KR20190100381A - 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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Abstract

재질이 다른 표면을 가진 기판에 대하여 선택성 좋게 막을 선택 성장시킬 수 있는 기술을 제공한다.
(a) 표면에 제1 금속막과, 상기 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성된 기판에 대하여 금속 함유 가스와 반응 가스를 교호적으로 공급하고, 상기 기판 상에 제2 금속막을 형성하는 공정과, (b) 상기 기판에 대하여 에칭 가스를 공급하고, 상기 제1 금속막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 남기면서 상기 절연막 상에 형성된 제2 금속막을 제거하는 공정을 포함하고, (a)와 (b)를 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 제1 금속막 상에 상기 제2 금속막을 선택 성장시킨다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
Flash 메모리의 컨트롤 게이트 막이나 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)의 워드라인용 전극, 배리어 막을 형성하기 위해 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 처리실 내의 기판에 대해 처리 가스를 공급하는 것에 의해 수행되는 기판 처리, 예컨대 성막 처리나 산화 처리 등이 수행되는 경우가 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 2012-67328호 공보
종래 반도체 장치의 제조 방법에서의 선택적인 박막의 성장 방법은 결정(結晶) Si 기판에 Si 또는 SiGe를 성장시키는 에피텍셜 성장 기술이나, 연속적인 원료 가스를 공급하는 방법에 의해 막을 성장시키는 선택적 CVD 등이 있다. 이러한 방법은 모두 재질이 다른 표면에서의 박막의 성장 시간 차이(인큐베이션 타임)를 이용하는 방법이었지만, 유한 시간 내에는 두껍게 성막할 수 없는 점이나, 선택성의 불완전성에 기인하여 실용화는 한정적이었다. 또한 반도체 디바이스의 가공에는 각종 가공용 박막, 이른바 하드 마스크가 이용되고 있지만, 종래의 경우에는 가공(에칭)하고자 하는 표면과 그렇지 않은 표면으로 나누기 위해서 레지스트 등에 의한 노광을 수행하여 하드 마스크 자체를 가공할 필요가 있었다. 이 방법으로는 레지스트 가공을 수행하는 공정만큼 제조비용이 증가하는 문제가 있었다. 따라서 선택성이 향상된 선택적 성장 기술을 제공할 수 있으면, 가공하고자 하는 표면과 그렇지 않은 표면을 성막 프로세스만으로 구분하는 것이 가능해지고, 반도체 장치의 제조상, 비용의 저감에 기여하는 것이 가능해진다.
본 발명의 목적은 재질이 다른 표면을 가진 기판에 대하여 선택성 좋게 막을 선택 성장시키는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, (a) 표면에 제1 금속막과, 상기 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성된 기판에 대하여 금속 함유 가스와 반응 가스를 교호(交互)적으로 공급하여 상기 기판 상에 제2 금속막을 형성하는 공정; 및 (b) 상기 기판에 대하여 에칭 가스를 공급하고, 상기 제1 금속막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 남기면서 상기 절연막 상에 형성된 제2 금속막을 제거하는 공정;을 포함하고, (a)와 (b)를 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 제1 금속막 상에 상기 제2 금속막을 선택 성장시키는 기술이 제공된다.
재질이 다른 표면을 가진 기판에 대하여 선택성 좋게 막을 선택 성장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도(縱斷面圖)로 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 개략적인 횡단면도(橫斷面圖).
도 3은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치가 포함하는 컨트롤러의 구성을 도시하는 블록도.
도 4의 (a)는 인큐베이션 타임을 설명하는 도면.
도 4의 (b)는 성막과 에칭의 교호 시퀀스를 설명하는 도면
도 4의 (c)는 성막과 에칭의 교호 시퀀스에 의한 막의 성장의 이미지도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 성막 처리에서의 바람직한 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예 1의 성막 처리에서의 바람직한 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예 2의 성막 처리에서의 바람직한 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예 3의 성막 처리에서의 바람직한 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예 4의 성막 처리에서의 바람직한 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태의 성막 처리에서의 바람직한 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
집적 회로의 미세화가 진행됨에 따라 더블패터닝과 같은 기법이 도입되어 미세 구조를 형성하기 위한 공정 수(= 제조 비용)가 증가한다. 미세 구조를 형성할 때, 우선 웨이퍼 상에 일정하게 성막하고, 다음으로 원하는 패턴을 묘사하고, 마지막으로 불필요한 개소를 제거하는 복수의 공정이 필요해진다. 본 발명에서는 공정 수 증가의 과제를 해결하기 위해 성막하고자 하는 곳에만 성막하는 기술을 제공하는 것을 의도한다.
바닥이 기판(A), 측벽이 기판(B)으로 형성된 홀이나 트렌치의 매립을 수행할 때 바닥과 측벽의 양방(兩方)으로부터 막(C)이 성장한 경우, 최종적으로는 측벽으로부터 성장하는 막에 의해 가스의 입구가 막아져 보이드나 심이 발생한다. 기판(A) 상에서는 성막되지만 기판(B) 상에서는 성막되지 않는 것처럼 선택성이 있는 성막을 할 수 있으면, 막은 홀이나 트렌치의 바닥에서 성장해 보이드나 심을 발생하지 않고 매립이 가능하다.
성막 시에서의 선택적 성장 방법은 그것이 이상적으로 기능하면 원하는 부위에 성장시키는 것에 의해 목적을 달성할 수 있다. 하지만 성막만으로 원하는 부위에 박막을 성장시키는 것은 선택성의 불완전성(선택성의 깨짐)이 수반되기 때문에 곤란하는 경우가 있다. 또 처리 가스(성막 가스)를 연속적으로 공급하는 방법에서는 또 하나의 과제에 직면한다. 그것은 성막하는 박막의 두께가 성장시키는 부위의 표면 밀도에 의존한다는 것이다. 이 현상은 로딩 효과라고 불리는 것이며, 연속적으로 처리 가스를 흘려서 수행하는 선택 성장에서 극복해야 할 문제다. 이하에서는 성막과 에칭을 반복적으로 교호 수행하는 방법에서 성막 및 에칭도 교호 수행하는 예에 대해서 설명한다. 이 방법에서는 박막을 성장시켜야 할 표면에 대하여, 충분히 과잉인 성막 원료, 에칭 원료를 공급하는 것이 가능하며 로딩 효과를 완화하는 효과가 크다.
