KR20230160257A - 전극, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

전극, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 Download PDF

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KR20230160257A
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츠요시 타케다
다이스케 하라
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고, 제1 전극이 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기술이 제공된다.

Description

전극, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
본 개시(開示)는 전극, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 처리 장치의 처리실 내에 기판을 반입하고 처리실 내에 원료 가스와 반응 가스를 공급하여, 기판 상에 절연막이나 반도체막, 도체막 등의 각종 막을 형성하거나 각종 막을 제거하는 기판 처리가 수행되는 경우가 있다.
미세 패턴이 형성되는 양산 디바이스에서는, 불순물의 확산을 억제하거나 유기 재료 등 내열성이 낮은 재료를 사용할 수 있도록 하기 위해서, 저온화가 요구되는 경우가 있다.
1. 일본 특개 2007-324477호 공보
이러한 기술 요구를 충족시키기 위해서, 플라즈마를 이용하여 기판 처리를 수행하는 방법이 일반적으로 행해지고 있지만, 막을 균일 처리하는 것이 곤란한 경우가 있다.
본 개시의 목적은 보다 균일한 기판 처리를 가능하게 하는 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 보다 균일한 기판 처리를 가능하게 하는 기술을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형(縱型) 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면(縱斷面)으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에서의 A-A 단면도.
도 3의 (a)는 본 개시의 실시 형태의 전극을 전극 고정구에 설치했을 때의 사시도, 도 3의 (b)는 본 개시의 실시 형태의 히터, 전극 고정구, 전극, 전극을 고정하는 돌기부, 반응관의 위치 관계를 도시하기 위한 도면.
도 4의 (a)는 본 개시의 실시 형태에서의 제1 변형예의 전극을 전극 고정구에 설치했을 때의 사시도, 도 4의 (b)는 본 개시의 실시 형태에서의 제1 변형예의 히터, 전극 고정구, 전극, 전극을 고정하는 돌기부, 반응관의 위치 관계를 도시하기 위한 도면.
도 5의 (a)는 본 개시의 실시 형태에서의 제2 변형예의 전극을 전극 고정구에 설치했을 때의 사시도, 도 5의 (b)는 본 개시의 실시 형태에서의 제2 변형예의 히터, 전극 고정구, 전극, 전극을 고정하는 돌기부, 반응관의 위치 관계를 도시하기 위한 도면.
도 6의 (a)는 본 개시의 실시 형태의 전극의 정면도, 도 6의 (b)는 전극을 전극 고정구에 고정하는 점을 설명하는 도면.
도 7은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에서의 컨트롤러의 개략 구성도로서, 컨트롤러의 제어계의 일례를 도시하는 블록도.
도 8은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 프로세스의 일례를 도시하는 흐름도.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다. 또한 이하의 설명에서 이용되는 도면은 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 현실의 것과 반드시 일치하지 않는다. 또한 복수의 도면의 상호 간에서도 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하지 않는다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
(가열 장치)
도 1에 도시하는 바와 같이, 처리로(202)는 가열 장치(가열 기구, 가열부)로서의 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
(처리실)
히터(207)의 내측에는 후술하는 전극 고정구(301)가 배설(配設)되고, 또한 전극 고정구(301)의 내측에는 후술하는 플라즈마 생성부의 전극(300)이 배설된다. 또한 전극(300)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응관(203)이 배설된다. 반응관(203)은 예컨대 석영(SiO2)이나 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되고, 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구(開口)된 원통 형상으로 형성된다. 반응관(203)의 하방(下方)에는 반응관(203)과 동심원 형상으로 매니폴드(209)가 배설된다. 매니폴드(209)는 예컨대 스텐레스(SUS) 등의 금속에 의해 구성되고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 매니폴드(209)의 상단부는 반응관(203)의 하단부에 계합(係合)되고, 반응관(203)을 지지하도록 구성된다. 매니폴드(209)와 반응관(203) 사이에는 씰 부재로서의 O링(220a)이 설치된다. 매니폴드(209)가 히터 베이스로 지지되는 것에 의해 반응관(203)은 수직으로 설치된 상태가 된다. 주로 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통중공부(筒中空部)에는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 복수 매의 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하도록 구성된다. 또한 처리 용기는 상기의 구성에 한정되지 않고, 반응관(203)만을 처리 용기라고 부르는 경우도 있다.
(가스 공급부)
처리실(201) 내에는 제1, 제2 공급부로서의 노즐(249a, 249b)이 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 각각 설치된다. 노즐(249a, 249b)을 각각 제1, 제2 노즐이라고도 부른다. 노즐(249a, 249b)은 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 노즐(249a, 249b)에는 가스 공급관(232a, 232b)이 각각 접속된다. 이와 같이 처리 용기에는 2개의 노즐(249a, 249b)과 2개의 가스 공급관(232a, 232b)이 설치되고, 처리실(201) 내에 복수 종류의 가스를 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 또한 반응관(203)만을 처리 용기로 한 경우, 노즐(249a, 249b)은 반응관(203)의 측벽을 관통하도록 설치되어도 좋다.
가스 공급관(232a, 232b)에는 가스 흐름의 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a, 241b) 및 개폐 밸브인 밸브(243a, 243b)가 각각 설치된다. 가스 공급관(232a, 232b)의 밸브(243a, 243b)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(232c, 232d)이 각각 접속된다. 가스 공급관(232c, 232d)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(241c, 241d) 및 밸브(243c, 243d)가 각각 설치된다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 노즐(249a, 249b)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에서의 평면시에서 원환(圓環) 형상의 공간에 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방(上方)을 향하여 상승[立上]하도록 각각 설치된다. 즉 노즐(249a, 249b)은 처리실(201) 내에 반입된 각 웨이퍼(200)의 단부(주연부)의 측방에 웨이퍼(200)의 표면(평탄면)과 수직으로 각각 설치된다. 노즐(249a, 249b)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250a, 250b)이 각각 설치된다. 가스 공급공(250a)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되고, 웨이퍼(200)를 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다. 가스 공급공(250a, 250b)은 각각 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 설치된다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 반응관(203)의 측벽의 내벽과 반응관(203) 내에 배열된 복수 매의 웨이퍼(200)의 단부(주연부)로 정의되는 평면시에서 원환 형상의 세로로 긴 공간 내, 즉 원통 형상의 공간 내에 배치한 노즐(249a, 249b)을 경유하여 가스를 반송한다. 그리고 노즐(249a, 249b)에 각각 개구된 가스 공급공(250a, 250b)으로부터 웨이퍼(200)의 근방에서 처음으로 반응관(203) 내에 가스를 분출시킨다. 그리고 반응관(203) 내에서의 가스의 주된 흐름을 웨이퍼(200)의 표면과 평행한 방향, 즉 수평 방향으로 한다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해 각 웨이퍼(200)에 균일하게 가스를 공급할 수 있고, 각 웨이퍼(200)에 형성되는 막의 막 두께의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다. 웨이퍼(200)의 표면상을 흐른 가스, 즉 반응 후의 잔류 가스는 배기구, 즉 후술하는 배기관(231)의 방향을 향하여 흐른다. 단, 이 잔류 가스가 흐르는 방향은 배기구의 위치에 의해 적절히 특정되고, 수직 방향으로 한정되는 것은 아니다.
