KR20150031453A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 Download PDF

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KR20150031453A
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유이치 와다
히로시 아시하라
게이신 야마자키
다쿠로 우시다
이와오 나카무라
마나부 이즈미
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

본 발명은 처리 용기 내에서의 처리 가스의 액화를 억제한다. 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개와, 상기 덮개 위에 설치된 열전도체와, 상기 열전도체를 가열하는 열전도체 가열부를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 기체로 기판을 처리하는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
대규모 집적 회로(Large Scale Integrated Circuit: 이하 LSI)의 미세화에 수반하여, 트랜지스터 소자간의 누설 전류 간섭을 제어하는 가공 기술은 점점더 기술적인 어려움을 더하고 있다. LSI의 소자간 분리는, 기판이 되는 실리콘(Si)에, 분리하고자 하는 소자간에 홈 또는 구멍 등의 공극을 형성하고, 그 공극에 절연물을 퇴적하는 방법에 의해 이루어지고 있다. 절연물로서, 산화막이 사용되는 경우가 많으며, 예를 들어, 실리콘 산화막이 사용된다. 실리콘 산화막은, Si 기판 자체의 산화나, 화학 기상 성장법(Chemical Vapor Deposition: CVD), 절연물 도포법(Spin On Dielectric: SOD)에 의해 형성되어 있다.
최근의 미세화에 의해, 미세 구조의 매립, 특히 세로 방향으로 깊거나, 또는 가로 방향으로 좁은 공극 구조에의 산화물의 매립에 대하여, CVD법에 의한 매립 방법이 기술 한계에 도달하고 있다. 이와 같은 배경하에서, 유동성을 갖는 산화물을 사용한 매립 방법, 즉 SOD의 채용이 증가하는 경향에 있다. SOD에서는, SOG(Spin on glass)라고 불리는 무기 또는 유기 성분을 포함하는 도포 절연 재료가 사용되고 있다. 이 재료는, CVD 산화막의 등장 이전부터 LSI의 제조 공정에 채용되고 있었지만, 가공 기술이 0.35㎛ 내지 1㎛ 정도의 가공 치수로 미세하지 않았던 까닭에, 도포 후의 개질 방법은 질소 분위기에서 400 정도의 열처리를 행함으로써 허용되고 있었다.
또한 한편으로, 트랜지스터의 열부하에 대한 저감 요구도 커지고 있다. 열부하를 저감하고자 하는 이유로서, 트랜지스터의 동작용으로 주입한, 붕소나 비소, 인 등의 불순물의 과잉 확산을 방지하는 것이나, 전극용의 금속 실리사이드의 응집 방지, 게이트용 일함수 금속 재료의 성능 변동 방지, 메모리 소자의 기입, 판독 반복 수명의 확보 등이 있다.
일본 특허 공개 제2011-86908호
그러나, 최근의 LSI, DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 Flash Memory로 대표되는 반도체 장치의 최소 가공 치수가, 50nm 폭보다 작게 되어 있어, 품질을 유지한 상태에서의 미세화나 제조 스루풋 향상의 달성이나 처리 온도의 저온화가 곤란해지고 있다.
본 발명의 목적은, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능한 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체를 제공하는 것이다.
일 형태에 의하면, 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개와, 상기 덮개 위에 설치된 열전도체와, 상기 열전도체를 가열하는 열전도체 가열부를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
다른 형태에 의하면, 기판을 처리 용기에 수용하는 공정과, 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 공정과, 열전도체 가열부가, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개 위에 설치된 열전도체를 가열하는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
또 다른 형태에 의하면, 기판을 처리 용기에 수용하는 수순과, 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 수순과, 열전도체 가열부가, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개 위에 설치된 열전도체를 가열하는 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 종단면 개략도이다.
도 3은 제1 내지 제3 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이다.
도 4는 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 노구 부근의 개략 구성도이다.
도 5는 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 노구 부근의 다른 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6의 (a)는, 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 노구 부근의 다른 형태를 나타내는 개략 구성도이다. (b)는 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 노구 부근의 또 다른 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7은 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 가스 공급관과 가스 배기관의 위치의 예를 나타내는 개략도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 다른 플로우 예를 도시하는 도면이다.
도 10은 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 사용하여 실험했을 때의 막 두께 결과 예이다.
도 11은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략도의 예이다.
도 12는 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 설치되는 과수증기 발생 장치의 개략 구성도이다.
도 13은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 플로우 예를 도시하는 도면이다.
도 14는 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략도의 예이다.
도 15는 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 종단면 개략도이다.
도 16은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 플로우 예를 도시하는 도면이다.
<제1 실시 형태>
이하에, 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
먼저, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대해서, 주로 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도로서, 처리로(202) 부분을 종단면으로 나타내고 있다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)의 종단면 개략도이다. 기판 처리 장치에서는, 예를 들어, 반도체 장치를 제조하기 위한 일 공정이 행하여진다.
(처리 용기)
도 1에 도시한 바와 같이, 처리로(202)는, 처리 용기로서의 반응관(203)을 구비하고 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 통 중공부에는, 처리실(201)이 형성되고, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세에서 수직 방향으로 다단으로 정렬한 상태에서 수용 가능하게 구성되어 있다.
반응관(203)의 하부에는, 반응관(203)의 하단 개구(노구)를 기밀하게 밀봉(폐색) 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 맞닿도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은 원판 형상으로 형성되어 있다.
기판의 처리 공간이 되는 기판 처리실(201)은, 반응관(203)과 시일 캡(219)으로 구성된다.
(기판 지지부)
기판 지지부로서의 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를 다단으로 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지하는 복수 개의 지지 기둥(217a)을 구비하고 있다. 지지 기둥(217a)은, 예를 들어 3개 구비되어 있다. 복수개의 지지 기둥(217a)은 각각, 저판(217b)과 천장판(217c)의 사이에 가설되어 있다. 복수매의 웨이퍼(200)가 지지 기둥(217a)에 수평 자세에서, 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 정렬되어 관(菅) 축방향으로 다단으로 지지되어 있다. 천장판(217c)은, 보트(217)에 지지되는 웨이퍼(200)의 최대 외경보다 크게 되도록 형성되어 있다.
지지 기둥(217a), 저판(217b), 천장판(217c)의 구성 재료로서, 예를 들어 탄화실리콘(SiC), 산화알루미늄(AlO), 질화알루미늄(AlN), 질화실리콘(SiN), 산화지르코늄(ZrO) 등의 열전도성이 좋은 비금속 재료가 사용된다. 특히 열전도율이 10W/mK 이상인 비금속 재료가 바람직하다. 또한, 열전도율이 문제가 안된다면, 석영(SiO) 등으로 형성해도 되고, 또한, 금속에 의한 웨이퍼(200)로의 오염이 문제가 안된다면, 지지 기둥(217a), 천장판(217c)은 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료로 형성해도 된다. 지지 기둥(217a), 천장판(217c)의 구성 재료로서 금속이 사용되는 경우, 금속에 세라믹이나, 테플론(등록 상표) 등의 피막을 형성해도 된다.
보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 탄화실리콘 등의 내열 재료로 이루어지는 단열체(218)가 설치되어 있어, 제1 가열부(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측에 전해지기 어려워지도록 구성되어 있다. 단열체(218)는, 단열 부재로서 기능함과 함께 보트(217)를 지지하는 지지체로서도 기능한다. 또한, 단열체(218)는, 도시한 바와 같이 원판 형상으로 형성된 단열판이 수평 자세에서 다단으로 복수매 설치된 것에 한하지 않고, 예를 들어 원통 형상으로 형성된 석영 캡 등이어도 된다. 또한, 단열체(218)는, 보트(217)의 구성 부재의 하나로서 생각해도 된다.
(승강부)
반응 용기(203)의 하방에는, 보트(217)를 승강시켜서 반응관(203)의 내외로 반송하는 승강부로서의 보트 엘리베이터가 설치되어 있다. 보트 엘리베이터에는, 보트 엘리베이터에 의해 보트(217)가 상승되었을 때에 노구를 밀봉하는 시일 캡(219)이 설치되어 있다.
시일 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는, 보트(217)를 회전시키는 보트 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 보트 회전 기구(267)의 회전축(261)은, 시일 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속되어 있어, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다.
(제1 가열부)
반응관(203)의 외측에는, 반응관(203)의 측벽면을 둘러싸는 동심원 형상으로, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)를 가열하는 제1 가열부(207)가 설치되어 있다. 제1 가열부(207)는, 히터 베이스(206)에 의해 지지되어 설치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 가열부(207)는, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)을 구비하고 있다. 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)은 각각, 반응관(203) 내에서의 웨이퍼(200)의 적층 방향을 따라서 설치되어 있다.
반응관(203) 내에는, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)마다, 웨이퍼(200) 또는 주변 온도를 검출하는 온도 검출기로서, 예를 들어 열전쌍 등의 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)는 각각, 반응관(203)과 보트(217)의 사이에 각각 설치되어 있다. 또한, 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)는 각각, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)에 의해 각각 가열되는 복수매의 웨이퍼(200) 중, 그 중앙에 위치하는 웨이퍼(200)의 온도를 검출하도록 설치되어도 된다.
제1 가열부(207), 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)에는, 각각, 후술하는 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(121)는, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)의 온도가 소정의 온도로 되도록, 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)에 의해 각각 검출된 온도 정보에 기초하여, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)에의 공급 전력을 소정의 타이밍에서 각각 제어하여, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)마다 개별로 온도 설정이나 온도 조정을 행하도록 구성되어 있다.
(가스 공급부)
도 1에 도시한 바와 같이, 반응관(203) 내에 처리 가스로서의 기화 원료를 공급하는 가스 공급부로서의 가스 공급관(233)이 반응관(203)의 외측에 설치되어 있다. 기화 원료는, 비점이 50 내지 200인 원료가 사용된다. 본 실시 형태에서는, 수증기(H2O)를 사용한 예를 나타낸다.
가스 공급관(233)은, 반응관(203) 내에 설치된 가스 공급 노즐(401)에 접속되어 있다. 가스 공급 노즐(401)은, 반응관(203)의 하부에서부터 상부에 걸쳐, 웨이퍼(200)의 적재 방향을 따라 설치되어 있다. 가스 공급 노즐(401)에는, 반응관(203) 내에 균일하게 수증기를 공급할 수 있도록, 복수의 가스 공급 구멍(402)이 형성되어 있다. 가스 공급관(233)은, 수증기 발생기(260)에 접속되어 있다. 수증기 발생기(260)에서 발생한 수증기는, 반응관(203)의 하부로부터, 가스 공급 노즐(401) 내를 상승하여, 복수의 가스 공급 구멍(402)으로부터 반응관(203) 내에 공급된다.
