KR20150119293A - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 - Google Patents

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

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KR20150119293A
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신 히야마
마사히사 오쿠노
유이치 와다
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

폴리실라잔을 이용한 실리콘 산화막의 막질 향상, 저온화, 미세화나 스루풋 향상을 위한 기술이 요구되고 있다. 본 발명은 저온으로 형성한 산화막에서 막질을 개선하여 양호한 막질을 얻는 것에 의해 LSI의 제조 원가를 저감하는 수단을 제공한다.
실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용하는 공정; 과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급하는 공정; 및 상기 처리 가스로 처리된 기판에 마이크로파를 공급하는 공정;을 포함한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체{SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기체(氣體)로 기판을 처리하는 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
대규모 집적 회로(Large Scale Integrated Circuit: 이하, LSI)의 미세화에 따라 트랜지스터 소자들 사이의 누설 전류 간섭을 제어하는 가공 기술의 기술적 곤란성은 갈수록 커지고 있다. LSI의 소자들 사이의 분리는, 기판이 되는 실리콘(Si)의 분리하려고 하는 소자들 사이에 홈[溝] 또는 공(孔) 등의 공극(空隙)을 형성하고 그 공극에 절연물을 퇴적하는 방법에 의해 이루어진다. 절연물로서 산화막이 이용되는 경우가 많으며, 예컨대 실리콘 산화막이 이용된다. 실리콘 산화막은 Si 기판 자체의 산화나, 화학 기상 성장법(CVD), 절연물 도포법(SOD)에 의해 형성된다.
최근의 미세화에 따라 미세 구조의 매립, 특히 종(縱)방향으로 깊거나 또는 횡(橫)방향으로 좁은 공극 구조에 대한 산화물의 매립에 대하여, CVD법에 의한 매립 방법이 기술 한계에 달하고 있다. 이와 같은 배경으로 유동성을 가지는 산화물을 이용한 매립 방법, 즉 SOD의 채택이 증가 경향에 있다. SOD에서는 SOG(Spin on glass)라고 불리는 무기 또는 유기 성분을 포함하는 도포 절연 재료가 이용된다. 이 재료는 CVD 산화막이 등장하기 이전부터 LSI의 제조 공정에 채택되었지만, 가공 기술이 0.35μm 내지 1μm 정도의 가공 치수로 미세하지 않았기 때문에, 도포 후의 개질 방법은 질소 분위기에서 400℃ 정도의 열처리를 하는 것에 의해 허용되었다. 최근의 LSI에서 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 Flash Memory로 대표되듯이 최소 가공 치수가 50nm 폭보다 작아지고 있으므로, SOG를 대신하는 재료로서 폴리실라잔을 이용하는 디바이스 메이커가 증가하고 있다.
폴리실라잔은 예컨대 디클로로실란이나 트리클로로실란과 암모니아의 촉매반응에 의해 얻어지는 재료이며, 스핀 코터를 이용하여 기판 상에 도포하는 것에 의해 박막을 형성할 때에 이용된다. 막 두께는 폴리실라잔의 분자량, 점도나 코터의 회전수에 따라 조절한다.
폴리실라잔은 제조 시의 과정부터 형성 후에 암모니아에 기인하는 질소를 불순물로서 포함한다고 알려져 있으며, 이를 제외하고 치밀한 산화막을 얻기 위해서는 도포 후에 수분의 첨가와 열처리를 수행할 필요가 있다. 수분의 첨가 방법으로서 열 처리로(處理爐) 체내(體內)에 수소와 산소를 반응시켜 수분을 발생시키는 기법이 알려져 있고, 발생시킨 수분을 폴리실라잔 막 중에 취입(取入)하고 열을 부여하는 것에 의해 치밀한 산화막을 얻는다. 이때 수행하는 열처리는 소자 사이 분리용의 STI(Shallow Trench Isolation)의 경우에 최고 온도가 1000℃ 정도에 달하는 경우가 있다.
폴리실라잔이 LSI공정에서 널리 이용되는 한편, 트랜지스터의 열 부하에 대한 저감 요구도 높아지고 있다. 열 부하를 저감해야 하는 이유로서 트랜지스터의 동작용으로 주입한 보론이나 비소, 인 등의 불순물의 과잉 확산 방지나, 전극용의 금속 실리사이드의 응집 방지, 게이트용 일함수 금속 재료의 성능 변동 방지, 메모리 소자의 기입, 판독 반복 수명의 확보 등이 있다. 따라서 수분을 부여하는 공정에서 효율적으로 수분을 부여할 수 있다는 것은 그 후에 수행하는 열처리 프로세스의 열 부하 저감으로 직결된다.
한편 트랜지스터의 열 부하에 대한 저감 요구도 높아지고 있다. 열 부하를 저감해야 하는 이유로서 트랜지스터의 동작용에 주입한 보론이나 비소, 인 등의 불순물의 과잉 확산 방지나, 전극용의 금속 실리사이드의 응집 방지, 게이트용 일함수 금속 재료의 성능 변동 방지, 메모리 소자의 기입, 판독 반복 수명의 확보 등이 있다.
하지만 최근의 LSI, DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 Flash Memory로 대표되는 반도체 장치의 최소 가공 치수가 50nm 폭보다 작아지고 있어, 품질을 유지한 상태에서의 미세화나 제조 스루풋 향상의 달성이나 처리 온도의 저온화가 곤란해지고 있다.
본 발명의 목적은 반도체 장치의 제조 품질을 향상시키는 것과 함께 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능한 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용하는 공정; 과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 적하(滴下)하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급하는 공정; 및 상기 처리 가스로 처리된 기판에 마이크로파를 공급하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판이 수용되는 처리실; 과산화수소를 함유하는 처리액이 적하되는 기화부를 포함하는 기화기; 상기 기판에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 공급부; 및 상기 처리액을 상기 기화부에 적하하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급한 후에 상기 기판에 마이크로파를 공급하도록 상기 기화기와 상기 마이크로파 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용시키는 순서; 과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 적하하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급시키는 순서; 및 상기 처리 가스로 처리된 기판에 마이크로파를 공급시키는 순서;를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시키는 것과 함께 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로의 종단면(縱斷面) 개략도.
도 3은 제1 내지 제3 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트.
도 5는 제1 및 제2 실시 형태에 따른 과수증기(過水蒸氣) 발생 장치.
도 6의 (a)는 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 노구(爐口) 부근의 개략 구성도, 도 6의 (b)는 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 노구 부근의 다른 형태를 도시하는 개략 구성도.
도 7은 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 마이크로파원(源)의 위치의 예를 도시하는 개략도.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 9는 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로의 종단면 개략도.
도 10은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로의 종단면 개략도.
도 12는 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트.
<제1 실시 형태>
이하, 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여 주로 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면으로 도시한다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)의 종단면 개략도다.
(반응관)
도 1에 도시하는 바와 같이 처리로(202)는 반응관(203)을 구비한다. 반응관(203)은 예컨대 석영(SiO2) 및 탄화실리콘(SiC)을 조합한 내열 재료나, SiO2 또는 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구(開口)된 원통 형상으로 형성된다. 반응관(203)의 통중공부(筒中空部)에는 처리실(201)이 형성되고, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세로 수직 방향에 다단으로 정렬한 상태에서 수용 가능하도록 구성된다.
반응관(203)의 하부에는 반응관(203)의 하단 개구(노구)를 기밀하게 봉지[폐색(閉塞)]가능한 노구 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 당접(當接)되도록 구성된다. 씰 캡(219)은 원판 형상으로 형성된다. 기판의 처리 공간이 되는 기판 처리실(201)은 반응관(203)과 씰 캡(219)으로 구성된다.