가스 공급관(232a)으로부터는 원료(원료 가스)가 MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
가스 공급관(232b)으로부터는 반응체(반응 가스)로서 예컨대 산소(O) 함유 가스가 MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
가스 공급관(232c, 232d)으로부터는 불활성 가스가 각각 MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d), 노즐(249a, 249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
주로 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의해 제1 가스 공급계로서의 원료 공급계가 구성된다. 주로 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해 제2 가스 공급계로서의 반응체 공급계(반응 가스 공급계)가 구성된다. 주로 가스 공급관(232c, 232d), MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 원료 공급계, 반응체 공급계 및 불활성 가스 공급계를 단순히 가스 공급계(가스 공급부)라고도 부른다.
(기판 지지구)
도 1에 도시하는 바와 같이 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 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 보트(217)의 하부에는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성되는 단열판(218)이 다단으로 지지된다. 이 구성에 의해 히터(207)로부터의 열이 씰 캡(219)측에 전달되기 어렵도록 이루어진다. 단, 본 실시 형태는 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 보트(217)의 하부에 단열판(218)을 설치하지 않고, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성되는 통 형상의 부재로서 구성된 단열통을 설치해도 좋다.
(플라즈마 생성부)
다음으로 플라즈마 생성부에 대해서 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한다.
반응관(203)의 외부, 즉 처리 용기[처리실(201)]의 외부에는 플라즈마 생성용의 전극(300)이 설치된다. 전극(300)에 전력을 인가하는 것에 의해 반응관(203)의 내부, 즉 처리 용기[처리실(201)]의 내부에서 가스를 플라즈마화 하여 여기시키는 것, 즉 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 것이 가능하도록 이루어진다. 이하, 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 것을 단순히 인가되는 것에 의해 반응관(203) 내, 즉 처리 용기[처리실(201)] 내에 플라즈마는 용량 결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, 약칭: CCP)를 생성시키도록 구성된다.
구체적으로는 도 2에 도시하는 바와 같이, 히터(207)와 반응관(203) 사이에, 전극(300)과 전극(300)을 고정하는 전극 고정구(301)가 배설된다. 히터(207)의 내측에 전극 고정구(301)가 배설되고, 전극 고정구(301)의 내측에 전극(300)이 배설되고, 전극(300)의 내측에 반응관(203)이 배설된다.
또한 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300) 및 전극 고정구(301)는 히터(207)의 내벽과 반응관(203)의 외벽 사이에서의 평면시에서 원환 형상의 공간에 반응관(203)의 외벽의 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 배열 방향으로 연장되도록 각각 설치된다. 전극(300)은 노즐(249a, 249b)과 평행으로 설치된다. 전극(300) 및 전극 고정구(301)는 평면시에서 반응관(203) 및 히터(207)와 동심원 형상으로 또한 히터(207)와는 비접촉이 되도록 배열, 배치된다. 전극 고정구(301)는 절연성 물질(절연체)로 구성되고, 전극(300) 및 반응관(203)의 적어도 일부를 커버하도록 설치되기 때문에, 전극 고정구(301)를 커버(석영 커버, 절연벽, 절연판) 또는 단면 원호 커버(단면 원호체, 단면 원호벽)라고도 부를 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300)은 복수 설치되고, 이것들 복수의 전극(300)이 전극 고정구(301)의 내벽에 고정되어 설치된다. 보다 구체적으로는 도 6에 도시하는 바와 같이, 전극 고정구(301)의 내벽 면에는 전극(300)을 거는 것이 가능한 돌기부(후크부)(310)가 설치되고, 전극(300)에는 돌기부(310)를 삽통 가능한 관통공인 개구부(305)가 설치된다. 전극 고정구(301)의 내벽면에 설치된 돌기부(310)에 개구부(305)를 개재하여 전극(300)을 거는 것에 의해, 전극(300)을 전극 고정구(301)에 고정하는 것이 가능하도록 이루어진다. 또한 도 3 내지 도 5에서는 1개의 전극(300-1) 당 또는 1개의 전극(300-2) 당 2개의 개구부(305)가 설치되고, 1개의 전극(300-1)당 또는 1개의 전극(300-2) 당 2개의 돌기부(310)를 거는 것에 의해 고정하는 예, 즉 1개의 전극을 2개소(箇所)에서 고정하는 예를 도시한다. 또한 도 2에서는 9개의 전극(300)을 1개의 전극 고정구(301)에 고정하고, 그 구성(유닛)이 두 쌍으로 이루어지는 예를 도시하고, 도 3에서는 8개의 전극(300-1, 300-2)을 1개의 전극 고정구(301)에 고정하는 구성(유닛)의 예를 도시한다.
