향의 외측을 향해서 연장되는 플랜지 형상의 부분을 갖는 매니폴드(90)가 배치되어 있다. 그리고, 매니폴드(90)를 통해서, 처리 용기(10)의 하단부로부터, 처리 용기(10) 내에 필요한 가스를 도입한다. 매니폴드(90)는, 처리 용기(10)와는 별도 부품으로 구성되지만, 처리 용기(10)의 측벽과 일체적으로 설치되어, 처리 용기(10)의 측벽의 일부를 구성하도록 설치된다. 또한, 매니폴드(90)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
매니폴드(90)는, 인젝터(110)를 지지한다. 인젝터(110)는, 처리 용기(10) 내에 가스를 공급하기 위해 관형 부재이며, 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 인젝터(110)는, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치된다. 인젝터(110)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111)으로부터 수평 방향을 향해서 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110)는, 하나이어도 되고, 복수개이어도 된다.
도 2는, 도 1의 기판 처리 장치의 인젝터를 설명하기 위한 횡단면도이다. 도 2에서는, 일례로서 하나의 인젝터(110)를 도시하고 있다. 도 2의 (a)는 원점 위치에서의 인젝터(110)의 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 2의 (b)는 원점 위치로부터 좌측 방향으로 소정의 각도 θ1만큼 회전한 위치에서의 인젝터(110)의 상태를 도시하고, 도 2의 (c)는 원점 위치로부터 우측 방향으로 소정의 각도 θ2만큼 회전한 위치에서의 인젝터(110)의 상태를 도시하고 있다.
인젝터(110)는, 후술하는 회전 기구와 접속되어 있고, 회전 기구의 동작에 의해 좌측 방향 및 우측 방향으로 회전 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 인젝터(110)는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 가스 구멍(111)이 처리 용기(10)의 중심을 향하는 위치로부터, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 좌측 방향으로 각도 θ1의 위치까지 회전 가능하면 된다. 또한, 인젝터(110)는, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 우측 방향으로 각도 θ2의 위치까지 회전 가능해도 된다. 그리고, 인젝터(110)의 가스 구멍(111)으로부터 수평 방향을 향해서 가스를 토출한 상태에서 인젝터(110)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)에 실시되는 처리의 면내 분포를 제어할 수 있다. 각도 θ1 및 각도 θ2는, 웨이퍼(W)에 실시되는 처리의 면내 분포의 제어 효과를 충분히 발휘할 수 있다는 관점에서, 60°인 것이 바람직하고, 인젝터(110)로부터 복수의 종류의 가스를 공급하는 경우에는, 90°인 것이 바람직하다. 인젝터(110)의 회전 속도는, 파티클의 발생 방지의 관점에서, 3초 정도에서 0°에서 각도 θ1, θ2까지 회전 가능한 속도인 것이 바람직하고, 예를 들어 θ1이 90°일 경우에는 5rpm 이하인 것이 바람직하다.
다시 도 1을 참조하면, 인젝터(110)에는, 인젝터(110)에 가스를 공급하기 위해서 가스 공급계(120)가 접속된다. 가스 공급계(120)는, 인젝터(110)에 연통되는 금속, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 가스 배관(121)을 갖고 있다. 또한, 가스 배관(121) 도중에는, 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(123) 및 개폐 밸브(122)가 순차 개재 설치되어, 처리 가스의 유량을 제어하면서 공급할 수 있도록 되어 있다. 웨이퍼(W)의 처리에 필요한 다른 처리 가스도, 마찬가지로 구성된 가스 공급계(120) 및 매니폴드(90)를 통해서 공급된다.
처리 용기(10)의 하단부의 매니폴드(90)의 주변부는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성된 베이스 플레이트(130)에 의해 지지되어 있고, 베이스 플레이트(130)에 의해 처리 용기(10)의 하중을 지지하도록 되어 있다. 베이스 플레이트(130)의 하방은, 도시하지 않은 웨이퍼 이동 탑재 기구를 갖는 웨이퍼 이동 탑재실로 되어 있고, 대략 대기압의 질소 가스 분위기로 되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(130)의 상방은 클린 룸의 청정한 공기의 분위기로 되어 있다.
또한, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 장치의 전체의 제어를 행하는 제어부(150)가 설치된다. 제어부(150)는, 레시피에 따라, 레시피에 나타난 다양한 처리 조건 하에서 처리가 행해지도록, 기판 처리 장치 내의 다양한 기기의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(150)는, 기판 처리 장치 내에 설치된 다양한 센서로부터의 신호를 수신함으로써, 웨이퍼(W)의 위치 등을 파악하여, 프로세스를 진행시키는 시퀀스 제어를 행한다. 또한, 제어부(150)는, 기판 처리 장치 내에 설치된 다양한 검출기로 검출되는 물리적 측정값 등을 수신함으로써 기판 처리의 상태를 파악하고, 기판 처리를 적절하게 행하기 위해 필요한 피드백 제어 등을 행하도록 해도 된다.
제어부(150)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 연산 수단 및 기억 수단을 구비한다. 제어부(150)는, 프로그램이 기억된 기억 매체로부터 레시피의 처리를 행하는 프로그램을 인스톨하여, 레시피의 처리를 실행하는 마이크로컴퓨터로서 구성되어도 된다. 또한, 제어부(150)는, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 전자 회로로서 구성되어도 된다.
