KR100297284B1 - 처리장치및드라이크리닝방법 - Google Patents

처리장치및드라이크리닝방법 Download PDF

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KR100297284B1
KR100297284B1 KR1019950026563A KR19950026563A KR100297284B1 KR 100297284 B1 KR100297284 B1 KR 100297284B1 KR 1019950026563 A KR1019950026563 A KR 1019950026563A KR 19950026563 A KR19950026563 A KR 19950026563A KR 100297284 B1 KR100297284 B1 KR 100297284B1
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무라카미세이시
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기리야마겐지
테루.엔지니아링구가부시끼가이샤
히가시 데쓰로
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Abstract

드라이 크리닝기능을 가지는 막형성장치는, 피처리체를 수용하는 처리실과, 처리실 내에 피처리체에 금속 또는 금속화합물을 막형성하기 위한 처리가스를 도입하는 처리가스 공급계와, 피처리체에 처리가스 중의 성분을 퇴적시켜서 막형성하는 가열장치와, 이 막형성처리에 의해서 처리용기 내에 부착한 금속 또는 금속화합물을 크리닝한다. 삼염화 질소(NCl3)를 함유하는 크리닝가스, 또는 삼불화 염소(ClF3) 또는 삼불화 질소(NF3)와 같은 불화물을 처리실 내로 도입하기 위한 크리닝가스 공급계와, 알콜을 함유하는 크리닝 후처리가스를 처리실 내로 도입하는 후처리가스 공급계를 구비한다.

Description

처리장치 및 드라이 크리닝 방법
제 1 도는, 본 발명의 제 1의 실시형태에 관한 낱장식의 저항가열형 CVD장치의 기술구성을 나타내는 단면도,
제 2 도는, 본 발명의 제 2의 실시형태에 관한 낱장식의 램프가열형 CVD장치의 개략구성을 나타내는 단면도,
제 3 도는, 본 발명의 제 3의 실시형태에 관한 배치식 CVD장치의 개략구성을 나타내는 단편도,
제 4 도는, 본 발명의 제 4의 실시형태에 관한 멀티챔버방식의 막형성처리시스템을 나타내는 개략구성을 나타내는 평면도,
제 5 도는, 제 4 도의 장치의 일부를 절취하여 나타내는 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : CVD 장치 2, 102 : 처리실
2a, 40, 121 : 측벽 3 : 천정면
5 : 힌지부 6 : 샤워헤드
7, 131 : 처리가스 공급관 8, 108 : 처리가스원
9a, 109a : 세정가스원 9b, 109b : 질소가스원
9c, 109c : 불활성가스원 90, 109d : 이소프로필 알콜
10, 110, 222 : 유량제어기 11 : 가스분출구
15 : 배기장치 16, 224 : 배기관
17 : 파티클 카운터 20 : 지지체
21 : 바닥판 22 : 냉각수통
23 : 냉각수 파이프 25, 141, 215a : 얹어놓는대
26d : 절연체
26a, 26b, 26c, 122, 126, 134, 213 : 히터
26e : 발열체 27 : 단열벽
30 : 정전척 31, 32 : 절연필름
33 : 도전막 35 : 전열매체 공급관
36 : 유로 37 : 온도센서
38 : 검지부 41 : 리프터
42, 43 : 얹어놓는부재 44, 45 : 지지기둥
46 : 지지판 47, 48 : 벨로우즈
51 : 게이트 밸브 52 : 로드록실
53 : 배기관 54 : 반송아암
55 : 반송장치 62, 212 : 반응관
64, 214 : 웨이퍼 보우트 66 : 흡기구
70, 220 : 가스도입관 77, 227 : 뚜껑체
105 : 링부재 121a : 돌출부
121b : 천장벽 123 : 배기구멍
124 : 바닥벽 125 : 퍼지가스 공급로
132 : 가스 도입실 134 : 가열수단
142 : 얹어놓는대 지지틀 144 : 상하기구
151 : 누름링부 152 : 접촉부
161 : 투과창 162 : 가열실
163 : 가열램프 164, 165 : 회전판
166 : 회전축 167 : 회전기구
168 : 냉각 에어 도입구 210 : 기초대
211 : 노체 215 : 승강기구
216 : 배기구 217 : 매니홀드
218 : 흡기팬 226 : 보온통
302A : 제 1 진공 처리장치 302B : 제 2 진공 처리장치
302C : 제 3 진공 처리장치 304, 308 : 옮겨싣는실
306A : 제 1 예비진공실 306B : 제 2 예비진공실
310A : 제 1 카세트실 310B : 제 2 카세트실
312 : 카세트 스테이지 314 : 웨이퍼 카세트
315 : 반출입 로보트 316 : 제 1 반송아암
318 : 회전 스테이지 320 : 제 2 반송아암
330 : 처리가스 공급계 331, 340 : 크리닝가스 공급계
332, 341 : 진공 배기계
본 발명은, 예를 들면 반도체 웨이퍼에 금속 또는 금속화합물막의 막형성장치등의 처리장치 및 그 드라이 크리닝방법에 관한 것이다.