전극(300)[전극(300-1, 300-2)]은 니켈(Ni) 등의 내산화 재료로 구성된다. 전극(300)을 SUS, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속 재료로도 구성할 수 있지만, Ni 등의 내산화 재료로 구성하는 것에 의해 전기 전도율의 열화를 억제할 수 있고, 플라즈마 생성 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한 전극(300)을 Al이 첨가된 Ni 합금 재료로 구성할 수도 있고, 이 경우 내열성 및 내부식성이 높은 산화피막인 알루미늄산화막(AlO막)을 전극(300)[전극(300-1, 300-2)]의 최표면(最表面)에 형성하도록 할 수도 있다. 전극(300)[전극(300-1, 300-2)]의 최표면에 형성된 AlO막은 보호막(블록 막, 배리어 막)으로서 작용하고, 전극(300)의 내부의 열화의 진행을 억제할 수 있다. 이에 의해 전극(300)[전극(300-1, 300-2)]의 전기 전도율의 저하에 따른 플라즈마 생성 효율의 저하를 보다 억제하는 것이 가능해진다. 전극 고정구(301)는 절연성 물질(절연체), 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 전극 고정구(301)의 재질은 반응관(203)의 재질과 마찬가지로 하는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 전극(300)은 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2)을 포함한다. 제1 전극(300-1)은 정합기(325)를 개재하여 고주파 전원(RF 전원)(320)에 접속되고, 임의의 전위가 인가된다. 제2 전극(300-2)은 어스에 접지(接地)되고, 기준 전위(0V)가 된다. 제1 전극(300-1)을 Hot 전극 또는 HOT 전극이라고도 부르고, 제2 전극(300-2)을 Ground 전극 또는 GND 전극이라고도 부른다. 제1 전극(300-1) 및 제2 전극(300-2)은 각각 정면시가 직사각형[矩形] 형상의 판 형상 부재로서 구성된다. 제1 전극(300)은 적어도 1개 설치되고, 제2 전극(300-2)은 적어도 1개 설치된다. 도 2, 도 3에서는 제1 전극(300-1) 및 제2 전극(300-2)의 각각이 복수 설치되는 예를 도시한다. 또한 도 3에서는 4개의 제1 전극(300-1)과 4개의 제2 전극(300-2)이 설치되는 예를 도시한다. 정합기(325)를 개재하여 RF 전원(320)으로부터 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2) 사이에 RF 전력을 인가하는 것에 의해, 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2) 사이의 영역에 플라즈마가 생성된다. 이 영역을 플라즈마 생성 영역이라고도 부른다. 또한 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극(300)[제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2)]은 처리 용기에 대하여 수직 방향[복수의 웨이퍼(200)가 적재되는 적재 방향]으로 배치되어, 평면시에서 원호 상으로 배치되고 또한 등간격으로, 즉 인접하는 전극(300)(제1 전극, 제2 전극) 사이의 거리(간극)가 같아지도록 배치된다. 또한 전극(300)[제1 전극(300-1) 및 제2 전극(300-2)]은 반응관(203)과 히터(207) 사이에 반응관(203)의 외벽을 따르도록 평면시에서 대략 원호 형상으로 배치되고, 예컨대 중심각이 30℃ 이상 240℃ 이하가 되는 원호 형상으로 형성된 전극 고정구(301)의 내벽 면에 고정되어 배치된다. 또한 전술한 바와 같이, 전극(300)[제1 전극(300-1) 및 제2 전극(300-2)]은 노즐(249a, 249b)과 평행하게 설치된다.
여기서 전극 고정구(301)와 전극(300)(제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2))을 전극 유닛이라고도 부를 수 있다. 전극 유닛은 도 2에 도시하는 바와 같이, 노즐(249a, 249b) 및 배기관(231)을 피한 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 도 2에서는 2개의 전극 유닛이 노즐(249a, 249b) 및 배기관(231)을 피하고, 웨이퍼(200)[반응관(203)]의 중심을 개재하여 대향(대면)하도독 배치되는 예를 도시한다. 또한 도 2에서는 2개의 전극 유닛이 평면시에서 직선(L)을 대칭축으로서 선대칭으로, 즉 대칭(symmetry)으로 배치되는 예를 도시한다. 전극 유닛을 이와 같이 배치하는 것에 의해, 노즐(249a, 249b), 온도 센서(263) 및 배기관(231)을 처리실(201) 내에서의 플라즈마 생성 영역 외에 배치하는 것이 가능해지고, 이들의 부재로의 플라즈마 손상, 이들의 부재의 소모, 파손, 이들의 부재로부터의 파티클의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 본 개시에서는 특별히 구별해서 설명하는 필요가 없는 경우에는 전극(300)으로서 기재하여 설명한다.
전극(300)에는 고주파 전원(320)으로부터 정합기(325)를 개재하여 예컨대 25MHz 이상 35MHz 이하, 보다 구체적으로는 주파수 27.12MHz의 고주파가 입력되는 것에 의해 반응관(203) 내에 플라즈마(활성종)(302)이 생성된다. 이렇게 생성된 플라즈마에 따라 웨이퍼(200)의 주위에서 기판 처리를 위한 플라즈마(302)를 웨이퍼(200)의 표면에 공급하는 것이 가능해진다. 또한 주파수가 25MHz 미만에서는 기판으로의 플라즈마 데미지가 크게 되고, 35MHz 초과에서는 활성종의 생성이 곤란하게 된다.
주로 전극(300), 즉 제1 전극(300-1) 및 제2 전극(300-2)에 의해 가스를 플라즈마 상태에 여기(활성화)시키는 플라즈마 생성부(플라즈마 여기부, 플라즈마 활성화 기구)이 구성된다. 전극 고정구(301), 정합기(325), RF 전원(320)을 플라즈마 생성부에 포함시켜서 생각해도 좋다.
또한 전극(300)에는 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이 후술하는 돌기 두부(頭部)(311)를 통과시키는 원형 노치부(303)와, 돌기 축부(312)를 슬라이드시키는 슬라이드 노치부(304)로부터 이루어지는 개구부(305)가 형성된다.
전극(300)은 충분한 강도를 가지도록 또한 열원에 의한 웨이퍼 가열의 효율을 현저하게 저하하지 않도록 두께는 0.1mm 이상 1mm 이하, 폭은 5mm 이상 30mm 이하가 되는 범위에서 구성되는 것이 바람직하다. 또한 히터(207)의 가열에 따른 변형 방지를 위한 변형 억제부로서의 굽힘 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이 경우 전극(300)은 반응관(203)과 히터(207) 사이에 배치되기 때문에 그 스페이스의 제약상, 굽힘각은 90°∼175°이 적절하다. 전극 표면은 열산화에 따른 피막이 형성되고, 열응력에 의해 그것이 벗겨져서 파티클이 발생할 수 있으므로, 지나치게 굽히는 것을 주의할 필요가 있다.
본 실시 형태에서는 일례로서 종형 기판 처리 장치에서 고주파 전원(320)의 주파수를 27.12MHz에서 실시하고, 길이가 1m, 두께가 1mm 로 이루어지는 전극(300)을 채택하여, CCP모드의 플라즈마를 생성한다.
예컨대 도 3에 도시하는 바와 같이 튜브 형상의 반응관의 외벽에 4개의 폭 25mm의 제1 전극(300-1)과 4개의 폭 10mm의 제2 전극(300-2)을 제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2), 제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2), ···의 순서대로 교호적으로 배치하고, 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2) 사이의 극간을 7.5mm으로 배치한다. 또한 각각의 제1 전극(300-1)은 일체 구조로 구성되어, 이하에 도시하는 도 4과 도 5의 예와 다르다. 또한 일체 구조로 구성되는 제1 전극(300-1)은 복수의 분리된 전극에 의해서 하나의 전극이 구성되는 것이 아니다.