(기판 지지부)
기판 보지부(保持部)로서의 보트(217)는 복수 매의 웨이퍼(200)를 다단으로 보지할 수 있도록 구성된다. 보트(217)는 복수 매의 웨이퍼(200)를 보지하는 복수 개의 지주(217a)를 구비한다. 지주(217a)는 예컨대 3개 구비된다. 복수 개의 지주(217a)는 각각 저판(217b)(底板)과 천판(217c)(天板) 사이에 가설(架設)된다. 복수 매의 웨이퍼(200)가 지주(217a)를 수평 자세로 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 정렬되어 관축 방향에 다단으로 보지된다. 천판(217c)은 보트(217)에 보지되는 웨이퍼(200)의 최대 외경보다 크게 형성된다.
지주(217a), 저판(217b), 천판(217c)의 구성 재료로서 예컨대 탄화실리콘(SiC), 산화알루미늄(AlO), 질화알루미늄(AlN), 질화실리콘(SiN), 산화지르코늄(ZrO) 등의 열전도성이 뛰어난 비금속 재료가 이용된다. 특히 열전도율이 10W/mK 이상인 비금속 재료가 바람직하다. 또한 열전도율이 문제되지 않는다면 석영(SiO) 등으로 형성해도 좋고, 또한 금속에 의한 웨이퍼(200)에 오염이 문제되지 않는다면 지주(217a), 천판(217c)은 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료로 형성해도 좋다. 지주(217a), 천판(217c)의 구성 재료로서 금속이 이용되는 경우, 금속에 세라믹이나 테프론(등록상표) 등의 피막을 형성해도 좋다.
보트(217)의 하부에는 예컨대 석영이나 탄화실리콘 등의 내열 재료로 이루어지는 단열체(218)가 설치되고, 제1 가열부(207)로부터의 열이 씰 캡(219)측에 전달되기 어렵도록 구성된다. 단열체(218)는 단열 부재로서 기능하는 것과 함께 보트(217)를 보지하는 보지체로서도 기능한다. 또한 단열체(218)는 도시하는 바와 같이 원판 형상으로 형성된 단열판이 수평 자세로 다단으로 복수 매 설치된 것에 한정되지 않고, 예컨대 원통 형상으로 형성된 석영 캡 등이어도 좋다. 또한 단열체(218)는 보트(217)의 구성 부재 중 하나로서 생각해도 좋다.
(승강부)
반응 용기(203)의 하방(下方)에는 보트(217)를 승강시켜 반응관(203)의 내외로 반송하는 승강부로서의 보트 엘리베이터가 설치된다. 보트 엘리베이터에는 보트 엘리베이터에 의해 보트(217)가 상승되었을 때에 노구를 봉지하는 씰 캡(219)이 설치된다.
씰 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는 보트(217)를 회전시키는 보트 회전 기구(267)가 설치된다. 보트 회전 기구(267)의 회전축(261)은 씰 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속되고, 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성된다.
(제1 가열부)
반응관(203)의 외측에는 반응관(203)의 측벽면을 둘러싸는 동심원 형상의, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)를 가열하는 제1 가열부(207)가 설치된다. 제1 가열부(207)는 히터 베이스(206)에 의해 지지되어 설치된다. 도 2에 도시하는 바와 같이 제1 가열부(207)는 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)을 구비한다. 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)은 각각 반응관(203) 내에서의 웨이퍼(200)의 적층 방향을 따라 설치된다.
반응관(203) 내에는 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)마다 웨이퍼(200) 또는 주변 온도를 검출하는 온도 검출기로서 예컨대 열전대 등의 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)는 각각 반응관(203)과 보트(217) 사이에 설치된다. 또한 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)는 각각 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)에 의해 가열되는 복수 매의 웨이퍼(200) 중 그 중앙에 위치하는 웨이퍼(200)의 온도를 검출하도록 설치되어도 좋다.
제1 가열부(207), 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)에는 각각 후술하는 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속된다. 컨트롤러(121)는 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)의 온도가 소정의 온도가 되도록 제1 내지 제4 온도 센서(263a 내지 263d)에 의해 각각 검출된 온도 정보에 기초하여 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)으로의 공급 전력을 소정의 타이밍에 각각 제어하고, 제1 내지 제4 히터 유닛(207a 내지 207d)마다 개별로 온도 설정이나 온도 조정을 수행하도록 구성된다.
(가스 공급부)
도 1에 도시하는 바와 같이 반응관(203) 내에 처리 가스로서의 기화 원료를 공급하는 가스 공급부로서의 가스 공급관(233)이 반응관(203)의 외측에 설치된다. 기화 원료는 비점(沸點)이 50℃ 내지 200℃인 원료가 이용된다. 본 실시 형태에서는 과산화수소(H2O2)를 함유하는 액체를 이용한 예를 제시한다. 또한 특히 처리 효율이나 품질 저하가 허용되는 경우에는 수증기(H2O)를 이용해도 좋다.
도 1에 도시하는 바와 같이 가스 공급관(233)에는 과수증기 발생 장치(307)가 접속된다. 과수증기 발생 장치(307)에는 상류측부터 과산화수소수원(240d), 액체 유량 컨트롤러(241d), 밸브(242d)가 과수액(過水液) 공급관(232d)을 개재하여 접속된다. 과수증기 발생 장치(307)에는 액체 유량 컨트롤러(241d)로 유량이 조정된 과수액이 공급 가능하도록 이루어진다.
또한 가스 공급관(233)에는 제1 실시 형태와 마찬가지로 불활성 가스를 공급 가능하도록 불활성 가스 공급관(232c), 밸브(242c), MFC(241c), 불활성 가스 공급원(240c)이 설치된다.
가스 공급부는 가스 공급 노즐(501), 가스 공급공(502), 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 포함시켜서 생각해도 좋다.
또한 제1 실시 형태에서는 과수(過水)를 사용하기 때문에 기판 처리 장치 내에서 과수와 접하는 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 수행하는 것이 바람직하다. 예컨대 알루미늄을 이용한 부재는 알루마이트(Al2O3), 스텐레스강을 이용한 부재는 크롬 산화막이 이용된다. 또한 가열되지 않는 기구에 대해서는 테프론(등록상표)이나 플라스틱 등의 과수와 반응하지 않는 재질로 구성해도 좋다.
(과수증기 발생 장치)
도 5에 처리 가스로서의 과산화수소 증기를 발생시키는 과수증기 발생 장치(307)의 구성을 도시한다. 과수증기 발생 장치(307)는 원료액을 가열된 부재에 공급(적하)하는 것에 의해 원료액을 기화하는 적하법을 이용한다. 과수증기 발생 장치(307)는 과수액을 공급하는 액체 공급부로서의 적하 노즐(300)과, 가열되는 부재로서의 기화 용기(302)와, 기화 용기(302)에 의해 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 열전대(305)와, 열전대(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 구성된다. 기화 용기(302)는 적하된 원료액이 기화 용기에 도달함과 동시에 기화하도록 기화기 히터(303)에 의해 가열된다. 이와 같이 적하시켜 기화시키는 것에 의해 비점이 다른 물질이 혼합된 액체의 농도와, 그 기체의 농도를 변화시키지 않아도 기화시킬 수 있다. 예컨대 과산화수소수에서는 과산화수소와 물의 비점이 다르고 액체를 서서히 가열하여 기화시키는 경우에는 물이 먼저 증발하고 그 후에 과산화수소가 증발하기 때문에 기화 시작 직후부터 기체 중의 농도가 변화한다. 또한 기화기 히터(303)에 의한 기화 용기(302)의 가열 효율을 향상시키거나 또는 과수증기 발생 장치(307)와 다른 유닛을 단열하는 것이 가능한 단열재(306)가 설치된다. 기화 용기(302)는 원료액과의 반응을 방지하기 위해서 석영이나 탄화실리콘 등으로 구성된다. 기화 용기(302)는 적하된 원료액의 온도나, 기화열에 의해 온도가 저하한다. 따라서 온도 저하를 방지하기 위해서 열전도율이 높은 탄화실리콘을 이용하는 것이 유효하다. 또한 여기서는 적하시키는 방법을 이용했지만, 가열된 부재를 충분히 가열해도 온도가 변화하지 않는다면 연속적으로 공급해도 좋고, 액체를 입상(粒狀)으로 분사시켜도 좋다.