〔가스 도입 기구〕
이어서, 도 1의 기판 처리 장치의 가스 도입 기구에 대해서 설명한다. 도 3은, 도 1의 기판 처리 장치의 가스 도입 기구의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4는, 도 3의 가스 도입 기구의 내부 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 도입 기구는, 매니폴드(90)와, 인젝터(110)와, 회전 기구(200)와, 가스 배관(121)을 갖는다.
매니폴드(90)는, 인젝터 지지부(91)와, 가스 도입부(95)를 갖는다.
인젝터 지지부(91)는, 처리 용기(10)의 내벽면을 따라 연직 방향으로 연장되는 부분이며, 인젝터(110)를 지지한다. 인젝터 지지부(91)는, 인젝터(110)의 하단이 삽입 가능하며, 인젝터(110)의 하단을 밖에서 끼움 지지 가능한 삽입 구멍(92)을 갖는다.
가스 도입부(95)는, 인젝터 지지부(91)로부터 반경 방향의 외측으로 돌출되어, 처리 용기(10)의 외측에 노출되는 부분이며, 삽입 구멍(92)과 처리 용기(10)의 외부를 연통해서 가스가 통류 가능한 가스 유로(96)를 갖는다. 가스 유로(96)의 외측단부에는, 가스 배관(121)이 접속되어, 외부로부터의 가스가 공급 가능하게 구성된다.
인젝터(110)는, 인젝터 지지부(91)의 삽입 구멍(92)에 삽입되어, 처리 용기(10)의 내벽면을 따라 전체가 직선형으로 연장됨과 함께, 삽입 구멍(92)에 삽입된 개소에 가스 유로(96)와 연통되는 개구(112)를 갖는다. 개구(112)는, 예를 들어 수평 방향을 장축, 연직 방향을 단축으로 하는 대략 타원 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 인젝터(110)가 회전한 경우에도, 가스 유로(96)로부터 인젝터(110)에 효율적으로 가스가 공급된다.
매니폴드(90)는, 예를 들어 금속으로 구성된다. 처리 용기(10) 및 처리 용기(10)를 구성하는 부품은, 금속 오염을 방지한다는 관점에서, 기본적으로는 석영으로 구성되는 것이 바람직하지만, 복잡한 형상이나, 나사 등과의 나사 결합 접속이 있는 개소는, 금속으로 구성하지 않을 수 없다. 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 매니폴드(90)도, 금속으로 구성되는데, 인젝터(110)을 L자 형상으로 하지 않고, 막대 형상으로 하고 있다. 그리고, 매니폴드(90)의 가스 도입부(95) 내에 수평으로 연장되는 가스 유로(96)를 형성하고, 인젝터(110)에 가스 유로(96)와 연통되는 개구(112)를 형성함으로써, 인젝터(110)에 두꺼운 수평 부분을 없애고 있다. 이에 의해, 매니폴드(90)의 가스 도입부(95)는, 인젝터(110)의 두꺼운 수평 부분을 수용할 필요가 없어지기 위해서, 매니폴드(90)의 가스 도입부(95)의 두께를 얇게 하고, 높이를 낮게 해서 금속 콘타미네이션을 저감시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 매니폴드(90)를 구성하는 금속은, 스테인리스강, 알루미늄, 하스텔로이 등의 내식성 메탈 재료이어도 된다.
회전 기구(200)는, 인젝터(110)의 하단부에 접속되어, 인젝터(110)를 그 길이 방향으로 연장된 중심축을 중심으로 해서 회전시킨다. 구체적으로는, 회전 기구(200)는, 에어 실린더(210)와, 링크 기구(220)를 갖고, 에어 실린더(210)에서 발생시킨 직선 운동(왕복 운동)을 링크 기구(220)에 의해 회전 운동으로 변환하여, 인젝터(110)에 전달한다.
에어 실린더(210)는, 실린더부(211)와, 로드부(212)와, 전자기 밸브(213)를 갖는다. 로드부(212)의 일부는, 실린더부(211)에 수용되어 있다. 로드부(212)는, 전자기 밸브(213)로 제어된 에어가 실린더부(211)에 공급됨으로써, 실린더부(211) 및 로드부(212)의 축방향(도 3에서의 좌우 방향)으로 왕복 운동한다. 또한, 에어 실린더(210) 대신에, 유압 실린더를 사용해도 된다.
링크 기구(220)는, 링크 바(221)와, 벨로우즈(222)와, 리테이너(223)와, 링크부(224)와, 와셔(225)와, 보유 지지 볼트(226)를 갖는다.
링크 바(221)는, 막대 형상을 갖고, 벨로우즈(222)에 의해 기밀성을 유지한 상태로 매니폴드(90) 내에 삽입되어 있다. 링크 바(221)의 일단은, 에어 실린더(210)의 로드부(212)와 접속되어 있다. 이에 의해, 링크 바(221)는, 로드부(212)가 실린더부(211) 및 로드부(212)의 축방향으로 왕복 운동함으로써, 로드부(212)와 함께 실린더부(211) 및 로드부(212)의 축방향(링크 바(221)의 축방향)으로 왕복 운동한다. 또한, 벨로우즈(222) 대신에, 자성 유체 시일을 사용해도 된다.