도 4에 도시하는 바와 같이 튜브 형상의 반응관의 외벽에 8개의 폭 12.5mm의 제1 전극(300-1)과 4개의 폭 10mm의 제2 전극(300-2)을 제1 전극(300-1), 제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2), 제1 전극(300-1), 제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2), ···의 순서대로 제1 전극(300-1)과 제1 전극(300-1) 사이의 극간을 2.0mm, 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2) 사이의 극간을 6.5mm으로 배치해도 좋다. 즉 제1 전극(300-1)과 제1 전극(300-1) 사이의 거리를 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2) 사이의 거리보다 작게 한다.
또한 도 5에 도시하는 바와 같이 튜브 형상의 반응관의 외벽에 8개의 폭 12.5mm의 제1 전극(300-1)과 4개의 폭 10mm의 제2 전극(300-2)을 제1 전극(300-1), 제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2), 제1 전극(300-1), 제1 전극(300-1), 제2 전극(300-2), ···의 순서대로 제1 전극(300-1)과 제1 전극(300-1) 사이의 극간을 0mm, 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2) 사이의 극간을 7.5mm으로 배치해도 좋다. 즉 제1 전극(300-1)과 제1 전극(300-1)을 접촉시켜서 극간없이 배치한다.
도 3부터 도 5에서, 제1 전극(300-1)은 제2 전극(300-2)보다 큰 면적을 가지고, 바람직하게는 제1 전극(300-1)의 표면적의 제2 전극(300-2)의 표면적에 대한 배율을 2.5배로 하고 또한 각 양(兩) 전극의 중심 간 거리를 25mm로 한다. 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 복수의 제1 전극(300-1)이 서로 인접하는 경우는 이것들을 일체로 간주하고, 상기 표면적 및 전극의 중심 간 거리를 적용한다. 제1 전극(300-1)의 표면적의 제2 전극(300-2)의 표면적에 대한 배율을 1.5배 이상 3.5배 이하로 하는 구성이 적절하다. 또한 제1 전극(300-1)과 제2 전극(300-2)의 중심 간 거리를 13.5mm 이상 53.5mm 이하로 하는 구성이 적절하다.
배율이 1.5배 미만 또는 중심 간 거리가 13.5mm 미만의 경우에는, 양 전극 간에서 발생하는 전계가 강한 영역이 처리실(201) 외에 집중되기 때문에, 플라즈마(302)의 생성량이 적어지고 기판 처리의 효율이 나빠진다. 한편 배율이 3.5배 초과 또는 중심 간 거리가 53.5mm 초과의 경우에는, 양 전극 간에서 발생하는 전계가 강한 영역이 웨이퍼(200) 근방에 이산적으로 분포되기 때문에, 국소적으로 집중된 플라즈마(302)가 발생하고, 웨이퍼(200)에 데미지를 주고, 기판 처리의 질이 나빠진다.
상기에서 기술한 것 같이 전극(300)의 구성이 적절한 경우에는, 전극(300) 근방의 반응관(203) 내벽과 웨이퍼(200) 사이에 발생하는 전계는 균일하게 강하게 분포되기 때문에, 플라즈마(302)의 밀도가 높고 또한 균일하게 분포되고, 기판 처리의 효율과 질을 동시에 높일 수 있다. 또한 배율이 2배 이상 3배 이하 및 중심 간 거리가 23.5mm 이상 43.5mm 이하의 경우에는, 높은 효율과 질을 동시에 실현하는 것이 가능해진다.
여기서 기판 처리 시의 노(爐) 내 압력은 10Pa 이상 300Pa 이하의 범위에서 제어되는 것이 바람직하다. 이는 노 내의 압력이 10Pa보다 낮은 경우, 플라즈마의 데바이 길이보다 가스 분자의 평균 자유 공정이 길어져버려서, 노벽(爐壁)에 직접 부딪치는 플라즈마가 현저화하기 때문에, 파티클의 발생을 억제하는 것이 곤란해지기 때문이다. 또한 노 내의 압력이 300Pa보다 높은 경우, 플라즈마의 생성 효율이 포화되기 때문에 반응 가스를 공급해도 플라즈마의 생성량은 변화되지 않고, 반응 가스를 쓸데없게 소비하게 되고 동시에 가스 분자의 평균 자유 행정이 짧아지는 것에 의해 웨이퍼까지의 플라즈마 활성종의 수송 효율이 나빠져버리기 때문이다.
(전극 고정 치구)
다음으로 전극(300)을 고정하는 전극 고정 치구로서의 전극 고정구(301)에 대해서 도 3 및 도 6을 이용하여 설명한다. 도 3의 (a), (b), 도 6의 (a), (b)에서 도시하는 바와 같이, 복수 개 설치된 전극(300)은 그 개구부(305)를 만곡 형상의 전극 고정 치구인 전극 고정구(301)의 내벽면에 설치된 돌기부(310)에 걸려들게 하고, 슬라이드시켜서 고정하고, 이 전극 고정구(301)로 일체가 되도록 유닛화(후크식 전극 유닛)해서 반응관(203)의 외주에 설치된다. 또한 전극 고정구(301)와 전극(300)의 재료로서, 각각 석영과 니켈 합금을 채택한다.
전극 고정구(301)는 충분한 강도를 가지고 또한 히터(207)에 따른 웨이퍼 가열의 효율을 현저하게 저하하지 않도록 두께는 1mm 이상, 5mm 이하의 범위가 되게 구성되는 것이 바람직하다. 전극 고정구(301)의 두께가 1mm 미만이 되어버리면, 전극 고정구(301)의 자중이나 온도 변화 등에 대한 소정의 강도를 얻을 수 없어지고, 5mm보다 크게 구성하면 히터(207)로부터 방사되는 열 에너지를 흡수해버리기 때문에 웨이퍼(200)로의 열처리를 적절하게 수행할 수 없다.
또한 전극 고정구(301)는 반응관측인 내벽면에 전극(300)을 고정하기 위한 압정 형상의 고정부로서의 돌기부(310)를 복수 포함한다. 이 돌기부(310)는 돌기 두부(311)와 돌기 축부(軸部)(312)로 구성된다. 돌기 두부(311)의 최대 폭은 전극(300)의 개구부(305)의 원형 노치부(303)의 지름보다 작고, 돌기 축부(312)의 최대 폭은 슬라이드 노치부(304)의 폭보다 작다. 전극(300)의 개구부(305)는 열쇠 구멍과 같은 형상을 가지고, 이 슬라이드 노치부(304)는 상기의 돌기 축부(312)를 슬라이드 때에 유도할 수 있고 또한 이 돌기 두부(311)는 이 슬라이드 노치부(304)로부터 빠지지 않는 구조로 되어 있다. 즉 전극 고정 치구는 전극(300)이 걸리는 기둥 형상부인 돌기 축부(312)로부터 빠져버리는 것을 억제하는 선단부인 돌기 두부(311)를 구비한 고정부를 포함한다고 말할 수 있다. 또한 전술한 개구부(305)와 돌기 두부(311)의 형상은 전극(300)이 전극 고정구(301)에 걸릴 수 있으면, 도 3 및 도 6에 도시한 형상에 한정되지 않는 것은 명확하다. 예컨대 돌기 두부(311)는 햄머(hammer)나 가시와 같은 철(凸) 형상을 가져도 좋다.