수증기 발생기(260)에는, 수소 가스 공급관(232a)과 산소 가스 공급관(232b)이 접속되어 있다. 수소 가스 공급관(232a)에는, 상류에서부터 순서대로, 수소 가스 공급원(240a), MFC(매스 플로우 컨트롤러: 유량 제어 장치)(241a), 개폐 밸브(242a)가 설치되어 있다. 산소 가스 공급관(232b)에는, 상류에서부터 순서대로, 산소 가스 공급원(240b), MFC(241b), 개폐 밸브(242b)가 설치되어 있다. 수증기 발생기(260)는, 수소 가스 공급원(240a)으로부터 공급되는 수소 가스, 산소 가스 공급원(240b)으로부터 공급되는 산소 가스를 사용하여, 수증기를 발생시킨다.
가스 공급관(233)의 도중에는, 불활성 가스 공급관(232c)이 접속되어 있다. 불활성 가스 공급관(232c)에는, 상류측에서부터 순서대로 불활성 가스 공급원(240c), MFC(241c), 개폐 밸브(242c)가 설치되어 있다.
MFC(241a, 241b, 241c)나, 밸브(242a, 242b, 242c)에는, 가스 유량 제어부(283)가 전기적으로 접속되어 있어, 공급하는 가스의 유량이 원하는 양으로 되도록 원하는 타이밍에서 제어하도록 구성되어 있다.
가스 공급부는, 가스 공급 노즐(401), 가스 공급 구멍(402), 가스 공급관(233), 수증기 발생기(260), 수소 가스 공급관(232a), 산소 가스 공급관(232b), MFC(242a), MFC(242b), 개폐 밸브(242a), 개폐 밸브(242b) 등으로 구성되어 있다.
또한, 수소 가스 공급원(240a), 산소 가스 공급원(240b), 불활성 가스 공급관(232c), 개폐 밸브(242c), MFC(241c), 불활성 가스 공급원(240c) 등의 구성을, 가스 공급부에 포함시켜 생각해도 된다.
(배기부)
반응관(203)의 하방에는, 기판 처리실(201) 내의 가스를 배기하는 가스 배기관(231)의 일단이 접속되어 있다. 가스 배기관(231)의 타단은, 진공 펌프(246a)(배기 장치)에 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(255)를 통하여 접속되어 있다. 기판 처리실(201) 내는, 진공 펌프(246)에서 발생하는 부압에 의해 배기된다. 또한, APC 밸브(255)는, 밸브의 개폐에 의해 기판 처리실(201)의 배기 및 배기 정지를 행할 수 있는 개폐 밸브이다. 또한, 밸브 개방도의 조정에 의해 압력을 조정할 수 있는 압력 조정 밸브이기도 하다.
또한, 압력 검출기로서의 압력 센서(223)가 APC 밸브(255)의 상류측에 설치되어 있다. 이와 같이 하여, 기판 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)으로 진공 배기하도록 구성되어 있다. APC 밸브(255)에 의해 기판 처리실(201) 및 압력 센서(223)에는, 압력 제어부(284)(도 3 참조)가 전기적으로 접속되어 있고, 압력 제어부(284)는, 압력 센서(223)에 의해 검출된 압력에 기초하여, APC 밸브(255)에 의해 기판 처리실(201) 내의 압력이 원하는 압력으로 되도록, 원하는 타이밍에서 제어하도록 구성되어 있다.
배기부는, 가스 배기관(231), APC 밸브(255), 압력 센서(223) 등으로 구성되어 있다.
또한, 진공 펌프(246)를 배기부에 포함시켜 생각해도 된다.
(제2 가열부)
발명자들은, 연구 개발하는 과정에서, 종래의 약 300 내지 400 이상의 처리 프로세스에서는 일어날 수 없었던 문제를 발견하였다. 즉, 실온 내지 300 정도의 처리에서는, 처리 가스로서의 기화 원료가 반응관(203) 내에서 기화 원료의 비점보다 낮은 온도로 냉각되어 액화되어버리는 문제를 발견하였다. 이 액화는, 반응관(203)이며, 보트(217)의 하부와 단열체(218)와 가스 배기관(231)이 설치되는 주위에서 많이 발생하는 것으로 연구 결과 판명되었다. 또한, 이 액화는, 단열체(218)보다 하부나, 웨이퍼(200)로부터 떨어진 위치에서 발생하는 것을 발견하였다.
또한, 이 액화에 의해, 웨이퍼(200) 위에 이물이 발생하는 문제나, 복수매의 웨이퍼(200)를 처리했을 때에, 웨이퍼(200) 각각에서 막 두께에 차가 생기는 문제를 발견하였다.
따라서, 발명자들은, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같은 제2 가열부(열전도체 가열부)로서의 액화 방지 히터(280)를 설치함으로써, 이 문제를 해결할 것을 시도하였다.
여기서, 액화란, 결로나 응결 등의 현상을 포함한다.
도 4에 반응관(203) 하부(노구부)와 시일 캡(219)의 단면도를 도시한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 반응관(203)의 하부이며, 시일 캡(219)의 상부에는, 반응관(203)의 측벽면의 주위에, 제2 가열부로서의 액화 방지 히터(280)가 설치되어 있다. 또한 제2 가열부는, 제1 가열부보다 하측에 설치하는 것이 바람직하다. 액화 방지 히터(280)는, 도 4에 도시한 바와 같이 저항 가열 히터(281)로 구성되어 있어도 되고, 도 5에 도시하는 바와 같이 방사형 가열부로서의 램프 히터(282)로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 시일 캡(219)의 위에는, 시일 캡(219)을 기화 원료로부터 보호하는 시일 캡 보호부(272)가 설치되어 있다. 시일 캡 보호부는, 기화 원료와 반응하기 어려운 재료로 구성되어 있다. 예를 들어, 석영(SiO2) 등의 비금속 재료가 사용된다. 반응관(203)의 하단과 시일 캡 보호부(272)와 시일 캡(219)의 사이 각각에는, 기밀을 유지하기 위한 O링(시일 부재)이 설치되어 있다. 또한, 반응관(203) 하단에는, 냉각 유로(274)를 갖는 O링 보호부(273)가 설치되어 있다. 또한, 시일 캡(219)에, 냉각 유로(270)가 형성되어 있다. 이 냉각 유로(274, 270)에 의해, 액화 방지 히터(280)로부터 방출되는 열이나, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)으로부터 방출되는 열에 의해, O링이 열화되는 것이나, 시일 캡(219)의 변형을 방지할 수 있다. 시일 캡이나 시일 캡 보호부(272)가 냉각됨으로써, 이 표면에 결로가 발생하는 경우에는, 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이, 시일 캡 보호부(272) 위에 열전도부(열전도체)(285)를 설치하여, 시일 캡 보호부(272)의 표면을 용이하게 가열할 수 있도록 해도 된다. 열전도부(285)는, 상술한 보트(217)와 동일 종류의 재료 등으로 구성되어 있다. 예를 들어, 탄화실리콘(SiC), 산화알루미늄(AlO), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN), 질화실리콘(SiN), 산화지르코늄(ZrO)이나, 그래파이트나 글래시 카본 등의 탄소 재료 등의 열전도성이 좋은 비금속 재료가 사용된다. 열전도율은, 바람직하게는 5Wm/mK 이상이 좋다. 또한, 열전도부는, 원료 가스와 접촉할 가능성이 있어서, 원료 가스와 반응하지 않는 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 열전도부(285)를 전도성을 갖는 부재로 구성하여 통전함으로써, 자기 발열 기능을 갖도록 구성해도 된다. 또한, 열전도부(285)에, 포러스(다공) 구조를 형성함으로써, 증발 면적을 증가시키도록 해도 된다. 램프 히터(282)는, 바람직하게는, 광을 투과하는 투명한 부재를 개재하여, 시일 캡 보호부(272)나 열전도부(285)를 직접 가열 가능하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 투명한 부재란, 예를 들어 석영으로 구성된 반응관(203)이다. 램프 히터(282)로 웨이퍼(200)를 가열시키고 싶지 않은 경우에는, 불투명하게 하거나 차양을 설치해도 된다. 또한, 시일 캡 보호부(272)를 SiC로 구성하고, 열전도부(285)를 석영으로 구성해도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 노구부를 가열하면서, 오염의 발생을 억제할 수 있다.
(액화 방지 히터의 일 형태)
도 6의 (a)에 액화 방지 히터(280)의 일 형태를 나타낸다. 도6의 (a)에 도시한 바와 같이, 액화 방지 히터(280)에는, 램프 히터(282)가 반응관(203)의 전체 둘레를 덮도록 설치되어 있다. 또한, 램프 히터(282)의 주위에는, 단열재(286)가 설치되어 있다. 램프 히터(282)를 전체 둘레에 설치함으로써, 반응관(203) 하부 전체를 균일하게 가열할 수 있다. 또한, 단열재(286)에 의해, 램프 히터(282)의 열효율을 향상시킬 수 있어, 사용 전력을 저하시킴과 함께, 반응관(203)의 외부에 있는, 다른 기기나 제어 장치에 대한 열 영향을 저하시킬 수 있다. 단열재(286)는, 예를 들어, 알루미나제 크로스 등이 사용된다.
(액화 방지 히터의 다른 형태)
도 6의 (b)에 액화 방지 히터(280)의 다른 형태를 나타낸다. 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 액화 방지 히터(280)에는, 분할된 분할 램프 히터(283a, 283b, 283c, 283d, 283e, 283e, 283f)가 설치되어 있다. 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 램프 히터를 분할하여 설치함으로써, 반응관(203)의 하부이며, 가열되기 쉬운 부위와 가열되기 어려운 부위에의 열 공급량을 조정할 수 있어, 원하는 장소를 균일하게 가열할 수 있다.
예를 들어, 램프 히터(282)로 전체 둘레를 가열했을 경우, 보트(217)의 지지 기둥(217a)에 의해, 단열체(218)에 그림자가 형성되어버려, 균일하게 가열하는 것이 곤란해진다. 분할 램프 히터(283a 내지 283f)를 지지 기둥(217a)과 대향하지 않는 위치에 설치함으로써, 단열체(218)에 그림자를 형성하지 않아, 균일하게 가열할 수 있다.
(램프 히터에 대해서)
또한, 발명자들은, 램프 히터(282)에 의한 기화 원료의 가열 효율 향상 방법에 대해서 예의 연구 개발하였다. 그 결과, 램프 히터(282)로부터 방사되는 광의 파장을 조정함으로써, 가열 효율을 향상시킬 수 있는 것으로 판명되었다.