종래로 부터, 반도체 웨이퍼의 제조 프로세스에 있어서, 피처리체인 반도체 웨이퍼에 대해서, 감압 CVD 장치 등의 처리장치를 이용하여 티탄이나 티탄 나이트라이드 등의 금속 또는 그 화합물이 막형성 처리되고, 이들이 가령 반도체 소자의 배선층으로서 사용되고 있다.
이러한 금속 또는 금속화합물의 막형성공정에서는, 소정의 감압분위기로 조정된 처리실 내의 얹어놓는대 위에 반도체 웨이버를 얹어놓고, 그 얹어놓는대에 내장된 가열원에 의해 피처리체를 소정의 온도에 까지 가열함과 동시에, 처리가스 도입구로 부터 상기 금속 또는 금속화합물을 포함하는 처리가스를 도입하므로써 막형성처리가 이루어진다.
그런데, 상기와 같은 막형성처리를 실시하면, 피처리체 뿐아니라 처리용기의 내벽이나 그 외의 도구류에도 금속 또는 금속화합물의 막이 입혀붙여진다. 이 처리용기 등에 입혀붙여진 막은, 이윽고 막벗겨짐 등에 의해 파티클을 발생시키고, 이들 파티클이 비산하여 피처리체에 부착하여, 피처리체의 수율을 저하시킬 우려가 있다.
그렇기 때문에, 일정 빈도로 처리실 내에 대해서, HF 응액등의 크리닝 용액에 의싼 웨이퍼세정, 혹은 NF3가스나 CIF3가스 등의 크리닝가스에 의한 드라이세정을 실시하고 있다.
특히, 티탄이나 티탄 나이트라이드와 같은 금속 또는 그 화합물에 대해서는, 종래로 부터, NF3가스나 Cl2가스에 의한 플라즈마 크리닝이 이루어지고 있다.
그러나, 이러한 플라즈마 크리닝에서는, 활성종이 존재하는 플라즈마 영역에서른 양호한 크리닝 효과를 얻을 수 있지만, 그 외의 부분에 있어서는 충분한 크리닝 효과를 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 특히, 낱장식의 막형성장치라면, 처리실의 용적이 작으므로, 플라즈마 크리닝을 실시하는 것이 가능하지만, 배치(batch)식의 막형성장치의 경우에는, 반응응기의 용적이 커지기 때문에 필요한 장소 전부체 대해서 균일하게 플라즈마 크리닝을 하는 것은 곤란하다.
이에 대해서, 플라즈마가 없는 건식 크리닝방법으로서 CIF3가스를 사용하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 이 방법은 크리닝을 할 필요가 있는 장소 전부를 승온할 필요가 있으므로, 막형성용의 가열수단과는 별개로, 크리닝용의 가열수단을 설치해야 하여, 장치구성이 복잡해지는 데다가, 부재에 따라서는 승온에 의해 손상을 입을 우려가 있어 문제가 되고 있다.
