KR20220122481A - 기판 처리 장치, 플라스마 생성 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 플라스마 생성 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20220122481A
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도모키 이마무라
가즈유키 오쿠다
츠요시 다케다
다이스케 하라
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

본 발명은, 복수의 기판에 대한 기판 처리 성능의 변동을 저감하는 것이 가능한 기술을 제공한다. 기준 전위가 부여되는 제1 기준 전극으로서의 막대 형상 전극(370)과, 고주파 전력이 인가되는 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(369, 371)의 적어도 한쪽을 포함하고, 가스를 플라스마 여기하는 제1 플라스마 전극 유닛(377)과, 기준 전위가 부여되는 제2 기준 전극으로서의 막대 형상 전극(270), 고주파 전력이 인가되고 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른 제3 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(269, 271)을 포함하고, 가스를 플라스마 여기하는 제2 플라스마 전극 유닛(277)을 구비하는 기술이 제공된다.

Description

기판 처리 장치, 플라스마 생성 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, PLASMA GENERATING DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는, 기판 처리 장치, 플라스마 생성 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 처리 장치의 처리실 내에 수용한 기판에 대하여, 원료 가스나 반응 가스 등을 플라스마에 의해 활성화시켜서 공급하여, 기판 상에 절연막이나 반도체막, 도체막 등의 각종 막을 형성하거나, 각종 막을 제거하거나 하는 기판 처리가 행하여지는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2015-92637호 공보
플라스마를 사용해서 복수의 기판을 처리하는 경우, 복수의 기판에 대한 처리량의 변동을 저감하기 위해서, 플라스마에 의해 생성되는 활성종이, 각 기판에 대하여 균등하게 공급되는 것이 바람직하다. 처리실 내에서 플라스마의 치우침이 있으면, 활성종의 치우침이 발생하여, 복수의 기판간에서 처리량이 다른 경우가 있다.
본 개시의 목적은, 복수의 기판에 대한 처리량의 변동을 저감하는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 양태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
기준 전위가 부여되는 제1 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되는 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극의 적어도 한쪽을 포함하고, 상기 가스를 플라스마 여기하는 제1 플라스마 전극 유닛과,
기준 전위가 부여되는 제2 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되고 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른 제3 인가 전극을 포함하고, 상기 가스를 플라스마 여기하는 제2 플라스마 전극 유닛
을 구비하는 기술이 제공된다.
본 개시에 의하면, 복수의 기판에 대한 처리량의 변동을 저감하는 기술을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에서의 A-A 단면도이다.
도 3은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 버퍼 구조를 설명하기 위한 횡단면 확대도이다.
도 4는 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 버퍼 구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 비교예에 관한 반응관과 막대 형상 전극의 간략 설명도, 및 반응관(203) 내(노내) 위치(기판 적층 방향)의 전력 비율의 그래프이다.
도 6은 반응관(203) 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 7은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에서의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 8은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리 프로세스의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 1의 반응관(203), 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 10은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 2의 반응관(203), 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 11은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 3의 반응관(203), 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 12는 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 4의 반응관(203), 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 13은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 5의 반응관(203), 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 14는 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 6의 반응관(203), 및 각 막대 형상 전극의 길이를 나타내는 간략 설명도이다.
도 15는 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 7을 설명하기 위한 개략 횡단면도이다.
도 16은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 8을 설명하기 위한 개략 횡단면도이다.
도 17은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 9를 설명하기 위한 개략 횡단면도이다.
도 18은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 10을 설명하기 위한 개략 횡단면도이다.
도 19는 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 11을 설명하기 위한 개략 횡단면도이다.
도 20은 본 개시의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 변형예 12를 설명하기 위한 개략 횡단면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 도면은 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실의 것과 반드시 일치하는 것은 아니다. 또한, 복수의 도면의 상호간에 있어서도, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하는 것은 아니다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
(가열 장치)
도 1에 도시하는 바와 같이, 처리로(202)는, 가열 장치(가열 기구)로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는, 원통 형상이며, 보유 지지판으로서의 히터 베이스(도시하지 않음)에 지지됨으로써 수직으로 거치되어 있다. 히터(207)는, 후술하는 바와 같이 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
(처리실)
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원상으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2)이나 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)과 동심원상으로 매니폴드(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속에 의해 구성되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸림 결합하고 있어, 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203)의 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 마련되어 있다. 매니폴드(209)가 히터 베이스에 지지됨으로써, 반응관(203)은 수직으로 거치된 상태로 된다. 주로, 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성되어 있다.
처리 용기의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성되어 있다. 처리실(201)은, 복수매의 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하게 구성되어 있다. 또한, 처리 용기는 상기 구성에 한하지 않고, 반응관(203)만을 처리 용기라고 칭하는 경우도 있다.
(가스 공급부)
처리실(201) 내에는, 노즐(249a, 249b)이, 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 마련되어 있다. 노즐(249a, 249b)에는 가스 공급관(232a, 232b)이 각각 접속되어 있다. 이와 같이 처리 용기에는, 2개의 노즐(249a, 249b)과, 2개의 가스 공급관(232a, 232b)이 마련되어 있어, 처리실(201) 내에 복수 종류의 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 반응관(203)만을 처리 용기로 한 경우, 노즐(249a, 249b)은, 반응관(203)의 측벽을 관통하도록 마련되어 있어도 된다.
가스 공급관(232a, 232b)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a, 241b) 및 개폐 밸브인 밸브(243a, 243b)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a, 232b)의 밸브(243a, 243b)보다도 하류측에는, 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(232c, 232d)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232c, 232d)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, MFC(241c, 241d) 및 밸브(243c, 243d)가 각각 마련되어 있다.
노즐(249a)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에서의 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향해서 직립되도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(249a)은, 웨이퍼(200)가 배열(적재)되는 웨이퍼 배열 영역(적재 영역)의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(249a)은, 처리실(201) 내에 반입된 각 웨이퍼(200)의 단부(주연부)의 측방에 웨이퍼(200)의 표면(평탄면)과 수직이 되는 방향으로 마련되어 있다.
노즐(249a)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250a)이 마련되어 있다. 가스 공급 구멍(250a)은, 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 있어, 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급 구멍(250a)은, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되고, 각각이 동일한 개구 면적을 갖고, 또한 동일한 개구 피치로 마련되어 있다.
가스 공급관(232b)의 선단부에는 노즐(249b)이 접속되어 있다. 노즐(249b)은, 가스 분산 공간인 버퍼실(237) 내에 마련되어 있다. 버퍼실(237)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에서의 평면으로 보아 원환상의 공간에, 또한 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부에 걸치는 부분에, 웨이퍼(200)의 적재 방향을 따라 마련되어 있다. 즉, 버퍼실(237)의 일부는, 웨이퍼 배열 영역의 측방의 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 버퍼 구조(격벽)(300)에 의해 형성되어 있다. 여기서, 버퍼실(237) 중, 버퍼 구조(300)에 의해 구획되는 반응관(203) 내의 공간을 제2 버퍼실이라고 칭한다. 버퍼 구조(300)는, 석영 또는 SiC 등의 내열 재료인 절연물에 의해 구성되어 있고, 버퍼 구조(300)의 원호상으로 형성된 벽면에는, 가스를 공급하는 가스 공급구(302, 304, 306)가 형성되어 있다. 가스 공급구(302, 304, 306)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 후술하는 막대 형상 전극(269, 270)간의 플라스마 생성 영역(224a), 막대 형상 전극(270, 271)간의 플라스마 생성 영역(224b), 막대 형상 전극(271)과 노즐(249b)의 사이의 영역에서 대향하는 그 벽면의 위치에 각각 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 있어, 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급구(302, 304, 306)는, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되고, 각각이 동일한 개구 면적을 갖고, 또한 동일한 개구 피치로 마련되어 있다.
노즐(249b)은, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향해서 직립되도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(249b)은, 버퍼 구조(300)의 내측이며, 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(249b)은, 처리실(201) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 단부의 측방에 웨이퍼(200)의 표면과 수직이 되는 방향으로 마련되어 있다. 노즐(249b)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250b)이 마련되어 있다. 가스 공급 구멍(250b)은, 버퍼 구조(300)의 원호상으로 형성된 벽면에 대하여 직경 방향으로 형성된 벽면을 향하도록 개구되어 있어, 벽면을 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 반응 가스가 버퍼실(237) 내에서 분산되어, 막대 형상 전극(269 내지 271)에 직접 분사되지 않게 되어, 파티클의 발생이 억제된다. 가스 공급 구멍(250b)은, 가스 공급 구멍(250a)과 마찬가지로, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되어 있다.