(배기부)
반응관(203)의 하방에는 기판 처리실(201) 내의 가스를 배기하는 가스 배기관(231)의 일단(一端)이 접속된다. 가스 배기관(231)의 타단(他端)은 진공 펌프(246a)(배기 장치)에 APC(Auto Pressure Controller)밸브(255)를 개재하여 접속된다. 기판 처리실(201) 내는 진공 펌프(246)로 발생하는 부압에 의해 배기된다. 또한 APC밸브(255)는 밸브의 개폐에 의해 기판 처리실(201)의 배기 및 배기 정지를 수행할 수 있는 개폐 밸브다. 또한 밸브 개도(開度)의 조정에 의해 압력을 조정할 수 있는 압력 조정 밸브이기도 하다. 또한 압력 검출기로서의 압력 센서(223)가 APC밸브(255)의 상류측에 설치된다. 이와 같이 하여 기판 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기하도록 구성된다. APC밸브(255)에 의해 기판 처리실(201) 및 압력 센서(223)에는 압력 제어부(284)가 전기적으로 접속되고, 압력 제어부(284)는 압력 센서(223)에 의해 검출된 압력에 기초하여 APC밸브(255)에 의해 기판 처리실(201) 내의 압력이 원하는 압력이 되도록 원하는 타이밍에 제어하도록 구성된다.
배기부는 가스 배기관(231), APC밸브(255), 압력 센서(223) 등으로 구성된다. 또한 진공 펌프(246a)를 배기부에 포함시켜서 생각해도 좋다.
(배기 가열부)
도 6a 및 도 6b에 도시하는 바와 같이 가스 배기관(231)에는 가스 배기관을 가열하는 배기 가열부로서의 이그조스트 튜브 히터(284)가 설치된다. 이그조스트 튜브 히터(284)는 가스 배기관(231)의 내부에 결로가 발생하지 않도록 원하는 온도로 제어된다. 예컨대 50℃ 내지 300℃로 제어된다.
(공급 가열부)
도 6a, 도 6b에 도시하는 바와 같이 가스 공급관(233)과 반응관(203) 사이에는 공급 가열부로서의 인렛 튜브 히터(285)가 설치된다. 인렛 튜브 히터(285)는 가스 공급관(233)의 내부에 결로가 발생하지 않도록 원하는 온도로 제어된다. 예컨대 50℃ 내지 300℃로 제어된다.
또한 도 1, 도 2에서는 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)을 대향하는 위치에 설치했지만, 같은 측에 설치해도 좋다. 기판 처리 장치 내의 빈 공간이나, 기판 처리 장치가 복수 대 설치되는 반도체 장치 공장 내의 빈 공간은 좁기 때문에 이와 같이 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)을 같은 측에 설치하는 것에 의해 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)과 액화 방지 히터(280)의 메인터넌스를 용이하게 수행할 수 있다.
(제어부)
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는 CPU(121a)(Central Processing Unit), RAM(121b)(Random Access Memory), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(121)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속된다.
기억 장치(121c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(121c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 프로그램 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(121b)은 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 전술한 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), APC밸브(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(223), 온도 제어 컨트롤러(400) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터의 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(121a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용에 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, APC밸브(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 구성된다.
또한 컨트롤러(121)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(123)[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光)디스크, MO등의 광자기 디스크, USB메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 이와 같은 외부 기억 장치(123)를 이용하여 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 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(123)를 개재하지 않고 프로그램을 공급해도 좋다. 또한 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 처리 공정을 도 4에 도시한다. 제1 실시 형태는 도포법에 의해 형성하는 산화막 재료를 도포하는 도포 공정(S302)과, 도포한 후에 막 중의 용매 성분을 건조시키는 프리베이크 공정(S303)과, 건조시킨 후에 과산화수소수에 폭로 또는 침지(浸漬)시키는 산화 공정(S304)과, 과산화수소수에 폭로 또는 침지시킨 후에 순수(純水)로 세정하여 건조시키는 건조 공정(S305)을 포함한다.
도포 공정(S302)에서는 처리실 내에 반입된 웨이퍼(200) 상에 산화막 재료가 예컨대 스핀 코트법으로 도포된다. 여기서 산화막 재료란 폴리실라잔(PHPS; Perhydro-Polysilazane)이다. 웨이퍼(200)에는 미소한 요철(凹凸)이 형성된다. 미소한 요철은 예컨대 게이트 절연막과 게이트 전극이나, 미소한 반도체 소자 등의 트렌치에 의해 형성된다.
프리베이크 공정(S303))에서는 PHPS가 도포된 웨이퍼(200)를 가열하고, 도포된 PHPS 중의 용매를 증발시켜 PHPS를 경화시키는 프리베이크가 수행된다. 웨이퍼(200)의 가열은 처리실 내에 설치된 가열부에 의해 수행된다. 가열부는 후술하는 마이크로파원(도 7 참조)을 포함한다. 또한 웨이퍼(200)를 복수 수용한 상태에서 복수의 웨이퍼를 동시에 가열해도 좋다.
과산화수소수 처리 산화 공정(S304)에서는 PHPS막이 형성된 웨이퍼(200)에 과산화수소수가 공급된다. 과산화수소가 공급되는 것에 의해 PHPS막은 산화되어 실리콘 산화막이 형성된다. 웨이퍼(200)로의 과산화수소의 공급은 웨이퍼(200)를 회전하면서 수행된다.
본 과산화수소수 처리 산화 공정에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. 웨이퍼(200)를 가열하여 원하는 온도에 도달하고, 보트(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 액체 원료 공급관(232d)으로부터 과산화수소수를 과수증기 발생 장치(307)로의 공급을 시작한다. 즉 밸브(242d)를 열고 액체 유량 컨트롤러(241d)를 개재하여 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 바닥에 적하된다. 기화 용기(302)는 기화기 히터(303)에 의해 원하는 온도(예컨대 150℃ 내지 170℃)에 가열되고, 적하된 과산화수소 액적(液滴)은 가열·증발되어 기체가 된다.
기체가 된 과수는 가스 공급관(233), 가스 공급 노즐(401), 가스 공급공(402)을 통하여 기판 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)에 공급된다.
과산화수소수의 기화 가스가 웨이퍼(200)의 표면과 산화 반응하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 실리콘 함유막을 SiO막으로 개질한다.