전극 고정구(301) 또는 반응관(203)과 전극(300)의 거리를 일정하게 이간시키기 위해서 양자간에 스페이서나 용수철 등의 탄성체를 전극 고정구(301) 또는 전극(300)에 포함해도 좋고 또한 이것들은 전극 고정구(301) 또는 전극(300)과 일체가 된 구조를 가져도 좋다. 본 실시예에서는 도 6의 (b)에서 도시하는 바와 같이 스페이서(330)가 전극 고정구(301)와 일체가 된 구조를 가지고 있다. 이 스페이서(330)는 1개의 전극에 대하여 복수 개를 포함하는 것이 양자간의 거리를 일정하게 해서 고정하는 점에서는 효과적이다.
기판 온도 500℃ 이하로 높은 기판 처리 능력을 얻기 위해서는 전극 고정구(301)의 점유율을 중심각 30° 이상 240° 이하의 실질적 원호 형상으로 하고 또한 파티클의 발생을 피하기 위해서 배기구인 배기관(231)이나 노즐(249a, 249b) 등을 피한 배치가 바람직하다. 즉 전극 고정구(301)는 반응관(203) 내에 설치된 가스 공급부인 노즐(249a, 249b)과 가스 배기부인 배기관(231)이 설치된 위치 이외의 반응관(203)의 외주에 배치된다. 본 실시 형태에서는 중심각 110°의 전극 고정구(301)를 2대로 좌우 대칭으로 설치한다.
(스페이서)
다음으로 전극 고정 치구인 전극 고정구(301)나 반응관(203)의 외벽에 대하여 전극(300)을 일정한 거리로 고정하기 위한 스페이서(330)를 도 6의 (a), (b)에 도시한다. 예컨대 스페이서(330)는 원기둥 형상의 석영 재료로 전극 고정구(301)와 일체화되고, 전극(300)과 당접하는 것에 의해 전극(300)은 전극 고정구(301)에 고정된다. 전극 고정구(301)나 반응관(203)에 대하여 전극(300)을 일정한 거리로 고정할 수 있다면, 스페이서(330)는 어떤 형태이어도 전극(300)과 전극 고정구(301)의 어느 한 쪽과 일체화되어도 좋다. 예컨대 스페이서(330)는 반원기둥 형상의 석영 재료로 전극 고정구(301)와 일체화하여 전극(300)을 고정해도 좋고 또는 스페이서(330)는 SUS 등의 금속제 판재로 전극과 일체화하여 전극(300)을 고정해도 좋다. 어쨌든 돌기부(310)와 스페이서가 설치되기 때문에 전극(300)의 위치 결정이 용이해지고 또한 전극(300)이 열화한 경우에 전극(300)만을 교환할 수 있기 때문에 비용 저감이 된다. 여기서 스페이서(330)는 전술한 전극 유닛에 포함시켜도 좋다.
(배기부)
반응관(203)에는 도 1에 도시하는 바와 같이 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치된다. 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 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속된다. APC 밸브(244)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 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개도를 조절하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있는 밸브다. 주로 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 배기관(231)은 반응관(203)에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 노즐(249a, 249b)과 마찬가지로 매니폴드(209)에 설치해도 좋다.
(주변 장치)
매니폴드(209)의 하방에는 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 개체로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 씰 캡(219)은 매니폴드(209)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 당접되도록 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)의 처리실(201)과 반대측에는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속된다. 회전 기구(267)는 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성된다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 씰 캡(219)을 승강시키는 것에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내외에 반입 및 반출하는 것이 가능하도록 구성된다.
보트 엘리베이터(115)는 보트(217) 즉 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외에 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성된다. 또한 매니폴드(209)의 하방에는 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)을 강하시키고 있는 사이 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 개체로서의 셔터(219s)가 설치된다. 셔터(219s)는 예컨대 SUS 등의 금속에 의해 구성되어, 원반 형상으로 형성된다. 셔터(219s)의 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(220c)이 설치된다. 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 설치된다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 통전 상태를 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(263)는 노즐(249a, 249b)과 마찬가지로 반응관(203)의 내벽에 따라 설치된다.
(제어 장치)
다음으로 제어 장치에 대해서 도 7을 이용하여 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 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), SSD(Solid State Drive) 등에서 구성된다. 기억 장치(121c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 성막 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 각종 처리(성막 처리)에서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 따라 기판 처리 장치에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 프로세스 레시피를 단순히 레시피라고도 부른다. 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다. 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 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(320) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 응해서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(121a)는 판독한 레시피의 내용을 따르도록 회전 기구(267)의 제어, MFC(241a 내지 241d)에 따른 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 따른 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 따른 보트(217)의 정역(正逆)회전, 회전 각도 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 따른 보트(217)의 승강 동작, 셔터 개폐 기구(115s)에 따른 셔터(219s)의 개폐 동작, 고주파 전원(320)의 전력 공급 등을 제어하는 것이 가능하도록 구성된다.
컨트롤러(121)는 외부 기억 장치(예컨대 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리)(123)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(123)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정
전술한 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 막을 형성하는 프로세스 예에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
본 명세서에서는 도 8에 도시하는 성막 처리의 시퀀스를 편의상, 다음과 같이 나타낼 수도 있다. 이하의 변형예나 다른 실시 형태의 설명에서도 마찬가지의 표기를 이용하는 것으로 한다.
(원료 가스→반응 가스)×n
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 그 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 사용한 경우는 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 사용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 사용한 경우와 동의다.
(반입 스텝: S1)
복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)가 이동시켜져 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드) 된다. 이 상태에서 씰 캡(219)은 O링(220b)을 개재하여 매니폴드(209)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
(압력·온도 조정 스텝: S2)
처리실(201)의 내부가 원하는 압력(진공도)이 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(246)는 적어도 후술하는 성막 스텝이 종료할 때까지 사이는 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 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(207)에 따른 처리실(201) 내의 가열은 적어도 후술하는 성막 스텝이 종료할 때까지 사이는 계속해서 수행된다. 단, 성막 스텝을 실온 이하의 온도 조건 하로 수행하는 경우는 히터(207)에 따른 처리실(201) 내의 가열은 수행하지 않아도 좋다. 또한 이러한 온도 하에서의 처리만을 수행하는 경우에는 히터(207)는 불필요가 되고, 히터(207)를 기판 처리 장치에 설치하지 않아도 좋다. 이 경우, 기판 처리 장치의 구성을 간소화할 수 있다.