예를 들어, 기화 원료가, 물 분자(H2O)를 포함하는 물이나 과산화수소수인 경우에는, 물 분자가 흡수하기 쉬운 파장을 방사할 수 있는 램프를 사용함으로써, 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 물 분자가 흡수하기 쉬운 파장은, 약 0.7㎛ 내지 약 250㎛의 적외선이다. 이 파장대의 적외선을 방사할 수 있는 램프를 사용하면 된다. 바람직하게는, 약 1.3㎛ 내지 약 200㎛를 발하는 램프가 좋다. 더욱 바람직하게는 약 2㎛ 내지 약 20㎛를 발하는 램프가 좋다. 보다 바람직하게는 약 2㎛ 내지 약 4.5㎛의 중파장 적외선이 바람직하다. 구체적인 램프로서는, 파장 약 2.2㎛를 발광 피크 파장으로 하는 칸탈선 히터가 바람직하다. 그 밖에도, 카본 히터나, SiC 히터, 텅스텐을 사용한 램프, 할로겐 램프 등으로도 가열할 수 있다.
(액화 방지 히터의 위치에 대해서)
액화 방지 히터(280)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 단열체(218)의 상단보다 하측에 설치하는 것이 바람직하다. 단열체(218)에 의해, 반응관(203)의 하부, 배기관(231)과의 접속부, 가스 공급관(233)과의 접속부 등이 제1 가열부(207)로부터 단열되어, 온도가 낮은 상태로 되어 있다. 그러므로, 반응관(203)의 하부나, 배기관(231)과의 접속부, 가스 공급관(233)과의 접속부의 주변에서 반응관(203) 내에 공급한 처리 가스가 액화하기 쉬운 분위기로 되어 있다. 액화 방지 히터(280)를 단열체(218)의 상단보다 하측에 설치함으로써, 이 액화를 억제할 수 있다.
(배기 가열부)
도 6의 (a), 도 6의 (b), 도 7에 도시한 바와 같이, 가스 배기관(231)에는, 가스 배기관을 가열하는 배기 가열부로서의, 이그조스트 튜브 히터(284)가 설치되어 있다. 이그조스트 튜브 히터(284)는, 가스 배기관(231)의 내부에 결로가 발생하지 않도록, 원하는 온도로 제어되어 있다. 예를 들어, 50 내지 300로 제어된다.
(공급 가열부)
도 6의 (a), 도 6의 (b), 도 7에 도시한 바와 같이, 가스 공급관(233)과 반응관(203)의 사이에는, 공급 가열부로서의 인렛 튜브 히터(285)가 설치되어 있다. 인렛 튜브 히터(285)는, 가스 공급관(233)의 내부에 결로가 발생하지 않도록, 원하는 온도로 제어되어 있다. 예를 들어, 50 내지 300로 제어된다.
(액화 방지 제어부)
도 6의 (a), 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 램프 히터(282)와, 이그조스트 튜브 히터(284)와, 인렛 튜브 히터(285)의 온도를 액화 방지 온도로 되도록 제어하는, 액화 방지 제어부로서의 액화 방지 제어 장치(287)가 설치되어 있다.
액화 방지 제어 장치(287)에는, 램프 히터(282)와, 이그조스트 튜브 히터(284)와, 인렛 튜브 히터(285)의 온도를 검출하는 온도 검출기(288)가 설치되어 있다. 온도 검출기(288)는, 예를 들어, 시스 타입의 열전쌍으로 구성되어 있다. 온도 검출기(288)가 검출한 온도에 기초하여, 램프 히터(282)와, 이그조스트 튜브 히터(284)와, 인렛 튜브 히터(285)에의 전력 공급량이 제어된다. 예를 들어, 램프 히터(282)와, 이그조스트 튜브 히터(284)와, 인렛 튜브 히터(285)의 온도가, 100 이하로 되었을 때에 전력을 ON 상태로 하고, 300 이상이 되었을 때에 전력을 OFF로 하는 제어가 행하여진다. 이러한 ON/OFF 제어도 좋지만, PID(Proportinal Integral Differential) 제어와 같은 피드백 제어를 행하여, 원하는 온도(예를 들어 200)로 유지하도록 제어해도 된다. 램프 히터(282)는, 적어도 처리 가스 공급 중에는 ON/OFF 제어를 행하여, 웨이퍼(200)가 기판 처리실(201)에 없을 때나, 웨이퍼(200)에 400 이상의 처리가 행하여지고 있을 때에는 OFF로 해 두어도 된다.
또한, 도 1, 도 2에서는, 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)을 대향하는 위치에 설치하도록 했지만, 도 6의 (a), 도 6의 (b), 도 7에 도시한 바와 같이, 동일한 측에 설치해도 된다.
기판 처리 장치 내의 빈 스페이스나, 기판 처리 장치가 복수대 설치되는 반도체 장치 공장 내의 빈 스페이스는 좁기 때문에, 이와 같이, 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)을 동일한 측에 설치함으로써, 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)과 액화 방지 히터(280)의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
(제어부)
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 통해, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 프로그램이라는 말을 사용한 경우에는, 프로그램 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 액체 유량 컨트롤러(294), 매스 플로우 컨트롤러(241a, 241b, 241c, 241d, 299b, 299c, 299d, 299e), 밸브(242a, 242b, 242c, 242d, 209, 240, 295a, 295b, 295c, 295d, 295e), 셔터(252, 254, 256), APC 밸브(255), 제1 가열부(207)(207a, 207b, 207c, 207d), 제3 가열부(209), 블로어 회전 기구(259), 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d), 보트 회전 기구(267), 액화 방지 제어 장치(287), 압력 센서(233), 온도 제어 컨트롤러(400) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터의 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(121a)는, 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, 액체 유량 컨트롤러(294)에 의한 액체 원료의 유량 조정 동작, MFC(241a, 241b, 241c, 241d, 299b, 299c, 299d, 299e)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(242a, 242b, 242c, 242d, 209, 240, 295a, 295b, 295c, 295d, 295e)의 개폐 동작, 셔터(252, 254, 256)의 차단 동작, APC 밸브(255)의 개폐 조정 동작, 및 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)에 기초하는 제1 가열부(207)의 온도 조정 동작, 온도 센서에 기초하는 제3 가열부(209)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246a, 246b)의 기동·정지, 블로어 회전 기구(259)의 회전 속도 조절 동작, 보트 회전 기구(267)의 회전 속도 조절 동작, 액화 방지 제어 장치(287)에 의한 제2 가열부(280)의 온도 제어, 온도 제어 컨트롤러(400)에 의한 과수증기 발생 장치(307) 등을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 컨트롤러(121)는, 전용의 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한하지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(123)를 준비하고, 관계되는 외부 기억 장치(123)를 사용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(121)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(123)를 통해 공급하는 경우에 제한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(123)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서, 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
계속해서, 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 실시되는 기판 처리 공정에 대해서, 도 8을 사용하여 설명한다. 이와 같은 공정은, 상술한 기판 처리 장치에 의해 실시된다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 기판 처리 공정의 일례로서, 처리 가스로서 과산화수소수를 기화시킨 기화 가스를 사용하여, 기판으로서의 웨이퍼(200) 위에 형성된 실리콘(Si) 함유막을 실리콘 산화막으로 개질하는(산화하는) 공정(개질 처리 공정)을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은, 도 1이나 도 3에 도시하는, 컨트롤러(121)에 의해 제어되고 있다.
여기에서는, 웨이퍼(200)로서, 미세 구조인 요철 구조를 갖고, 폴리실라잔(SiH2NH)을 적어도 오목부(홈)에 충전하도록 공급하여, 홈 내에 실리콘(Si) 함유막이 형성된 기판을 사용하고, 처리 가스로서 과산화수소수의 기화 가스를 사용하는 예에 대하여 설명한다. 또한, 실리콘 함유막에는, 실리콘(Si)이나 질소(N), 수소(H)가 포함되어 있고, 경우에 따라서는, 탄소(C)나 다른 불순물이 혼합되어 있을 가능성이 있다. 또한, 미세 구조를 갖는 기판이란, 실리콘 기판에 대하여 수직 방향으로 깊은 홈(오목부), 또는 예를 들어 10nm 내지 50nm 정도의 폭의 가로 방향으로 좁은 홈(오목부) 등의 에스펙트비가 높은 구조를 갖는 기판을 말한다.
폴리실라잔은, 종래부터 사용되고 있는 SOG를 대신하는 재료이다. 이 폴리실라잔은, 예를 들어, 디클로로실란이나 트리클로로실란과 암모니아의 촉매 반응에 의해 얻어지는 재료이며, 스핀 코터를 사용하여 기판 위에 도포함으로써 박막을 형성할 때에 사용된다. 막 두께는, 폴리실라잔의 분자량, 점도나 코터의 회전수에 의해 조절된다. 이 폴리실라잔에 수분을 공급함으로써, 실리콘 산화막을 형성할 수 있다.
(기판 반입 공정(S10))
먼저, 미리 지정된 매수의 웨이퍼(200)를 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)한다. 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)를 보트 엘리베이터에 의해 들어올려서 반응관(203) 내(처리실(201) 내)에 반입(보트 로드)한다. 이 상태에서, 처리로(202)의 개구부인 노구는 시일 캡(219)에 의해 시일된 상태가 된다.
(압력·온도 조정 공정(S20))
반응관(203) 내가 원하는 압력(예를 들어, 96000 내지 102500Pa)으로 되도록 진공 펌프(246a) 또는 진공 펌프(246b) 중 적어도 어느 하나에 의해 진공 배기한다. 구체적으로는, 100000Pa 정도로 한다. 이때, 반응관(203) 내의 압력은, 압력 센서(223)로 측정하고, 이 측정한 압력에 기초하여 APC 밸브(242)의 개방도 또는 밸브(240)의 개폐를 피드백 제어한다(압력 조정).
반응관(203) 내에 수용된 웨이퍼(200)가 원하는 온도(예를 들어 40 내지 300)로 되도록 제1 가열부(207)에 의해 가열한다. 바람직하게는 150 정도로 가열한다. 이때, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 온도로 되도록, 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)가 검출한 온도 정보에 기초하여 제1 가열부(207)가 구비하는 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)에의 공급 전력을 피드백 제어 한다(온도 조정). 이때, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)의 설정 온도는 모두 동일한 온도로 되도록 제어한다.
또한, 웨이퍼(200)를 가열하면서, 보트 회전 기구(267)를 작동하여, 보트(217)의 회전을 개시한다. 이때, 보트(217)의 회전 속도를 컨트롤러(121)에 의해 제어한다. 또한, 보트(217)는, 적어도 후술하는 개질 처리 공정(S30)이 종료될 때까지의 동안에는, 항상 회전시킨 상태로 한다.
또한, 램프 히터(282), 인렛 튜브 히터(285), 이그조스트 튜브 히터(284)에 전력을 공급하여, 100 내지 300로 되도록 조정한다. 구체적으로는, 램프 히터(282), 인렛 튜브 히터(285), 이그조스트 튜브 히터(284)의 각각을 약 200로 조정한다. 또한, 이 3개의 히터의 각각을, 서로 다른 온도로 되도록 제어해도 된다.