리테이너(223)는, 링크부(224)를 통해서 링크 바(221)와 접속되어 있다. 이에 의해, 링크 바(221)가 그 축방향으로 왕복 운동하면, 리테이너(223)가 좌측 방향 또는 우측 방향(도 3의 (b)에서의 화살표로 나타내는 방향)으로 회전한다. 구체적으로는, 링크 바(221)가 우측 방향으로 움직임으로써 리테이너(223)가 좌측 방향으로 회전하고, 링크 바(221)가 좌측 방향으로 움직임으로써 리테이너(223)가 우측 방향으로 회전한다. 리테이너(223)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 개구부(223a)가 형성되어 있다. 개구부(223a)는, 리테이너(223)의 상면측으로부터 하면측을 향해서 개구 직경이 단계적으로 작아지도록 단차부(223b)가 둘레 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 단차부(223b)의 상면에는, 돌기부(223c)가 형성되어 있고, 인젝터(110)의 하단부에 형성된 도시하지 않은 오목부가 돌기부(223c)와 끼워 맞춤 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 리테이너(223)는, 인젝터(110)가 리테이너(223)에 대하여 둘레 방향으로 회전하지 않도록 인젝터(110)를 보유 지지한다. 그리고, 리테이너(223)가 회전 운동하면, 리테이너(223)와 일체로 되어 인젝터(110)가 회전 운동한다. 또한, 리테이너(223)는, 와셔(225)를 통해서 보유 지지 볼트(226)에 의해 회전 가능하게 보유 지지되어 있다.
또한, 인젝터(110)는, 상술한 링크 기구(220) 이외의 회전 기구에 의해 회전 가능하게 구성되어 있어도 된다. 인젝터(110)는, 예를 들어 모터와 웜기어 기구를 갖는 회전 기구, 에어 실린더와 랙 앤드 피니언 기구를 갖는 회전 기구, 모터와 회전축을 갖는 회전 기구에 의해 회전 가능하게 구성되어 있어도 된다.
〔기판 처리 방법〕
이어서, 상술한 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리 방법에 대해서 설명한다. 이하의 기판 처리 방법은, 예를 들어 제어부(150)가 기판 처리 장치 내의 다양한 기기의 동작을 제어함으로써 실행된다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에서는, 상하 방향으로 연장된 중심축을 중심으로 해서 회전 가능한 3개의 인젝터와 고정된 2개의 인젝터를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여, 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법에 의해, 실리콘 산화막을 형성하는 경우에 대해서 설명한다. 도 5는, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 장치는, 5개의 인젝터(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)를 갖는다.
인젝터(110a)는, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110a)에는, 질소(N2) 가스 공급원이 접속되어 있다. 인젝터(110a)에는, 길이 방향을 따라 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111a)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111a)으로부터 수평 방향을 향해서 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110a)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110a)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111a)으로부터 공급되는 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110b)는, 인젝터(110a)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110b)는, 수소(H2) 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110b)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111b)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111b)으로부터 수평 방향을 향해서 H2 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110b)는, 복수의 가스 구멍(111b)이 소정의 방향(예를 들어 처리 용기(10)의 중심 방향)을 향하도록 고정되어 있다.
인젝터(110c)는, 인젝터(110b)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110c)는, 원료 가스인 실리콘(Si) 함유 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110c)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111c)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111c)으로부터 수평 방향을 향해서 Si 함유 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110c)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110c)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111c)으로부터 공급되는 Si 함유 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110d)는, 인젝터(110c)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10) 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110d)는, 산소(O2) 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110d)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111d)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111d)으로부터 수평 방향을 향해서 O2 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110d)는, 복수의 가스 구멍(111d)이 소정의 방향(예를 들어 처리 용기(10)의 중심 방향)을 향하도록 고정되어 있다.
인젝터(110e)는, 인젝터(110d)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110e)는, N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110e)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111e)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111e)으로부터 수평 방향을 향해서 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110e)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110e)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111e)으로부터 공급되는 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
제1 실시 형태에 관한 기판 처리 방법은, 흡착 스텝, 제1 퍼지 스텝, 산화 스텝 및 제2 퍼지 스텝을 이 순서대로 행하는 공정을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 반복함으로써, 원하는 막 두께를 갖는 실리콘 산화막을 형성하는 것이다.