반응관(203)의 내벽에는, 버퍼 구조(300)와 마찬가지의 구성인 버퍼 구조(400)가 마련되어 있다. 즉, 버퍼실(237)의 다른 일부는, 웨이퍼 배열 영역의 측방의 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 버퍼 구조(400)에 의해 형성되어 있다. 여기서, 버퍼실(237) 중, 버퍼 구조(400)에 의해 구획되는 반응관(203) 내의 공간을 제1 버퍼실이라고 칭한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 평면으로 보아 버퍼 구조(300)와 버퍼 구조(400)는, 후술하는 배기관(231)을 사이에 두고, 배기관(231)과 반응관(203)의 중심을 통과하는 직선에 대하여 선 대칭으로 마련되어 있다. 또한, 평면으로 보아 노즐(249a)은, 배기관(231)의 웨이퍼(200)를 사이에 두고 대향하는 위치에 마련되어 있다. 또한, 노즐(249b)과 노즐(249c)은, 버퍼 구조(300, 400) 각각의 버퍼실(237) 내의 배기관(231)으로부터 먼 위치에 마련되어 있다.
가스 공급관(232b)은, 2분기되어, 일방측의 선단에 상술한 노즐(249b)이 접속되고, 타방측의 선단부에 노즐(249c)이 접속되어 있다. 노즐(249c)은, 가스 분산 공간인 버퍼 구조(400)측의 버퍼실(237) 내에 마련되어 있다. 또한, 도 1에서, 버퍼 구조(400)는, 버퍼 구조(300)와 중첩되어 있어 도시가 생략되어 있다.
버퍼 구조(400)의 원호상으로 형성된 벽면에는, 가스를 공급하는 가스 공급구(402, 404, 406)가 형성되어 있다. 가스 공급구(402, 404, 406)는, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 후술하는 막대 형상 전극(369, 370)간의 플라스마 생성 영역(324a), 막대 형상 전극(370, 371)간의 플라스마 생성 영역(324b), 막대 형상 전극(371)과 노즐(249c)의 사이의 영역에서 대향하는 그 벽면의 위치에 각각 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 있어, 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급구(402, 404, 406)는, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되고, 각각이 동일한 개구 면적을 갖고, 또한 동일한 개구 피치로 마련되어 있다.
노즐(249c)은, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향해서 직립되도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(249c)은, 버퍼 구조(400)의 내측이며, 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(249c)은, 처리실(201) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 단부의 측방에 웨이퍼(200)의 표면과 수직이 되는 방향으로 마련되어 있다. 노즐(249c)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250c)이 마련되어 있다. 가스 공급 구멍(250c)은, 버퍼 구조(400)의 원호상으로 형성된 벽면에 대하여 직경 방향으로 형성된 벽면을 향하도록 개구되어 있어, 벽면을 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 반응 가스가 버퍼실(237) 내에서 분산되어, 막대 형상 전극(369 내지 371)에 직접 분사되지 않게 되어, 파티클의 발생이 억제된다. 가스 공급 구멍(250c)은, 가스 공급 구멍(250a)과 마찬가지로, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 반응관(203)의 측벽의 내벽과, 반응관(203) 내에 배열된 복수매의 웨이퍼(200)의 단부로 정의되는 평면으로 보아 원환상의 세로로 긴 공간 내, 즉, 원통상의 공간 내에 배치한 노즐(249a, 249b, 249c) 및 2개의 버퍼실(237)을 경유해서 가스를 반송하고 있다. 그리고, 노즐(249a, 249b, 249c) 및 2개의 버퍼실(237)에 각각 개구된 가스 공급 구멍(250a, 250b, 250c), 가스 공급구(302, 304, 306, 402, 404, 406)로부터, 웨이퍼(200)의 근방에서 처음으로 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)가 배치된 공간에 가스를 분출시키고 있다. 그리고, 반응관(203) 내에서의 가스의 주된 흐름을, 웨이퍼(200)의 표면과 평행한 방향, 즉, 수평 방향으로 하고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 각 웨이퍼(200)에 균일하게 가스를 공급할 수 있어, 각 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 막 두께의 균일성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 웨이퍼(200)의 표면 상을 흐른 가스, 즉, 반응 후의 잔류 가스는, 배기구, 즉, 후술하는 배기관(231)의 방향을 향해서 흐른다. 단, 이 잔류 가스의 흐름 방향은, 배기구의 위치에 따라 적절히 특정되며, 수직 방향에 한한 것은 아니다.
가스 공급관(232a)으로부터는, 소정 원소를 포함하는 원료로서, 예를 들어 소정 원소로서의 실리콘(Si)을 포함하는 원료 가스가, MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다.
원료 가스란, 기체 상태의 원료, 예를 들어 상온 상압 하에서 액체 상태인 원료를 기화함으로써 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 원료 등을 말한다. 본 명세서에서 「원료」라는 말을 사용한 경우에는, 「액체 상태인 액체 원료」를 의미하는 경우, 「기체 상태인 원료 가스」를 의미하는 경우, 또는 그들 양쪽을 의미하는 경우가 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 원료와는 화학 구조가 다른 반응 가스(반응체, 리액턴트)로서, 예를 들어 산소(O) 함유 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b, 249c)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. O 함유 가스는, 산화제(산화 가스), 즉, O 소스로서 작용한다. 예를 들어, 후술하는 플라스마원을 사용해서 이 가스를 플라스마 여기하여, 여기 가스로서 공급하게 된다.
가스 공급관(232c, 232d)으로부터는, 불활성 가스가, 각각 MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d), 노즐(249a, 249b, 249c)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다.
주로, 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의해, 제1 가스 공급계로서의 원료 가스 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해, 제2 가스 공급계로서의 반응 가스 공급계(리액턴트 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232c, 232d), MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 원료 가스 공급계, 반응 가스 공급계 및 불활성 가스 공급계를 단순히 가스 공급계(가스 공급부)라고도 칭한다. 또한, 본 명세서에서는, 웨이퍼(200)에 대한 기판 처리에 사용되는 원료 가스나 반응 가스 등의 가스를 총칭해서 처리 가스라고 칭하는 경우가 있고, 그러한 가스를 공급하는 원료 가스 공급계나 반응 가스 공급계 등의 구성을 총칭해서 처리 가스 공급계(처리 가스 공급부)라고 칭하는 경우가 있다.
(기판 지지구)
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 지지구(기판 지지부)로서의 보트(217)는, 복수매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세이면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되는 단열판(218)이 다단으로 지지되어 있다. 이 구성에 의해, 히터(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측에 전해지기 어렵게 되어 있다. 단, 본 실시 형태는 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보트(217)의 하부에 단열판(218)을 마련하지 않고, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되는 통 형상의 부재로서 구성된 단열 통을 마련해도 된다.
(플라스마 생성부)
다음으로 플라스마 생성부에 대해서, 도 1 내지 도 6을 사용해서 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 플라스마는, 용량 결합 플라스마(Capacitively Coupled Plasma, 약칭: CCP)를 사용하여, 반응 가스 공급 시에 석영 등으로 제작된 진공 격벽인 버퍼실(237)의 내부에서 생성한다.
본 실시 형태의 일례에서는, 버퍼 구조(300)의 버퍼실(237) 내에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 도전체로 구성되고, 가늘고 긴 구조를 갖는 3개의 막대 형상 전극(269, 270, 271)이, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 웨이퍼(200)의 적재 방향을 따라 배치되어 있다. 막대 형상 전극(269, 270, 271) 각각은, 노즐(249b)과 평행하게 마련되어 있다. 막대 형상 전극(269, 270, 271) 각각은, 상부로부터 하부에 걸쳐 전극 보호관(275)에 의해 덮임으로써 보호되어 있다. 전극 보호관(275)은, 막대 형상 전극(269, 271, 270)을 각각 보호하는 석영관에 의해 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 석영관이 개별적으로 분리된 형태로 되어 있다. 또한, 전극 보호관은, 다른 형상, 예를 들어 막대 형상 전극(269, 270, 271)이 접촉하지 않도록 격벽 형상이어도 된다. 막대 형상 전극(269, 270)은, 그 선단부가 전극 보호관(275)의 상부에 위치하도록, 막대 형상 전극(271)은, 그 선단부가 전극 보호관(275)의 하부에 위치하도록 배치되어 있다. 막대 형상 전극(269, 270)은 대략 동일한 길이이며, 막대 형상 전극(271)은, 막대 형상 전극(269, 270)과는 길이가 다르고, 보다 상세하게는 웨이퍼(200)의 적재 방향에 대하여 길이가 다르며, 막대 형상 전극(269, 270)은 막대 형상 전극(271)보다도 길다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(269, 270, 271) 중 양단부에 배치되는 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(269, 271)(제4 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(269), 제3 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(271))은, 정합기(272)를 통해서 고주파 전원(273)에 접속되어 고주파 전력이 인가된다. 제2 기준 전극으로서의 막대 형상 전극(270)은, 기준 전위인 접지에 접속되어, 접지되어서 기준 전위가 부여된다. 이에 의해, 고주파 전원(273)에 접속되는 막대 형상 전극과, 접지되는 막대 형상 전극이 교대로 배치되어, 고주파 전원(273)에 접속된 막대 형상 전극(269, 271)의 사이에 배치된 막대 형상 전극(270)은, 접지된 막대 형상 전극으로서, 막대 형상 전극(269, 271)에 대하여 공통되게 사용되고 있다.