(개질 처리 공정(S30))
웨이퍼(200)를 가열해서 원하는 온도에 도달하고, 보트(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 수증기 발생기(260)로 수증기를 발생시켜, 기판 처리실(201) 내에 공급함과 함께, 불활성 가스 공급원(240c)으로부터 불활성 가스인 질소 가스를 기판 처리실(201) 내에 공급한다. 이렇게 해서, 기판 처리실(201) 내의 압력을 6000 내지 60000Pa, 수증기의 분압을 600 내지 60000Pa(수분 농도를 10 내지 100%)로 한다. 이 온도와 압력의 상태에서, 5 내지 120분간, 웨이퍼(200)에 대하여 열처리를 행한다. 구체적으로는, 예를 들어, 기판 처리실(201) 내의 온도를 약 200로 하고, 압력을 53200Pa, 수증기의 분압을 45800Pa(수분 농도를 86%)로 하고, 30분간 열처리를 행한다. 이 수증기 분위기, 또한 감압 분위기에서의 열처리에 의해, 웨이퍼(200)에 도포된 실리콘 함유재가 산화된다.
소정 시간 경과 후, 밸브(242a, 242b)를 폐쇄하고, 반응관(203) 내로의 수증기의 공급을 정지한다.
(퍼지 공정(S40))
개질 처리 공정(S30)이 종료된 후, 밸브(255)를 열어서 반응관(203) 내를 진공 배기하여, 반응관(203) 내에 잔류하고 있는 수증기를 배기한다. 즉, 밸브(242a, 242b, 242c)를 폐쇄하고, 밸브(255)를 열어, 기판 처리실(201)을 배기하면서, 불활성 가스 공급관(232c)으로부터 가스 공급 노즐(302)을 통하여 반응관(203) 내에, 퍼지 가스로서의 N2 가스(불활성 가스)를 매스 플로우 컨트롤러(241c)에 의해 유량 제어하면서 공급한다. 퍼지 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스나, 예를 들어 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 잔류 가스의 배출을 재촉할 수 있다.
(강온·대기압 복귀 공정(S50))
퍼지 공정(S40)이 종료된 후, 밸브(255) 또는 APC 밸브(246a)를 조정하여, 반응관(203) 내의 압력을 대기압으로 복귀시키면서, 웨이퍼(200)를 소정의 온도(예를 들어 실온 정도)로 강온시킨다. 구체적으로는, 밸브(241c)를 연 상태로 두고, 반응관(203) 내에 불활성 가스인 N2 가스를 공급하면서, 반응관(203) 내의 압력을 대기압으로 승압시킨다. 그리고, 제1 가열부(207) 및 제2 가열부(280)에의 공급 전력을 제어하여, 웨이퍼(200)의 온도를 강온시킨다.
웨이퍼(200)를 강온시키면서, 블로어(257)를 작동시킨 상태에서 셔터(252, 254, 256)을 열고, 냉각 가스 공급관(249)으로부터, 냉각 가스를 매스 플로우 컨트롤러(251)에 의해 유량 제어하면서 반응관(203)과 단열 부재(210)의 사이의 공간(260) 내에 공급하면서, 냉각 가스 배기관(253)으로부터 배기해도 된다. 냉각 가스로서는, N2 가스 이외에, 예를 들어 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스나, 공기 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이에 의해, 공간(260) 내를 급냉시켜, 공간(260) 내에 설치되는 반응관(203) 및 제1 가열부(207)를 단시간에 냉각할 수 있다. 또한, 반응관(203) 내에서의 웨이퍼(200)를 보다 단시간에 강온시킬 수 있다.
또한, 셔터(254, 256)를 폐쇄한 상태에서, 냉각 가스 공급관(249)으로부터 N2 가스를 공간(260) 내에 공급하여, 공간(260) 내를 냉각 가스로 충만시켜서 냉각한 후, 블로어(257)를 작동시킨 상태에서 셔터(254, 256)를 열어, 공간(260) 내의 냉각 가스를 냉각 가스 배기관(253)으로부터 배기해도 된다.
(기판 반출 공정(S60))
그 후, 보트 엘리베이터에 의해 시일 캡(219)을 하강시켜서 반응관(203)의 하단을 개구함과 함께, 처리 완료 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 반응관(203)의 하단으로부터 반응관(203)(처리실(201))의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리 완료 웨이퍼(200)는, 보트(217)로부터 취출되고(웨이퍼 디스차지), 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
여기에서는, 단순하게, 실리콘 함유막에 수증기를 저온에서 공급하는 처리만을 기재했지만, 도 9에 도시한 바와 같이, 개질 처리 공정(S30)에 이어서, 웨이퍼(200)를 어닐 처리해도 된다. 이하에 어닐 처리 공정(S80)을 행하는 경우에 대하여 설명한다.
(압력·온도 조정 공정(S70))
상기의 개질 처리 공정(S30)이 끝난 후, 기판 처리실(201) 내의 온도를, 600 내지 1100로 상승시킨다. 또한, 수증기 발생기(260)로부터 수증기를 기판 처리실(201) 내에 공급함과 함께, 불활성 가스 공급원(240c)으로부터 불활성 가스인 질소 가스를 기판 처리실(201) 내에 공급한다. 이렇게 해서, 기판 처리실(201) 내의 압력을 6000 내지 60000Pa, 수증기의 분압을 600 내지 60000Pa(수분 농도를 10 내지 100%)로 한다. 구체적으로는, 본 실시예에서는, 기판 처리실(201) 내의 온도를, 120분 동안에, 상기 개질 처리 공정의 온도로부터 800로 상승시킨다. 또한, 압력·온도 조정 공정(S70)의 승온 개시로부터는, 램프 히터(282)나, 인렛 튜브 히터(285), 이그조스트 튜브 히터(284)는 OFF로 한다. 이때, 각 히터를 동시에 OFF로 해도 되고, 별도의 타이밍에서 OFF로 하도록 해도 된다. 예를 들어, 가스 공급관(233) 내와 가스 배기관(231) 내에는, 어닐 처리 중에도 가스가 흐르기 때문에, ON 상태로 유지하고, 램프 히터(282)만 OFF로 한다.
(어닐 처리 공정(S80))
이 온도와 압력의 상태에서 5 내지 120분간 유지함으로써, 웨이퍼(200)에 어닐 처리를 행한다. 구체적으로는, 본 실시예에서는, 온도가 약 800, 압력 53200Pa, 수증기의 분압 45800Pa(수분 농도 86%)에서, 30분간, 열처리를 행한다.
(퍼지 공정(S40))
어닐 처리 공정(S80)이 끝난 후에는 상술한 바와 같은 퍼지 공정(S40)이 행하여진다.
(강온·대기압 복귀 공정(S100))
퍼지 공정 종료 후, 웨이퍼가 취출 가능한 온도로 될 때까지 강온된다.
(기판 반출 공정(S60))
상기와 같은 반출 공정에 의해 웨이퍼(200)가 기판 처리실(201)로부터 반출된다.
이상, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에 대하여 설명하였다. 이 기판 처리 공정의 기판 반출 공정(S60) 후에 계속해서 클리닝 공정을 실시해도 된다. 클리닝 공정을 행함으로써, 반응관(203), 보트(217), 인렛 튜브, 배기 튜브에 저류되는 불순물을 제거할 수 있어, 반응관(203) 내에 설치되는 부재의 부식을 방지할 수 있다.
(3) 제1 실시 형태에 따른 효과
제1 실시 형태에 의하면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 제1 실시 형태에 의하면, 반응관(203)의 하부에서 기화 원료가 액화하는 것을 방지할 수 있다.
(b) 또한, 기판에 부착되는 이물의 양을 저감할 수 있다.
기화 원료가 액화되었을 경우에, 액체가, 기판 처리실(201) 내의 부재 표면에 존재하는 이물을 흡수하고, 그 이물을 흡수한 액체가 다시 증발되어, 웨이퍼(200)에 부착됨으로써 이물이 발생하는 경우가 있다. 본 실시예에 의하면, 기화 원료의 액화를 방지할 수 있으므로, 기판에 부착되는 이물의 양을 저감할 수 있다.
(c) 또한, 기판 처리실(201) 내 전체에서의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다. 즉, 복수의 기판을 처리한 경우에, 복수의 기판 각각의 막 두께의 차를 저감할 수 있다.
도 10에, 복수의 기판을 처리한 경우의 기판의 막 두께 차와, 램프 히터(282)에의 출력 전력과의 관계를 나타낸다. 도 10에 도시한 바와 같이, 램프 히터(282)를 OFF로 했을 때의 막 두께 차를 100으로 하면, 출력 전력을 20%, 40%로 가함으로써, 막 두께 차가 줄어들어, 기판 처리실(201) 내 전체에서의 처리 균일성이 향상되어 있음을 알 수 있다.
(d) 또한, 물 분자에 의해, 폴리실라잔 중의 질소 및 수소가 산소로 치환되어, Si-O 결합을 형성할 수 있다.
(e) 또한, 실리콘 함유막을, NH-를 많이 포함하지 않는 Si-O 결합을 주 골격으로 하는 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 또한, 이 실리콘 산화막은, 종래의 유기 SOG로 형성되는 실리콘 산화막과는 상이한 높은 내열성을 갖는다.
(f) 또한, 저온에서의 처리에 의해, 고온 처리와 비교하여, 미세 구조 중의 홈 내에 균일한 처리를 실시할 수 있다. 고온에서 처리한 경우에는, 홈의 상단이 먼저 개질되어, 홈의 바닥까지 개질할 수 없는 경우가 있었지만, 저온 처리를 함으로써, 처리 개시시에 홈의 상단이 먼저 개질되는 것을 방지하여, 홈 내를 균일하게 처리할 수 있다.
(g) 또한, 어닐 처리를 실시함으로써, 웨이퍼(200) 위의 홈 내의 최심부에 존재하는 실리콘 함유막 내의 불순물인 질소나 수소, 기타 불순물을 제거할 수 있다. 그 결과, 실리콘 함유막이 충분히 산화, 치밀화, 경화되어, 절연막으로서 양호한 WER(웨이퍼 에칭 레이트) 특성을 얻을 수 있다. WER은, 최종 어닐 온도 의존성이 크고, 고온으로 될수록 WER 특성이 향상된다.
(h) 또한, 어닐 처리를 실시함으로써, 실리콘 함유막에 포함되는 탄소(C)나 불순물을 제거할 수 있다. 실리콘 함유막은, 통상, 스핀 코팅법 등의 도포로 형성된다. 이 스핀 코팅법에서는, 폴리실라잔에 유기 용매를 첨가한 액체가 사용되고, 이 유기 용매에서 유래되는 탄소나 다른 불순물(Si, O 이외의 원소)이 잔류하고 있다.