도 4의 (a)와 같이 막의 부착 시작의 지체(인큐베이션)가 하지(下地)마다 다른 점을 이용한다. 인큐베이션이 긴 하지에서도 사이클을 반복하면서 핵 성장이 시작되어 막이 붙기 시작하므로 이 방법만으로는 성막하고 싶지 않은 곳에 성막하지 않고 성막하고 싶은 곳에서 목적의 막 두께를 얻기에는 불충분하다. 그래서 에칭으로 성막하고 싶지 않은 하지에 성장하기 시작한 막을 제거한다. 기판(A)에만 막(C)을 성막하고 싶으면 기판(A) 상에서 원하는 막 두께가 될 때까지 성막과 에칭을 교호적으로 반복하는 도 4의 (b)의 시퀀스를 수행하는 것에 의해 기판(A) 상에 기판(B)에 대해 선택적으로 성막한다.
도 4의 (b)의 시퀀스를 수행한 경우의 시간에 대한 막 두께의 변화를 도 4의 (c)에 도시한다. 기판(A) 상에서는 성막 시작 직후부터 막이 붙기 시작한다. 한편, 기판(B) 상에서는 인큐베이션 시간 t delay 경과 후에 막이 붙기 시작한다. 이 타이밍에서 에칭을 수행하여 기판(B) 상의 막을 제거한다. 이 에칭의 공정에서는 기판(A) 상의 막도 dT만 에칭된다. 기판(B) 상에서 성막을 억제하면서 기판(A) 상에서 막 두께를 늘리기 위해서는 [기판(A)에 붙은 막 두께(TA)] > dT > [기판(B)에 붙은 막 두께(TB)]일 필요가 있다. 그렇기 때문에 에칭에는 높은 제어성이 요구된다. 에칭의 제어성을 높이는 방법으로서는 저온, 저압에서 에칭을 수행하는 것을 생각해볼 수 있다. 에칭의 제어성을 높이는 것 외의 기법으로서는 에칭 대상의 막의 표면을 개질하는 개질 가스와, 막은 에칭하지 않지만 개질된 층은 에칭하는 에칭 가스를 교호적으로 공급하는 시퀀스를 생각해볼 수 있다. 개질 가스에 의한 개질층의 두께는 개질 가스의 폭로량에 대해 포화되는 것이 바람직하다.
<본 발명의 제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 기판 처리 장치(10)는 반도체 장치의 제조 공정에서 사용되는 장치의 일례로서 구성된다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
기판 처리 장치(10)는 가열 수단(가열 기구, 가열계)으로서의 히터(207)가 설치된 처리로(202)를 구비한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)으로서의 히터 베이스(미도시)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 아우터 튜브(203)가 배설(配設)된다. 아우터 튜브(203)는 예컨대 석영(SiO2), 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구(開口)된 원통 형상으로 형성된다. 아우터 튜브(203)의 하방(下方)에는 아우터 튜브(203)와 동심원 형상으로 매니폴드(인렛 플랜지)(209)가 배설된다. 매니폴드(209)는 예컨대 스텐레스(SUS) 등의 금속으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 매니폴드(209)의 상단부와, 아우터 튜브(203) 사이에는 씰 부재로서의 O링(220a)이 설치된다. 매니폴드(209)가 히터 베이스에 의해 지지되는 것에 의해 아우터 튜브(203)는 수직으로 설치된 상태가 된다.
아우터 튜브(203)의 내측에는 반응 용기를 구성하는 이너 튜브(204)가 배설된다. 이너 튜브(204)는 예컨대 석영(SiO2), 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 주로 아우터 튜브(203)와 이너 튜브(204)와 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통중공부(筒中空部)[이너 튜브(204)의 내측]에는 처리실(201)이 형성된다.
처리실(201)은 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세로 연직 방향에 다단으로 배열한 상태에서 수용 가능하도록 구성된다.
처리실(201) 내에는 노즐(410, 420, 430, 440)이 매니폴드(209)의 측벽 및 이너 튜브(204)를 관통하도록 설치된다. 노즐(410, 420, 430, 440)에는 가스 공급관(310, 320, 330, 340)이 각각 접속된다. 단, 본 실시 형태의 처리로(202)는 전술한 형태에 한정되지 않는다. 노즐 등의 수는 필요에 따라 적절히 변경된다.
가스 공급관(310, 320, 330, 340)에는 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(312, 322, 332, 342)가 각각 설치된다. 또한 가스 공급관(310, 320, 330, 340)에는 개폐 밸브인 밸브(314, 324, 334, 344)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310, 320, 330, 340)의 밸브(314, 324, 334, 344)의 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(510, 520, 530, 540)이 각각 접속된다. 가스 공급관(510, 520, 530, 540)에는 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(512, 522, 532, 542) 및 개폐 밸브인 밸브(514, 524, 534, 544)가 각각 설치된다.
노즐(410, 420, 430, 440)은 L자형의 노즐로서 구성되고, 그 수평부는 매니폴드(209)의 측벽 및 이너 튜브(204)를 관통하도록 설치된다. 노즐(410, 420, 430, 440)의 수직부는 이너 튜브(204)의 지름 방향 외향으로 돌출되고, 또한 연직 방향으로 연재하도록 형성된 채널 형상[홈(溝) 형상]의 예비실(201a)의 내부에 설치되고, 예비실(201a) 내에서 이너 튜브(204)의 내벽을 따라 상방(上方)[웨이퍼(200)의 배열 방향 상방]을 향해 설치된다.
노즐(410, 420, 430, 440)은 처리실(201)의 하부 영역부터 처리실(201)의 상부 영역까지 연재되도록 설치되고, 웨이퍼(200)와 대향하는 위치에 각각 복수의 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)이 설치된다. 이에 의해 노즐(410, 420, 430, 440)의 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)으로부터 각각 웨이퍼(200)에 처리 가스를 공급한다. 이 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)은 이너 튜브(204)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 설치되고, 각각 동일한 개구 면적을 가지고 또한 동일한 개구 피치로 설치된다. 단, 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)은 전술한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 이너 튜브(204)의 하부로부터 상부를 향하서 개구 면적을 서서히 크게 해도 좋다. 이에 의해 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)으로부터 공급되는 가스의 유량을 보다 균일화하는 것이 가능해진다.
노즐(410, 420, 430, 440)의 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)은 후술하는 보트(217)의 하부에서 상부까지의 높이의 위치에 복수 설치된다. 그렇기 때문에 노즐(410, 420, 430)의 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)으로부터 처리실(201) 내에 공급된 처리 가스는 보트(217)의 하부에서 상부까지 수용된 웨이퍼(200), 즉 보트(217)에 수용된 웨이퍼(200)의 모든 영역에 공급된다. 노즐(410, 420, 430, 440)은 처리실(201)의 하부 영역부터 상부 영역까지 연재되도록 설치되면 좋지만, 보트(217)의 천장 부근까지 연재되도록 설치되는 것이 바람직하다.