계속해서 회전 기구(267)에 의해 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 시작한다. 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전은 적어도 후술하는 성막 스텝이 종료할 때까지 사이는 계속해서 수행된다.
(성막 스텝: S3, S4, S5, S6)
그 후, 스텝(S3, S4, S5, S6)을 순차 실행하는 것에 의해 성막 스텝을 수행한다.
(원료 가스 공급 스텝: S3, S4)
스텝(S3)에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급한다.
밸브(243a)를 열고 가스 공급관(232a) 내에 원료 가스를 흘린다. 원료 가스는 MFC(241a)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249a)을 개재하여 가스 공급공(250a)으로 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(243c)를 열고 가스 공급관(232c) 내에 불활성 가스를 흘려도 좋다. 불활성 가스는 MFC(241c)에 의해 유량 조정되고, 원료 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
또한 노즐(249b) 내로의 원료 가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(243d)를 열고 가스 공급관(232d) 내에 불활성 가스를 흘려도 좋다. 불활성 가스는 가스 공급관(232d), 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다.
본 스텝의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
처리 온도: 실온(25℃) 내지 550℃, 바람직하게는 400℃ 내지 500℃
처리 압력: 1Pa 내지 4,000Pa, 바람직하게는 100Pa 내지 1,000Pa
원료 가스 공급 유량: 0.1slm 내지 3slm
원료 가스 공급 시간: 1초 내지 100초, 바람직하게는 1초 내지 50초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0slm 내지 10slm
또한 본 명세서에서의 「25℃ 내지 550℃」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서 예컨대 「25℃ 내지 550℃」와는 「25℃ 이상 550℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지다. 또한 본 명세서에서의 처리 온도와는 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 경우를 의미한다. 이것들은 이하의 설명에서도 마찬가지다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200)(표면의 하지막) 상에 제1 층이 형성된다. 예컨대 원료 가스로서 후술하는 실리콘(Si) 함유 가스를 이용하는 경우, 제1 층으로서 Si 함유층이 형성된다.
제1 층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫고, 처리실(201) 내로의 원료 가스의 공급을 정지한다. 이때 APC 밸브(244)를 연 상태로 하여 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 제1 층의 형성에 기여한 후의 원료 가스나 반응 부생성물 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(S4). 또한 밸브(243c, 243d)를 열고 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 퍼지 가스로서 작용한다.
원료 가스로서는 예컨대 테트라키스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS} 가스, 트리스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS} 가스, 비스(디메틸아미노)실란{Si[N(CH3)2]2H2, 약칭: BDMAS} 가스, 비스디(에틸아미노)실란{Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: BDEAS} 가스, 비스(터셔리부틸)아미노실란{SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS} 가스,(디이소프로필아미노)실란{SiH3[N(C3H7)2], 약칭: DIPAS} 가스 등의 아미노실란계 가스를 이용할 수 있다. 원료 가스로서는 이들 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
또한 원료 가스로서는 예컨대 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스나, 테트라 플루오로실란(SiF4) 가스, 디플루오로실란(SiH2F2) 가스 등의 플루오로실란계 가스나, 테트라브로모실란(SiBr4) 가스, 디브로모실란(SiH2Br2) 가스 등의 브로모실란계 가스나, 테트라요오드실란(SiI4) 가스, 디요오드실란(SiH2I2) 가스 등의 요오드실란계 가스를 이용할 수도 있다. 즉 원료 가스로서는 할로실란계 가스를 이용할 수 있다. 원료 가스로서는 이들 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
또한 원료 가스로서는 예컨대 모노실란(SiH4, 약칭: MS) 가스, 디실란(Si2H6, 약칭: DS) 가스, 트리실란(Si3H8, 약칭: TS) 가스 등의 수소화 규소 가스를 이용할 수 있다. 원료 가스로서는 이들 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
불활성 가스로서는 예컨대 질소(N2) 가스나, 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다. 이 점은 후술하는 각 스텝에서도 마찬가지다.
(반응 가스 공급 스텝: S5, S6)
성막 처리가 종료한 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 반응 가스로서의 플라즈마 여기시킨 O2 가스를 공급한다(S5).
이 스텝에서는 밸브(243b 내지 243d)의 개폐 제어를 스텝(S3)에서의 밸브(243a, 243c, 243d)의 개폐 제어와 같은 순서로 수행한다. 반응 가스는 MFC(241b)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249b)을 개재하여 가스 공급공(250b)으로부터 처리실(201) 내에 공급된다. 이때 고주파 전원(320)으로부터 전극(300)에 고주파 전력(RF 전력, 본 실시 형태에서는 주파수 27.12MHz)을 공급(인가)한다. 처리실(201) 내에 공급된 반응 가스는 처리실(201)의 내부에서 플라즈마 상태로 여기되어 활성종으로서 웨이퍼(200)에 대하여 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다.
본 스텝의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
처리 온도: 실온(25℃) 내지 550℃, 바람직하게는 400℃ 내지 500℃
처리 압력: 1Pa 내지 300Pa, 바람직하게는 10Pa 내지 100Pa
반응 가스 공급 유량: 0.1slm 내지 10slm
반응 가스 공급 시간: 1초 내지 100초, 바람직하게는 1초 내지 50초
불활성 가스 공급 유량(가스 공급관마다): 0slm 내지 10slm
RF 전력: 50W 내지 1,000W
RF 주파수: 27.12MHz
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 반응 가스를 플라즈마 상태에 여기시켜서 공급하는 것에 의해, 플라즈마 중에서 생성된 이온과 전기적으로 중성인 활성종의 작용에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 제1 유층에 대하여 개질 처리가 수행되어, 제1 층은 제2 층으로 개질된다.
반응 가스로서 예컨대 산소(O) 함유 가스 등의 산화 가스(산화제)을 이용하는 경우, O 함유 가스를 플라즈마 상태에 여기시키는 것에 의해 O 함유 활성종이 발생하고, 이 O 함유 활성종이 웨이퍼(200)에 대하여 공급된다. 이 경우, O 함유 활성종의 작용에 의해 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 제1 층에 대하여 개질 처리로서 산화 처리가 수행된다. 이 경우에서 제1 층이 예컨대 Si 함유층인 경우, 제1 층으로서의 Si 함유층은 제2 층으로서의 실리콘산화층(SiO층)으로 개질된다.