환언하면, 접지된 막대 형상 전극(270)은, 인접하는 고주파 전원(273)에 접속된 막대 형상 전극(269, 271) 사이에 끼워지도록 배치되고, 막대 형상 전극(269)과 막대 형상 전극(270), 동일하게, 막대 형상 전극(271)과 막대 형상 전극(270)이 각각 쌍으로 되도록 구성되어 플라스마를 생성한다. 즉, 접지된 막대 형상 전극(270)은, 막대 형상 전극(270)에 인접하는 2개의 고주파 전원(273)에 접속된 막대 형상 전극(269, 271)에 대하여 공통되게 사용되고 있다. 이에 의해, 기준 전극의 개수를 삭감할 수 있다. 그리고, 고주파 전원(273)으로부터 막대 형상 전극(269, 271)에 고주파(RF) 전력을 인가함으로써, 막대 형상 전극(269, 270)간의 플라스마 생성 영역(224a), 막대 형상 전극(270, 271)간의 플라스마 생성 영역(224b)에 플라스마가 생성된다.
주로, 막대 형상 전극(269, 270, 271), 전극 보호관(275)에 의해, 제2 플라스마 전극 유닛(277)(도 6 참조, 전극 보호관(275)은 도시 생략)이 구성된다. 또한, 인가 전극은 막대 형상 전극(269, 271)의 2개의 예를 설명했지만, 인가 전극은 1개이어도 3개 이상이어도 된다.
버퍼 구조(400)의 버퍼실(237) 내에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 도전체로 구성되고, 가늘고 긴 구조를 갖는 3개의 막대 형상 전극(369, 370, 371)이, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 웨이퍼(200)의 적재 방향을 따라 배치되어 있다. 막대 형상 전극(369, 370, 371) 각각은, 노즐(249c)과 평행하게 마련되어 있다. 막대 형상 전극(369, 370, 371) 각각은, 상부로부터 하부에 걸쳐 전극 보호관(375)에 의해 덮임으로써 보호되어 있다. 전극 보호관(375)은, 막대 형상 전극(369, 371, 370)을 각각 보호하는 석영관에 의해 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 석영관이 개별적으로 분리된 형태로 되어 있다. 또한, 전극 보호관은, 다른 형상, 예를 들어 막대 형상 전극(369, 370, 371)이 접촉하지 않도록, 격벽 형상이어도 된다. 막대 형상 전극(369, 370, 371)은, 그 선단부가 전극 보호관(375)의 상부에 위치하도록 배치되어 있다.
막대 형상 전극(369, 370, 371)은 대략 동일한 길이이며, 막대 형상 전극(269, 270)과도 대략 동일한 길이이다. 막대 형상 전극(369, 370, 371)은, 막대 형상 전극(271)과는 길이가 다르고, 보다 상세하게는 웨이퍼(200)의 적재 방향에 대하여 길이가 다르다. 막대 형상 전극(369, 370, 371)은, 막대 형상 전극(271)보다도 길다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(369, 370, 371) 중 양단부에 배치되는 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(369, 371)(제1 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(369), 제2 인가 전극으로서의 막대 형상 전극(371))은, 정합기(372)를 통해서 고주파 전원(373)에 접속되어 고주파 전력이 인가된다. 제1 기준 전극으로서의 막대 형상 전극(370)은, 기준 전위인 접지에 접속되어, 접지되어서 기준 전위가 부여된다. 이에 의해, 고주파 전원(373)에 접속되는 막대 형상 전극과, 접지되는 막대 형상 전극이 교대로 배치되어, 고주파 전원(373)에 접속된 막대 형상 전극(369, 371)의 사이에 배치된 막대 형상 전극(370)은, 접지된 막대 형상 전극으로서, 막대 형상 전극(369, 371)에 대하여 공통되게 사용되고 있다.
환언하면, 접지된 막대 형상 전극(370)은, 인접하는 고주파 전원(373)에 접속된 막대 형상 전극(369, 371) 사이에 끼워지도록 배치되어, 막대 형상 전극(369)과 막대 형상 전극(370), 동일하게, 막대 형상 전극(371)과 막대 형상 전극(370)이 각각 쌍으로 되도록 구성되어 플라스마를 생성한다. 즉, 접지된 막대 형상 전극(370)은, 막대 형상 전극(370)에 인접하는 2개의 고주파 전원(373)에 접속된 막대 형상 전극(369, 371)에 대하여 공통되어게 사용되고 있다. 이에 의해, 기준 전극의 개수를 삭감할 수 있다. 그리고, 고주파 전원(373)으로부터 막대 형상 전극(369, 371)에 고주파(RF) 전력을 인가함으로써, 막대 형상 전극(369, 370)간의 플라스마 생성 영역(324a), 막대 형상 전극(370, 371)간의 플라스마 생성 영역(324b)에 플라스마가 생성된다.
주로, 막대 형상 전극(369, 370, 371), 전극 보호관(375)에 의해, 제1 플라스마 전극 유닛(377)(도 6 참조, 전극 보호관(375)은 도시 생략)이 구성된다. 또한, 인가 전극은, 막대 형상 전극(369, 371)의 2개의 예를 설명했지만, 인가 전극은 1개이어도 3개 이상이어도 된다.
제1 플라스마 전극 유닛(377)과 제2 플라스마 전극 유닛(277)에 의해, 플라스마원으로서의 플라스마 생성 장치가 구성된다. 정합기(272, 372), 고주파 전원(273, 373)을 플라스마 생성 장치에 포함해서 생각해도 된다. 플라스마 생성 장치는, 후술하는 바와 같이, 가스를 플라스마 여기, 즉, 플라스마 상태로 여기(활성화)시키는 플라스마 여기부(활성화 기구)로서 기능한다.
전극 보호관(275)은, 막대 형상 전극(269, 270, 271) 각각을 버퍼실(237) 내의 분위기와 격리한 상태에서 버퍼실(237) 내에 삽입할 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 전극 보호관(375)은, 막대 형상 전극(369, 370, 371) 각각을 버퍼실(237) 내의 분위기와 격리한 상태에서 버퍼실(237) 내에 삽입할 수 있는 구조로 되어 있다. 전극 보호관(275, 375)의 내부의 O2 농도가 외기(대기)의 O2 농도와 동일 정도이면, 전극 보호관(275) 내에 각각 삽입된 막대 형상 전극(269, 270, 271), 전극 보호관(375) 내에 각각 삽입된 막대 형상 전극(369, 370, 371)은, 히터(207)에 의한 열로 산화되어버린다. 이 때문에, 전극 보호관(275, 375)의 내부에 N2 가스 등의 불활성 가스를 충전해 두거나, 불활성 가스 퍼지 기구를 사용해서 전극 보호관(275, 375)의 내부를 N2 가스 등의 불활성 가스로 퍼지함으로써, 전극 보호관(275, 375)의 내부의 O2 농도를 저감시켜, 막대 형상 전극(269, 270, 271, 369, 370, 371)의 산화를 방지할 수 있다.
여기서, 반응관(203) 내의 플라스마 발생의 치우침에 대해서 설명한다. 도 5에는, 비교예로서, 반응관(203) 내에, 막대 형상 전극(269, 270, 271L, 369, 370, 371)이 배치된 간략 설명도와, 반응관(203) 내(노내) 위치(기판 적층 방향)의 전력 비율이 사선으로 도시되어 있다. 도 5의 그래프의 상하 방향은, 우측에 도시되어 있는 반응관(203)의 상하 방향(막대 형상 전극의 연신 방향)에 대응하고 있다. 또한, 도 5에서, 전극 보호관(275, 375) 등, 다른 반응관(203) 내의 구성은 생략되어 있다. 막대 형상 전극(271L)은, 본 실시 형태의 막대 형상 전극(271)과 길이가 다르고, 막대 형상 전극(269, 270, 369, 370, 371)과 동일 길이의 인가 전극이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극의 일단측(급전측/Bottom측)보다도 선단측(Top측)쪽의 전력 비율이 커지는 경향이 있는 것이, 개시자들의 지견으로 얻어졌다. 일례로서, 고주파 전원(273, 373)으로부터 동일한 전압을 인가한 경우, 도 5에서는 상측과 하측의 전력 비율이 2.0:1.6으로 되어 있다. 따라서, 도 5와 같이, 동일 길이의 막대 형상 전극을 배치한 경우, 반응관(203) 내의 하측(막대 형상 전극의 급전측)은, 상측(막대 형상 전극의 선단측)보다도 발생하는 플라스마의 밀도가 작아, 플라스마 여기에 의해 생성되는 활성종도 적어진다.