가스 공급관(310)으로부터는 처리 가스로서 환원 가스가 MFC(312), 밸브(314), 노즐(410)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 제1 환원 가스로서는 예컨대 붕소(B)를 포함하는 B 함유 가스인 디보란(B2H6) 등이 이용된다. 제2 환원 가스로서는 예컨대 수소 원자(H)를 포함하는 H 함유 가스인 수소(H2)가 이용된다. 처리 내용에 따라 제1 환원 가스와 제2 환원 가스 중 하나만 처리실(201) 내에 공급해도 좋고, 제1 환원 가스와 제2 환원 가스를 바꿔서 처리실(201) 내에 공급하는 공통관으로 해도 좋다. 또한 수소(H2)를 후술하는 개질 공정에서 이용하는 경우에는 환원 가스를 개질 가스(제2 개질 가스)라고 부르는 경우도 있다.
가스 공급관(320)으로부터는 처리 가스로서 금속 원소를 포함하는 금속 함유 가스[금속 함유 원료(가스)라고도 부른다.]가 MFC(322), 밸브(324), 노즐(420)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 금속 함유 가스로서는 예컨대 금속 원소로서의 텅스텐(W)을 포함하는 6불화텅스텐(WF6)이 이용된다.
가스 공급관(330)으로부터는 처리 가스로서 에칭 가스가 MFC(332), 밸브(334), 노즐(430)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 에칭 가스로서는 예컨대 할로겐화물이며, 불소 함유 가스인 3불화질소(NF3)가 이용된다.
가스 공급관(340)으로부터는 처리 가스로서 개질 가스가 MFC(342), 밸브(344), 노즐(440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 개질 가스로서는 예컨대 산소 함유 가스인 산화 가스로서 오존(O3)이 이용된다. 개질 가스로서 예컨대 질소 함유 가스인 질화 가스로서 암모니아(NH3)를 이용하는 것도 가능하다. H2를 후술하는 개질 공정으로 개질 가스로서 이용하는 경우에는 O3 또는 NH3을 제1 개질 가스라고 부르고, H2를 제2 개질 가스라고 부르는 경우도 있다.
가스 공급관(510, 520, 530, 540)으로부터는 불활성 가스로서 예컨대 질소(N2) 가스가 각각 MFC(512, 522, 532, 542), 밸브(514, 524, 534, 544), 노즐(410, 420, 430, 440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 이하, 불활성 가스로서 N2 가스를 이용하는 예에 대해서 설명하지만 불활성 가스로서는 N2 가스 외에 예컨대 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희가스를 이용해도 좋다.
주로 가스 공급관(310, 320, 330, 340), MFC(312, 322, 332, 342), 밸브(314, 324, 334, 344), 노즐(410, 420, 430, 440)에 의해 처리 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(410, 420, 430, 440)만을 처리 가스 공급계라고 생각해도 좋다. 처리 가스 공급계를 단순히 가스 공급계라고 부르는 경우도 있다. 가스 공급관(310)으로부터 환원 가스를 흘리는 경우, 주로 가스 공급관(310), MFC(312), 밸브(314)에 의해 환원 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(410)을 환원 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 가스 공급관(320)으로부터 금속 함유 가스를 흘리는 경우, 주로 가스 공급관(320), MFC(322), 밸브(324)에 의해 금속 함유 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(320)을 금속 함유 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 가스 공급관(330)으로부터 에칭 가스를 흘리는 경우, 주로 가스 공급관(330), MFC(332), 밸브(334)에 의해 에칭 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(430)을 에칭 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 가스 공급관(340)으로부터 개질 가스를 흘리는 경우, 주로 가스 공급관(340), MFC(342), 밸브(344)에 의해 개질 가스 공급계가 구성되지만, 노즐(440)을 개질 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 주로 가스 공급관(510, 520, 530, 540), MFC(512, 522, 532, 542), 밸브(514, 524, 534, 544)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급계를 퍼지 가스 공급계, 희석 가스 공급계, 또는 캐리어 가스 공급계라고 부르는 경우도 있다.
본 실시 형태에서의 가스 공급의 방법은 이너 튜브(204)의 내벽과, 복수 매의 웨이퍼(200)의 단부에 의해 정의되는 원환 형상의 세로로 긴 공간 내, 즉 원통 형상의 공간 내의 예비실(201a) 내에 배치한 노즐(410, 420, 430, 440)을 경유해서 가스를 반송한다. 그리고 노즐(410, 420, 430, 440)의 웨이퍼와 대향하는 위치에 설치된 복수의 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)으로부터 이너 튜브(204) 내에 가스를 분출시킨다. 보다 상세하게는 노즐(410)의 가스 공급공(410a), 노즐(420)의 가스 공급공(420a), 노즐(430)의 가스 공급공(430a), 노즐(440)의 가스 공급공(440a)에 의해 웨이퍼(200)의 표면과 평행 방향, 즉 수평 방향을 향하여 원료 가스 등을 분출시킨다.
배기공(배기구)(204a)은 이너 튜브(204)의 측벽이며 노즐(410, 420, 430, 440)에 대향한 위치, 즉 예비실(201a)과는 180ㅀ 반대측의 위치에 형성된 관통공이며, 예컨대 연직 방향으로 가늘고 길게 개설된 슬릿 형상의 관통공이다. 그렇기 때문에 노즐(410, 420, 430, 440)의 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고, 웨이퍼(200)의 표면 상을 흐른 가스, 즉 잔류하는 가스(잔류 가스)는 배기공(204a)을 개재하여 이너 튜브(204)와 아우터 튜브(203) 사이에 형성된 극간으로 이루어지는 배기로(206) 내에 흐른다. 그리고 배기로(206) 내에 흐른 가스는 배기관(231) 내에 흘러 처리로(202) 외로 배출된다.
배기공(204a)은 복수의 웨이퍼(200)와 대향하는 위치[바람직하게는 보트(217)의 상부로부터 하부와 대향하는 위치]에 설치되고, 가스 공급공(410a, 420a, 430a, 440a)으로부터 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)의 근방에 공급된 가스는 수평 방향, 즉 웨이퍼(200)의 표면과 평행 방향을 향하여 흐른 뒤, 배기공(204a)을 개재하여 배기로(206) 내에 흐른다. 즉 처리실(201)에 잔류하는 가스는 배기공(204a)을 개재하여 웨이퍼(200)의 주면에 대하여 평행하게 배기된다. 또한 배기공(204a)은 슬릿 형상의 관통공으로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 복수 개의 공에 의해 구성되어도 좋다.