과산화수소(H2O2)수는 산소 분자에 수소가 결합된 단순 구조이기 때문에 저밀도 매체에 대하여 침투하기 쉽다는 특징을 가진다. 또한 과산화수소수는 분해하면 히드록시래디컬(OH*)을 발생시킨다. 이 히드록시래디컬은 활성 산소의 일종이며, 산소와 수소가 결합된 중성 래디컬이다. 히드록시래디컬은 강력한 산화력을 가진다. 공급된 과산화수소수가 분해하여 발생한 히드록시래디컬에 의해 웨이퍼(200) 상의 실리콘 함유막(PHPS막)이 산화되어 실리콘 산화막이 형성된다. 즉 히드록시래디컬이 가지는 산화력에 의해 실리콘 함유막이 포함하는 실라잔 결합(Si-N결합)이나, Si-H결합이 절단된다. 그리고 절단된 질소(N)나 수소(H)가 히드록시래디컬이 포함하는 산소(O)로 치환되어 실리콘 함유막 중에 Si-O결합이 형성된다. 그 결과, 실리콘 함유막이 산화되어 실리콘 산화막으로 개질된다. 또한 웨이퍼(200)에 미소한 요철을 가지는 막이 형성되는 경우에도 요철 내에 매립된 실리콘 함유막의 상부에서 저부까지 균일하게 과산화수소를 침투시킬 수 있다.
반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급하면서 진공 펌프(246b), 액체 회수 탱크(247)로부터 배기한다. 즉 APC밸브(255)를 닫고 밸브(240)를 열고 반응관(203) 내로부터 배기된 배기 가스를 가스 배기관(231)으로부터 제2 배기관(243)을 개재하여 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 APC밸브(255)를 닫고 반응관(203) 내를 가압해도 좋다. 이에 의해 반응관(203) 내의 과산화수소수 분위기를 균일하게 할 수 있다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(242d)를 닫고 반응관(203) 내로의 과산화수소수의 공급을 정지한다.
또한 과수증기 발생 장치에는 과산화수소수를 공급하고, 과수 가스를 기판 처리실(201) 내에 공급한다고 기재했지만 이에 한정되지 않고, 예컨대 오존(O3)을 포함하는 액체 등을 이용해도 좋다. 특히 처리 효율이나 품질 저하가 허용되는 경우에는 수증기(H2O)를 이용해도 좋다
또한 다른 실시 형태로서 처리실 내에 약액조(藥液槽)를 설치하고, 미리 약액조에 과산화수소수를 담아 웨이퍼(200)를 과산화수소수액 중에 침지해도 좋다.
건조 공정(S305)에서는 웨이퍼(200)에 순수를 공급하는 것에 의해 과산화수소나 부생성물을 제거하고, 웨이퍼(200)의 건조가 수행된다. 순수의 공급은 웨이퍼(200)를 회전시켜 수행하는 것이 바람직하다. 순수는 순수 공급 노즐(도시되지 않음)에 의해 공급된다. 건조는 웨이퍼(200)를 회전시키는 것에 의해 수행된다. 웨이퍼(200)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200) 상의 수분에 원심력이 작동하여 제거된다. 또한 웨이퍼(200)의 건조는 알코올을 공급하고, 수분과 알코올을 치환한 후에 알코올을 제거하는 것에 의해 수행해도 좋다. 알코올은 증기 상태에서 웨이퍼(200)에 공급된다. 또한 알코올 액을 웨이퍼 상에 적하해도 좋다. 또한 처리실에 발열체(도시되지 않음)를 설치하여 웨이퍼(201)를 적온(適溫)에 가열하는 것에 의해 알코올의 제거를 촉진해도 좋다. 발열체는 예컨대 램프 히터(도시되지 않음)나, 저항 가열 히터(도시되지 않음) 등이 이용된다. 알코올은 예컨대 이소프로필알코올(IPA)이 이용된다. 또한 처리실 내에 복수의 웨이퍼(200)를 수용한 상태에서 건조 공정(S305)을 수행해도 좋다.
계속해서 건조 후의 웨이퍼(200)를 가열하는 베이크 공정(S306)에 대하여 설명한다. 베이크 공정(S306)에서는 실리콘 산화막이 형성된 웨이퍼(200)에 가열 처리가 수행된다. 구체적으로는 처리실 내를 질소 분위기로 한 후에 웨이퍼(200)를 150℃ 이상 500℃ 이하로 가열한다. 바람직하게는 200℃ 이상 400℃ 이하로 가열한다. 예컨대 200℃로 가열된다. 웨이퍼의 가열은 후술하는 마이크로파원(도 7 참조)에 의해 수행된다. 또한 처리실 내에 산소 함유 가스를 공급하면서 가열을 수행해도 좋다. 산소 함유 가스는 예컨대 산소(O2) 가스, 수증기(H2O), 오존(O3) 가스, 아산화질소(NO) 가스, 산화질소(NO2) 가스 등이다. 또한 처리실 내에 웨이퍼(200)를 복수 매 수용한 상태에서 가열을 수행해도 좋다.
또한 도포 공정 내지 베이크 공정(S306)은 동일한 처리실에서 수행해도 좋고, 도포 공정을 수행하는 도포 처리실과, 프리베이크 공정을 수행하는 프리베이크 처리실과, 산화 공정과 건조 공정을 수행하는 산화·건조 공정과, 베이크 공정을 수행하는 베이크 처리실 등을 별도로 설치하여 각 공정을 수행해도 좋다.
(마이크로파원)
도 7에 본 발명의 전자파 공급원으로서의 마이크로파원의 일 예를 도시한다. 마이크로파원(655)은 반응 용기(203)의 측면에 설치되고, 예컨대 주파수 1GHz 내지 100GHz의 범위에서 마이크로파 또는 밀리파를 30분간 인가하고, 이에 의해 웨이퍼(200)를 100℃ 내지 450℃이며, 예컨대 400℃로 승온시킨다. 즉 마이크로파원(655)은 마이크로파 또는 밀리파를 도파관(654)을 경유하여 처리실(637) 내에 공급한다. 처리실(637) 내에 공급된 마이크로파는 웨이퍼(200)에 입사(入射)하여 효율적으로 흡수되기 위해서 웨이퍼(200)를 지극히 효과적으로 승온시킨다. 또한 마이크로파의 전력은 웨이퍼 1매의 경우에 대하여 웨이퍼 매수를 곱셈한 전력을 공급해도 좋다. 또한 마이크로파를 공급하는 도중에 마이크로파의 주파수를 가변하도록 구성해도 좋다. 주파수를 가변하면서 공급하는 것에 의해 마이크로파를 처리실 전체에 확산시킬 수 있어, 기판으로의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 수소와 산소의 결합 상태가 다양한 상태를 포함해도, 주파수를 가변하는 것에 의해 균일하게 처리할 수 있다. 또한 웨이퍼(200)에 미소한 요철을 가지는 막이 형성되는 경우 요철 내에 매립된 실리콘 함유막의 상부에서 저부까지 균일하게 과산화수소나 물이 포함된 상태가 되기 때문에, 이 과산화수소나 물을 마이크로파에 의해 가열할 수 있어, 요철 내에 매립된 실리콘 함유막의 상부에서 저부까지 균일하게 처리할 수 있다.
상기에서는 전원이 복수인 예를 설명했지만, 웨이퍼마다 전원이 하나이어도 좋고, 분배기를 설치하지 않아도 좋다.
본 실시 형태와 같이 복수 매의 웨이퍼를 일괄하여 뱃치(batch) 처리하는 것에 의해 웨이퍼를 1매씩 매엽(枚葉) 처리하는 경우에 비해 스루풋을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
또한 매엽 장치에서는 웨이퍼 면에 대하여 수직으로 마이크로파를 조사(照射)한 경우, 웨이퍼에서 반사하는 성분이 존재한다. 한편, 본 실시 형태와 같은 종형(縱型)의 장치와 같이 웨이퍼 면에 대하여 옆에서 조사하는 것에 의해 수직으로 마이크로파를 조사할 때에 도파관에 인접하는 최상위의 웨이퍼에서의 반사를 억제할 수 있다.