그래서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 반응관(203) 내에서의, 막대 형상 전극(269, 270, 369, 370, 371)의 길이를 대략 동등하게 하고, 이들보다도 막대 형상 전극(271)의 길이를 짧게 한다. 이에 의해, 반응관(203) 내의 상측에서 발생하는 플라스마의 밀도가, 도 5에 도시되는 경우보다도 작아져서, 반응관(203) 내의 상측과 하측에서 각각 발생하는 플라스마의 밀도의 차(즉, 플라스마 밀도의 분포의 치우침)가 작아진다. 이에 의해, 반응관(203) 내에서, 플라스마 여기에 의해 생성되는 활성종량의 상하 방향의 위치에 따른 치우침도 적게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 플라스마 생성부를 구비한 버퍼 구조가 2개(버퍼 구조(300, 400)) 마련되고, 각 버퍼 구조(300, 400)가 각각 고주파 전원(273, 373) 및 정합기(272, 372)를 구비하고 있다. 각각의 고주파 전원(273, 373)은 각각 컨트롤러(121)에 접속되어, 버퍼 구조(300, 400)의 버퍼실(237)마다의 플라스마 제어가 가능하게 된다. 즉, 컨트롤러(121)는, 각 버퍼실(237)마다 활성종량의 치우침이 생기지 않도록, 각각의 플라스마 생성부의 임피던스를 감시해서 각각의 고주파 전원(273, 373)을 독립적으로 제어하고, 임피던스의 크기에 따라서 고주파 전원의 출력을 제어한다.
이에 의해, 플라스마 생성부가 1개인 경우와 비교하여, 각 플라스마 생성부의 고주파 전력을 작게 해도 웨이퍼에 대하여 충분한 양의 활성종을 공급할 수 있어, 웨이퍼의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 2개의 플라스마 생성부에 대하여 1개의 고주파 전원에 의해 플라스마 제어를 행하는 것에 반해, 플라스마 생성부마다 고주파 전원을 마련함으로써, 각 플라스마 생성부에 단선 등의 이상이 생긴 경우에 파악하기 쉬워진다. 또한, 고주파 전원과 각 전극간의 거리를 조정하기 쉬워지기 때문에, 각 전극과 고주파 전원의 거리가 다름으로써 생기는 교류는 전력의 인가의 차이를 억제하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 플라스마 전극 유닛(377)과 제2 플라스마 전극 유닛(277)은, 다른 고주파 전원(273, 373)으로부터 전력 공급되고 있다. 그래서, 막대 형상 전극(271)의 길이를, 다른 막대 형상 전극(269, 270, 369, 370, 371)의 길이보다도 짧게 하고, 또한 반응관(203) 내의 상하 방향의 플라스마 밀도 차(또는, 활성종량의 위치에 따른 치우침)를 작게 하기 위해서, 제2 고주파 전원으로서의 고주파 전원(273)으로부터 공급하는 전력의 크기와, 제1 고주파 전원으로서의 고주파 전원(373)으로부터 공급하는 전력의 크기를 다르게 해도 된다.
예를 들어, 막대 형상 전극(271)의 길이가 짧음으로써, 반응관(203) 내의 하측(막대 형상 전극의 급전측)의 전력 비율이 상측(막대 형상 전극의 선단측)의 전력 비율보다도 커진 경우에는, 고주파 전원(273)으로부터 공급하는 전력을 고주파 전원(373)으로부터 공급하는 전력보다도 작게 해서 조정할 수 있다. 또한, 막대 형상 전극(271)의 길이를 짧게 해도, 반응관(203) 내의 하측(막대 형상 전극의 급전측)의 전력 비율이 상측(막대 형상 전극의 선단측)의 전력 비율보다도 작은 경우에는, 고주파 전원(273)으로부터 공급하는 전력을 고주파 전원(373)으로부터 공급하는 전력보다도 크게 해서 조정할 수 있다. 이렇게 고주파 전원(373) 및 고주파 전원(273)을 제어함으로써, 제1 플라스마 전극 유닛(377) 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛(277)의 연신 방향에서의, 제1 플라스마 전극 유닛(377)에 인가되는 전력의 분포와 제2 플라스마 전극 유닛(277)에 인가되는 전력의 분포를 합친 분포가 균등해지도록 조정할 수 있다. 또한 환언하면, 이렇게 고주파 전원(373) 및 고주파 전원(273)을 제어함으로써, 제1 플라스마 전극 유닛(377) 및 제2 플라스마 전극 유닛(277)에 의해 가스를 플라스마 여기함으로써 생성되는 활성종의 양의 분포가, 제1 플라스마 전극 유닛(377) 및 제2 플라스마 전극 유닛(277)의 연신 방향에 있어서 균등해지도록 조정할 수 있다.
(배기부)
반응관(203)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 마련되어 있다. 배기관(231)에는, 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 배기 밸브(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 통해서, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(244)는, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐함으로써, 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있는 밸브이다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함해서 생각해도 된다. 배기관(231)은, 반응관(203)에 마련하는 경우에 한하지 않고, 노즐(249a, 249b, 249c)과 마찬가지로 매니폴드(209)에 마련해도 된다.
(주변 장치)
매니폴드(209)의 하방에는, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)은, 매니폴드(209)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 맞닿아지도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 SUS 등의 금속에 의해 구성되고, 원반상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220b)이 마련되어 있다.
시일 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는, 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은, 시일 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 보트(217)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
보트 엘리베이터(115)는, 보트(217), 즉 웨이퍼(200)를, 처리실(201) 내외로 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다. 또한, 매니폴드(209)의 하방에는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)을 강하시키고 있는 동안에, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 셔터(219s)가 마련되어 있다. 셔터(219s)는, 예를 들어 SUS 등의 금속에 의해 구성되고, 원반상으로 형성되어 있다. 셔터(219s)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220c)이 마련되어 있다. 셔터(219s)의 개폐 동작(승강 동작이나 회동 동작 등)은, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 제어된다.
반응관(203)의 내부에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 정도를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포로 된다. 온도 센서(263)는, 노즐(249a, 249b)과 마찬가지로, 반응관(203)의 내벽을 따라 마련되어 있다.
(제어 장치)
다음으로 제어 장치에 대해서 도 7을 사용해서 설명한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 제어부(제어 장치)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는, 내부 버스(121e)를 통해서 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하게 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 성막 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 각종 처리(성막 처리)에서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 한다. 또한, 프로세스 레시피를, 단순히 레시피라고도 한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 말을 사용한 경우에는, 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(241a 내지 241d), 밸브(243a 내지 243d), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 셔터 개폐 기구(115s), 고주파 전원(273, 373) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하는 것이 가능하게 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용을 따르도록, 회전 기구(267)의 제어, MFC(241a 내지 241d)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243d)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 정역 회전, 회전 각도 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작, 셔터 개폐 기구(115s)에 의한 셔터(219s)의 개폐 동작, 고주파 전원(273, 373)의 전력 공급 등을 제어하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리, SSD 등의 반도체 메모리)(123)에 저장된 상술한 프로그램을, 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에서 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터에의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해서 행해도 된다.
(2) 기판 처리 공정
상술한 기판 처리 장치를 사용하여, 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 상에 막을 형성하는 프로세스 예에 대해서 도 8을 사용해서 설명한다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
본 명세서에서는, 도 8에 도시하는 성막 처리의 시퀀스를, 편의상 이하와 같이 나타낼 수도 있다. 이하의 변형예나 다른 실시 형태의 설명에서도, 마찬가지의 표기를 사용하는 것으로 한다.
(원료 가스→반응 가스)×n
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등의 적층체」를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 말을 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면」을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면 상에 소정의 층을 직접 형성한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성되어 있는 층 등의 위에 소정의 층을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 「기판」이라는 말을 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우와 동의이다.
(반입 스텝: S1)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)가 이동되어서, 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은, O링(220b)을 개재해서 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태로 된다.
(압력·온도 조정 스텝: S2)
처리실(201)의 내부, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)으로 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)에서 측정되어, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다. 진공 펌프(246)는, 적어도 후술하는 성막 스텝이 종료될 때까지의 동안에는 상시 작동시킨 상태를 유지한다.