또, 티탄이나 티탄 나이트라이드를 불소화합물, 가형 NF3나 ClF3등의 크리닝 가스로 크리닝한 경우에는, 예를 들면,
6TiN + 8NF3→6TiF4+ 7N2의 반응식에 따라서 생성하는 티탄의 불화물(TiF4)의 증기압이 낮으므로, 처리실 내에 잔류하여 오염의 원인이 된다. 따라서, 그 대책이 문제가 되고 있다.
본 발명의 목적은, 상온에서 처리가 가능하고, 장치에 대한 손상을 극히 작게 억제하는 것이 가능하며, 게다가 오염의 원인이 되는 불화물을 생성하지 않는 드라이 크리닝을 실시할 수 있는 처리장치 및 그 드라이 크리닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 티탄이나 티단 나이트라이드를 불소계의 가스, 가령 NF3나 CIF3등으로 크리닝한 경우라도, 그 반응생성물인 불화물을 상온에서 용이하게 다른 물질로 변환하여 제거하는 것이 가능한 처리장치 및 그 드라이 크리닝방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1의 관점에 의하면, 피처리체를 수용하는 처리실과,
처리실 내에 피처리체에 대해서 처리를 하기 위한 처리가스를 도입하는 처리가스 도입수단과,
피처리체에 대해서 처리를 하기 위한 처리수단과,
상기 처리에 의해 처리용기 내에 부착한 금속 또는 금속화합물을 크리닝하는, 삼염화질소(NCl3)를 포함하는 크리닝가스를 상기 처리실 내에 도입하기 위한 크리닝가스 도입수단을 구비하는 처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 2의 관점에 의하면, 피처리체를 수용하는 처리실과,
처리실 내에 피처리체에 대하여 금속 또는 금속화합물을 막형성하기 위한 처리가스를 도입하는 처리가스 도입수단과,
피처리체에 처리가스 중의 성분을 퇴적시켜서 막형성하는 막형성수단과,
상기 처리에 의해 처리용기 내에 부착한 금속 또든 금속화합물을 크리닝하는, 삼염화질소(NCl3)를 포함하는 크리닝가스를 상기 처리실 내에 도입하기 위한 크리닝가스 도입수단을 구비하는 처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 3의 관점에 의하면, 피처리체를 수용하는 처리실과,
처리실 내에 피처리체에 대해서 처리를 하기 위한 처리가스를 도입하는 처 리 가스 도입수단과,
피처리체에 대해서 처리를 하기위한 처리수단과,
상기 처리에 의해 처리용기 내에 부착한 금속 또는 금속화합물을 크리닝하는, 불소를 포함하는 크리닝가스를 상기 처리실 내에 도입하기 위한 크리닝 가스 도입수단과,
알콜을 포함하는 크리닝 후 처리가스를 상기 처리실 내에 도입하는 후처리가스 공급수단을 구비하는 처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 4의 관점에 의하면, 피처리체를 수용하는 처리실과,
처리실 내에 피처리체에 금속 또는 금속화합물을 막형성하기 위한 처리가스를 도입하는 처리가스 도입수단과,
피처리체에 처리가스 중의 성분을 퇴적시켜서 막형성하는 막형성수단과,
상기 처리에 의해 처리용기 내에 부착한 금속 또는 금속화합물을 크리닝하는, 불소를 포함하는 크리닝가스를 상기 처리실 내에 도입하기 위한 크리닝 가스 도입 수단과,
알콜을 포함하는 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내에 도입하는 후처리 가스 공급수단을 구비하는 처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 5의 관점에 의하면, 처리실 내에 수용된 피처리체에 대해서 처리를 하는 처리장치의 드라이 크리닝방법으로서,
처리 후의 처리실 내에 삼염화질소(NCl3)를 포함하는 크리닝가스를 도입하는 공정과,
이 크리닝가스를, 상기 처리에 의해서 처리용기 내에 부착한 금속 또는 금속화합물과 반응시키는 공정을 포함하는 드라이 크리닝 방법이 제공된다.