(i) 또한, 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)을 동일한 측에 설치함으로써, 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
(j) 또한, 램프 히터에, 적외선을 방사하는 램프를 사용함으로써, 물 분자를 효율적으로 가열할 수 있다. 바람직하게는, 약 0.7㎛ 내지 약 250㎛의 적외선이, 더욱 바람직하게는 약 1.3㎛ 내지 약 200㎛의 적외선이, 더욱 바람직하게는 약 2㎛ 내지 약 20㎛의 적외선이, 보다 바람직하게는 약 2㎛ 내지 약 4.5㎛의 중파장 적외선이 바람직하다.
(k) 또한, 램프 히터로 가열함으로써, 노구부의 시일을 냉각한 상태에서, 노구부 부근의 가스, 노구부의 내벽 표면, 시일 캡의 내벽 표면 등을 가열할 수 있어, 노구부에서의 결로의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 포화 증기압에 가까운 분위기의 경우나, 가스 유량을 증가시킨 경우에는, 노구부의 결로가 많아지는 경향이 있다. 그러나, 램프로 가열함으로써, 결로 발생을 억제할 수 있다.
(L) 또한, 램프 히터로 노구부나 시일 캡을 가열함으로써, 노구부나 시일 캡의 소정의 온도로의 승온 시간을 단축할 수 있어, 반도체 장치의 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기판을 처리 용기로부터 반출할 때나 반입할 때에 노구부나 시일 캡이 냉각되고, 냉각된 노구부나 시일 캡은 처리 가스를 공급할 때까지 소정의 온도로 가열할 필요가 있다. 램프 히터를 사용한 가열에서는, 노구부나 시일 캡을, 전도열이 아니라 방사열로 직접 가열할 수 있기 때문에, 소정의 온도로 신속하게 가열할 수 있다.
이상, 제1 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 제1 실시 형태는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
발명자들은, 또한 예의 연구함으로써, 기화 원료 가스로서 과산화수소(이하, 과수라고 함)를 사용함으로써, 실리콘 함유막의 산화 효율과 산화 품질을 향상시키는 것을 알아냈다. 이하에 제2 실시 형태로서 기재한다.
<제2 실시 형태>
이하에, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
먼저, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대해서, 도 11과 도 12를 사용하여 설명한다. 도 11은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로(202)의 부분을 종단면도로 나타내고 있다. 도 12는, 본 실시 형태에 따른 과수증기화 장치의 종단면도를 도시하고 있다.
제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 가스 공급부가 과수 공급부로 되어 있다. 다른 구성은, 공통된 구조로 되어 있으므로, 설명을 생략한다.
(가스 공급부)
도 11에 도시한 바와 같이, 가스 공급관(233)에는, 과수증기 발생 장치(307)가 접속되어 있다. 과수증기 발생 장치(307)에는, 상류측으로부터, 과산화수소수원(240d), 액체 유량 컨트롤러(241d), 밸브(242d)가 과수액 공급관(232d)을 통해 접속되어 있다. 과수증기 발생 장치(307)에는, 액체 유량 컨트롤러(241d)에서 유량이 조정된 과수액이 공급 가능하게 되어 있다.
또한, 가스 공급관(233)에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 불활성 가스가 공급 가능하도록, 불활성 가스 공급관(232c), 밸브(242c), MFC(241c), 불활성 가스 공급원(240c)이 설치되어 있다.
가스 공급부는, 가스 공급 노즐(401), 가스 공급 구멍(402), 가스 공급관(233), 과수증기 발생 장치(307), 과수액 공급관(232d), 밸브(242d), MFC(241d), 불활성 가스 공급관(232c), 밸브(242c), MFC(241c)로 구성된다. 또한, 과산화수소수원(240d)이나 불활성 가스 공급원(240c)을 과수증기 공급부에 포함시켜 생각해도 된다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 과수를 사용하기 때문에, 기판 처리 장치 내에서 과수가 접촉하는 부분을, 과수와 반응하기 어려운 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 과수와 반응하기 어려운 재료로서는, Al2O3, AlN, SiC 등의 세라믹스나, 석영을 들 수 있다. 또한, 금속 부재에는, 반응 방지 피막을 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 알루미늄을 사용한 부재는, 알루마이트(Al2O3)가 사용되고, 스테인리스강을 사용한 부재는, 크롬 산화막이 사용된다. 또한, 가열되지 않는 기구에 대해서는, 테플론(등록 상표)이나 플라스틱 등의 과수와 반응하지 않는 재질로 구성해도 된다.
(과수증기 발생 장치)
도 12에, 과수증기 발생 장치(307)의 구성을 나타낸다.
과수증기 발생 장치(307)는, 원료액을 가열된 부재에 적하함으로써 원료액을 기화하는 적하법을 사용하고 있다. 과수증기 발생 장치(307)는, 과수액을 공급하는 액체 공급부로서의 적하 노즐(300)과, 가열되는 부재로서의 기화 용기(302)와, 기화 용기(302)로 구성되는 기화 공간(301)과, 기화 용기(302)를 가열하는 가열부로서의 기화기 히터(303)와, 기화된 원료액을 반응실에 배기하는 배기구(304)와, 기화 용기(302)의 온도를 측정하는 열전쌍(305)과, 열전쌍(305)에 의해 측정된 온도에 기초하여, 기화기 히터(303)의 온도를 제어하는 온도 제어 컨트롤러(400)와, 적하 노즐(300)에 원료액을 공급하는 약액 공급 배관(307)으로 구성되어 있다. 기화 용기(302)는, 적하된 원료액이 기화 용기에 도달하는 동시에 기화하도록 기화기 히터(303)에 의해 가열되어 있다. 또한, 기화기 히터(303)에 의한 기화 용기(302)의 가열 효율을 향상시키는 것이나, 과수증기 발생 장치(307)와 다른 유닛과의 단열이 가능한 단열재(306)가 설치되어 있다. 기화 용기(302)는, 원료액과의 반응을 방지하기 위해서, 석영이나 탄화실리콘 등으로 구성되어 있다. 기화 용기(302)는, 적하된 원료액의 온도나, 기화열에 의해 온도가 저하된다. 따라서, 온도 저하를 방지하기 위해서, 열전도율이 높은 탄화실리콘을 사용하는 것이 유효하다.
(2) 기판 처리 공정
이어서, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에 대해서, 도 13을 사용하여 설명한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 공정 중, 기판 반입 공정(S10)은 제1 실시 형태의 공정과 동일하기 때문에 생략한다.
(압력·온도 조정 공정(S210))
반응관(203) 내가 원하는 압력(진공도)으로 되도록 진공 펌프(246a) 또는 진공 펌프(246b) 중 적어도 어느 하나에 의해 진공 배기한다. 이때, 반응관(203) 내의 압력은, 압력 센서로 측정하고, 이 측정한 압력에 기초하여 APC 밸브(242)의 개방도 또는 밸브(240)의 개폐를 피드백 제어한다(압력 조정).
반응관(203) 내에 수용된 웨이퍼(200)가 원하는 온도(예를 들어 40 내지 100)로 되도록 제1 가열부(207)에 의해 가열한다. 이때, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 온도로 되도록, 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)가 검출한 온도 정보에 기초하여 제1 가열부(207)가 구비하는 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)에의 공급 전력을 피드백 제어한다(온도 조정). 이때, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)의 설정 온도는 모두 동일한 온도로 되도록 제어한다.
또한, 웨이퍼(200)를 가열하면서, 보트 회전 기구(267)를 작동하여, 보트(217)의 회전을 개시한다. 이때, 보트(217)의 회전 속도를 컨트롤러(121)에 의해 제어한다. 또한, 보트(217)는 적어도 후술하는 개질 처리 공정(S220)이 종료될 때까지의 동안에는, 항상 회전시킨 상태로 한다.
또한, 램프 히터(282), 인렛 튜브 히터(285), 이그조스트 튜브 히터(284)에 전력을 공급하여, 100 내지 300로 되도록 조정한다. 구체적으로는, 램프 히터(282), 인렛 튜브 히터(285), 이그조스트 튜브 히터(284)의 각각을 약 200로 조정한다. 또한, 이 3개의 히터의 각각을, 서로 다른 온도로 되도록 제어해도 된다.
(개질 처리 공정(S220))
웨이퍼(200)를 가열하여 원하는 온도에 도달하고, 보트(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 액체 원료 공급관(232d)으로부터 과산화수소수의 과수증기 발생 장치(307)에의 공급을 개시한다. 즉, 밸브(242d)를 열고, 액체 유량 컨트롤러(241d)를 통해, 과산화수소수원(240d)으로부터 과수증기 발생 장치(307) 내에, 과산화수소수를 공급한다.
과수증기 발생 장치(307)에 공급된 과산화수소수는, 적하 노즐(300)로부터 기화 용기(302)의 바닥으로 적하된다. 기화 용기(302)는, 기화기 히터(303)에 의해 원하는 온도(예를 들어 150 내지 170)로 가열되어 있어, 적하된 과산화수소 액적은, 순간적으로 가열·증발하여 기체로 된다.
기체로 된 과수는, 가스 공급관(233), 가스 공급 노즐(401), 가스 공급 구멍(402)을 통해서, 기판 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)에 공급된다.
과산화수소수의 기화 가스가 웨이퍼(200)의 표면과 산화 반응함으로써, 웨이퍼(200) 위에 형성된 실리콘 함유막을 SiO막으로 개질한다.
반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급하면서, 진공 펌프(246b), 액체 회수 탱크(247)로부터 배기한다. 즉, APC 밸브(255)를 폐쇄하고, 밸브(240)를 열어, 반응관(203) 내로부터 배기된 배기 가스를, 가스 배기관(231)으로부터 제2 배기관(243)을 통해 분리기(244) 내를 통과시킨다. 그리고, 배기 가스를 분리기(244)에 의해 과산화수소를 포함하는 액체와 과산화수소를 포함하지 않는 기체로 분리한 후, 기체를 진공 펌프(246b)로부터 배기하고, 액체를 액체 회수 탱크(247)에 회수한다.
또한, 반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급할 때, 밸브(240) 및 APC 밸브(255)를 폐쇄하여, 반응관(203) 내를 가압하도록 해도 된다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 과산화수소수 분위기를 균일하게 할 수 있다.
소정 시간 경과 후, 밸브(242d)를 폐쇄하고, 반응관(203) 내에의 과산화수소수의 공급을 정지한다.
또한, 과수증기 발생 장치로는, 과산화수소수를 공급하여, 과수 가스를 기판 처리실(201) 내에 공급하는 것을 기재했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들어 오존(O3)을 포함하는 액체나, 물(H2O) 등을 사용해도 된다.