매니폴드(209)에는 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치된다. 배기관(231)에는 상류측부터 순서대로 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245), APC(Auto Pressure Controller) 밸브(243), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속된다. APC 밸브(243)는 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있다. 주로 배기공(204a), 배기로(206), 배기관(231), APC 밸브(243) 및 압력 센서(245)에 의해 배기계, 즉 배기 라인이 구성된다. 또한 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
매니폴드(209)의 하방에는 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 씰 캡(219)은 매니폴드(209)의 하단에 연직 방향 하측으로부터 당접(當接)되도록 구성된다. 씰 캡(219)은 예컨대 SUS 등의 금속으로 이루어지고, 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(219)의 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(220b)이 설치된다. 씰 캡(219)에서의 처리실(201)의 반대측에는 웨이퍼(200)를 수용하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속된다. 회전 기구(267)는 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성된다. 씰 캡(219)은 아우터 튜브(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 연직 방향으로 승강되도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 씰 캡(219)을 승강시키는 것에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출하는 것이 가능하도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 보트(217) 및 보트(217)에 수용된 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외로 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는 복수 매, 예컨대 25매 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로, 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 연직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉 간격을 두고 배열시키도록 구성된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 SiC등의 내열성 재료로 이루어진다. 보트(217)의 하부에는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열판(218)이 수평 자세로 다단(미도시)으로 지지된다. 이 구성에 의해 히터(207)로부터의 열이 씰 캡(219)측에 전달되기 어렵도록 이루어진다. 단, 본 실시 형태는 전술한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 보트(217)의 하부에 단열판(218)을 설치하지 않고, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 통 형상의 부재로서 구성된 단열통을 설치해도 좋다.
도 2에 도시하는 바와 같이 이너 튜브(204) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되고, 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전량을 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성된다. 온도 센서(263)는 노즐(410, 420, 430, 440)과 마찬가지로 L자형으로 구성되고, 이너 튜브(204)의 내벽을 따라 설치된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(280)는 CPU(Central Processing Unit)(280a), RAM(Random Access Memory)(280b), 기억 장치(280c), I/O 포트(280d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(280b), 기억 장치(280c), I/O 포트(280d)는 내부 버스를 개재하여 CPU(280a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(280)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(282)가 접속된다.
기억 장치(280c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(280c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램, 후술하는 반도체 장치의 제조 방법의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에서의 각 공정(각 스텝)을 컨트롤러(280)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피, 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 프로세스 레시피 및 제어 프로그램의 조합을 포함하는 경우가 있다. RAM(280b)은 CPU(280a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(280d)는 전술한 MFC(312, 322, 332, 342, 512, 522, 532, 542), 밸브(314, 324, 334, 342, 514, 524, 534, 544), 압력 센서(245), APC 밸브(243), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속된다.
CPU(280a)은 기억 장치(280c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(282)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(280c)로부터 레시피 등을 판독하도록 구성된다. CPU(280a)은 판독한 레시피의 내용을 따르도록 MFC(312, 322, 332, 342, 512, 522, 532, 542)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(314, 324, 334, 344, 514, 524, 534, 544)의 개폐 동작, APC 밸브(243)의 개폐 동작 및 APC 밸브(243)에 의한 압력 센서(245)에 기초하는 압력 조정 동작, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 보트(217)에의 웨이퍼(200)의 수용 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(280)는 외부 기억 장치[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리](123)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(280c)나 외부 기억 장치(283)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체는 기억 장치(280c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(283) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(283)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정(성막 공정)
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판에 금속막을 선택 성장시키는 공정의 일례에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다. 기판에 금속막을 선택 성장시키는 공정은 전술한 기판 처리 장치(10)의 처리로(202)를 이용하여 실행된다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치(10)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(280)에 의해 제어된다.
또한 본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우는 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등과의 적층체(집합체)」를 의미하는 경우(즉 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함시켜서 웨이퍼라고 부르는 경우)가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 사용한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면(最表面)」을 의미하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우와 같은 의미다.
(웨이퍼 반입)
최표면에 티타늄질화막(TiN막, 제1 금속막)과, 산화물이나 실리콘(Si)막 등이자 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성(노출)된 복수 매의 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)한다. 구체적으로는 복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)되면, 도 1에 도시되는 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입된다. 이 상태에서 씰 캡(219)은 O링(220)을 개재하여 반응관(203)의 하단 개구를 폐색한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 이때 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(243)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(246)는 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 상시 작동시킨 상태를 유지한다. 또한 처리실(201) 내가 원하는 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전량이 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열은 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
계속해서 최표면에 티타늄 질화막(TiN막, 제1 금속막)과, 산화물이나 실리콘(Si)막 등이자 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성(노출)된 웨이퍼(200) 상의 TiN막 상에 W막(제2 금속막)을 선택 성장시키는 공정을 실행한다.
[텅스텐(W) 층 형성 공정(W deposition)]
우선 웨이퍼(200) 상에 금속층인 W층을 형성하는 공정을 실행한다.
(B2H6 가스 공급 스텝)
밸브(314)를 열고 가스 공급관(310) 내에 제1 환원 가스로서 B 함유 가스인 B2H6 가스를 흘린다. B2H6 가스는 MFC(312)에 의해 유량 조정되어 노즐(410)의 가스 공급공(410a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 B2H6 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(514)를 열고 가스 공급관(510) 내에 N2 가스를 흘린다. 가스 공급관(510) 내를 흐른 N2 가스는 MFC(512)에 의해 유량 조정된다. N2 가스는 B2H6 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 노즐(420, 430, 440) 내로의 B2H6 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(524, 534, 544)를 열고 가스 공급관(520, 530, 540) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는 가스 공급관(320, 330, 340), 노즐(420, 430, 440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
B2H6 가스를 흘릴 때는 APC 밸브(243)를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 10Pa 내지 3,990Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(312)로 제어하는 B2H6 가스의 공급 유량은 예컨대 0.01slm 내지 20slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532, 542)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 0.0.01slm 내지 30slm의 범위 내의 유량으로 한다. B2H6 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은 예컨대 0.01초 내지 60초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 100℃ 내지 350℃의 범위 내의 온도가 될 수 있는 온도로 설정한다. 처리실(201) 내에 흘리는 가스는 B2H6 가스와 N2 가스만이며, B2H6 가스의 공급에 의해 웨이퍼(200)의 최표면이 환원된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
B2H6 가스의 공급을 소정 시간 공급한 후, 밸브(314)를 닫고 B2H6 가스의 공급을 정지한다. 이때 배기관(231)의 APC 밸브(243)는 연 상태로 하여 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 환원에 기여한 후의 B2H6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때 밸브(514, 524, 534, 544)는 연 상태로 하여 N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 환원으로 기여한 후의 B2H6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다.