또한, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 온도로 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포로 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 정도가 피드백 제어된다. 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열은, 적어도 후술하는 성막 스텝이 종료될 때까지의 동안에는 계속해서 행하여진다.
계속해서, 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전은, 적어도 후술하는 성막 스텝이 종료될 때까지의 동안에는 계속해서 행하여진다.
(성막 스텝: S3, S4, S5, S6)
그 후, 스텝 S3, S4, S5, S6을 순차 실행함으로써 성막 스텝을 행한다.
(원료 가스 공급 스텝: S3, S4)
스텝 S3에서는, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급한다.
밸브(243a)를 개방하여, 가스 공급관(232a) 내에 원료 가스를 흘린다. 원료 가스는, MFC(241a)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249a)을 통해서 가스 공급 구멍(250a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스가 공급되게 된다. 이때 동시에 밸브(243c)를 개방하여, 가스 공급관(232c) 내에 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는, MFC(241c)에 의해 유량 조정되어, 원료 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
또한, 노즐(249b) 내에의 원료 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(243d)를 개방하여, 가스 공급관(232d) 내에 불활성 가스를 흘린다. 불활성 가스는, 가스 공급관(232d), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
본 스텝에서의 처리 조건으로서는,
처리 온도: 실온(25℃) 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 500℃
처리 압력: 1 내지 4000Pa, 바람직하게는 100 내지 1000Pa
원료 가스 공급 유량: 0.1 내지 3slm
원료 가스 공급 시간: 1 내지 100초, 바람직하게는 1 내지 50초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0 내지 10slm
이 예시된다.
또한, 본 명세서에서의 「25 내지 550℃」와 같은 수치 범위의 표기는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들어 「25 내지 550℃」란, 「25℃ 이상 550℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 본 명세서에서의 처리 온도란, 웨이퍼(200)의 온도 또는 처리실(201) 내의 온도를 의미하고, 처리 압력이란 처리실(201) 내의 압력을 의미한다. 또한, 가스 공급 유량: 0slm이란, 그 가스를 공급하지 않는 케이스를 의미한다. 이들은 이하의 설명에서도 마찬가지이다.
상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200)(표면의 하지막) 상에 제1층이 형성된다. 예를 들어, 원료 가스로서, 후술하는 실리콘(Si) 함유 가스를 사용하는 경우, 제1층으로서 Si 함유층이 형성된다.
제1층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫아, 처리실(201) 내에의 원료 가스의 공급을 정지한다. 이때, APC 밸브(244)를 개방한 채로 두고, 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Si 함유층의 형성에 기여한 후의 원료 가스나 반응 부생성물 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(S4). 또한, 밸브(243c, 243d)는 개방한 채로 두어, 처리실(201) 내에의 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 퍼지 가스로서 작용한다.
원료 가스로서는, 예를 들어 Si 및 할로겐을 포함하는 가스, 즉, 할로실란 가스를 사용할 수 있다. 할로겐에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등이 포함된다. 할로실란 가스로서는, 예를 들어 Si 및 Cl을 포함하는 클로로실란 가스를 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 실란 원료 가스로서는, 예를 들어 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스를 사용할 수 있다. 또한, 실란 원료 가스로서는, 테트라플루오로실란(SiF4) 가스, 테트라브로모실란(SiBr4) 가스, 테트라요오도실란(SiI4) 가스 등을 사용할 수 있다. 즉, 실란 원료 가스로서는, 클로로실란계 가스, 플루오로실란계 가스, 브로모실란계 가스, 요오도실란계 가스 등의 각종 할로실란계 가스를 사용할 수 있다.
또한, 실란 원료 가스로서는, 예를 들어 테트라키스(디메틸아미노)실란(Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS) 가스, 트리스(디메틸아미노)실란(Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS) 가스, 비스(디에틸아미노)실란(Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: BDEAS) 가스, 비스tert-부틸아미노실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 가스 등의 아미노실란계 가스를 사용할 수 있다.
불활성 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스를 사용할 수 있고, 그 밖에 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다. 이 점은, 후술하는 각 스텝에서도 마찬가지이다.
(반응 가스 공급 스텝: S5, S6)
원료 가스 공급 스텝이 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 플라스마 여기시킨 반응 가스를 공급한다(S5).
이 스텝에서는, 밸브(243b 내지 243d)의 개폐 제어를, 스텝 S3에서의 밸브(243a, 243c, 243d)의 개폐 제어와 마찬가지의 수순으로 행한다. 반응 가스는, MFC(241b)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249b, 249c)을 통해서 버퍼실(237) 내에 공급된다. 이때, 고주파 전원(273)으로부터 막대 형상 전극(269, 270, 271)에 고주파 전력을 공급(인가)한다. 또한, 고주파 전원(373)으로부터 막대 형상 전극(369, 370, 371)에 고주파 전력을 공급(인가)한다. 각각의 버퍼실(237) 내에 공급된 반응 가스는, 처리실(201)의 내부에서 플라스마 상태로 여기되어, 활성종으로서 웨이퍼(200)에 대하여 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
본 스텝에서의 처리 조건으로서는,
처리 온도: 실온(25°) 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 500℃
처리 압력: 10 내지 300Pa
반응 가스 공급 유량: 0.1 내지 10slm
반응 가스 공급 시간: 10 내지 100초, 바람직하게는 1 내지 50초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0 내지 10slm
RF 전력: 50 내지 1000W
RF 주파수: 13.56MHz 또는 27MHz
가 예시된다.
상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 반응 가스를 플라스마 상태로 여기시켜서 공급함으로써, 플라스마 중에서 생성된 이온과 전기적으로 중성인 활성종의 작용에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 제1층에 대하여 개질 처리가 행하여져서, 제1층은 제2층으로 개질된다.
반응 가스로서, 예를 들어 산소(O) 함유 가스 등의 산화 가스(산화제)를 사용하는 경우, O 함유 가스를 플라스마 상태로 여기시킴으로써, O 함유 활성종이 발생하고, 이 O 함유 활성종이 웨이퍼(200)에 대하여 공급되게 된다. 이 경우, O 함유 활성종의 작용에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 제1층에 대하여 개질 처리로서 산화 처리가 행하여진다. 이 경우에 있어서, 제1층이, 예를 들어 Si 함유층인 경우, 제1층으로서의 Si 함유층은, 제2층으로서의 실리콘 산화층(SiO층)으로 개질된다.
또한, 반응 가스로서, 예를 들어 질소(N) 및 수소(H) 함유 가스 등의 질화 가스(질화제)를 사용하는 경우, N 및 H 함유 가스를 플라스마 상태로 여기시킴으로써, N 및 H 함유 활성종이 발생하고, 이 N 및 H 함유 활성종이 웨이퍼(200)에 대하여 공급되게 된다. 이 경우, N 및 H 함유 활성종의 작용에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 제1층에 대하여 개질 처리로서 질화 처리가 행하여진다. 이 경우에 있어서, 제1층이, 예를 들어 Si 함유층인 경우, 제1층으로서의 Si 함유층은, 제2층으로서의 실리콘 질화층(SiN층)으로 개질된다.
제1층을 제2층으로 개질시킨 후, 밸브(243b)를 닫아, 반응 가스의 공급을 정지한다. 또한, 막대 형상 전극(269, 271, 369, 371)에의 고주파 전력의 공급을 정지한다. 그리고, 스텝 S4와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 반응 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다(S6). 또한, 이 스텝 S6을 생략하고 반응 가스 공급 스텝으로 해도 된다.
반응 가스로서는, 상술한 바와 같이 예를 들어, O 함유 가스나, N 및 H 함유 가스를 사용할 수 있다. O 함유 가스로서는, 예를 들어 산소(O2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 오존(O3) 가스, 과산화수소(H2O2) 가스, 수증기(H2O), 수산화암모늄(NH4(OH)) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 등을 사용할 수 있다. N 및 H 함유 가스로서는, 암모니아(NH3) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스를 사용할 수 있다. 반응 가스로서는, 이들 중 1개 이상을 사용할 수 있다.
불활성 가스로서는, 예를 들어 스텝 S4에서 예시한 각종 불활성 가스를 사용할 수 있다.
(소정 횟수 실시: S7)
상술한 스텝 S3, S4, S5, S6을 이 순번을 따라 비동시에, 즉, 동기시키지 않고 행하는 것을 1사이클로 하여, 이 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수), 즉, 1회 이상 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 소정 조성 및 소정 막 두께의 막을 형성할 수 있다. 상술한 사이클은 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 즉, 1사이클당 형성되는 제2층의 두께를 원하는 막 두께보다도 작게 하여, 제2층을 적층함으로써 형성되는 막의 막 두께가 원하는 막 두께로 될 때까지, 상술한 사이클을 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 또한, 제1층으로서, 예를 들어 Si 함유층을 형성하고, 제2층으로서, 예를 들어 SiO층을 형성하는 경우, 막으로서 실리콘 산화막(SiO막)이 형성되게 된다. 또한, 제1층으로서, 예를 들어 Si 함유층을 형성하고, 제2층으로서, 예를 들어 SiN층을 형성하는 경우, 막으로서 실리콘 질화막(SiN막)이 형성되게 된다.