또한 반응 가스로서 예컨대 질소(N) 및 수소(H) 함유 가스 등의 질화 가스(질화제)을 이용하는 경우, N 및 H 함유 가스를 플라즈마 상태에 여기시키는 것에 의해 N 및 H 함유 활성종이 발생하고, 이 N 및 H 함유 활성종이 웨이퍼(200)에 대하여 공급된다. 이 경우, N 및 H 함유 활성종의 작용에 의해 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 제1 층에 대하여 개질 처리로서 질화 처리가 수행된다. 이 경우에서 제1 층이 예컨대 Si 함유층인 경우, 제1 층으로서의 Si 함유층은 제2 층으로서의 실리콘 질화층(SiN층)으로 개질된다.
제1 층을 제2 층으로 개질시킨 후, 밸브(243b)를 닫고, 반응 가스의 공급을 정지한다. 또한 전극(300)으로의 RF 전력의 공급을 정지한다. 그리고 스텝(S4)과 마찬가지의 처리 순서, 처리 조건에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 반응 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다(S6).
반응 가스로서는 전술한 바와 같이 예컨대 O 함유 가스나, N 및 H 함유 가스를 이용할 수 있다. O 함유 가스로서는 예컨대 산소(O2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 오존(O3) 가스, 과산화수소(H2O2) 가스, 수증기(H2O), 수산화 암모늄[NH4(OH)] 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 등을 이용할 수 있다. N 및 H 함유 가스로서는 암모니아(NH3) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스를 이용할 수 있다. 반응 가스로서는 이들 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
불활성 가스로서는 예컨대 스텝(S4)에서 예시한 각종 가스를 이용할 수 있다.
(소정 횟수 실시: S7)
전술한 스텝(S3, S4, S5, S6)을 이 순서에 따라 비동시에 즉 동기시키지 않고 수행하는 것을 1사이클로 하여, 이 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1이상의 정수), 즉 1회 이상 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에, 소정 조성 및 소정 막 두께의 막을 형성할 수 있다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉 1사이클당에 형성되는 제1 층의 두께를 원하는 막 두께보다 작게 하고, 제2 층을 적층하는 것에 의해 형성되는 막의 막 두께가 원하는 막 두께가 될 때까지, 전술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 또한 제1 층으로서 예컨대 Si 함유층을 형성하고 제2 층으로서 예컨대 SiO층을 형성하는 경우, 막으로서 실리콘 산화막(SiO막)이 형성된다. 또한 제1 층으로서 예컨대 Si 함유층을 형성하고 제2 층으로서 예컨대 SiN층을 형성하는 경우, 막으로서 실리콘 질화막(SiN막)이 형성된다.
(대기압 복귀 스텝: S8)
전술한 성막 처리가 완료되면, 가스 공급관(232c, 232d)의 각각으로부터 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 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 가스에 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀: S8).
(반출 스텝: S9)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어 매니폴드(209)의 하단이 개구되는 것과 함께, 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단에서 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후에는 셔터(219s)를 이동시켜서, 매니폴드(209)의 하단 개구가 O링(220c)을 개재하여 셔터(219s)에 의해 밀봉된다(셔터 클로즈). 처리 완료된 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부에 반출된 후, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지). 또한 웨이퍼 디스차지 후에는 처리실(201) 내에 빈 보트(217)를 반입하도록 해도 좋다.
여기서 기판 처리 시의 노 내 압력은 10Pa 이상, 300Pa 이하의 범위에서 제어되는 것이 바람직하다. 이는 노 내의 압력이 10Pa보다 낮은 경우, 플라즈마의 데바이 길이보다 가스 분자의 평균 자유 공정이 길어져버려, 노벽에 직접 부딪치는 플라즈마가 현저화하기 때문에 파티클의 발생을 억제하는 것이 곤란해지기 때문이다. 또한 노 내 압력이 300Pa보다 높은 경우, 플라즈마의 생성 효율이 포화해버리기 때문에 반응 가스를 공급해도 플라즈마의 생성량은 변화되지 않고 반응 가스를 쓸데없게 소비하게 되고 동시에 가스 분자의 평균 자유 행정이 짧아지는 것에 의해 웨이퍼까지의 플라즈마 활성종의 수송 효율이 나빠져버리기 때문이다.
(3) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 제1 전극(300-1)의 표면적을 제2 전극(300-2)의 표면적보다 크게 하고, 제1 전극(300-1)의 표면적의 제2 전극(300-2)의 표면적에 대한 배율을 소정 범위로 하는 구성에 의해 또한 제1 전극과 제2 전극의 각 중심 간 거리를 소정 범위로 하는 구성에 의해 전극(300) 근방의 반응관(203) 내벽과 웨이퍼(200) 사이에 발생하는 전계는 균일하게 강하게 분포되게 되고, 플라즈마(302)의 밀도가 높고 또한 균일하게 분포되고, 기판 처리의 효율과 질을 동시에 높이는 것이 가능해진다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명했다. 하지만 본 개시는 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
또한 예컨대 전술한 실시 형태에서는 원료를 공급한 뒤에 반응체를 공급하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 이러한 형태에 한정되지 않고, 원료, 반응체의 공급 순서는 반대라도 좋다. 즉 반응체를 공급한 뒤에 원료를 공급하도록 해도 좋다. 공급 순서를 바꾸는 것에 의해 형성되는 막의 막질이나 조성비를 변화시키는 것이 가능해진다.
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 바람직하게 적용 가능하다.
예컨대 상술한 가스 외에 또는 이 가스에 더해 암모니아(NH3) 가스 등의 질소(N) 함유 가스, 프로필렌(C3H6) 가스 등의 탄소(C) 함유 가스, 3염화붕소(BCl3) 가스 등의 붕소(B) 함유 가스 등을 이용하여 예컨대 SiN막, SiON막, SiOCN막, SiOC막, SiCN막, SiBN막, SiBCN막, BCN막 등을 형성할 수 있다. 또한 각 가스를 흘리는 순번은 적절히 변경할 수 있다. 이 성막을 수행하는 경우에서도 전술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건에서 성막을 수행할 수 있고, 전술한 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 반응 가스로서의 산화제에는 전술한 반응 가스를 이용할 수 있다.
또한 본 개시는 웨이퍼(200) 상에 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 니오브(Nb), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속 원소를 포함하는 금속계 산화막이나 금속계 질화막을 형성하는 경우에서 바람직하게 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 형성하는 경우에도 바람직하게 적용하는 것이 가능해진다.
이 경우, 예컨대 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 이용할 수 있다.