(WF6 가스 공급 스텝)
밸브(324)를 열고 가스 공급관(320) 내에 원료 가스인 WF6 가스를 흘린다. WF6 가스는 MFC(322)에 의해 유량 조정되어 노즐(420)의 가스 공급공(420a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 WF6 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(524)를 열고 가스 공급관(520) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(520) 내를 흐른 N2 가스는 MFC(522)에 의해 유량 조정되어 WF6 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한 이때 노즐(410, 430, 440) 내로의 WF6 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(514, 534, 544)를 열고 가스 공급관(510, 530, 540) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는 가스 공급관(310, 330, 340), 노즐(410, 430, 440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 0.1Pa 내지 6,650Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(322)로 제어하는 WF6 가스의 공급 유량은 예컨대 0.01slm 내지 10slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532, 542)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 0.1slm 내지 30slm의 범위 내의 유량으로 한다. WF6 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은 예컨대 0.01초 내지 600초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 스텝 21과 마찬가지의 온도가 될 수 있는 온도로 설정한다.
이때 처리실(201) 내에 흘리는 가스는 WF6 가스와 N2 가스만이다. WF6 가스의 공급에 의해 웨이퍼(200) 상에 예컨대 1원자층 미만 내지 수원자층 정도의 두께의 W층이 형성된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
W층이 형성된 후, 밸브(324)를 닫고 WF6 가스의 공급을 정지한다. 그리고 B2H6 가스 공급 스텝 후의 잔류 가스 제거 스텝과 마찬가지의 처리 순서에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 W층 형성에 기여한 후의 WF6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다.
(소정 횟수 실시)
전술한 스텝을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상(소정 횟수(n1회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 소정의 두께(예컨대 0.1nm 내지 4.0nm)의 W층을 형성한다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
[에칭 공정]
계속해서 웨이퍼(200)의 절연막 상에 형성된 W층을 에칭하는 공정을 실행한다.
(NF3 가스 공급 스텝)
밸브(334)를 열고 가스 공급관(330) 내에 에칭 가스인 NF3 가스를 흘린다. NF3 가스는 MFC(332)에 의해 유량 조정되어 노즐(430)의 가스 공급공(430a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 NF3 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(534)를 열고 가스 공급관(530) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(530) 내를 흐른 N2 가스는 MFC(532)에 의해 유량 조정되어 NF3 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한 이때 노즐(410, 420, 440) 내로의 NF3 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(514, 524, 544)를 열고 가스 공급관(510, 520, 540) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는 가스 공급관(310, 320, 340), 노즐(410, 420, 440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 0Pa 내지 100Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 바람직하게는 W층 형성 공정보다 저압으로 한다. MFC(332)로 제어하는 NF3 가스의 공급 유량은 예컨대 0.01slm 내지 1slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532, 542)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 1slm 내지 5slm의 범위 내의 유량으로 한다. NF3 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은 예컨대 30초 내지 600초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 100℃ 내지 500℃의 범위 내의 시간으로 한다. 바람직하게는 W층 형성 공정보다 저온으로 한다.
이때 NF3 가스에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 W층이 에칭된다. 인큐베이션 타임의 차이에 의해 웨이퍼(200) 상의 TiN막 상에 형성된 W층은 절연막 상에 형성된 W층보다 두껍기 때문에 절연막 상에 형성된 W층이 에칭된 후도 소정의 두께만 TiN막 상에는 W층이 잔류한다. 절연막 상에 형성된 W층이 에칭되면, NF3 가스의 공급을 정지한다.
(잔류 가스 제거 스텝)
W층이 에칭된 후, 밸브(334)를 닫고 NF3 가스의 공급을 정지한다. 그리고 B2H6 가스 공급 스텝 후의 잔류 가스 제거 스텝과 마찬가지의 처리 순서에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 W층의 에칭에 기여한 후의 NF3 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다.
[소정 횟수 실시]
W층 형성 공정과 에칭 공정을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n2회)] 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 소정의 두께(예컨대 2nm 내지 20nm)의 W막을 선택 성장시킨다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)
가스 공급관(510, 520, 530, 540)의 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지되어 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터 퍼지). 그 후 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(웨이퍼 반출)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어 반응관(203)의 하단이 개구된다. 그리고 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 반응관(203)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 그 후 처리 완료된 웨이퍼(200)는 보트(217)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(a) W층 형성과 에칭을 교호적으로 수행하는 것에 의해 금속막과 절연막이 형성된 기판의 금속막 상에만 W막을 선택성 좋게 선택 성장시키는 것이 가능해진다.
(b) W막 형성 공정보다 저온, 저압으로 에칭 공정을 수행하는 것에 의해 에칭의 제어성을 높이고, 금속막과 절연막이 형성된 기판의 금속막 상에만 W막을 선택성 좋게 선택 성장시키는 것이 가능해진다.
<변형예 1>
제1 실시 형태의 변형예 1에 대해서 도 6을 이용하여 설명한다. 여기서 제1 실시 형태와 같은 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 개소에 대해서 주로 상세를 설명한다.
본 변형예 1과 제1 실시 형태의 다른 개소는 주로 에칭 공정에서 NF3 가스 공급 스텝을 수행하기 전에 전처리(pre-treatment) 스텝을 수행하는 점이다. 이하에 전처리 공정에 대해서 설명한다.
[전처리 스텝(O3 가스 공급 스텝)]
밸브(344)를 열고 가스 공급관(340) 내에 개질 가스(산화 가스)인 O3 가스를 흘린다. O3 가스는 MFC(342)에 의해 유량 조정되어 노즐(440)의 가스 공급공(440a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 O3 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(544)를 열고 가스 공급관(540) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(540) 내를 흐른 N2 가스는 MFC(542)에 의해 유량 조정되어 O3 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한 이때 노즐(410, 420, 430) 내로의 O3 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(514, 524, 534)를 열고 가스 공급관(510, 520, 530) 내에N2 가스를 흘린다. N2 가스는 가스 공급관(310, 320, 330), 노즐(410, 420, 430)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 50Pa 내지 500Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(342)로 제어하는 O3 가스의 공급 유량은 예컨대 0.1slm 내지 3slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532, 542)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 0.1slm 내지 3slm의 범위 내의 유량으로 한다. O3 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은 예컨대 200초 내지 2,000초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 100℃ 내지 400℃의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 O3 가스에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 W층이 개질(산화)된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
W층이 충분히 개질된 후, 밸브(344)를 닫고 O3 가스의 공급을 정지한다. 그리고 B2H6 가스 공급 스텝 후의 잔류 가스 제거 스텝과 마찬가지의 처리 순서에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 W층의 개질에 기여한 후의 O3 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다.