본 발명에서의 베이크 공정에서 마이크로파에 의해 가열하는 이점(利點)에 대하여 설명한다. 마이크로파는 전자파의 일종이며, 순수한 실리콘 산화물에 가까운 석영에 대해서는 거의 투과해버리지만, 실리콘이나 에폭시 수지 등의 폴리머에 대해서는 수 10센티미터 내지 수 미터의 깊이까지 침투한다고 알려져 있다. 침투의 과정에서 대상물 중의 쌍극자(다이폴)를 회전 진동시키면 에너지가 흡수된다. 흡수가 발생하면 다이폴 주변의 구조 최적화가 진행할 것으로 생각된다. 이 원리를 응용한 것이 전자렌지이며, 2.45GHz의 고정 주파수로 식품중의 쌍극자인 수분을 진동 가열한다. 폴리실라잔의 개질에서는 과산화수소수에 의한 산화 공정에서 수분을 함유시켜 산화를 진행시키는 처리를 수행한다. 이 수분이 마이크로파의 진동 인자(因子) 중 하나다. 폴리실라잔 중의 수분의 흡수 진동과, 폴리실라잔의 하위 기판인 실리콘의 흡수 발열에 의해 막의 치밀화가 진행된다.
산화 공정 후에 마이크로파를 이용하지 않고 대기압의 질소 분위기 중의 열처리를 수행한 경우에는 폴리실라잔에 대한 에너지의 전파는 주로 질소 분자에 의한 대상물로의 충돌에 의한 열 진동과, 히터로부터의 열 폭사가 된다. 질소 분자로의 열 전파는 병진(倂進), 회전, 신축의 에너지가 충돌 대상물에 충돌할 때에 에너지의 전달이 수행되는 것에 의해 성립한다. 전파된 에너지는 대상물의 전도 전자나 격자 진동에 의해 물질 내를 전파한다. 즉 마이크로파를 이용하지 않는 열전도의 경우에는 주로 대상물질의 표면이 기점이 된 에너지 전파이며, 그 작용은 표면에서 강하게 발생한다. 산화막이나 다이아몬드의 같은 전기적으로 절연 물질로는 전도 전자에 의한 기여가 적어지고, 격자 진동이 에너지 전파의 주된 역할이 된다. 따라서 격자 불연속이나 격자 부정합이 발생하는 장소에서는 열전도의 효율을 낮추는 요인이 된다. 따라서 마이크로파에 의한 가열 방법에 대해서는 주파수와 대상물의 정합에 관한 메커니즘에 대하여 여전히 불투명한 점은 있지만, 대상물의 내부까지 에너지가 전파하고 쌍극자 단위에서의 에너지의 전달이 수행되기 때문에 치밀화가 효과적으로 발생할 것으로 생각된다.
본 실시 형태에서는 모든 공정을 동일한 처리실에서 수행했지만, 도포 공정을 수행하는 도포 처리실, 프리베이크 공정을 수행하는 프리베이크 처리실, 산화 공정과 건조 공정을 수행하는 산화·건조 처리실 등 다른 처리실을 설치하여 수행해도 좋다.
또한 별도의 처리실에서 웨이퍼(200)를 처리하는 경우에도 각 공정에서 2매 이상을 동시에 처리하는 뱃치형의 처리를 수행해도 좋다. 2매 이상의 기판을 동시에 처리하는 것에 의해 기판의 처리 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한 전술한 마이크로파원을 이용한 가열은 베이크 공정(S306)에서 이용하는 예를 제시했지만 이에 한정되지 않고, 과산화수소수 처리 산화 공정에서 이용해도 좋다. 마이크로파를 공급하는 것에 의해 H2O2 중의 수분자(水分子)를 활성화시켜 히드록시래디컬의 발생량을 늘릴 수 있어, 처리 효율이 향상될 것으로 생각된다.
(4) 제1 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 의하면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 본 실시 형태에 의하면, PHPS의 도포 후 PHPS를 산화하고 실리콘 산화막의 형성까지의 처리와, 처리의 대기 시간, 즉 리드타임을 단축할 수 있다.
(b) 또한 동일 광체(筐體) 내에서 일련의 처리를 수행하는 것에 의해 PHPS의 도포 직후부터 발생하는 PHPS 코트 막과 대기(大氣) 중의 수분의 반응을 방지할 수 있어, 로트마다 재현성 있는 처리를 수행할 수 있다. 또한 미소한 요철이 형성되기 때문에, 표면적이 증가한 웨이퍼(201)이어도 표면에 균일한 처리를 수행하는 것이 가능해진다.
(c) 또한 동일 광체 내에서 일련의 처리를 수행하는 것에 의해 반도체 장치 제조 공장의 클린 룸 환경에 존재하는 실록산류의 흡착이나, 화학 성분의 흡착, 또는 대전(帶電) 등 상정(想定)할 수 없는 환경 영향을 억제할 수 있다.
(d) 또한 베이크 공정에서 마이크로파를 이용하여 웨이퍼(200)에 베이크 처리를 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 실리콘 산화막을 개질시킬 수 있다. 예컨대 실리콘 산화막의 치밀성을 향상시킬 수 있다. 또한 마이크로파를 흡수하기 쉬운 막은 가열되고 흡수하기 어려운 막은 가열되지 않기 때문에, 기판에 형성된 막을 선택적으로 가열할 수 있다.
(e) 또한 베이크 공정에서 웨이퍼(200)에 200℃ 이상 400℃ 이하의 가열을 수행하는 것에 의해, 기판에 형성된 게이트 산화막이나 게이트 전극 등의 특성을 변질시키지 않고, PHPS으로 형성한 실리콘 산화막을 개질할 수 있다.
(f) 또한 수분자에 의해 폴리실라잔 중의 질소 및 수소가 산소로 치환되어 Si-O결합을 형성할 수 있다.
(g) 또한 실리콘 함유막을 NH-을 다량 포함하지 않는 Si-O결합을 주골격으로 하는 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 또한 이 실리콘 산화막은 종래의 유기SOG로 형성되는 실리콘 산화막과는 다른 높은 내열성을 가진다.
(h) 또한 저온에서의 처리에 의해 고온 처리와 비교하여 미세 구조 중의 홈 내에 균일한 처리를 수행할 수 있다. 고온에서 처리한 경우에는 홈의 상단이 먼저 개질되어 홈의 바닥까지 개질하지 못하는 경우가 있었지만, 저온 처리를 수행하는 것에 의해 처리 시작 시에 홈의 상단이 먼저 개질되는 것을 방지하고, 홈 내를 균일하게 처리할 수 있다.
(i) 또한 마이크로파를 이용하여 베이크 처리를 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상의 홈 내의 최심부(最深部)에 존재하는 실리콘 함유막 중의 불순물인 질소나 수소, 그 외의 불순물을 제거할 수 있다. 그 결과, 실리콘 함유막이 충분히 산화, 치밀화, 경화하여 절연막으로서 양호한 WER(웨이퍼 에칭 레이트) 특성을 얻을 수 있다. WER은 최종 베이크 온도 의존성이 크기 때문에 고온일수록 WER 특성이 향상된다.