(대기압 복귀 스텝: S8)
상술한 성막 처리가 완료되면, 가스 공급관(232c, 232d) 각각으로부터 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급하여, 배기관(231)으로부터 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 반응 가스 등이 처리실(201) 내로부터 제거된다(불활성 가스 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀: S8).
(반출 스텝: S9)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 매니폴드(209)의 하단이 개구됨과 함께, 처리가 끝난 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후에는 셔터(219s)가 이동되어, 매니폴드(209)의 하단 개구가 O링(220c)을 개재해서 셔터(219s)에 의해 시일된다(셔터 클로즈). 처리가 끝난 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부로 반출된 후, 보트(217)로부터 취출되게 된다(웨이퍼 디스차지). 또한, 웨이퍼 디스차지 후에는, 처리실(201) 내에 빈 보트(217)를 반입하도록 해도 된다.
여기서, 기판 처리 시의 노내 압력은, 10Pa 이상, 300Pa 이하의 범위로 제어되는 것이 바람직하다. 이것은, 노내의 압력이 10Pa보다 낮은 경우, 플라스마의 디바이 길이보다도 가스 분자의 평균 자유 공정이 길어져버려, 노벽을 직접 두드리는 플라스마가 현저화하기 때문에, 파티클의 발생을 억제하는 것이 곤란해져버리기 때문이다. 또한, 노내의 압력이 300Pa보다 높은 경우, 플라스마의 생성 효율이 포화해버리기 때문에, 반응 가스를 공급해도 플라스마의 생성량은 변화하지 않아, 반응 가스를 불필요하게 소비하게 되어버리는 동시에, 가스 분자의 평균 자유 행정이 짧아짐으로써, 웨이퍼까지의 플라스마 활성종의 수송 효율이 나빠져버리기 때문이다.
(3) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) 막대 형상 전극(269, 369, 371)과 막대 형상 전극(271)의 길이가 다름으로써, 버퍼실(237) 내에서 생성되어 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량을 복수의 기판간에서 균등하게 하는 것이 가능하게 된다.
(b) 막대 형상 전극(269, 271, 369, 371)의 길이를 조정함으로써, 버퍼실(237) 내에서 생성되어 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량을 복수의 기판간에서 균등해지도록 조정하는 것이 가능하게 된다.
(c) 막대 형상 전극(269, 271, 369, 371)의 길이를 조정함으로써, 버퍼실(237) 내에서 생성되어 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량을 상하 대칭으로 조정하는 것이 가능하게 된다.
(d) 제1 플라스마 전극 유닛(377)과 제2 플라스마 전극 유닛(277)에 공급하는 전력을 조정함으로써, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량을 상하 대칭으로 조정하는 것이 가능하게 된다.
(변형예 1)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 1을 도 9에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 플라스마 전극 유닛(377)의 막대 형상 전극(369, 370, 371)과, 제2 플라스마 전극 유닛(277)의 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를 대략 동일하게 하였다. 본 변형예에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(371)의 길이를 다르게 한다. 보다 상세하게는, 막대 형상 전극(371)의 길이를, 막대 형상 전극(369, 370, 269, 270)보다도 짧고, 막대 형상 전극(271)보다도 길게 한 막대 형상 전극(371-1)으로 한다. 본 변형예의 제1 플라스마 전극 유닛은, 부호 377-1로 나타내져 있다.
이와 같이, 막대 형상 전극(371-1)의 길이를 설정함으로써, 제1 플라스마 전극 유닛(377-1) 단독으로도, 처리실(201)의 상하 방향에서의 전력 분포를 조정할 수 있다. 그 결과, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
(변형예 2)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 2를 도 10에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 플라스마 전극 유닛(377)에 2개의 인가 전극(막대 형상 전극(369, 371))을 마련했지만, 본 변형예에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제2 전극으로서의 막대 형상 전극(371)을 마련하고 있지 않다. 본 변형예의 제1 플라스마 전극 유닛은, 부호 377-2로 나타내져 있다.
이와 같이, 제1 플라스마 전극 유닛(377-2)의 인가 전극을 1개로 함으로써, 제1 플라스마 전극 유닛(377-2)을 간이한 구성으로 할 수 있다. 그리고, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
(변형예 3)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 3을 도 11에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 플라스마 전극 유닛(377)의 막대 형상 전극(369, 370, 371)과, 제2 플라스마 전극 유닛(277)의 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를 대략 동일하게 하였다. 본 변형예에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를, 막대 형상 전극(369, 370, 371)과 다르게 한다. 보다 상세하게는, 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를 대략 동일 길이로 하고, 이들 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를, 막대 형상 전극(369, 370, 371)보다도 짧고, 막대 형상 전극(271)보다도 길게 한다. 본 변형예에서는, 실시 형태의 막대 형상 전극(269, 270)은 부호 269-3, 270-3으로 나타내져 있다. 또한, 본 변형예의 제2 플라스마 전극 유닛은, 부호 277-3으로 나타내져 있다.
이와 같이, 막대 형상 전극(269-3, 270-3)의 길이를 설정함으로써, 처리실(201)의 하측의 전력 분포를 크게 할 수 있다. 이에 의해, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
(변형예 4)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 4를 도 12에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 플라스마 전극 유닛(377)의 막대 형상 전극(369, 370, 371)과, 제2 플라스마 전극 유닛(277)의 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를 대략 동일하게 하였다. 본 변형예에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(269, 270)의 길이를, 막대 형상 전극(271)과 대략 동일하게 한다. 즉, 막대 형상 전극(269, 270, 271)의 길이를 대략 동일 길이로 하고, 이들 막대 형상 전극(269, 270, 271)의 길이를, 막대 형상 전극(369, 370, 371)보다도 짧게 한다. 본 변형예에서는, 실시 형태의 막대 형상 전극(269, 270)은 부호 269-4, 270-4로 나타내져 있다. 또한, 본 변형예의 제2 플라스마 전극 유닛은, 부호 277-4로 나타내져 있다.
이와 같이, 막대 형상 전극(269-4, 270-4)의 길이를 설정함으로써, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
(변형예 5)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 5를 도 13에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 제2 플라스마 전극 유닛(277)에 2개의 인가 전극(막대 형상 전극(269, 271))을 마련했지만, 본 변형예에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(269)을 마련하고 있지 않다. 또한, 막대 형상 전극(270)의 길이를 막대 형상 전극(271)과 대략 동일하게 하였다. 본 변형예의 막대 형상 전극(270)은 부호 270-5로 나타내지고, 제2 플라스마 전극 유닛은, 부호 277-5로 나타내져 있다.
이와 같이, 제2 플라스마 전극 유닛(277-5)의 인가 전극을 1개로 함으로써, 제2 플라스마 전극 유닛(277-5)의 구성을 간이하게 할 수 있다. 그리고, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
(변형예 6)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 6을 도 14에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 플라스마 전극 유닛(377)에 2개의 인가 전극(막대 형상 전극(369, 371))을 마련하고, 제2 플라스마 전극 유닛(277)에 2개의 인가 전극(막대 형상 전극(269, 271))을 마련하였다. 본 변형예에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 막대 형상 전극(269, 369)을 마련하고 있지 않다. 본 변형예의 제1 플라스마 전극 유닛은 부호 377-6으로 나타내지고, 제2 플라스마 전극 유닛은 부호 277-6으로 나타내져 있다.
이와 같이, 제1 플라스마 전극 유닛(377-6), 제2 플라스마 전극 유닛(277-6)의 인가 전극을 각각 1개로 함으로써, 제1 플라스마 전극 유닛(377-6), 제2 플라스마 전극 유닛(277-6)을 간이한 구성으로 할 수 있다. 그리고, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
(변형예 7)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 7을 도 15에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 버퍼 구조(300, 400) 각각에, 따로따로 구획된 버퍼실(237)이 형성되어 있었다. 본 변형예에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 배기관(231)을 사이에 두고 서로 대향하는, 버퍼 구조(300, 400)의 직경 방향의 벽이 제거되고, 당해 제거된 부분의 둘레 방향의 벽끼리 연장 돌출되어 일체화되어, 버퍼실(237)이 1개로 구성되어 있다.
이와 같이, 제1 플라스마 전극 유닛(377)과 제2 플라스마 전극 유닛(277)을 동일한 버퍼 구조 내에 격납할 수도 있다.