흡착 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110a, 110c, 110e)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111a, 111c, 111e)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110c)로부터 Si 함유 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 Si 함유 가스를 흡착시킨다. 또한, 인젝터(110a, 110e)로부터 N2 가스를 공급하여, Si 함유 가스의 흡착 범위를 제어한다. 또한, 인젝터(110b, 110d)로부터 후술하는 제1 퍼지 스텝에서의 유량보다도 적은 유량의 N2 가스를 공급하여, 인젝터(110c)로부터 공급되는 Si 함유 가스가 인젝터(110b, 110d) 내에 흡착되는 것을 방지한다. 도 5의 예에서는, 가스 구멍(111a, 111e)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 외측을 향하도록 인젝터(110a, 110e)를 회전시키고 있다. 이에 의해, Si 함유 가스의 웨이퍼(W) 외주부로의 돌아듦을 억제하고, 또한 Si 함유 가스를 웨이퍼(W)의 표면 전체에 공급할 수 있다. 또한, 가스 구멍(111c)이 처리 용기(10)의 중심을 향하는 방향(이하, 중심 방향)보다도 약간 어긋난 방향을 향하도록 인젝터(110c)를 회전시킨다. 또한, 인젝터(110a, 110c, 110e)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
제1 퍼지 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110a, 110c, 110e)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111a, 111c, 111e)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)로부터 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 Si 함유 가스를 퍼지한다. 도 5의 예에서는, 인젝터(110a, 110e)의 각도를 각각 흡착 스텝에서의 인젝터(110a, 110e)와 동일한 각도로 조정하고, 인젝터(110c)의 각도를, 가스 구멍(111c)이 처리 용기(10)의 중심 방향을 향하도록 변경하고 있다. 또한, 인젝터(110a, 110c, 110e)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
산화 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110a, 110c, 110e)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111a, 111c, 111e)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110b)로부터 H2 가스를 공급하고, 인젝터(110d)로부터 O2 가스를 공급한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 흡착된 Si 함유 가스와, H2 가스 및 O2 가스의 반응에 의해 생성되는 OH 라디칼을 반응시켜, 반응 생성물인 산화 실리콘(SiO2)의 층을 형성한다. 또한, 인젝터(110a, 110e)로부터 N2 가스를 공급함으로써, O2 가스 및 H2 가스의 반응 범위를 제어한다. 또한, 인젝터(110c)로부터 제1 퍼지 스텝에서의 유량보다도 적은 유량의 N2 가스를 공급하여, 인젝터(110c) 내에 SiO2의 층이 형성되는 것을 방지한다. 도 5의 예에서는, 가스 구멍(111a, 111e)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 외측을 향하도록 인젝터(110a, 110e)를 회전시킨다. 산화 스텝에서의 인젝터(110a, 110e)의 회전 각도는, 예를 들어 흡착 스텝에서의 인젝터(110a, 110e)의 회전 각도보다도 커지게 제어된다. 이에 의해, H2 가스 및 O2 가스의 웨이퍼(W) 외주부로의 돌아듦을 억제하고, 또한 H2 가스 및 O2 가스를 웨이퍼(W)의 표면 전체에 공급할 수 있다. 또한, 인젝터(110c)의 각도를 제1 퍼지 스텝에서의 인젝터(110c)의 각도와 동일한 각도로 조정한다. 또한, 인젝터(110a, 110c, 110e)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
제2 퍼지 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110a, 110c, 110e)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111a, 111c, 111e)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)로부터 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 H2 가스 및 O2 가스를 퍼지한다. 도 5의 예에서는, 인젝터(110a, 110c, 110e)의 각도를, 각각 제1 퍼지 스텝에서의 인젝터(110a, 110c, 110e)와 동일한 각도로 조정한다. 또한, 인젝터(110a, 110c, 110e)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 방법에서는, ALD법에서의 스텝에 따라서 가스를 토출하는 방향을 변경하므로, 웨이퍼(W)에 성막되는 실리콘 산화막의 특성의 면내 분포를 충분히 제어할 수 있다.
또한, 도 5의 예에서는, 스텝에 따라서 인젝터(110a, 110c, 110e)를 회전시켜 처리 가스의 공급 방향을 변경하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 스텝 도중에 인젝터(110a, 110c, 110e)를 회전시켜도 된다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에서는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능한 3개의 인젝터를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여, ALD법에 의해, 실리콘 산화막을 형성하는 경우의 다른 예에 대해서 설명한다. 도 6은, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치는, 3개의 인젝터(110f, 110g, 110h)를 갖는다.
인젝터(110f)는, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110f)에는, H2 가스 공급원 및 N2 가스 공급원이 접속되어 있다. 인젝터(110f)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111f)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111f)으로부터 수평 방향을 향해서 H2 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110f)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110f)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111f)으로부터 공급되는 H2 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110g)는, 인젝터(110f)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110g)는, Si 함유 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110g)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111g)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111g)으로부터 수평 방향을 향해서 Si 함유 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110g)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110g)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111g)으로부터 공급되는 Si 함유 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110h)는, 인젝터(110g)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110h)는, O2 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110h)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111h)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111h)으로부터 수평 방향을 향해서 O2 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110h)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110h)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111h)으로부터 공급되는 O2 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
제2 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 흡착 스텝, 제1 퍼지 스텝, 산화 스텝 및 제2 퍼지 스텝을 이 순서대로 행하는 공정을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 반복함으로써, 원하는 막 두께를 갖는 실리콘 산화막을 형성하는 것이다.