(j) 또한 마이크로파를 이용하여 베이크 처리를 수행하는 것에 의해 실리콘 함유막에 포함되는 탄소(C)나 불순물을 제거할 수 있다. 실리콘 함유막은 통상적으로 스핀 코트법 등의 도포로 형성된다. 이 스핀 코트법에서는 폴리실라잔에 유기 용매를 첨가한 액체가 사용되고, 이 유기 용매에 유래하는 탄소나 다른 불순물(Si, O 이외의 원소)이 잔류한다.
(k) 또한 가스 공급관(233)과 가스 배기관(231)을 같은 측에 설치한 경우에는 메인터넌스를 용이하게 수행할 수 있다.
이상, 제1 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 제1 실시 형태는 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
<제2 실시 형태>
이하, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여 도 8과 도 9를 이용하여 설명한다. 도 8은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면도로 도시한다. 도 9는 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)의 종단면 개략도다.
제1 실시 형태에서 가스는 기판 처리실(201)의 상부에서 공급했지만, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는 가스 공급 노즐에 의해 기판의 측면 방향으로부터 기판과 평행 방향을 향하여 공급된다. 그 외의 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(가스 공급부)
도 8에 도시하는 바와 같이 가스 공급관(233)에는 과수증기 발생 장치(307)가 접속된다. 과수증기 발생 장치(307)에는 상류측부터 과산화수소수원(240d), 액체 유량 컨트롤러(241d), 밸브(242d)가 과수액 공급관(232d)을 개재하여 접속된다. 과수증기 발생 장치(307)에는 액체 유량 컨트롤러(241d)로 유량이 조정된 과수액이 공급 가능하도록 이루어진다.
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 설치된다.
가스 공급부는 가스 공급 노즐(401), 가스 공급공(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 포함시켜서 생각해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에 대해서는 제1 실시 형태의 공정과 마찬가지기 때문에 생략한다.
(3) 제2 실시 형태에 따른 효과
제2 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에 따른 효과와 마찬가지의 효과를 갖는다.
발명자들은 한층 더 예의 연구하여 과수의 증발을 기판 처리실(201) 내에서 수행하는 것에 의해 과수의 액화를 방지할 수 있다는 사실을 발견했다. 이하에 제3 실시 형태로서 기재한다.
<제3 실시 형태>
이하, 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
우선 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여 도 10과 도 11을 이용하여 설명한다. 도 10은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면으로 도시한다. 도 11은 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202)의 종단면 개략도다.
(가스 공급부)
도 10에 도시하는 바와 같이 반응관(203)과 제1 가열부(207) 사이에는 액체 원료 공급 노즐(501)이 설치된다. 액체 원료 공급 노즐(501)은 예컨대 열전도율이 낮은 석영 등에 의해 형성된다. 액체 원료 공급 노즐(501)은 이중관 구조를 가져도 좋다. 액체 원료 공급 노즐(501)은 반응관(203)의 외벽의 측부를 따라 배설(配設)된다. 액체 원료 공급 노즐(501)의 상단(하류단)은 반응관(203)의 정부(頂部)(상단 개구)에 기밀하게 설치된다. 반응관(203)의 상단 개구에 위치하는 액체 원료 공급 노즐(501)에는 공급공(502)이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐서 복수 설치된다. 공급공(502)은 반응관(203) 내에 공급된 액체 원료를 반응관(203) 내에 수용된 보트(217)의 천판(217c)을 향하여 분사시키도록 형성된다.
액체 원료 공급 노즐(501)의 상류단에는 액체 원료를 공급하는 액체 원료 공급관(289a)의 하류단이 접속된다. 액체 원료 공급관(289a)에는 상류 방향부터 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 설치된다. 또한 액체 원료 공급관(289a)의 적어도 밸브(297)보다 하류측에는 서브 히터(291a)가 설치된다.
액체 원료 공급 탱크(293)의 상부에는 압송(壓送) 가스를 공급하는 압송 가스 공급관(292b)의 하류단이 접속된다. 압송 가스 공급관(292b)에는 상류 방향부터 순서대로 압송 가스 공급원(298b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299b) 및 개폐 밸브인 밸브(295b)가 설치된다.
반응관(203)의 외측 상부에는 제3 가열부(209)가 설치된다. 제3 가열부(209)는 보트(217)의 천판(217c)을 가열하도록 구성된다. 제3 가열부(209)로서는 예컨대 램프 히터 유닛 등을 이용할 수 있다. 제3 가열부(209)에는 컨트롤러(121)가 전기적으로 접속된다. 컨트롤러(121)는 보트(217)의 천판(217c)이 소정의 온도가 되도록 제3 가열부(209)로의 공급 전력을 소정의 타이밍에 제어하도록 구성된다.
액체 원료 공급관(289a)의 밸브(295a)와 세퍼레이터(297) 사이에는 불활성 가스 공급관(292c)이 접속된다. 불활성 가스 공급관(292c)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(298c), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299c) 및 개폐 밸브인 밸브(295c)가 설치된다.
액체 원료 공급관(289a)의 밸브(297)보다 하류측에는 제1 가스 공급관(292d)의 하류단이 접속된다. 제1 가스 공급관(292d)에는 상류 방향부터 순서대로 원료 가스 공급원(298d), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299d) 및 개폐 밸브인 밸브(295d)가 설치된다. 제1 가스 공급관(292d)의 적어도 밸브(295d)보다 하류측에는 서브 히터(291d)가 설치된다. 제1 가스 공급관(292d)의 밸브(295d)보다 하류측에는 제2 가스 공급관(292e)의 하류단이 접속된다. 제2 가스 공급관(292e)에는 상류 방향부터 순서대로 원료 가스 공급원(298e), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(299e) 및 개폐 밸브인 밸브(295e)가 설치된다. 제2 가스 공급관(292e)의 적어도 밸브(295e)보다 하류측에는 서브 히터(291e)가 설치된다.
이하, 액체 원료를 기화시켜 처리 가스(기화 가스)를 생성하는 동작을 설명한다. 우선 압송 가스 공급관(292b)으로부터 매스 플로우 컨트롤러(299b), 밸브(295b)를 개재하여 압송 가스가 액체 원료 공급 탱크(293) 내에 공급된다. 이에 의해 액체 원료 공급 탱크(293) 내에 저류되는 액체 원료가 액체 원료 공급관(289a) 내에 송출(送出)된다. 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 개재하여 반응관(203) 내에 공급된다. 그리고 반응관(203) 내에 공급된 액체 원료가 제3 가열부(209)에 의해 가열한 천판(217c)에 접촉하는 것에 의해 기화되어 처리 가스(기화 가스)가 생성된다. 이 처리 가스가 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)에 공급되어 웨이퍼(200) 상에 소정의 기판 처리가 수행된다.
또한 액체 원료의 기화를 촉진시키기 위해서 서브 히터(291a)에 의해 액체 원료 공급관(289a) 내를 흐르는 액체 원료를 예비 가열해도 좋다. 이에 의해 액체 원료를 보다 기화시키기 쉬운 상태에서 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 포함시켜서 생각해도 좋다. 주로 액체 원료 공급계, 제3 가열부(209) 및 천판(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 포함시켜서 생각해도 좋다. 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), 천판(217c)을 제1 처리 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 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)나, 액체 원료 공급관(292a), 제1 가스 공급관(292b), 액체 원료 공급 노즐(501), 제3 가열부(209), 천판(217c)을 제2 처리 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 천판(217c)을 보트(217)에 설치한 예를 제시했지만, 보트(217)에 설치하지 않고 반응관(203)의 상부에 설치해도 좋다.