(변형예 8)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 8을 도 16에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 반응관(203) 내에 구성된, 버퍼 구조(300, 400) 각각의 내측의 버퍼실(237)에, 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)이 마련되어 있었다. 본 변형예에서는, 도 16에 도시하는 바와 같이, 반응관(203)의 외측에 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)이 마련되어 있다.
반응관(203)의 버퍼 구조(300)를 구성하는 부분의 벽면에는, 반응관(203)의 외면이 오목형으로 되고, 상하 방향으로 연장되는 오목부(81, 82, 83)가 등간격으로 3개 마련되어 있다. 반응관(203)의 버퍼 구조(400)를 구성하는 부분의 벽면에도, 마찬가지로 오목부(84, 85, 86)가 등간격으로 3개 마련되어 있다.
막대 형상 전극(269)과 이것을 둘러싸는 전극 보호관(275)은, 오목부(81)를 따라 배치되고, 막대 형상 전극(270)과 이것을 둘러싸는 전극 보호관(275)은, 오목부(82)를 따라 배치되고, 막대 형상 전극(271)과 이것을 둘러싸는 전극 보호관(275)은, 오목부(83)를 따라 배치되어 있다. 또한, 막대 형상 전극(369)과 이것을 둘러싸는 전극 보호관(375)은, 오목부(84)를 따라 배치되고, 막대 형상 전극(370)과 이것을 둘러싸는 전극 보호관(375)은, 오목부(85)를 따라 배치되고, 막대 형상 전극(371)과 이것을 둘러싸는 전극 보호관(375)은, 오목부(86)를 따라 배치되어 있다.
반응 가스를 공급하는 노즐(249b), 노즐(249c)은, 각각 2분기되어, 버퍼실(237)의 밖이며, 반응관(203)의 직경 방향으로 형성된 버퍼 구조(300, 400)를 구성하는 벽면을 따라 각각 배치되어 있다. 노즐(249b), 노즐(249c)의 가스 공급 구멍(250b, 250c)은, 각각 버퍼 구조(300, 400)의 인접하는 벽면에 형성된 구멍(H)을 향해서 개구되어 있다.
(변형예 9)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 9를 도 17에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 반응관(203) 내에 구성된, 버퍼 구조(300, 400) 각각의 내측의 버퍼실(237)에, 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)이 마련되어 있었다. 본 변형예에서는, 도 17에 도시하는 바와 같이, 버퍼 구조(300, 400)를 구성하는 벽을 구비하고 있지 않아, 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)이, 처리실(201) 내에 구획되지 않고 마련되어 있다.
(변형예 10)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 10을 도 18에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 변형예 8에서는, 반응관(203)의 외측의 버퍼 구조(300, 400)에 대응하는 위치에 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)을 마련했지만, 본 변형예에서는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 버퍼 구조(300, 400)를 마련하지 않는다. 즉, 변형예 8로부터 버퍼 구조(300, 400)를 제거한 구성이다.
(변형예 11)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 11을 도 19에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 버퍼 구조(300)와 버퍼 구조(400)는, 배기관(231)을 사이에 두고, 배기관(231)과 반응관(203)의 중심을 통과하는 직선에 대하여 선 대칭으로 마련되어 있다. 본 변형예에서는, 버퍼 구조(300)와 버퍼 구조(400)는, 배기관(231)을 사이에 두고, 배기관(231)과 반응관(203)의 중심을 통과하는 직선에 대하여 비대칭으로 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 배기관(231)에 대향하는 위치에 버퍼 구조(400)가 배치되고, 버퍼 구조(400)를 둘레 방향으로 사이에 두는 양 외측에, 2분기된 가스 공급관(232a)이 배치되어 있다. 또한, 버퍼 구조(300)는, 둘레 방향에 있어서 가스 공급관(232a)과 배기관(231)의 사이에 배치되어 있다. 그리고, 당해 버퍼 구조(300)에 제2 플라스마 전극 유닛(277)이 배치되고, 버퍼 구조(400)에 제1 플라스마 전극 유닛(377)이 배치되어 있다.
본 변형예에서는, 활성종의 생성량이 큰 제1 플라스마 전극 유닛(377)을 배기관(231)에 대향하는 위치에 배치하고, 활성종의 생성량이 작은 제2 플라스마 전극 유닛(277)을 배기관(231)의 측방에 마련하여, 처리실(201) 내에 공급되는 활성종의 공급량의 치우침을 조정할 수 있다.
제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)의 처리실(201) 내의 둘레 방향 위치는, 각 플라스마 전극 유닛에 의해 생성되는 활성종의 양이나, 전극의 연신 방향에서의 활성종의 양의 분포 등을 고려하여, 활성종을 사용한 처리의 기판면 내에서의 처리량의 분포(예를 들어 막 두께 분포 등) 및/또는 기판간에서의 처리량의 분포가 원하는 분포(예를 들어 균등한 분포)로 되도록, 임의로 설정할 수 있다.
(변형예 12)
이어서, 본 실시 형태의 변형예 12를 도 20에 기초하여 설명한다. 본 변형예에서, 상술한 실시 형태와 다른 부분만 이하에 설명하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태에서는, 반응관(203) 내에 구성된, 버퍼 구조(300, 400) 각각의 내측의 버퍼실(237)에, 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)이 마련되어 있었다. 본 변형예에서는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 반응관(203)의 외측에 제1 플라스마 전극 유닛(377), 제2 플라스마 전극 유닛(277)이 마련되어 있다.
반응관(203)의 배기관(231)을 사이에 둔 대향하는 양 측벽에는, 반응관(203)의 직경 방향 외측에 볼록형으로 되고 상하 방향으로 연장되는 볼록부(87, 88)가 형성되어 있다. 볼록부(87, 88) 각각의 내측에는, 공간(87A, 88A)이 구성되어 있어, 공간(87A)에 노즐(249b)이 배치되고, 공간(88A)에 노즐(249c)이 배치되어 있다. 노즐(249b), 노즐(249c)의 가스 공급 구멍(250b, 250c)은, 각각 반응관(203)의 직경 방향 내측을 향하도록 개구되어 있다.
본 변형예에서는, 변형예 6과 마찬가지로, 막대 형상 전극(269, 369)을 마련하고 있지 않다. 본 변형예의 제1 플라스마 전극 유닛(377)은, 막대 형상 전극(370, 371), 전극 보호관(275)을 포함하여 구성되고, 제2 플라스마 전극 유닛(277)은, 막대 형상 전극(270, 271), 전극 보호관(275)을 포함하여 구성되어 있다. 막대 형상 전극(370, 371)은, 볼록부(88)를 둘레 방향으로 사이에 두도록 배치되고, 막대 형상 전극(270, 271)은, 볼록부(87)를 둘레 방향으로 사이에 두도록 배치되어 있다. 본 변형예에서는, 막대 형상 전극(270, 271, 370, 371)의 단면 형상은 직사각형으로 되어 있다.
막대 형상 전극(270, 271, 370, 371)은, 단면 형상의 직사각형의 긴 변이 볼록부(87, 88)를 따르고, 짧은 변이 반응관(203)의 외주면을 따르도록 배치되어 있다. 전극 보호관(275)은, 막대 형상 전극(270, 271, 370, 371)의 반응관(203)의 벽으로 둘러싸여 있지 않은 부분을 덮도록 구성되어 있다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명하였다. 그러나, 본 개시는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
또한, 예를 들어 상술한 실시 형태에서는, 원료를 공급한 후에 반응체를 공급하는 예에 대해서 설명하였다. 본 개시는 이러한 양태에 한정되지 않고, 원료, 반응체의 공급 순서는 역이어도 된다. 즉, 반응체를 공급한 후에 원료를 공급하도록 해도 된다. 공급 순서를 바꿈으로써, 형성되는 막의 막질이나 조성비를 변화시키는 것이 가능하게 된다.
본 개시는, 웨이퍼(200) 상에 SiO막이나 SiN막을 형성하는 경우뿐만 아니라, 웨이퍼(200) 상에 실리콘 산탄화막(SiOC막), 실리콘 산탄질화막(SiOCN막), 실리콘 산질화막(SiON막) 등의 Si계 산화막을 형성하는 경우에도 적합하게 적용 가능하다.
예를 들어, 상술한 가스 외에, 혹은 이들 가스에 더하여, 암모니아(NH3) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질소(N) 함유 가스, 프로필렌(C3H6) 가스 등의 탄소(C) 함유 가스, 삼염화붕소(BCl3) 가스 등의 붕소(B) 함유 가스 등을 사용하여, 예를 들어 SiN막, SiON막, SiOCN막, SiOC막, SiCN막, SiBN막, SiBCN막, BCN막 등을 형성할 수 있다. 또한, 각 가스를 흘리는 순번은 적절히 변경할 수 있다. 이들의 성막을 행하는 경우에도, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건에서 성막을 행할 수 있고, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 이들의 경우, 반응 가스로서의 산화제에는, 상술한 반응 가스를 사용할 수 있다.