흡착 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110f, 110g, 110h)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111f, 111g, 111h)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110g)로부터 Si 함유 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 Si 함유 가스를 흡착시킨다. 또한, 인젝터(110f, 110h)로부터 N2 가스를 공급하여, Si 함유 가스의 흡착 범위를 제어한다. 도 6의 예에서는, 가스 구멍(111f, 111h)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 외측을 향하도록 인젝터(110f, 110h)를 회전시키고 있다. 이에 의해, Si 함유 가스의 웨이퍼(W) 외주부로의 돌아듦을 억제하고, 또한 Si 함유 가스를 웨이퍼(W)의 표면 전체에 공급할 수 있다. 또한, 가스 구멍(111g)이 처리 용기(10)의 중심 방향을 향하도록 인젝터(110g)를 회전시킨다. 또한, 인젝터(110f, 110g, 110h)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
제1 퍼지 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110f, 110g, 110h)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111f, 111g, 111h)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110f, 110g, 110h)로부터 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 Si 함유 가스를 퍼지한다. 도 6의 예에서는, 인젝터(110f, 110h)의 각도를, 가스 구멍(111f, 111h)이 처리 용기(10)의 중심 방향을 향하도록 변경하고, 인젝터(110g)의 각도를, 흡착 스텝에서의 인젝터(110g)와 동일한 각도로 조정하고 있다. 또한, 인젝터(110f, 110g, 110h)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
산화 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110f, 110g, 110h)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111f, 111g, 111h)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110f)로부터 H2 가스를 공급하고, 인젝터(110h)로부터 O2 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 흡착된 Si 함유 가스와, H2 가스 및 O2 가스의 반응에 의해 생성되는 OH 라디칼을 반응시켜, SiO2의 층을 형성한다. 또한, 인젝터(110g)로부터 제1 퍼지 스텝에서의 유량보다도 적은 유량의 N2 가스를 공급하여, 인젝터(110g) 내에 SiO2의 층이 형성되는 것을 방지한다. 도 6의 예에서는, 가스 구멍(111f, 111h)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 내측(서로 마주보는 방향)을 향하도록 인젝터(110f, 110h)를 회전시킨다. 이에 의해, 가스 구멍(111f)으로부터 토출되는 H2 가스와 가스 구멍(111h)으로부터 토출되는 O2 가스의 반응이 촉진된다. 또한, 인젝터(110g)의 각도를 제1 퍼지 스텝에서의 인젝터(110g)의 각도와 동일한 각도로 조정한다. 또한, 인젝터(110f, 110g, 110h)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
제2 퍼지 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110f, 110g, 110h)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111f, 111g, 111h)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110f, 110g, 110h)로부터 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 H2 가스 및 O2 가스를 퍼지한다. 도 6의 예에서는, 인젝터(110f, 110g, 110h)의 각도를, 각각 흡착 스텝에서의 인젝터(110f, 110g, 110h)와 동일한 각도로 조정한다. 또한, 인젝터(110f, 110g, 110h)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에서는, ALD법에서의 스텝에 따라서 가스를 토출하는 방향을 변경하므로, 웨이퍼(W)에 성막되는 실리콘 산화막의 특성의 면내 분포를 충분히 제어할 수 있다.
또한, 도 6의 예에서는, 스텝에 따라서 인젝터(110f, 110g, 110h)를 회전시켜 처리 가스의 공급 방향을 변경하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 스텝 도중에 인젝터(110f, 110g, 110h)를 회전시켜도 된다.
(제3 실시 형태)
제3 실시 형태에서는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능한 3개의 인젝터를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여, ALD법에 의해, 실리콘 산화막을 형성하는 경우의 또 다른 예에 대해서 설명한다. 도 7은, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치는, 3개의 인젝터(110k, 110l, 110m)를 갖는다.
인젝터(110k)는, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110k)에는, Si 함유 가스 공급원, H2 가스 공급원 및 N2 가스 공급원이 접속되어 있다. 인젝터(110k)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111k)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111k)으로부터 수평 방향을 향해서 Si 함유 가스, H2 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110k)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110k)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111k)으로부터 공급되는 Si 함유 가스, H2 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110l)는, 인젝터(110k)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110l)는, Si 함유 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110l)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111l)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111l)으로부터 수평 방향을 향해서 Si 함유 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110l)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110l)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111l)으로부터 공급되는 Si 함유 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110m)는, 인젝터(110l)에 인접해서 배치되고, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110m)는, O2 가스 공급원 및 N2 가스 공급원에 접속되어 있다. 인젝터(110m)에는, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111m)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111m)으로부터 수평 방향을 향해서 O2 가스 및 N2 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110m)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110m)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111m)으로부터 공급되는 O2 가스 및 N2 가스의 공급 방향이 변경된다.
제3 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 흡착 스텝, 제1 퍼지 스텝, 산화 스텝 및 제2 퍼지 스텝을 이 순서대로 행하는 공정을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 반복함으로써, 원하는 막 두께를 갖는 실리콘 산화막을 형성하는 것이다.