그 외의 구성부는 제2 실시 형태나 제1 실시 형태와 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
(2) 기판 처리 공정
계속해서 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 실시되는 기판 처리 공정에 대하여 도 12를 이용하여 설명한다. 과산화수소수 처리 산화 공정(S310) 외의 공정은 제2 실시예나 제1 실시예와 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
〔과산화수소수 처리 산화 공정(S310)〕
웨이퍼(200)를 가열하여 원하는 온도에 달하고, 보트(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 액체 원료 공급관(289a)으로부터 액체 원료인 과산화수소수의 반응관(203) 내로의 공급을 시작한다. 즉 밸브(295c, 295d, 295e)를 닫고 밸브(295b)를 열고 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 열고 액체 원료 공급 탱크(293) 내에 저류되는 과산화수소수를 액체 유량 컨트롤러(294)에 의해 유량 제어하면서 액체 원료 공급관(289a)으로부터 세퍼레이터(296) 및 액체 원료 공급 노즐(501)을 개재하여 반응관(203) 내에 공급한다. 압송 가스로서는 예컨대 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스나, He가스, Ne가스, Ar가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
반응관(203) 내에 공급한 과산화수소수를 제3 가열부(209)에 의해 가열한 보트(217)의 천판(217c)에 접촉시켜 기화하여 처리 가스인 과산화수소수의 기화 가스를 생성한다. 이와 같이 처리 가스인 과산화수소수의 기화 가스는 반응관(203) 내에서 생성되면 좋다. 즉 액체 원료 공급 노즐(501) 내에는 액체 원료인 과산화수소수를 통과시키면 좋다. 제3 가열부(209)는 과산화수소수를 기화시킬 수 있는 온도(예컨대 150℃ 내지 170℃)에 천판(217c)을 가열할 수 있는 온도로 미리 설정한다.
과산화수소수의 기화 가스를 웨이퍼(200)에 공급하고, 과산화수소수의 기화 가스가 웨이퍼(200)의 표면과 산화 반응하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 실리콘 함유막을 SiO막으로 개질한다.
반응관(203) 내에 과산화수소수를 공급하면서 진공 펌프(246b), 액체 회수 탱크(247)로부터 배기한다. 즉 APC밸브(242)를 닫고 밸브(240)를 열고 반응관(203) 내로부터 배기된 배기 가스를 가스 배기관(231)으로부터 제2 배기관(243)을 개재하여 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 APC밸브(255)를 닫고 반응관(203) 내를 가압해도 좋다. 이에 의해 반응관(203) 내의 과산화수소수 분위기를 균일하게 할 수 있다.
소정 시간이 경과한 후, 밸브(295a, 295b, 297)를 닫고 반응관(203) 내로의 과산화수소수의 공급을 정지한다.
또한 처리 가스로서 과산화수소수의 기화 가스를 이용하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 수소(H2) 가스 등의 수소 원소(H)를 포함하는 가스(수소 함유 가스) 및 예컨대 산소(O2) 가스 등의 산소 원소(O)를 포함하는 가스(산소기 함유 가스)를 가열하여 수증기(H2O)화한 가스를 이용해도 좋다. 즉 밸브(295a, 295b, 297)를 닫고 밸브(295d, 295e)를 열고 제1 가스 공급관(292d) 및 제2 가스 공급관(292e)으로부터 각각 H2가스 및 O2가스를 반응관(203) 내에 매스 플로우 컨트롤러(299d, 299e)에 의해 각각 유량 제어하면서 공급해도 좋다. 그리고 반응관(203) 내에 공급된 H2가스 및 O2가스를 제3 가열부(209)에 의해 가열한 보트(217)의 천판(217c)에 접촉시켜 수증기를 발생시키고 웨이퍼(200)에 공급하는 것에 의해 웨이퍼 상에 형성된 실리콘 함유막을 SiO막으로 개질해도 좋다. 또한 산소 함유 가스로서는 O2가스 외에 예컨대 오존(O3) 가스나 수증기(H2O) 등을 이용해도 좋다.
(3) 제3 실시 형태에 따른 효과
제3 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에 따른 효과와 제2 실시 형태에 따른 효과와 함께, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 기판 처리실(201) 내에서 기화되기 때문에 가스 공급부에서의 결로 발생이 없어져 웨이퍼(200) 상에 발생하는 이물을 저감할 수 있다.
(b) 또한 기체의 발생원으로부터 배기부까지의 거리가 짧아지기 때문에 배기부에서의 액화를 억제할 수 있고, 배기부에서의 재액화·재증발한 가스의 역류에 의해 발생하는 웨이퍼(200) 상의 이물을 저감할 수 있다.
이상, 제3 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 제3 실시 형태는 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
또한 전술에서는 기화 원료로서 과산화수소수(H2O2)를 이용한 경우에도 마찬가지로 웨이퍼(200) 상에 공급되는 기체에는 H2O2 분자 단체(單體)의 상태나, 여러 분자가 결합한 클러스터 상태가 포함되어도 좋다. 또한 액체로 기체를 발생할 때에는 H2O2 분자 단체까지 분열시켜도 좋고, 여러 분자가 결합한 클러스터 상태까지 분열시켜도 좋다. 또한 상기 클러스터가 여러 모여 생성된 안개(미스트) 상태이어도 좋다.
또한 전술에서는 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. 예컨대 반도체 장치 기판의 층간 절연막을 형성하는 공정이나, 반도체 장치의 봉지 공정 등에도 적용 가능하다.
또한 전술에서는 반도체 장치의 제조 공정에 대하여 기재했지만, 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 발명은 반도체 장치의 제조 공정 이외에도 적용 가능하다. 예컨대 액정 디바이스의 제조 공정에서의 액정을 포함하는 기판의 봉지 처리나, 각종 디바이스에 사용되는 유리 기판이나 세라믹 기판에 대한 방수 코팅 처리에도 적용 가능하다. 또한 거울에 대한 방수 코팅 처리 등에도 적용 가능하다.
또한 전술한 처리 가스는 산소 가스와 수소 가스로 생성하는 수증기(H2O)나, 산화제 용액으로서의 물(H2O)이나 과산화수소(H2O2)수를 가열 증발시켜서 생성하는 예를 제시했지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 물(H2O)이나 과산화수소(H2O2)수에 초음파를 첨가하여 미스트화하는 방법이나, 아토마이저를 이용하여 미스트를 분무하는 방법이어도 좋다. 또한 용액에 직접 순시에 레이저나 마이크로파를 조사하여 증발시키는 방법이어도 좋다.
또한 전술에서는 PHPS를 포함하는 막이 형성된 기판에 과산화수소를 공급하고, 실리콘 산화막을 형성하는 예를 제시했지만, 이에 한정되지 않고, 기상 성장법으로 형성된 실리콘 산화막이어도 좋다. 예컨대 헥사메틸디실라잔(HMDS), 헥사메틸시클로트리실라잔(HMCTS), 폴리카르보실라잔, 폴리오가노실라잔, 트리실릴아민(TSA) 중 어느 하나의 원료 또는 복수의 원료를 이용하여 기상 성장법으로 형성된 실리콘막이나 실리콘 산화막이어도 좋다.
또한 전술한 실시 형태에서는 PHPS의 도포 공정(S302) 내지 베이크 공정(S306)을 수행하는 예를 제시했지만 이에 한정되지 않고, PHPS도포 공정(S302) 내지 프리베이크 공정(S303)까지 수행된 기판을 처리실에 수용하고, 과산화수소수 처리 산화 공정(S304)을 수행하고, 베이크 공정(S306)을 수행해도 좋다. 또한 과산화수소수 처리 산화 공정(S304)과 베이크 공정(S306)을 별도의 처리실에서 수행해도 좋다.