다음으로 전술한 NF3 가스 공급 스텝 및 그 후의 잔류 가스 제거 스텝을 수행한다.
(소정 횟수 실시)
O3 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, NF3 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상]소정 횟수(n3회)] 수행하는 것에 의해 절연막 상에 형성된 W층을 에칭한다.
그 후, 전술한 W층 형성 공정과 에칭 공정을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n4회)] 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 전술한 소정의 두께의 W막을 선택 성장시킨다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 또한 전술한 전처리 스텝에서는 개질 가스로서 산화 가스인 O3 가스를 이용하여 산화하는 예에 대해서 설명했지만 이에 한정되지 않고, 개질 가스로서 질화 가스를 이용하여 개질로서 질화를 수행해도 좋다. 질화 가스로서는 예컨대 암모니아(NH3) 가스를 이용할 수 있다.
(4) 본 변형예 1에 따른 효과
본 변형예 1에 따르면, 본 실시 형태에서 얻어지는 전술한 (a), (b)의 효과에 더해 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(c) W층을 개질(산화)하는 것에 의해 에칭에 요구되는 에칭 온도를 낮게 할 수 있으므로 보다 에칭 효율 및 제어성을 향상시키는 것이 가능해진다.
<변형예 2>
제1 실시 형태의 변형예 2에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다. 여기서 제1 실시 형태와 같은 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 개소에 대해서 주로 상세를 설명한다.
본 변형예 2와 제1 실시 형태의 다른 개소는 주로 에칭 공정에서 NF3 가스 공급 스텝을 수행한 후에 후처리(post-treatment) 스텝을 수행하는 점이다. 이하에 후처리 공정에 대해서 설명한다.
[후처리 스텝(H2 가스 공급 스텝)]
밸브(314)를 열고 가스 공급관(340) 내에 제2 환원 가스인 H2 가스를 흘린다. H2 가스는 MFC(312)에 의해 유량 조정되어 노즐(410)의 가스 공급공(410a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 H2 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(514)를 열고 가스 공급관(510) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(510) 내를 흐른 N2 가스는 MFC(512)에 의해 유량 조정되어 H2 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한 이때 노즐(420, 430, 440) 내로의 H2 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(524, 534, 544)를 열고 가스 공급관(520, 530, 540) 내에N2 가스를 흘린다. N2 가스는 가스 공급관(320, 330, 340), 노즐(420, 430, 440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 500Pa 내지 2,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(312)로 제어하는 H2 가스의 공급 유량은 예컨대 0.5slm 내지 3slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532, 542)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 0.5slm 내지 3slm의 범위 내의 유량으로 한다. H2 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간은 예컨대 1,800초 내지 7,200초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 100℃ 내지 400℃의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 H2 가스에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 형성된 W층이 개질(환원)된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
W층이 충분히 개질된 후, 밸브(314)를 닫고 H2 가스의 공급을 정지한다. 그리고 B2H6 가스 공급 스텝 후의 잔류 가스 제거 스텝과 마찬가지의 처리 순서에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 W층의 개질에 기여한 후의 H2 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다.
다음으로 전술한 NF3 가스 공급 스텝 및 그 후의 잔류 가스 제거 스텝을 수행한다.
(소정 횟수 실시)
NF3 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, H2 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n5회)] 수행하는 것에 의해 절연막 상에 형성된 W층을 에칭한다.
그 후, 전술한 W층 형성 공정과 에칭 공정을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n6회)] 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 전술한 소정의 두께의 W막을 선택 성장시킨다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
(5) 본 변형예 2에 따른 효과
본 변형예 2에 따르면, 본 실시 형태에서 얻어지는 전술한 (a), (b)의 효과에 더해 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(d) 에칭 가스의 공급과 개질을 교호적으로 수행하는 것에 의해 에칭 효율 및 제어성을 향상시키는 것이 가능해진다.
<변형예 3>
제1 실시 형태의 변형예 3에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 여기서 제1 실시 형태나 다른 변형예와 같은 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 개소에 대해서 주로 상세를 설명한다.
본 변형예 3은 변형예 1과 변형예 2를 조합한 것이며, 에칭 공정에서 NF3 가스 공급 스텝을 수행하기 전에 변형예 1에 기재된 전처리 스텝을 수행하고, NF3 가스 공급 스텝을 수행한 후에 변형예 2에 기재된 후처리 스텝을 수행한다.
O3 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, NF3 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, H2 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n7회)] 수행하는 것에 의해 절연막 상에 형성된 W층을 에칭한다.
그 후, 전술한 W층 형성 공정과 에칭 공정을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n8회)] 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 전술한 소정의 두께의 W막을 선택 성장시킨다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
(6) 본 변형예 3에 따른 효과
본 변형예 3에 따르면, 본 실시 형태에서 얻어지는 전술한(a), (b)의 효과에 더해 (c), (d)의 효과를 얻을 수 있다.
<변형예 4>
제1 실시 형태의 변형예 4에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다. 여기서 제1 실시 형태나 다른 변형예와 같은 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 개소에 대해서 주로 상세를 설명한다.
본 변형예 4는 에칭 공정에서 변형예 3을 수행한 후에 다시 후처리 스텝을 수행한다. 프로세스 조건 등은 변형예 3에 기재된 후처리 스텝과 마찬가지이므로 생략한다.
(7) 본 변형예 4에 따른 효과
본 변형예 4에 따르면, 본 실시 형태에서 얻어지는 전술한 (a), (b), (c), (d)의 효과에 더해 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(e) 에칭 공정의 마지막에 개질을 다시 수행하는 것에 의해 다음 W층 형성 공정에서 W층을 효율적으로 형성하는 것이 가능해진다.
<본 발명의 제2 실시 형태>
제2 실시 형태에 대해서 도 10을 이용하여 설명한다. 여기서 제1 실시 형태나 다른 변형예와 같은 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 개소에 대해서 주로 상세를 설명한다.