흡착 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110k, 110l, 110m)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111k, 111l, 111m)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110k, 110l)로부터 Si 함유 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 Si 함유 가스를 흡착시킨다. 또한, 인젝터(110m)로부터 N2 가스를 공급하여, Si 함유 가스의 흡착 범위를 제어한다. 도 7의 예에서는, 가스 구멍(111k, 111l)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 어긋난 방향을 향하도록 인젝터(110k, 110l)를 회전시키고, 가스 구멍(111m)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 외측을 향하도록 인젝터(110m)를 회전시킨다. 이에 의해, Si 함유 가스의 웨이퍼(W) 외주부로의 돌아듦을 억제하고, 또한 Si 함유 가스를 웨이퍼(W)의 표면 전체에 공급할 수 있다. 또한, 인젝터(110k, 110l, 110m)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
제1 퍼지 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110k, 110l, 110m)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111k, 111l, 111m)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110k, 110l, 110m)로부터 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 Si 함유 가스를 퍼지한다. 도 7의 예에서는, 인젝터(110k, 110l, 110m)의 각도를 각각 반응 스텝에서의 인젝터(110k, 110l, 110m)와 동일한 각도로 조정하고 있다. 또한, 인젝터(110k, 110l, 110m)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
산화 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110k, 110l, 110m)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111k, 111l, 111m)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110k)로부터 H2 가스를 공급하고, 인젝터(110m)로부터 O2 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 흡착된 Si 함유 가스와, H2 가스 및 O2 가스의 반응에 의해 생성되는 OH 라디칼을 반응시켜, SiO2의 층을 형성한다. 또한, 인젝터(110l)로부터 제1 퍼지 스텝에서의 유량보다도 적은 유량의 N2 가스를 공급하여, 인젝터(110l) 내에 SiO2의 층이 형성되는 것을 방지한다. 도 7의 예에서는, 가스 구멍(111k, 111m)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 내측을 향하도록 인젝터(110k, 110m)를 회전시킨다. 이에 의해, 가스 구멍(111k)으로부터 토출되는 H2 가스와 가스 구멍(111m)으로부터 토출되는 O2 가스의 반응이 촉진된다. 또한, 가스 구멍(111l)이 처리 용기(10)의 중심 방향을 향하도록 인젝터(110l)의 각도를 조정한다. 또한, 인젝터(110k, 110l, 110m)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
제2 퍼지 스텝에서는, 먼저, 인젝터(110k, 110l, 110m)를 소정의 각도로 회전시켜 가스 구멍(111k, 111l, 111m)으로부터 토출되는 가스의 방향을 변경한다. 소정의 각도는, 예를 들어 레시피에 의해 설정된다. 계속해서, 인젝터(110k, 110l, 110m)로부터 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 H2 가스 및 O2 가스를 퍼지한다. 도 7의 예에서는, 가스 구멍(111k, 111m)이 처리 용기(10)의 중심 방향보다도 약간 외측을 향하도록 인젝터(110k, 110m)의 각도를 조정한다. 또한, 가스 구멍(111l)이 처리 용기(10)의 중심 방향을 향하도록 인젝터(110l)의 각도를 조정한다. 또한, 인젝터(110k, 110l, 110m)의 각도는 이것에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에서는, ALD법에서의 스텝에 따라서 가스를 토출하는 방향을 변경하므로, 웨이퍼(W)에 성막되는 실리콘 산화막의 특성의 면내 분포를 충분히 제어할 수 있다.
특히, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에서는, 스텝에 따라서 인젝터(110)의 각도를 변경할 수 있으므로, 바람직한 공급 방향이 상이한 복수의 가스(예를 들어, 흡착 가스와 반응 가스)를 동일한 인젝터(110)로부터 공급할 수 있다. 그 결과, 인젝터(110)의 개수를 삭감할 수 있다.
또한, 도 7의 예에서는, 스텝에 따라서 인젝터(110k, 110l, 110m)를 회전시켜 처리 가스의 공급 방향을 변경하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 스텝 도중에 인젝터(110k, 110l, 110m)를 회전시켜도 된다.
(제4 실시 형태)
제4 실시 형태에서는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하고, 상하 방향의 상측 부분에만 가스 구멍이 형성된 인젝터를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여, 웨이퍼에 소정의 막을 형성하는 경우에 대해서 설명한다. 도 8 내지 도 10은, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 행하기 위한 기판 처리 장치 일례를 나타내고, 도 9는 도 8의 횡단면을 나타내고, 도 10은 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 10 중, 횡축은 웨이퍼 보트(80)에 보유 지지된 웨이퍼의 위치를 나타내고, 종축은 웨이퍼(W)에 형성된 막의 두께를 나타낸다. 도 10에서, 「TOP」, 「CTR」 및 「BTM」은, 각각 웨이퍼 보트(80)의 상측 부분, 중앙 부분 및 하측 부분에 적재된 웨이퍼(W)를 나타낸다. 또한, 「C-T」 및 「C-B」는, 각각 「CTR」과 「TOP」의 사이, 「CTR」과 「BTM」의 사이의 위치에 적재된 웨이퍼(W)를 나타낸다.
도 9에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능한 하나의 인젝터(110p)와, 고정된 4개의 인젝터(110q, 110r, 110s, 110t)를 갖는다.
인젝터(110p)는, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110p)에는, 성막 가스 공급원, N2 가스 공급원 등이 접속되어 있다. 인젝터(110p)에는, 길이 방향(상하 방향)의 상측 부분에, 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111p)이 형성되어 있고, 가스 구멍(111p)으로부터 수평 방향을 향해서 성막 가스, N2 가스 등을 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110p)는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성되어 있고, 인젝터(110p)가 회전함으로써, 복수의 가스 구멍(111p)으로부터 공급되는 성막 가스, N2 가스 등의 공급 방향이 변경된다.
인젝터(110q, 110r, 110s, 110t)는, 처리 용기(10)의 내부에서 연직 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 인젝터(110q, 110r, 110s, 110t)에는, 성막 가스 공급원, N2 가스 공급원 등이 접속되어 있다. 인젝터(110q, 110r, 110s, 110t)에는, 각각 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(111q, 111r, 111s, 111t)이 형성되어 있다. 그리고, 가스 구멍(111q, 111r, 111s, 111t)으로부터 수평 방향을 향해서 성막 가스, N2 가스 등을 토출할 수 있도록 되어 있다. 인젝터(110q, 110r, 110s, 110t)는, 복수의 가스 구멍(111q, 111r, 111s, 111t)이 소정의 방향(예를 들어 처리 용기(10)의 중심 방향)을 향하도록 고정되어 있다.