<바람직한 형태>
이하, 바람직한 형태에 대하여 부기(附記)한다.
(부기1)
본 발명의 일 형태에 의하면,
실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용하는 공정;
과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급하는 공정; 및
상기 처리 가스로 처리된 기판에 마이크로파를 공급하는 공정;
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
(부기2)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 기판에는 복수의 미소한 요철이 형성되고, 상기 요철의 요부(凹部)는 상기 실라잔 결합을 포함하는 막으로 매립된다.
(부기3)
부기2의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 요부는 게이트 절연막과 게이트 전극 중 어느 하나 또는 양방으로 형성된다.
(부기4)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 기화부는 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 처리 가스는 상기 처리실 내에서 생성된다.
(부기5)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 기판에 처리 가스를 공급하기 전에 상기 실라잔 결합을 포함하는 막을 경화시키는 프리베이크 공정이 수행된다.
(부기6)
부기2의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 복수의 미소한 요철은 반도체 장치를 구성하는 트렌치다.
(부기7)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 실라잔 결합을 포함하는 막은 폴리실라잔 막이다.
(부기8)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 처리 가스를 공급하는 공정에서도 마이크로파를 공급하는 공정을 포함한다.
(부기9)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 마이크로파를 공급하는 공정에서는 상기 마이크로파의 주파수를 가변시키면서 수행된다.
(부기10)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 기판에 상기 처리 가스를 공급하는 공정과, 상기 마이크로파를 공급하는 공정은 복수의 처리실이 설치된 동일 광체 내에서 수행된다.
(부기11)
부기1의 반도체 장치의 제조 방법으로서 바람직하게는,
상기 기판에 상기 처리 가스를 공급하는 공정 후, 별도의 처리실에 상기 기판을 반송한 후에 상기 마이크로파를 공급하는 공정이 수행된다.
(부기12)
본 발명의 다른 형태에 의하면,
실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판이 수용되는 처리실;
과산화수소를 함유하는 처리액이 공급되는 기화부를 포함하는 기화기;
상기 기판에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 공급부; 및
상기 처리액을 상기 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급한 후에 상기 기판에 마이크로파를 공급하도록 상기 기화기와 상기 마이크로파 공급부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기13)
부기12의 기판 처리 장치로서 바람직하게는,
상기 기판에는 복수의 미소한 요철이 형성되고, 상기 요철의 요부는 상기 실라잔 결합을 포함하는 막으로 매립된다.
(부기14)
부기13의 기판 처리 장치로서 바람직하게는,
상기 요부는 게이트 절연막과 게이트 전극 중 어느 하나 또는 양방으로 형성된다.
(부기15)
부기12의 기판 처리 장치로서 바람직하게는,
상기 기화기는 상기 처리실 내에 설치되고,
상기 제어부는 상기 처리실 내에서 상기 처리 가스를 생성하도록 상기 기화기를 제어한다.
(부기16)
부기12의 기판 처리 장치로서 바람직하게는,
상기 제어부는 상기 상기 마이크로파의 주파수를 가변시키면서 상기 마이크로파를 상기 기판에 공급하도록 상기 마이크로파 공급부를 제어한다.
(부기17)
부기12의 기판 처리 장치로서 바람직하게는,
상기 마이크로파 공급부는 상기 기판에 대하여 수평 방향으로부터 공급되도록 구성된다.
(부기18)
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용시키는 순서;
과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급시키는 순서; 및
상기 처리 가스로 처리된 기판에 마이크로파를 공급시키는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
(부기19)
부기18에 기재된 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 기판에는 복수의 미소한 요철이 형성되고, 상기 요철의 요부는 상기 실라잔 결합을 포함하는 막으로 매립된다.
(부기20)
부기19에 기재된 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 요부는 게이트 절연막과 게이트 전극 중 어느 하나 또는 양방으로 형성된다.
(부기21)
부기19의 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 기화부는 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 처리 가스를 상기 처리실 내에서 생성하도록 상기 기화기를 제어시키는 순서를 포함한다.
(부기22)
부기19의 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 기판에 처리 가스를 공급하기 전에 상기 실라잔 결합을 포함하는 막을 경화시키는 프리베이크 순서를 포함한다.
(부기23)
부기19의 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 복수의 미소한 요철은 반도체 장치를 구성하는 트렌치다.
(부기24)
부기19의 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 과산화수소를 공급하는 순서에서도 마이크로파를 공급시키는 순서를 포함한다.
(부기25)
부기19의 프로그램으로서 바람직하게는,
상기 마이크로파를 공급하는 순서에서는 상기 마이크로파의 주파수를 가변시키면서 공급하는 순서를 포함한다.
(부기26)
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용시키는 순서;
과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급시키는 순서; 및
상기 처리 가스로 처리된 기판에 마이크로파를 공급시키는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시키는 것과 함께 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다.
121: 컨트롤러 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 283: 이그조스트 튜브 히터
284: 인렛 튜브 히터 285: 열전도부
307: 과수증기 발생 장치 401: 가스 공급 노즐
402: 가스 공급공 655: 마이크로파원

Claims (17)

  1. 실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용하는 공정;
    과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급하는 공정; 및
    상기 처리 가스에 의해 처리된 상기 기판에 마이크로파를 공급하는 공정;
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기화부는 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 처리 가스는 상기 처리실 내에서 생성되는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 처리 가스를 발생시킬 때, 상기 처리액이 상기 기화부에 적하(滴下)되는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기화부에 상기 처리액이 적하되는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 상기 처리 가스를 공급하기 전에 상기 실라잔 결합을 포함하는 막을 경화시키는 프리베이크 공정이 수행되는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리 가스를 공급하는 공정에서도 마이크로파를 공급하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파를 공급하는 공정에서는 상기 마이크로파의 주파수를 변화시키면서 수행되는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판이 수용되는 처리실;
    과산화수소를 함유하는 처리액이 공급되는 기화부를 포함하는 기화기;
    상기 기판에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 공급부; 및
    상기 처리액을 상기 기화부에 적하하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급한 후에 상기 기판에 마이크로파를 공급하도록 상기 기화기와 상기 마이크로파 공급부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기화기는 상기 처리실 내에 설치되고,
    상기 제어부는 상기 처리실 내에서 상기 처리 가스를 생성하도록 상기 기화기를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 처리액이 상기 기화부에 적하되도록 상기 기화기가 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 마이크로파의 주파수를 변화시키면서 상기 마이크로파를 상기 기판에 공급하도록 상기 마이크로파 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로파 공급부는 상기 기판에 대하여 수평 방향으로부터 공급되도록 구성되는 기판 처리 장치.
  13. 실라잔 결합을 포함하는 막이 형성된 기판을 처리실에 수용하는 순서;
    과산화수소를 함유하는 처리액을 기화부에 공급하여 처리 가스를 발생시키고 상기 처리 가스를 상기 기판에 공급하는 순서; 및
    상기 처리 가스에 의해 처리된 상기 기판에 마이크로파를 공급하는 순서;
    를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기화부는 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 처리 가스를 상기 처리실 내에서 생성하도록 상기 기화기를 제어시키는 순서를 포함하는 기록 매체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기판에 처리 가스를 공급하기 전에 상기 실라잔 결합을 포함하는 막을 경화시키는 프리베이크 순서를 포함하는 기록 매체.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 처리 가스를 공급하는 순서에서도 마이크로파를 공급시키는 순서를 실행하는 기록 매체.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 마이크로파를 공급하는 순서에서는 상기 마이크로파의 주파수를 변화시키면서 공급하는 순서를 포함하는 기록 매체.
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