(퍼지 공정(S230))
개질 처리 공정(S220)이 종료된 후, APC 밸브(255)를 폐쇄하고, 밸브(240)를 열어서 반응관(203) 내를 진공 배기하여, 반응관(203) 내에 잔류하고 있는 과산화수소수의 기화 가스를 배기한다. 즉, 밸브(242d)를 폐쇄하고, 밸브(232c)를 열어, 불활성 가스 공급관(232c)으로부터 액체 원료 공급 노즐(230)을 통해 반응관(203) 내에, 퍼지 가스로서의 N2 가스(불활성 가스)를 매스 플로우 컨트롤러(241c)에 의해 유량 제어하면서 공급한다. 퍼지 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스나, 예를 들어 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 잔류 가스의 배출을 재촉할 수 있다. 또한, 가스 공급 노즐(401) 내를 N2 가스가 통과함으로써, 가스 공급 노즐(401) 내에 잔류하는 과수 가스를 압출하여 제거할 수도 있다. 이때, APC 밸브(255)의 개방도 및 밸브(240)의 개폐를 조정하여, 진공 펌프(246a)로부터 배기해도 된다.
(강온·대기압 복귀 공정(S240))
퍼지 공정(S230)이 종료된 후, 밸브(240) 또는 APC 밸브(255) 중 적어도 어느 하나를 열어, 반응관(203) 내의 압력을 대기압으로 복귀시키면서, 웨이퍼(200)를 소정의 온도(예를 들어 실온 정도)로 강온시킨다. 구체적으로는, 밸브(235c)를 연 상태로 두고, 반응관(203) 내에 불활성 가스인 N2 가스를 공급하면서, 반응관(203) 내의 압력을 대기압으로 승압시킨다. 그리고, 제1 가열부(207)에의 공급 전력을 제어하여, 웨이퍼(200)의 온도를 강온시킨다.
웨이퍼(200)를 강온시키면서, 블로어(257)를 작동시킨 상태에서 셔터(252, 254, 256)을 열어, 냉각 가스 공급관(249)으로부터, 냉각 가스를 매스 플로우 컨트롤러(251)에 의해 유량 제어하면서 반응관(203)과 단열 부재(210)의 사이의 공간(260) 내에 공급하면서, 냉각 가스 배기관(253)으로부터 배기해도 된다. 냉각 가스로서는, N2 가스 이외에, 예를 들어 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스나, 공기 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이에 의해, 공간(260) 내를 급냉시켜, 공간(260) 내에 설치되는 반응관(203) 및 제1 가열부(207)를 단시간에 냉각할 수 있다. 또한, 반응관(203) 내에서의 웨이퍼(200)를 보다 단시간에 강온시킬 수 있다.
또한, 셔터(254, 256)를 폐쇄한 상태에서, 냉각 가스 공급관(249)으로부터 N2 가스를 공간(260) 내에 공급하여, 공간(260) 내를 냉각 가스로 충만시켜서 냉각한 후, 블로어(257)를 작동시킨 상태에서 셔터(254, 256)를 열어, 공간(260) 내의 냉각 가스를 냉각 가스 배기관(253)으로부터 배기해도 된다.
충분히 강온되면, 램프 히터(282), 인렛 튜브 히터(285), 이그조스트 튜브 히터(284)에의 전력 공급을 OFF로 한다. 각 히터에의 전력 공급은 동시에 OFF로 해도 되고, 서로 다른 타이밍에서 OFF로 해도 된다.
(기판 반출 공정(S230))
그 후, 보트 엘리베이터에 의해 시일 캡(219)을 하강시켜서 반응관(203)의 하단을 개구함과 함께, 처리 완료 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 반응관(203)의 하단으로부터 반응관(203)(처리실(201))의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리 완료 웨이퍼(200)는, 보트(217)로부터 취출되어(웨이퍼 디스차지), 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
(3) 제2 실시 형태에 따른 효과
제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태에 따른 효과 외에도 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 수증기(물, H2O)와 비교하면, 활성화 에너지가 높고, 1분자 중에 포함되는 산소 원자의 수가 많아서 산화력이 강하기 때문에, 처리 가스로서 과산화수소수의 기화 가스가 사용됨으로써, 웨이퍼(200)의 홈 내에 형성된 막의 심부(홈의 저부)까지 산소 원자(O)를 도달시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(200) 위의 막의 표면부와 심부의 사이에서 개질 처리의 정도를 보다 균일하게 할 수 있다. 즉, 웨이퍼(200)에 형성된 막의 표면부와 심부의 사이에서 보다 균일한 기판 처리를 행할 수 있어, 개질 처리 후의 웨이퍼(200)의 유전율 등을 균일하게 할 수 있다. 또한, 개질 처리 공정을 40 내지 100의 저온에서 행할 수 있어, 웨이퍼(200) 위에 형성된 회로의 성능 열화 등을 억제할 수 있다.
(b) 또한, 과수가 수증기(H2O)를 사용한 경우에 비해 산화력이 더 강하므로, 처리 시간을 단축할 수 있다.
(c) 또한, 반응관(203) 내, 인렛 튜브 주변, 배기 튜브 주변에서의 과산화수소 증기의 재액화를 방지할 수 있다.
이상, 제2 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 제2 실시 형태는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
발명자들은, 또한 예의 연구함으로써, 과수의 증발을 기판 처리실(201) 내에서 행함으로써, 과수의 액화를 방지할 수 있음을 발견하였다. 이하에 제3 실시 형태로서 기재한다.
<제3 실시 형태>
이하에, 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
먼저, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대해서, 도 14와 도 15를 사용하여 설명한다. 도 14는, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면으로 나타내고 있다. 도 15는, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)의 종단면 개략도이다.
(가스 공급부)
도 14에 도시한 바와 같이, 반응관(203)과 제1 가열부(207)의 사이에는, 액체 원료 공급 노즐(501)이 설치되어 있다. 액체 원료 공급 노즐(501)은, 예를 들어 열전도율이 낮은 석영 등에 의해 형성되어 있다. 액체 원료 공급 노즐(501)은, 이중관 구조를 가져도 된다. 액체 원료 공급 노즐(501)은, 반응관(203)의 외벽 측부를 따라 배치되어 있다. 액체 원료 공급 노즐(501)의 상단(하류 단부)은, 반응관(203)의 정상부(상단 개구)에 기밀하게 설치되어 있다. 반응관(203)의 상단 개구에 위치하는 액체 원료 공급 노즐(501)에는, 공급 구멍(502)이 상류측에서부터 하류측에 걸쳐 복수 형성되어 있다(도 15 참조). 공급 구멍(502)은, 반응관(203) 내에 공급된 액체 원료를 반응관(203) 내에 수용된 보트(217)의 천장판(217c)을 향해 분사시키도록 형성되어 있다.
액체 원료 공급 노즐(501)의 상류단에는, 액체 원료를 공급하는 액체 원료 공급관(289a)의 하류단이 접속되어 있다. 액체 원료 공급관(289a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 액체 원료 공급 탱크(293), 액체 유량 제어기(액체 유량 제어부)인 액체 유량 컨트롤러(LMFC)(294), 개폐 밸브인 밸브(295a), 세퍼레이터(296) 및 개폐 밸브인 밸브(297)가 설치되어 있다. 또한, 액체 원료 공급관(289a)의 적어도 밸브(297)보다 하류측에는, 서브 히터(291a)가 설치되어 있다.
액체 원료 공급 탱크(293)의 상부에는, 압송 가스를 공급하는 압송 가스 공급관(292b)의 하류단이 접속되어 있다. 압송 가스 공급관(292b)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 압송 가스 공급원(298b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299b) 및 개폐 밸브인 밸브(295b)가 설치되어 있다.
반응관(203)의 외측 상부에는, 제3 가열부(209)가 설치되어 있다. 제3 가열부(209)는, 보트(217)의 천장판(217c)을 가열하도록 구성되어 있다. 제3 가열부(209)로서는, 예를 들어 램프 히터 유닛 등을 사용할 수 있다. 제3 가열부(209)에는, 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(121)는, 보트(217)의 천장판(217c)이 소정의 온도로 되도록, 제3 가열부(209)에의 공급 전력을 소정의 타이밍에서 제어하도록 구성되어 있다.
액체 원료 공급관(289a)의 밸브(295a)와 세퍼레이터(297)의 사이에는, 불활성 가스 공급관(292c)이 접속되어 있다. 불활성 가스 공급관(292c)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(298c), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299c) 및 개폐 밸브인 밸브(295c)가 설치되어 있다.
액체 원료 공급관(289a)의 밸브(297)보다 하류측에는, 제1 가스 공급관(292d)의 하류단이 접속되어 있다. 제1 가스 공급관(292d)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 원료 가스 공급원(298d), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299d) 및 개폐 밸브인 밸브(295d)가 설치되어 있다. 제1 가스 공급관(292d)의 적어도 밸브(295d)보다 하류측에는, 서브 히터(291d)가 설치되어 있다. 제1 가스 공급관(292d)의 밸브(295d)보다 하류측에는, 제2 가스 공급관(292e)의 하류단이 접속되어 있다. 제2 가스 공급관(292e)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 원료 가스 공급원(298e), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299e) 및 개폐 밸브인 밸브(295e)가 설치되어 있다. 제2 가스 공급관(292e)의 적어도 밸브(295e)보다 하류측에는, 서브 히터(291e)가 설치되어 있다.
이하, 액체 원료를 기화시켜서 처리 가스(기화 가스)를 생성하는 동작을 설명한다. 먼저, 압송 가스 공급관(292b)으로부터 매스 플로우 컨트롤러(299b), 밸브(295b)를 통해, 압송 가스가 액체 원료 공급 탱크(293) 내에 공급된다. 이에 의해, 액체 원료 공급 탱크(293) 내에 저류되어 있는 액체 원료가 액체 원료 공급관(289a) 내에 송출된다. 액체 원료 공급 탱크(293)로부터 액체 원료 공급관(289a) 내에 공급된 액체 원료는, 액체 유량 컨트롤러(294), 밸브(295a), 세퍼레이터(296), 밸브(297) 및 액체 원료 공급 노즐(501)을 통해 반응관(203) 내에 공급된다. 그리고, 반응관(203) 내에 공급된 액체 원료가 제3 가열부(209)에 의해 가열한 천장판(217c)에 접촉함으로써 기화되어, 처리 가스(기화 가스)가 생성된다. 이 처리 가스가 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)에 공급되어, 웨이퍼(200) 위에 소정의 기판 처리가 행하여진다.
또한, 액체 원료의 기화를 재촉하기 위해서, 서브 히터(291a)에 의해 액체 원료 공급관(289a) 내를 흐르는 액체 원료를 예비 가열해도 된다. 이에 의해, 액체 원료를 보다 기화시키기 쉬운 상태로 반응관(203) 내에 공급할 수 있다.