제4 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 고정된 인젝터(110q, 110r, 110s, 110t)에 의해, 성막 가스, N2 가스 등을 공급함과 함께, 상하 방향의 상측 부분에 복수의 가스 구멍(111p)이 형성된 인젝터(110p)로부터 성막 가스, N2 가스 등을 공급한다. 이때, 인젝터(110p)의 회전 각도를 변경함으로써, 웨이퍼 보트(80)의 상측 부분에 보유 지지된 웨이퍼(W)(도면 중 「TOP」로 도시함)에 형성되는 막의 두께의 면내 분포를, 예를 들어 도 10 중의 실선으로 도시되는 분포에서 파선으로 도시되는 분포가 되도록 제어할 수 있다.
또한, 도 8 내지 도 10의 예에서는, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능한 인젝터(110p)의 상측 부분에 복수의 가스 구멍(111p)이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능한 인젝터(110p)의 중앙 부분, 하측 부분에 복수의 가스 구멍(111p)이 형성되어 있어도 된다. 이들 경우에는, 각각 웨이퍼 보트(80)의 중앙 부분, 하측 부분에 보유 지지된 웨이퍼(W)에 형성되는 막의 두께의 면내 분포를 제어할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명했지만, 상기 내용은, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.
상기 각 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)에 소정의 막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 본 발명은, 예를 들어 웨이퍼(W)에 성막 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 소정의 막을 성막하는 성막 스텝과, 소정의 막을 에칭하는 에칭 가스를 공급하여, 소정의 막을 에칭하는 에칭 스텝을 반복하는 처리에 대해서도 적용 가능하다.
10 : 처리 용기 110 : 인젝터
111 : 가스 구멍 150 : 제어부
200 : 회전 기구 W : 웨이퍼

Claims (7)

  1. 기판 처리 방법으로서,
    처리 용기의 내벽면을 따라 상하 방향으로 연장되고, 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 회전 가능한 인젝터를 포함하고, 복수의 인젝터의 각각의 길이 방향을 따라서 형성된 복수의 가스 구멍으로부터 처리 가스를 공급하여, 상기 처리 용기 내에 수용되는 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 공정을 포함하고,
    상기 소정의 처리는,
    상기 처리 용기 내에 원료 가스를 포함하는 처리 가스를 공급하여, 상기 기판에 상기 원료 가스를 흡착시키는 흡착 스텝과,
    상기 처리 용기 내에 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 포함하는 처리 가스를 공급하여, 상기 기판에 흡착된 상기 원료 가스와 상기 반응 가스를 반응시켜서 반응 생성물의 층을 형성하는 반응 스텝
    을 포함하고,
    상기 흡착 스텝에 대하여 상기 복수의 인젝터의 1개 이상을 회전시켜서 상기 반응 스텝을 행하는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착 스텝 및 상기 반응 스텝 중 적어도 어느 하나의 도중에 상기 인젝터를 회전시키는, 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 인젝터는, 상기 처리 용기 내에 N2 가스를 공급하는 제1 인젝터를 포함하고,
    상기 흡착 스텝 및 상기 반응 스텝에 있어서, 복수의 가스 구멍이 상기 처리 용기의 중심 방향보다도 외측을 향하도록 상기 제1 인젝터를 회전시킨 상태에서 상기 제1 인젝터로부터 상기 N2 가스를 공급하는, 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반응 스텝에 있어서의 상기 제1 인젝터의 회전 각도는, 상기 흡착 스텝에 있어서의 상기 제1 인젝터의 회전 각도보다도 큰, 기판 처리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 인젝터는, 상기 처리 용기 내에 상기 반응 가스 및 N2 가스를 공급하는 제2 인젝터를 포함하고,
    상기 흡착 스텝에 있어서, 복수의 가스 구멍이 상기 처리 용기의 중심 방향보다도 외측을 향하도록 상기 제2 인젝터를 회전시킨 상태에서 상기 제2 인젝터로부터 상기 N2 가스를 공급하고,
    상기 반응 스텝에 있어서, 복수의 가스 구멍이 상기 처리 용기의 중심 방향보다도 내측을 향하도록 상기 제2 인젝터를 회전시킨 상태에서 상기 제2 인젝터로부터 상기 반응 가스를 공급하는, 기판 처리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    회전 가능한 상기 인젝터에는, 해당 인젝터의 길이 방향의 일부분에 상기 복수의 가스 구멍이 형성되어 있는, 기판 처리 방법.