제2 실시 형태에서는 W층 형성 공정을 2단계로 수행한다. 하지인 TiN막과의 밀착성 등을 확보하기 위해 우선 W 핵층 형성 공정에 의해 W 핵층을 형성하고, W 핵층을 핵으로서 다음으로 후술하는 W 벌크층 형성 공정에 의해 W 벌크층을 형성한다. 구체적으로는 제1 실시 형태에서 설명한 W층 형성 공정이 W 핵층 형성 공정이 되고, W 핵층 형성 공정에서 형성되는 W층을 W 핵층이라고 부른다. 이하, W 벌크층 형성 공정에 대해서 설명한다.
[W 벌크층 형성 공정(Bulk W deposition)]
W 핵층을 형성한 후, 금속 벌크층인 W 벌크층을 형성하는 스텝을 실행한다.
(H2 가스 및 WF6 가스 공급 스텝)
밸브(314, 324)를 열고 가스 공급관(310, 320) 내에 각각 H2 가스, WF6 가스를 흘린다. 가스 공급관(310) 내를 흐른 H2 가스 및 가스 공급관(320) 내를 흐른 WF6 가스는 MFC(312, 322)에 의해 각각 유량 조정되어 노즐(410, 420)의 가스 공급공(410a, 420a)으로부터 각각 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 H2 가스 및 WF6 가스가 공급된다. 즉 웨이퍼(200)의 표면은 H2 가스 및 WF6 가스에 폭로된다. 이때 동시에 밸브(534, 544)를 열고 캐리어 가스 공급관(530, 540) 내에 각각 N2 가스를 흘린다. 캐리어 가스 공급관(530, 540) 내를 흐른 N2 가스는 MFC(532, 542)에 의해 각각 유량 조정되어 H2 가스 또는 WF6 가스와 함께 각각 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 노즐(430, 440) 내로의 H2 가스 및 WF6 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(534, 544)를 열고 캐리어 가스 공급관(530, 540) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는 가스 공급관(330, 340), 노즐(430, 440)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 APC 밸브(243)를 적절히 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 예컨대 10Pa 내지 3,990Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(312)로 제어하는 H2 가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 내지 20,000sccm의 범위 내의 유량으로 하고, MFC(322)로 제어하는 WF6 가스의 공급 유량은 예컨대 10sccm 내지 1,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(512, 522, 532, 542)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은 각각 예컨대 10sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. H2 가스 및 WF6 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은 예컨대 1초 내지 1,000초의 범위 내의 시간으로 한다. 이때 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 100℃ 내지 600℃의 범위 내의 온도가 될 수 있는 온도로 설정한다. 처리실(201) 내에 흘리는 가스는 H2 가스 및 WF6 가스만이며, WF6 가스의 공급에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 W 핵층 상에 예컨대 10nm 내지 30nm의 두께의 W 벌크층이 형성된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
W 벌크층을 형성한 후, 밸브(312, 322)를 닫고 H2 가스 및 WF6 가스의 공급을 정지한다. 이때 배기관(231)의 APC 밸브(243)는 연 상태로 하여 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 W 벌크층 형성에 기여한 후의 H2 가스 및 WF6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때 밸브(514, 524, 534, 544)는 연 상태로 하여 N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 W 벌크층 형성에 기여한 후의 H2 가스 및 WF6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다.
다음으로 변형예 1과 마찬가지로 전처리 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, NF3 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n11회)] 수행하는 것에 의해 절연막 상에 형성된 W층을 에칭한다.
그 후, 전술한 W층 형성 공정과 에칭 공정을 순서대로 수행하는 사이클을 1회 이상[소정 횟수(n12회)] 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 TiN막 상에 전술한 소정의 두께의 W막을 선택 성장시킨다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 또한 본 실시 형태에 제1 실시 형태의 각 변형예를 적절히 조합해도 좋다.
(8) 제2 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태 및 변형예 1 내지 변형예 4로 얻어지는 전술한 (a) 내지 (e)의 효과 중 적어도 하나를 얻을 수 있는 것과 함께 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(f) W 핵층 형성 공정에 의해 W 핵층을 형성하고, W 핵층을 핵으로서 다음으로 W 벌크층 형성 공정에 의해 W 벌크층을 형성하는 것에 의해 하지인 TiN막과의 밀착성 좋게 W막을 형성하는 것이 가능해진다.
또한 전술한 실시 형태에서는 금속질화막으로서 TiN막이 기판 상에 형성되는 예에 대해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예컨대 탄탈질화막(TaN막), 몰리브덴질화막(MoN막), 아연질화막(ZnN막), 알루미늄질화막(AlN막) 등에도 적용 가능하다.
또한 전술한 실시 형태에서는 제1 환원 가스로서 B 함유 가스로서의 B2H6을 이용하는 예에 대해서 설명했지만, B2H6 대신에 트리보란(B3H8) 가스 등을 이용하는 것도 가능해며, B 함유 가스 대신에 인(P) 함유 가스인 포스핀(PH3)이나, 실리콘(Si) 함유 가스(실란계 가스)로서 모노실란(SiH4) 가스나 디실란(Si2H6) 가스 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한 전술한 실시 형태에서는 에칭 가스로서 F 함유 가스인 NF3을 이용하는 예에 대해서 설명했지만, NF3 대신에 ClF3, HF, F2 등의 F 함유 가스나 염소(Cl) 함유 가스 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한 전술한 실시 형태에서는 제2 환원 가스로서 H 함유 가스로서의 H2 가스를 이용하는 예에 대해서 설명했지만, H2 가스 대신에 타원소 비함유의 H 함유 가스인 중수소(D2) 가스나 암모니아(NH3) 가스 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한 전술한 실시 형태에서는 한 번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치(batch)식의 종형(縱型) 장치인 기판 처리 장치이며, 1개의 반응관 내에 처리 가스를 공급하는 노즐이 입설되고, 반응관의 하부에 배기구가 설치된 구조를 가지는 처리로를 이용하여 성막하는 예에 대해서 설명했지만, 다른 구조를 가지는 처리로를 이용하여 성막하는 경우에도 본 발명을 적용 가능하다. 또한 처리 가스는 이너 튜브 내에 입설된 노즐로부터 공급되는 것이 아니라, 이너 튜브의 측벽에 개구되는 가스 공급구로부터 공급되도록 해도 좋다. 이때 아우터 튜브에 개구되는 배기구는 처리실 내에 적층하여 수용된 복수 매의 기판이 존재하는 높이에 따라 개구되어도 좋다. 또한 배기구의 형상은 구멍 형상이어도 좋고, 슬릿 형상이어도 좋다.
또한 전술한 실시 형태에서는 W층 형성 공정과 에칭 공정을 같은 처리실 내에서 수행하는 예에 대해서 설명했지만 이에 한정되지 않고, W층 형성 공정과 에칭 공정을 각각 다른 처리실에서 수행해도 좋다.