주로, 액체 원료 공급관(289a), 액체 유량 컨트롤러(294), 밸브(295a), 세퍼레이터(296), 밸브(297) 및 액체 원료 공급 노즐(501)에 의해, 액체 원료 공급계가 구성된다. 또한, 액체 원료 공급 탱크(293)나, 압송 가스 공급관(292b), 불활성 가스 공급원(298b), 매스 플로우 컨트롤러(299b), 밸브(295b)를 액체 원료 공급계에 포함시켜 생각해도 된다. 주로, 액체 원료 공급계, 제3 가열부(209) 및 천장판(217c)에 의해 가스 공급부가 구성된다.
또한, 주로, 불활성 가스 공급관(292c), 매스 플로우 컨트롤러(299c) 및 밸브(295c)에 의해, 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한, 불활성 가스 공급원(298c)이나, 액체 원료 공급관(289a), 세퍼레이터(296), 밸브(297), 액체 원료 공급 노즐(501)을 불활성 가스 공급계에 포함시켜 생각해도 된다. 또한, 주로, 제1 가스 공급관(292d), 매스 플로우 컨트롤러(299d) 및 밸브(295d)에 의해, 제1 처리 가스 공급계가 구성된다. 또한, 원료 가스 공급원(298d)이나, 액체 원료 공급관(289a), 액체 원료 공급 노즐(501), 제3 가열부(209), 천장판(217c)을 제1 처리 가스 공급계에 포함시켜 생각해도 된다. 또한, 주로, 제2 가스 공급관(292e), 매스 플로우 컨트롤러(299e) 및 밸브(295e)에 의해, 제2 처리 가스 공급계가 구성된다. 또한, 원료 가스 공급원(298e)이나, 액체 원료 공급관(292a), 제1 가스 공급관(292b), 액체 원료 공급 노즐(501), 제3 가열부(209), 천장판(217c)을 제2 처리 가스 공급계에 포함시켜 생각해도 된다. 또한, 천장판(217c)을 보트(217)에 설치한 예를 나타냈지만, 보트(217)에 설치하지 않고 반응관(203)의 상부에 설치해도 된다.
다른 구성부는, 제2 실시예나 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
(2) 기판 처리 공정
계속해서, 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 실시되는 기판 처리 공정에 대해서, 도 16을 사용하여 설명한다. 개질 처리 공정(S320) 이외의 공정은, 제2 실시예나 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
(개질 처리 공정(S320))
웨이퍼(200)를 가열하여 원하는 온도에 도달하고, 보트(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 액체 원료 공급관(289a)으로부터 액체 원료인 과산화수소수의 반응관(203) 내에의 공급을 개시한다. 즉, 밸브(295c, 295d, 295e)를 폐쇄하고, 밸브(295b)를 열여, 압송 가스 공급원(298b)으로부터 액체 원료 공급 탱크(293) 내에, 압송 가스를 매스 플로우 컨트롤러(299b)에 의해 유량 제어하면서 공급하고, 또한 밸브(295a) 및 밸브(297)를 열어, 액체 원료 공급 탱크(293) 내에 저류되어 있는 과산화수소수를, 액체 유량 컨트롤러(294)에 의해 유량 제어하면서, 액체 원료 공급관(289a)으로부터 세퍼레이터(296) 및 액체 원료 공급 노즐(501)을 통해 반응관(203) 내에 공급한다. 압송 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스나, He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
반응관(203) 내에 공급한 과산화수소수를, 제3 가열부(209)에 의해 가열한 보트(217)의 천장판(217c)에 접촉시켜서 기화하여, 처리 가스인 과산화수소수의 기화 가스를 생성한다. 이와 같이, 처리 가스인 과산화수소수의 기화 가스는, 반응관(203) 내에서 생성되면 된다. 즉, 액체 원료 공급 노즐(501) 내에는, 액체 원료인 과산화수소수를 통과시키면 된다. 제3 가열부(209)는, 과산화수소수를 기화시킬 수 있는 온도(예를 들어 150 내지 170)로 천장판(217c)을 가열할 수 있는 온도로 미리 설정한다.
과산화수소수의 기화 가스를 웨이퍼(200)에 공급하여, 과산화수소수의 기화 가스가 웨이퍼(200)의 표면과 산화 반응함으로써, 웨이퍼(200) 위에 형성된 실리콘 함유막을 SiO막으로 개질한다.
반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급하면서, 진공 펌프(246b), 액체 회수 탱크(247)로부터 배기한다. 즉, APC 밸브(242)를 폐쇄하고, 밸브(240)를 열어, 반응관(203) 내로부터 배기된 배기 가스를, 가스 배기관(231)으로부터 제2 배기관(243)을 통해 분리기(244) 내를 통과시킨다. 그리고, 배기 가스를 분리기(244)에 의해 과산화수소를 포함하는 액체와 과산화수소를 포함하지 않는 기체로 분리한 후, 기체를 진공 펌프(246b)로부터 배기하고, 액체를 액체 회수 탱크(247)에 회수한다.
또한, 반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급할 때, 밸브(240) 및 APC 밸브(255)를 폐쇄하여, 반응관(203) 내를 가압하도록 해도 된다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 과산화수소수 분위기를 균일하게 할 수 있다.
소정 시간 경과 후, 밸브(295a, 295b, 297)를 폐쇄하여, 반응관(203) 내에의 과산화수소수의 공급을 정지한다.
또한, 처리 가스로서 과산화수소수의 기화 가스를 사용하는 경우에 한하지 않고, 예를 들어 수소(H2) 가스 등의 수소 원소(H)를 포함하는 가스(수소 함유 가스), 및 예를 들어 산소(O2) 가스 등의 산소 원소(O)를 포함하는 가스(산소 함유 가스)를 가열하여 수증기(H2O)화한 가스를 사용해도 된다. 즉, 밸브(295a, 295b, 297)를 폐쇄하고, 밸브(295d, 295e)를 열어, 제1 가스 공급관(292d) 및 제2 가스 공급관(292e)으로부터 각각, H2 가스 및 O2 가스를 반응관(203) 내에, 매스 플로우 컨트롤러(299d, 299e)에 의해 각각 유량 제어하면서 공급해도 된다. 그리고, 반응관(203) 내에 공급된 H2 가스 및 O2 가스를, 제3 가열부(209)에 의해 가열한 보트(217)의 천장판(217c)에 접촉시켜서 수증기를 발생시켜 웨이퍼(200)에 공급함으로써, 웨이퍼 위에 형성된 실리콘 함유막을 SiO막으로 개질해도 된다. 또한, 산소 함유 가스로서는, O2 가스 외에, 예를 들어 오존(O3) 가스나 수증기(H2O) 등을 사용해도 된다.
(3) 제3 실시 형태에 따른 효과
제3 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태에 따른 효과와 제2 실시 형태에 따른 효과 외에, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 기판 처리실(201) 내에서 기화되므로, 가스 공급부에서의 결로 발생이 없어져서, 웨이퍼(200) 위에 발생하는 이물을 저감할 수 있다.
(b) 또한, 기체의 발생원으로부터 배기부까지의 거리가 짧아지므로, 배기부에서의 액화를 억제할 수 있어, 배기부에서의 재액화·재증발한 가스의 역류에 의해 발생하는 웨이퍼(200) 위의 이물을 저감할 수 있다.
이상, 제3 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 제3 실시 형태는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
또한, 상술에서는, 기화 원료로서, 물(H2O)을 사용하는 것을 기재했지만, 웨이퍼(200) 위에 공급되는 기체에는, H2O 분자 단체의 상태나, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태가 포함되어도 된다. 또한, 액체로부터 기체를 발생시킬 때에는, H2O 분자 단체나 수소(H) 원자나 산소(O) 원자의 상태까지 분열시키도록 해도 되고, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태로까지 분열시키도록 해도 된다. 또한, 상기의 클러스터 몇 개가 모여서 생긴 안개(미스트) 상태이어도 된다.
또한, 기화 원료로서 과산화수소수(H2O2)를 사용한 경우에도 마찬가지로, 웨이퍼(200) 위에 공급되는 기체에는, H2O2 분자 단체의 상태나, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태가 포함되어도 된다. 또한, 액체로부터 기체를 발생시킬 때에는, H2O2 분자 단체까지 분열시키도록 해도 되고, 몇 개의 분자가 결합한 클러스터 상태로까지 분열시키도록 해도 된다. 또한, 상기의 클러스터 몇 개가 모여서 생긴 안개(미스트) 상태이어도 된다.
또한, 상술에서는, 웨이퍼(200)를 처리하는 반도체 장치의 제조 공정으로서, 미세한 홈에 절연체를 매립하는 공정에 대하여 기재했지만, 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 발명은, 이 공정 이외에도 적용 가능하다. 예를 들어, 반도체 장치 기판의 층간 절연막을 형성하는 공정이나, 반도체 장치의 밀봉 공정 등에도 적용 가능하다.
또한, 상술에서는, 반도체 장치의 제조 공정에 대하여 기재했지만, 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 발명은, 반도체 장치의 제조 공정 이외에도 적용 가능하다. 예를 들어, 액정 디바이스의 제조 공정에서의 액정을 갖는 기판의 밀봉 처리나, 각종 디바이스에 사용되는 유리 기판이나 세라믹 기판에의 발수 코팅 처리에도 적용 가능하다. 나아가, 거울에의 발수 코팅 처리 등에도 적용 가능하다.
또한, 상술한 처리 가스는, 산소 가스와 수소 가스로부터 생성하는 수증기(H2O)나, 산화제 용액으로서의 물(H2O)이나 과산화수소(H2O2)수를 가열 증발시켜서 생성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이들에 한하지 않고, 물(H2O)이나 과산화수소(H2O2)수에 초음파를 첨가하여 미스트화하는 방법이나, 아토마이저를 사용하여 미스트를 분무하는 방법이어도 된다. 또한, 용액에 직접 순간적으로 레이저나 마이크로파를 조사하여 증발시키는 방법이어도 된다.
또한 상술에서는, 열전도체 가열부로서, 램프 히터를 예로 들었지만, 이것에 한정하는 것은 아니며, 레이저나 마이크로파를 조사하는 방사형 가열부이어도 된다.
또한, 상술에서는, 폴리실라잔막이 형성된 웨이퍼(200)를 처리하는 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, CVD법으로 형성된 실리콘 함유막을 처리해도 산화시킬 수 있다.
<바람직한 형태>
이하에, 바람직한 형태에 대하여 부기한다.