즉 본 개시는 반금속(半金屬) 원소를 포함하는 반금속계 막이나 금속 원소를 포함하는 금속계 막을 형성하는 경우에 바람직하게 적용할 수 있다. 이 성막 처리의 처리 순서, 처리 조건은 전술한 실시 형태나 변형예에 도시하는 성막 처리와 마찬가지의 처리 순서, 처리 조건으로 할 수 있다. 이 경우에서도 전술한 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
성막 처리에 이용되는 레시피는 처리 내용에 따라 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 개재하여 기억 장치(121c) 내에 격납해 두는 것이 바람직하다. 그리고 각종 처리를 시작할 때, CPU(121a)가 기억 장치(121c) 내에 격납된 복수의 레시피 중(속)에서 처리 내용에 따라 적절한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해 1대의 기판 처리 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 박막을 범용적으로 또한 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있고, 조작 미스를 회피하면서 각종 처리를 신속히 시작할 수 있게 된다.
전술한 레시피는 새로 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경하는 것에 의해 준비해도 좋다. 레시피를 변경하는 경우는 변경 후의 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 기판 처리 장치에 인스톨해도 좋다. 또한 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있었던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 좋다.
<부기>
이하, 본 개시가 바람직한 형태에 대해서 부기한다.
(부기 1)
플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 전극.
(부기 2)
플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극 간의 거리를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리보다 작게 하는 전극.
(부기 3)
플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극끼리를 접촉시키는 전극.
(부기 4)
플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 제1 전극을 구성하는 상기 복수의 전극을 간극없이 배치하는 전극.
(부기 5)
기판을 처리하는 처리 용기; 및
상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부
를 구비하고,
상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기판 처리 장치.
(부기 6)
기판을 처리하는 처리 용기; 및
임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부
를 구비하고,
상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극 간의 거리를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리보다 작게 하는 전극인 기판 처리 장치.
(부기 7)
기판을 처리하는 처리 용기; 및
임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부를 구비하고,
상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극끼리를 접촉시키는 전극인 기판 처리 장치.
(부기 8)
기판을 처리하는 처리 용기; 및
임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부
를 구비하고,
상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 제1 전극을 구성하는 상기 복수의 전극을 간극없이 배치하는 전극인 기판 처리 장치.
(부기 9)
부기 1 내지 부기 4의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 전극의 면적이 상기 제2 전극의 면적의 1.5배 이상 3.5배 이하다.
(부기 10)
부기 1 내지 부기 4, 부기 9의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8, 부기 9의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 중심 간 거리를 13.5mm 내지 53.5mm으로 한다.
(부기 11)
부기 1 내지 부기 4, 부기 9, 부기 10의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8, 부기 9, 부기 10의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서
상기 제1 전극에 고주파를 인가하는 고주파 전원의 주파수를 25MHz 내지 35MHz로 한다.
(부기 12)
부기 1 내지 부기 4, 부기 9 내지 부기 11의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8, 부기 9 내지 부기 11의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기판을 처리하는 처리 용기의 외부에 설치되고, 상기 처리 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키도록 구성된다.
(부기 13)
부기 1 내지 부기 4, 부기 9 내지 부기 12의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8, 부기 9 내지 부기 12의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 복수 설치되고, 각각이 교호적으로 배치된다.
(부기 14)
부기 1 내지 부기 4, 부기 9 내지 부기 13의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8, 부기 9 내지 부기 13의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 등간격으로 배치된다.
(부기 15)
부기 1 내지 부기 4, 부기 9 내지 부기 14의 전극 또는 부기 5 내지 부기 8, 부기 9 내지 부기 14의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기판을 처리하는 처리 용기에 대하여 수직 방향으로 배치된다.
(부기 16)
부기 5 내지 부기 8, 부기 9 내지 부기 15의 기판 처리 장치 중 어느 하나에 있어서,
상기 기판을 가열하는 가열 장치를 더 구비하고,
상기 플라즈마 생성부는 상기 처리 용기와 상기 가열부 사이에 설치된다.
(부기 17)
기판을 처리하는 처리 용기; 및 상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부를 구비하고, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기판 처리 장치의 상기 처리 용기에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 발생시키는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
(부기 18)
기판을 처리하는 처리 용기; 및 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극 간의 거리를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리보다 작게 하는 전극을 구비하는 기판 처리 장치의 상기 처리 용기에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 발생시키는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
(부기 19)
기판을 처리하는 처리 용기; 및 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부를 구비하고, 상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극끼리를 접촉시키는 전극인 기판 처리 장치의 상기 처리 용기에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 발생시키는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
(부기 20)
기판을 처리하는 처리 용기; 및 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부를 구비하고, 상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 제1 전극을 구성하는 상기 복수의 전극을 간극 없이 배치하는 전극인 기판 처리 장치의 상기 처리 용기에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 발생시키는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
(부기 21)
부기 17에서의 각 순서(각 공정)를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램 또는 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
(부기 22)
부기 18에서의 각 순서(각 단계)를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램 또는 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
(부기 23)
부기 19에서의 각 순서(각 단계)를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램 또는 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
(부기 24)
부기 20에서의 각 순서(각 단계)를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램 또는 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
300: 전극 300-1: 제1 전극
300-2: 제2 전극

Claims (15)

  1. 플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극의 면적이 상기 제2 전극의 면적의 1.5배 이상 3.5배 이하인 전극.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 중심 간 거리를 13.5mm 이상 53.5mm 이하로 하는 전극.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극에 고주파를 인가하는 고주파 전원의 주파수를 25MHz 내지 35MHz로 하는 전극.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기판을 처리하는 처리 용기의 외부에 설치되고, 상기 처리 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키도록 구성되는 전극.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 복수 설치되고, 각각이 교호적으로 배치되는 전극.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 복수 설치되고, 등간격으로 배치되는 전극.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 처리 용기 내에 수용되는 복수의 기판의 적재 방향으로 배치되는 전극.
  9. 플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극 간의 거리를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리보다 작게 하는 전극.
  10. 플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극끼리를 접촉시키는 전극.
  11. 플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 제1 전극을 구성하는 상기 복수의 전극을 간극 없이 배치하는 전극.
  12. 기판을 처리하는 처리 용기; 및
    상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부
    를 구비하고,
    상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판을 가열하는 가열부를 더 구비하고,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 처리 용기와 상기 가열부 사이에 설치되는 기판 처리 장치.
  14. 기판을 처리하는 처리 용기; 및 상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부를 구비하고, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기판 처리 장치의 상기 처리 용기에 상기 기판을 반입하는 공정; 및
    상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 발생하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 기판을 처리하는 처리 용기; 및 상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 임의의 전위가 인가되는 적어도 1개의 제1 전극과 기준 전위가 주어지는 적어도 1개의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 생성부를 구비하고, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 큰 면적을 가지는 일체 구조인 기판 처리 장치의 상기 처리 용기에 상기 기판을 반입하는 단계; 및
    상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 발생시키는 단계
    를 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램.
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