  7. 처리 용기의 내벽면을 따라 상하 방향으로 연장되는 인젝터를 포함하고, 복수의 인젝터의 각각의 길이 방향을 따라서 형성된 복수의 가스 구멍으로부터 상기 처리 용기에 수용되는 기판에 대하여 처리 가스를 공급하여, 상기 기판에 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치이며,
    상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 해서 상기 인젝터를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 인젝터의 동작을 제어하는 제어부
    를 갖고,
    상기 소정의 처리는,
    상기 처리 용기 내에 원료 가스를 포함하는 처리 가스를 공급하여, 상기 기판에 상기 원료 가스를 흡착시키는 흡착 스텝과,
    상기 처리 용기 내에 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 포함하는 처리 가스를 공급하여, 상기 기판에 흡착된 상기 원료 가스와 상기 반응 가스를 반응시켜서 반응 생성물의 층을 형성하는 반응 스텝
    을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 흡착 스텝에 대하여 상기 복수의 인젝터의 1개 이상을 회전시켜서 상기 반응 스텝을 행하도록 상기 회전 기구를 제어하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
KR1020180111201A 2017-09-22 2018-09-18 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 KR102355738B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017182928A JP6925214B2 (ja) 2017-09-22 2017-09-22 基板処理方法及び基板処理装置
JPJP-P-2017-182928 2017-09-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190034093A KR20190034093A (ko) 2019-04-01
KR102355738B1 true KR102355738B1 (ko) 2022-01-26

Family

ID=65808855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180111201A KR102355738B1 (ko) 2017-09-22 2018-09-18 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
US (3) US11560628B2 (ko)
JP (1) JP6925214B2 (ko)
KR (1) KR102355738B1 (ko)
CN (1) CN109536919A (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6706901B2 (ja) * 2015-11-13 2020-06-10 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP6925214B2 (ja) * 2017-09-22 2021-08-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
KR20230113657A (ko) * 2018-03-23 2023-07-31 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
JP7170598B2 (ja) * 2019-07-17 2022-11-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP7209598B2 (ja) * 2019-07-26 2023-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
KR20210048062A (ko) 2019-10-23 2021-05-03 삼성전자주식회사 웨이퍼 처리 장치 및 웨이퍼 처리 방법
JP7407162B2 (ja) 2021-11-17 2023-12-28 株式会社アルバック エッチング方法、および、エッチング装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029441A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び基板処理方法
JP2011176081A (ja) 2010-02-24 2011-09-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
JP2015018879A (ja) * 2013-07-09 2015-01-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び制御装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4062318A (en) * 1976-11-19 1977-12-13 Rca Corporation Apparatus for chemical vapor deposition
JPS5825224B2 (ja) * 1979-04-03 1983-05-26 東京電力株式会社 油入電器の局部過熱位置の標定方法
US4263872A (en) * 1980-01-31 1981-04-28 Rca Corporation Radiation heated reactor for chemical vapor deposition on substrates
US5388937A (en) * 1993-12-23 1995-02-14 Farsai; Ali J. Wheelchair securement device for transit vehicles
US6352594B2 (en) * 1997-08-11 2002-03-05 Torrex Method and apparatus for improved chemical vapor deposition processes using tunable temperature controlled gas injectors
KR100829327B1 (ko) * 2002-04-05 2008-05-13 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반응 용기
US20070137794A1 (en) * 2003-09-24 2007-06-21 Aviza Technology, Inc. Thermal processing system with across-flow liner
DE102006002137A1 (de) * 2006-01-17 2007-07-19 Schiel, Katja Rotationssegel II
DE102008039211B4 (de) * 2008-05-07 2011-08-25 VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH, 01324 Rohrtarget mit Endblock zur Kühlmittelversorgung
JP5284182B2 (ja) 2008-07-23 2013-09-11 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP5062143B2 (ja) * 2008-11-10 2012-10-31 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5658463B2 (ja) * 2009-02-27 2015-01-28 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
TWI369251B (en) * 2010-02-01 2012-08-01 Ind Tech Res Inst Gas distribution module and gas distribution scanning apparatus using the same
JP5589878B2 (ja) * 2011-02-09 2014-09-17 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5765154B2 (ja) * 2011-09-12 2015-08-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び成膜装置
JP2013089818A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US9493874B2 (en) * 2012-11-15 2016-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Distribution of gas over a semiconductor wafer in batch processing
JP6128969B2 (ja) * 2013-06-03 2017-05-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP6486160B2 (ja) * 2015-03-23 2019-03-20 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP6925214B2 (ja) * 2017-09-22 2021-08-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029441A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び基板処理方法
JP2011176081A (ja) 2010-02-24 2011-09-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
JP2015018879A (ja) * 2013-07-09 2015-01-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109536919A (zh) 2019-03-29
JP2019061976A (ja) 2019-04-18
KR20190034093A (ko) 2019-04-01
US20230118483A1 (en) 2023-04-20
US11560628B2 (en) 2023-01-24
JP6925214B2 (ja) 2021-08-25
US20190093230A1 (en) 2019-03-28
US20230119730A1 (en) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102355738B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
CN107868946B (zh) 气体导入机构和处理装置
KR101804003B1 (ko) 성막 방법
KR101569944B1 (ko) 성막 장치
KR102182995B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
KR20130075696A (ko) 성막 방법
KR102023434B1 (ko) 성막 방법 및 성막 시스템, 그리고 표면 처리 방법
JP2017147263A (ja) 成膜装置、成膜方法、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体
KR101649783B1 (ko) 성막 방법
KR102518787B1 (ko) 인젝터 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법
JP3056241B2 (ja) 熱処理装置
KR20190105511A (ko) 성막 방법 및 성막 장치
US11913115B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
US11542602B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2007035775A (ja) 基板処理装置
US20230326762A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20230146453A (ko) 성막 방법 및 처리 장치
KR20070040922A (ko) 웨이퍼 가공 장치
JPH0467619A (ja) 半導体製造装置
JP2005108928A (ja) 被処理体収容具及び熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right