<부기 1>
일 형태에 의하면, 기판을 처리하는 반응관과, 상기 반응관 내의 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 반응관 내를 배기하는 배기부와,
상기 반응관 내의 상기 기판을 가열하는 제1 가열부와, 상기 반응관의 상기 배기부 접속부 주변에 설치된 제2 가열부와, 상기 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급할 때에 상기 제2 가열부의 온도를 제어하는 제어부를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기 2>
부기 1의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부의 온도는 상기 처리 가스가 액화하지 않는 액화 방지 온도로 유지하도록 제어한다.
<부기 3>
부기 2의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 액화 방지 온도는, 50 내지 300이다.
<부기 4>
부기 1 내지 3 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 처리 가스는, 수소와 산소를 포함하고 있다.
<부기 5>
부기 1 내지 4 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 처리 가스는, 물 분자를 포함하고 있다.
<부기 6>
부기 1 내지 5 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 상기 반응관의 노구부 주변에 설치되어 있다.
<부기 7>
부기 1 내지 6 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 반응관의 노구부에는 단열체가 설치되고, 상기 제2 가열부는 당해 단열체의 상단보다 하측에 설치되어 있다.
<부기 8>
부기 1 내지 7 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 방사형 가열부이다.
<부기 9>
부기 8에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 방사형 가열부는, 상기 노구부의 내벽 표면을 가열한다.
<부기 10>
부기 1 내지 9 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 0.7㎛ 내지 250㎛의 파장을 피크로 하는 광을 방사한다.
<부기 11>
부기 1 내지 10 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 1.3㎛ 내지 200㎛의 파장을 피크로 하는 광을 방사한다.
<부기 12>
부기 1 내지 11 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 2㎛ 내지 20㎛의 파장을 피크로 하는 광을 방사한다.
<부기 13>
부기 1 내지 12 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 2㎛ 내지 4.5㎛의 중파장 적외선을 피크로 하는 광을 방사한다.
<부기 14>
부기 1 내지 13 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 적외선을 방사하는 램프 히터이다.
<부기 15>
부기 1 내지 14 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 상기 반응관의 상기 배기부가 접속되어 있는 부분의 주위에 설치되어 있다.
<부기 16>
부기 1 내지 15 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부는, 상기 반응관의 상기 배기부가 접속되어 있는 부분의 주위이며, 분할된 상태로 설치되어 있다.
<부기 17>
부기 1 내지 16 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 반응관 내에, 열전도성 세라믹, 또는, 열전도성 세라믹을 피복한 비금속 재료 등의 열전도 부재를 갖는다.
<부기 18>
부기 17의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 열전도 부재는, 상기 반응관의 바닥에 설치되어 있다.
<부기 19>
부기 17과 부기 18 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 열전도 부재의 열전도율은, 5W/mK이다.
<부기 20>
부기 1 내지 19 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부 주변이며, 상기 반응관의 가스 공급구에는, 인렛 튜브 히터가 설치되어 있다.
<부기 21>
부기 1 내지 20 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부의 주변이며, 상기 반응관의 가스 배기구에는, 이그조스트 튜브 히터가 설치되어 있다.
<부기 22>
부기 20과 부기 21 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부와 상기 인렛 튜브 히터와 상기 이그조스트 튜브 히터의 액화 방지 온도의 제어를, 각각 독립 또는 일괄적으로 제어한다.
<부기 23>
부기 22의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 제2 가열부와 상기 인렛 튜브 히터와 상기 이그조스트 튜브 히터를, 적어도 상기 가스 공급부가 처리 가스를 공급하고 있는 동안에 ON으로 하고 있다.
<부기 24>
다른 형태에 의하면, 기판을 처리하는 반응관과, 상기 반응관 내의 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 반응관 내를 배기하는 배기부와,
상기 반응관 내의 상기 기판을 가열하는 제1 가열부와, 상기 반응관의 상기 배기부 접속부 주변에 설치된 제2 가열부와, 상기 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급할 때에 상기 제2 가열부의 온도를 제어하는 제어부를 갖는 반도체 장치의 제조 장치가 제공된다.
<부기 25>
또 다른 형태에 의하면, 기판을 반응관에 반입하는 공정과, 상기 반응관에 설치된 제1 가열부가 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 배기부가 상기 반응관 내를 배기하는 배기 공정과, 상기 기판 표면에 처리 가스를 공급하는 공급 스텝과, 상기 반응관이며 상기 배기부가 접속되는 주변에 설치된 제2 가열부의 온도를 제어하는 온도 제어 스텝을 갖는 가스 공급 공정을 갖는 기판 처리 방법이 제공된다.
<부기 26>
상기 부기 25의 기판 처리 방법으로서, 바람직하게는, 상기 온도 제어 스텝에서는, 상기 처리 가스가 액화하지 않는 증발 온도로 유지하도록 제어된다.
<부기 27>
상기 부기 25와 부기 26 중 어느 하나의 기판 처리 방법으로서, 바람직하게는, 상기 처리 가스는, 물(H2O) 분자와 과산화수소(H2O2) 분자 중 어느 하나 또는 양쪽을 갖는다.
<부기 28>
또 다른 형태에 의하면, 기판을 반응관에 반입하는 공정과, 상기 반응관에 설치된 제1 가열부가 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 배기부가 상기 반응관 내를 배기하는 배기 공정과, 상기 기판 표면에 처리 가스를 공급하는 공급 스텝과, 상기 반응관이며 상기 배기부가 접속되는 주변에 설치된 제2 가열부의 온도를 제어하는 온도 제어 스텝을 갖는 가스 공급 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
<부기 29>
또한 다른 형태에 의하면, 반응관에 설치된 제1 가열부가 기판을 가열시키는 가열 수순과, 배기부가 상기 반응관 내를 배기시키는 배기 수순과, 상기 기판 표면에 처리 가스를 공급시키는 공급 스텝과, 상기 반응관이며 상기 배기부가 접속되는 주변에 설치된 제2 가열부의 온도를 제어시키는 온도 제어 스텝을 갖는 가스 공급 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
<부기 30>
또 다른 형태에 의하면, 반응관에 설치된 제1 가열부가 기판을 가열시키는 가열 수순과, 배기부가 상기 반응관 내를 배기시키는 배기 수순과, 상기 기판 표면에 처리 가스를 공급시키는 공급 스텝과, 상기 반응관이며 상기 배기부가 접속되는 주변에 설치된 제2 가열부의 온도를 제어시키는 온도 제어 스텝을 갖는 가스 공급 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 저장된 기록 매체가 제공된다.
<부기 31>
또 다른 형태에 의하면, 기판을 수용하는 반응관의 당해 기판보다 배기구측에 설치되고, 상기 배기구측을 상기 기판의 온도보다 고온으로 가열하는 가열 유닛이 제공된다.
<부기 32>
또 다른 형태에 의하면, 기판을 수용하는 반응관과, 상기 반응관 내의 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 반응관 내를 배기하는 배기부와,
상기 기판을 가열하는 제1 가열부와, 상기 반응관의 상기 배기부의 접속부 주변에 설치된 제2 가열부와, 상기 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급할 때에 상기 제2 가열부의 온도를 상기 제1 가열부의 온도보다 높은 온도로 제어하는 제어부를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기 33>
또 다른 형태에 의하면, 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개와, 상기 덮개 위에 설치된 열전도체와, 상기 열전도체를 가열하는 열전도체 가열부를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
<부기 34>
부기 33에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 열전도체 가열부의 온도는, 상기 처리 가스가 액화하지 않는 액화 방지 온도로 유지하도록 상기 열전도체 가열부를 제어하는 제어부를 갖는다.
<부기 35>
부기 33에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 열전도체 가열부는, 상기 처리 용기의 노구부 주변에 설치되어 있다.
<부기 36>
부기 33에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 열전도체 가열부는, 상기 처리 용기의 노구부에 설치된 단열체의 상단보다 하측에 설치되어 있다.
<부기 37>
부기 33에 기재된 기판 처리 장치로서, 바람직하게는, 상기 열전도체 가열부는, 방사형 가열부이다.
<부기 38>
또 다른 형태에 의하면, 기판을 수용하는 처리 용기를 폐색하는 덮개에 설치되고, 상기 덮개 부근에 설치된 열전도체 가열부에 의해 가열되는 열전도체가 제공된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
200: 웨이퍼(기판) 201: 기판 처리 장치
203: 반응관 207: 제1 가열부
209: 제3 가열부 217: 보트
231: 가스 배기관 232d: 액체 원료 공급관
233: 가스 공급관 280: 제2 가열부
282: 램프 히터 283: 이그조스트 튜브 히터
284: 인렛 튜브 히터 285: 열전도부
401: 가스 공급 노즐 402: 가스 공급 구멍
121: 컨트롤러

Claims (14)

  1. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리 용기를 폐색하는 덮개와,
    상기 덮개 위에 설치된 열전도체와,
    상기 열전도체를 가열하는 열전도체 가열부
    를 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전도체 가열부의 온도가, 상기 처리 가스가 액화하지 않는 액화 방지 온도로 유지하도록 상기 열전도체 가열부를 제어하는 제어부를 갖는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전도체 가열부는, 상기 처리 용기의 노구부 주변에 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열전도체 가열부는, 상기 처리 용기의 노구부에 설치된 단열체의 상단보다 하측에 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전도체 가열부는, 방사형 가열부이며, 상기 처리 가스와 상기 노구부의 내벽 표면을 가열하는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방사형 가열부는 램프 히터인, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열전도체는, 상기 램프 히터가 발하는 광을 흡수하기 쉬운 부재로 형성되는, 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 램프 히터가 발하는 광은, 중파장 적외선이며, 상기 열전도체는 탄화실리콘을 포함하는 부재인, 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리 용기에 수용하는 공정과,
    상기 기판에 처리 가스를 공급하는 공정과,
    열전도체 가열부가, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개 위에 설치된 열전도체를 가열하는 공정
    을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열전도체 가열부가 상기 열전도체를 가열하는 공정에서는,
    상기 열전도체를, 상기 처리 가스가 액화하지 않는 증발 온도로 유지하도록 제어하는 공정을 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 증발 온도로 유지하도록 제어하는 공정은,
    상기 기판이 상기 처리 용기에 반입된 후부터 반출되기 전까지 행하여지는, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 기판을 처리 용기에 수용하는 수순과,
    상기 기판에 처리 가스를 공급하는 수순과,
    열전도체 가열부가, 상기 처리 용기를 폐색하는 덮개 위에 설치된 열전도체를 가열하는 수순
    을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열전도체를 가열하는 수순에서는, 상기 열전도체를, 상기 처리 가스가 액화하지 않는 증발 온도로 유지하도록 제어하는 수순을 갖는, 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 증발 온도로 유지하도록 제어하는 수순은,
    상기 기판이 상기 처리 용기에 반입된 후부터 반출되기 전까지 행하여지는, 기록 매체.
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