본 발명의 제 6의 관점에 의하면, 처리실 내에 수용된 피처리체에 대해서 처리를 하는 처리 장치의 드라이 크리닝 방법으로서,
처리 후의 처리실 내에 불화물을 포함하는 크리닝 가스를 도입하는 공정과,
이 크리닝 가스를, 상기 처리에 의해 처리용기 내에 부착한 금속 또는 금속화합물과 반응시키는 공정과,
그 후에, 상기 처리실에 알콜을 포함하는 크리닝 후처리가스를 공급하는 후처리공정을 포함하는 드라이 크리닝 방법이 제공된다.
예를 들면, 티탄이나 티탄 나이트라이드와 같은 금속 또는 금속화합물을 막형성처리하는 경우에는, 이것들이 처리용기의 내벽이나 그 외의 도구류에 입혀붙인다. 이러한 피착물(被着物)을 제거하기 위한 크리닝 가스로서 본 발명제에서는 삼염화질소를 포함하는 크리닝 가스를 이용한다. 이 경우에는, 가령
6TiN + BNCl3→6TiCl4+ 7N2
로 나타내는 화학반응에 의해, 반응생성물로서 염화물이 생성하고, 오염의 원인이 되는 불화물이 생성되지 않는다. 또, 반응생성물인 염화물의 비등점은, 티탄이나 티탄 나이트라이드를 불소계의 크리닝 가스에 의해 처리한 경우의 반응생성물인 불화물보다도 낮다. 예를 들면, TiF4의 비등점은 284℃인데 대해서, 삼염화질소를 포함하는 크리닝 가스에 의해 처리한 경우의 반응생성물인 TiCl4의 비등점은 136.4℃이다. 이와 같이, 삼염화질소를 포함하는 크리닝 가스로 처리했을 때에 생성하는 반응생성물인 TiCl4는 비등점이 낮고, 용이하게 기상화(氣相化)하므로, 처리실 내에 퇴적하지 않고 제거가 가능하다.
삼염화질소는 반응성이 강하고, 어느 정도의 위험성을 수반하는 가스인데, 삼염화질소에 질소가스를 첨가하므로써, 크리닝 가스에 의한 반응계의 평형을 반대로 작용시켜서, 반응을 억제하는 것이 가능하다. 게다가, 크리닝 가스에 불활성가스, 가령 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(Ra) 등늘 함유시키므로써 희석하고, 반응성을 조정하는 것도 가능하다.
또, 이러한 크리닝 가스는, 티탄이나 티탄 나이트라이드에 한정되지 않고, 그 염화물의 증기압이 그 불화물의 증기압조다도 높은 금속 또는 그 화합물에 대해서 적용하는 것이 가능하며, 가령 텅스텐(W), 텅스텐 나이트라이드(W2N, WN2, W2N3), 탄탈(Ta), 탄탈 나이트라이드(TaN), 알루피늄(Al) 등을 들 수 있다.
이상은, 불화물을 생성하지 않는 드라이 크리닝 방법에 관하여 나타냈는데, 불화물이 생성해도 상온에서 용이하게 다른 물질로 변환하여 제거할 수 가 있으면 좋다. 따라서, 본 발명의 다른 방법에서는, 불화물, 예를 들면 삼불화염소(ClF3)나 삼불화질소(NF3)를 포함하는 크리닝 가스를 이용하여 크리닝을 한 경우의 반응생성물인 불화물 가형 TiF4을 후처리에 의해 다른 물질로 변환하여 제거한다.
크리닝 가스로서 불화물을 이용하는 경우에는, 가령
6TiN + 8NF3→6TiF4+ 7N2
로 나타내는 화학반응에 의해 반응생성물로서 불화물(TiF4)이 생성한다. 상술한 바와 같이 불화물의 비등점은 높고, 가령 TiF4의 비등점은 284℃ 이므로, 그대로는 기상화하기 어렵다. 그러나, 본 실시형태에서는 후처리로서, 알콜류, 가령 이소프로필 알콜(IPA)을 상기 처리실 내에 도입한다. 이에 의해, 불화물을 증기압이 높은 알콕시드로 전환할 수가 있다.