이것들의 기판 처리 장치를 이용하는 경우에도 전술한 실시 형태와 마찬가지인 시퀀스, 처리 조건으로 성막을 수행할 수 있다.
이것들의 각종 박막의 형성에 이용되는 프로세스 레시피(처리 순서나 처리 조건 등이 기재된 프로그램)는 기판 처리의 내용(형성하는 박막의 막종, 조성비, 막질, 막 두께, 처리 순서 처리 조건 등)에 따라 각각 개별로 준비(복수 준비)하는 것이 바람직하다. 그리고 기판 처리를 시작할 때, 기판 처리의 내용에 따라 복수의 프로세스 레시피 중으로부터 적절한 프로세스 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 기판 처리의 내용에 따라 개별로 준비된 복수의 프로세스 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 프로세스 레시피를 기록한 기록 매체[외부 기억 장치(283)]를 개재하여 기판 처리 장치가 구비하는 기억 장치(280c) 내에 미리 격납(인스톨)해두는 것이 바람직하다. 그리고 기판 처리를 시작할 때, 기판 처리 장치가 구비하는 CPU(280a)가 기억 장치(280c) 내에 격납된 복수의 프로세스 레시피 중으로부터 기판 처리의 내용에 따라 적절한 프로세스 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하는 것에 의해 1대(臺)의 기판 처리 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 박막을 범용적으로, 또한 재현성 좋게 형성할 수 있다. 또한 오퍼레이터의 조작 부담(처리 순서나 처리 조건 등의 입력 부담 등)을 저감할 수 있고, 조작 미스를 회피하면서 기판 처리를 신속히 시작할 수 있다.
또한 본 발명은 예컨대 기존의 기판 처리 장치의 프로세스 레시피를 변경하는 것으로도 실현된다. 프로세스 레시피를 변경하는 경우에는 본 발명에 따른 프로세스 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 프로세스 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 기존의 기판 처리 장치에 인스톨하거나, 또한 기존의 기판 처리 장치의 입출력 장치를 조작하고, 그 프로세스 레시피 자체를 본 발명에 따른 프로세스 레시피로 변경하는 것도 가능하다.
10: 기판 처리 장치 280: 컨트롤러
200: 웨이퍼(기판) 201: 처리실

Claims (11)

  1. (a) 표면에 제1 금속막과, 상기 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성된 기판에 대하여 금속 함유 가스와 반응 가스를 교호적으로 공급하여 상기 기판 상에 제2 금속막을 형성하는 공정; 및
    (b) 상기 기판에 대하여 에칭 가스를 공급하고, 상기 제1 금속막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 남기면서 상기 절연막 상에 형성된 제2 금속막을 제거하는 공정;
    을 포함하고, (a)와 (b)를 교호(交互)적으로 반복하는 것에 의해 상기 제1 금속막 상에 상기 제2 금속막을 선택 성장시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)에서는 에칭 가스를 공급하기 전에 상기 기판에 대하여 제1 개질 가스를 공급하고, 상기 기판 상에 형성된 상기 제2 금속막을 개질하는 공정을 포함하고, 상기 제2 금속막을 개질하는 공정과, 상기 개질된 제2 금속막에 대하여 상기 에칭 가스를 공급하는 공정을 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 절연막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 제거하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 개질 가스는 산화 가스 또는 질화 가스인 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에칭 가스는 할로겐화물인 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b)에서는 에칭 가스를 공급한 후에 상기 기판에 대하여 제2 개질 가스를 공급하고, 상기 에칭 가스가 공급된 후의 기판을 개질하는 공정을 포함하고, 상기 기판에 대하여 상기 에칭 가스를 공급하는 공정과 상기 기판에 대하여 상기 제2 개질 가스를 공급하는 공정을 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 절연막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 제거하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 개질 가스는 수소 함유 가스인 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속막은 텅스텐막 또는 티타늄질화막인 반도체 장치의 제조 방법.
  8. (a-1) 표면에 제1 금속막과, 상기 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성된 기판에 대하여 금속 함유 가스와 제1 환원 가스를 교호적으로 공급하고, 상기 기판 상에 제1 금속층을 형성하는 공정; 및
    (a-2) 상기 기판에 대하여 상기 금속 함유 가스와 제2 환원 가스를 동시에 공급하고, 상기 제1 금속층 상에 제2 금속층을 형성하는 공정;
    을 포함하고,
    (a-3) 상기 (a-1)과 (a-2)를 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 기판 상에 제2 금속막을 형성하는 공정; 및
    (b) 상기 기판에 대하여 에칭 가스를 공급하고, 상기 제1 금속막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 남기면서 상기 절연막 상에 형성된 제2 금속막을 제거하는 공정;
    을 포함하고, (a-3)과 (b)를 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 제1 금속막 상에 상기 제2 금속막을 선택 성장시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속 함유 가스는 불화텅스텐이며, 상기 제1 환원 가스는 디보란, 모노실란, 디실란 중 어느 하나이며, 상기 제2 환원 가스는 수소이며, 상기 제2 금속막은 텅스텐 막인 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 기판을 수용하는 처리실;
    상기 처리실에 금속 함유 가스, 반응 가스, 에칭 가스를 공급하는 가스 공급계; 및
    (a) 상기 처리실에 수용된 기판이며, 표면에 제1 금속막과, 상기 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성된 기판에 대하여 상기 금속 함유 가스와 상기 반응 가스를 교호적으로 공급하고, 상기 기판 상에 제2 금속막을 형성하는 처리와, (b) 상기 기판에 대하여 상기 에칭 가스를 공급하고, 상기 제1 금속막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 남기면서 상기 절연막 상에 형성된 제2 금속막을 제거하는 처리를 포함하고, (a)와 (b)를 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 제1 금속막 상에 상기 제2 금속막을 선택 성장시키도록 구성되는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. (a) 기판 처리 장치의 처리실에 수용된 기판이며, 표면에 제1 금속막과, 상기 제1 금속막보다 인큐베이션 타임이 긴 절연막이 형성된 기판에 대하여 금속 함유 가스와 반응 가스를 교호적으로 공급하고, 상기 기판 상에 제2 금속막을 형성하는 순서; 및
    (b) 상기 기판에 대하여 에칭 가스를 공급하고, 상기 제1 금속막 상에 형성된 상기 제2 금속막을 남기면서 상기 절연막 상에 형성된 제2 금속막을 제거하는 순서;
    를 포함하고, (a)와 (b)를 교호적으로 반복하는 것에 의해 상기 제1 금속막 상에 상기 제2 금속막을 선택 성장시키는 순서를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램.
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