또한, 본 개시는, 웨이퍼(200) 상에, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 니오븀(Nb), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속 원소를 포함하는 금속계 산화막이나 금속계 질화막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용 가능하다. 즉, 본 개시는, 웨이퍼(200) 상에, TiO막, TiOC막, TiOCN막, TiON막, TiN막, TiSiN막, TiBN막, TiBCN막, ZrO막, ZrOC막, ZrOCN막, ZrON막, ZrN막, ZrSiN막, ZrBN막, ZrBCN막, HfO막, HfOC막, HfOCN막, HfON막, HfN막, HfSiN막, HfBN막, HfBCN막, TaO막, TaOC막, TaOCN막, TaON막, TaN막, TaSiN막, TaBN막, TaBCN막, NbO막, NbOC막, NbOCN막, NbON막, NbN막, NbSiN막, NbBN막, NbBCN막, AlO막, AlOC막, AlOCN막, AlON막, AlN막, AlSiN막, AlBN막, AlBCN막, MoO막, MoOC막, MoOCN막, MoON막, MoN막, MoSiN막, MoBN막, MoBCN막, WO막, WOC막, WOCN막, WON막, WN막, WSiN막, WBN막, WBCN막 등을 형성할 경우에도 적합하게 적용하는 것이 가능하게 된다.
이러한 경우, 예를 들어 원료 가스로서, 테트라키스(디메틸아미노)티타늄(Ti[N(CH3)2]4, 약칭: TDMAT) 가스, 테트라키스(에틸메틸아미노)하프늄(Hf[N(C2H5)(CH3)]4, 약칭: TEMAH) 가스, 테트라키스(에틸메틸아미노)지르코늄(Zr[N(C2H5)(CH3)]4, 약칭: TEMAZ) 가스, 트리메틸알루미늄(Al(CH3)3, 약칭: TMA) 가스, 티타늄테트라클로라이드(TiCl4) 가스, 하프늄테트라클로라이드(HfCl4) 가스 등을 사용할 수 있다.
즉, 본 개시는, 반금속 원소를 포함하는 반금속계 막이나 금속 원소를 포함하는 금속계 막을 형성하는 경우에 적합하게 적용할 수 있다. 이들 성막 처리의 처리 수순, 처리 조건은, 상술한 실시 형태나 변형예에 나타내는 성막 처리와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건으로 할 수 있다. 이러한 경우에도, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
성막 처리에 사용되는 레시피는, 처리 내용에 따라 개별로 준비하여, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 통해서 기억 장치(121c) 내에 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 각종 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서, 처리 내용에 따라 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1대의 기판 처리 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 박막을 범용적이면서 또한 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한, 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있어, 조작 미스를 회피하면서, 각종 처리를 신속하게 개시할 수 있게 된다.
상술한 레시피는, 새롭게 작성하는 경우에 한하지 않고, 예를 들어 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우에는, 변경 후의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 통해서 기판 처리 장치에 인스톨해도 된다. 또한, 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 된다.
200: 웨이퍼(기판)
201: 처리실
202: 처리로(기판 처리 장치)
232b: 가스 공급관(가스 공급부)
249b, 249c: 노즐(가스 공급부)
270: 막대 형상 전극(제2 기준 전극)
269: 막대 형상 전극(제4 인가 전극)
271: 막대 형상 전극(제3 인가 전극)
277: 제2 플라스마 전극 유닛
370: 막대 형상 전극(제1 기준 전극)
369: 막대 형상 전극(제1 인가 전극)
371: 막대 형상 전극(제2 인가 전극)
377: 제1 플라스마 전극 유닛
S1: 반입 스텝(기판 반입 공정, 기판 반입 수순)
S5, S6: 반응 가스 공급 스텝(기판 처리 공정, 기판 처리 수순)

Claims (22)

  1. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    기준 전위가 부여되는 제1 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되는 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극의 적어도 한쪽을 포함하고, 상기 가스를 플라스마 여기하는 제1 플라스마 전극 유닛과,
    기준 전위가 부여되는 제2 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되고 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른 제3 인가 전극을 포함하고, 상기 가스를 플라스마 여기하는 제2 플라스마 전극 유닛
    을 구비한 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 플라스마 전극 유닛은, 고주파 전력이 인가되고 상기 제3 인가 전극과 길이가 다른 제4 인가 전극을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제4 인가 전극은, 상기 제2 기준 전극과 길이가 동등한, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3 인가 전극은, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것보다도 짧은, 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제3 인가 전극은, 상기 제4 인가 전극보다도 짧은, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제3 인가 전극은, 상기 제2 기준 전극보다도 짧은, 기판 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제4 인가 전극은, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 적어도 어느 것과 길이가 동등한, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 인가 전극은, 상기 제1 기준 전극과 길이가 동등한, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 플라스마 전극 유닛은, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극을 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 인가 전극은, 상기 제1 인가 전극과 길이가 동등한, 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 인가 전극은, 상기 제1 인가 전극보다도 짧은, 기판 처리 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 제4 인가 전극은, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제4 인가 전극은, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것보다도 짧은, 기판 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제2 플라스마 전극 유닛은, 고주파 전력이 인가되고 상기 제3 인가 전극과 길이가 동등한 제4 인가 전극을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 적어도 어느 것에 고주파 전력을 공급하는 제1 고주파 전원과,
    상기 제3 인가 전극에 고주파 전력을 공급하는, 상기 제1 고주파 전원과는 다른 제2 고주파 전원을 갖는, 기판 처리 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 플라스마 전극 유닛에 고주파 전력을 공급하는 제1 고주파 전원과,
    상기 제2 플라스마 전극 유닛에 고주파 전력을 공급하는, 상기 제1 고주파 전원과는 다른 제2 고주파 전원을 갖는, 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 플라스마 전극 유닛 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛의 연신 방향에서의, 상기 제1 플라스마 전극 유닛에 인가되는 전력의 분포와 상기 제2 플라스마 전극 유닛에 인가되는 전력의 분포를 합친 분포가 균등해지도록, 상기 제1 고주파 전원 및 상기 제2 고주파 전원을 제어하는 것이 가능하게 구성된 제어부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제1 플라스마 전극 유닛 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛에 의해 상기 가스를 플라스마 여기함으로써 생성되는 활성종의 양의 분포가, 상기 제1 플라스마 전극 유닛 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛의 연신 방향에 있어서 균등해지도록, 상기 제1 고주파 전원 및 상기 제2 고주파 전원을 제어하는 것이 가능하게 구성된 제어부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1 플라스마 전극 유닛 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛은, 상기 처리실을 내측에 포함하는 반응관의 외측에 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  20. 기준 전위가 부여되는 제1 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되는 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극의 적어도 어느 것을 포함하고, 가스를 플라스마 여기하는 제1 플라스마 전극 유닛과,
    기준 전위가 부여되는 제2 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되고, 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른 제3 인가 전극을 포함하고, 상기 가스를 플라스마 여기하는 제2 플라스마 전극 유닛
    을 구비한, 플라스마 생성 장치.
  21. 기판을 처리하는 처리실과,
    기준 전위가 부여되는 제1 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되는 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극의 적어도 한쪽을 포함하는 제1 플라스마 전극 유닛과,
    기준 전위가 부여되는 제2 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되고 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른 제3 인가 전극을 포함하는 제2 플라스마 전극 유닛
    을 구비한 기판 처리 장치의 상기 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 기판 반입 공정과,
    상기 가스를 상기 제1 플라스마 전극 유닛 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛에 의해 플라스마 여기해서 활성종을 생성하고, 상기 활성종을 상기 기판에 공급해서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 공정
    을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  22. 기판을 처리하는 처리실과,
    기준 전위가 부여되는 제1 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되는 제1 인가 전극 및 제2 인가 전극의 적어도 한쪽을 포함하는 제1 플라스마 전극 유닛과,
    기준 전위가 부여되는 제2 기준 전극과, 고주파 전력이 인가되고 상기 제1 인가 전극 및 상기 제2 인가 전극의 어느 것과도 길이가 다른 제3 인가 전극을 포함하는 제2 플라스마 전극 유닛
    을 구비한 기판 처리 장치의 상기 처리실 내에 상기 기판을 반입하는 기판 반입 공정과,
    상기 가스를 상기 제1 플라스마 전극 유닛 및 상기 제2 플라스마 전극 유닛에 의해 플라스마 여기해서 활성종을 생성하고, 상기 활성종을 상기 기판에 공급해서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 공정
    을 갖는 기판 처리 방법.
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