예를 들면, TiFX + IPA →Ti(-OR)4+ 4HF
로 나타내는 화학반응에 의해, 비등점이 284℃인 사불화티탄(TiF4)은, 비등점이 58℃인 리트라 이소프로폭시티탄(Ti(1-OC3H7)4으로 변환된다. 변환후의 알콕시드는 증기압이 높크므로, 용이하게 기상화하여, 처리실 외로 배기하는 것이 가능하다.
이와 같이, 불소계 가스를 크리닝 가스로서 사응하는 경우로서도, 크리닝가스나, 그 후처리에서 사응되는 알콜류에, 질소가스나, 불활성 가스, 가령 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(Ra) 등을 함유시키므로써 희석하고, 반응성을 조정하는 것이 가능하다.
또, 이 크리닝 가스도 금속 또는 그 화합물로서는, 티탄이나 티탄 나이트 라이드에 한정되지 않고, 그 불소계 가스에 의해 크리닝 한 후의 반응 생성물이 후처리의 알콜류와 반응하고, 증기압이 그 생성물보다도 높은 알콕시드로 변환하는 금속 또는 그 화합물에 대해서 적응하는 것이 가능하며, 예를 들면 텅스텐(W), 텅스텐 나이트라이드(W2N, WN2, W2N3), 탄탈(Ta), 탄탈 나이트라이드(TaN), 알루미늄(Al) 등을 들수 있다.
또, 알콜류로서는, IPA에 한정되지 않고 다른 알콜류로서도 적용가능하다. 그 중에서도 IPA의 외에, 메틸 알콜, 에틸 알콜, 부틸 알콜 등의 저급 알콜을 적절하게 이용할 수가 있다.
또한, 크리닝 가스로서 NCl3를 이용하는 경우에도, 후처리로서 알콜류를 첨가하는 벗이 가능하며, 이 경우에도 알콕시드가 생성된다. 따라서, 퇴적하기 쉬운 염화물 가령 WCl6가 형성되는 경우에는, 염화물을 이와 같이 알콕시드로 변환시키면, 용이하게 기상화하여 처리실 외로 배기하는 것이 가능하다.
다음에, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명을 낱장식의 CVD 장치에 적용한 바람직한 실시형태에 관하여 상세하게 설명한다.
[제 1의 실시형태]
제 1 도는 본 발명의 제 1의 실시형태에 관한 낱장식의 저항가열형 CVD 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이 CVD 장치는, 소정의 감압 분위기에까지 진공흡인이 가능하며, 피처리체, 가령 반도체 웨이퍼(W)에 막형성처리를 하기 위한 거의 원통형상의 처리실(2)을 가지고 있다. 처리실(2)의 측벽(2a)은 다령 알루미늄 등으로 구성되고, 그 내부에는 히터(26a)가 설치되어 있고, 막형성처리시나 후술하는 크리닝시에, 측벽(2a)을 소망의 온도, 가령 상온에서 250℃에 까지 승온시키는 것이 가능하다.
처리실(2)의 천정면(3)은, 힌지부(5)를 통하여 위쪽에 개방이 자유롭게 구성된다. 이 천정면(3)의 중앙에는, 중공의 원통형상으로 이루어지는 샤워헤드(6)가 기밀하게 설치된다. 이 샤워헤드(6)의 상부에 처리가스 공급관(7)이 접속되고, 처리가스원(8)으로 부터 유량제어기(MFC)(10)을 통하여, 소정의 프로세스가스, 가령 사염화티탄 + 불활성가스 등의 막형성용 처리가스가 샤워 헤드(6)에 도입 된다.
또 상기 유량제어기(MFC)(10)에는 세정가스원(9a), 질소가스원(9b), 불활성가스원(9c) 및 이소프로필 알콜(IPA)원(96)의 크리닝용의 가스원이 접속되어 있고, 밸브(V)를 처리가스원(8)으로 부터 크리닝용 가스원측으로 전환하므로써, 드라이 크리닝시에는, 소정의 크리닝 가스를 상기 처리실(2) 내에 도입하는 것이 가능하다.
또한, 가스원(8, 9a, 9b, 9c, 96)는 유량조절밸브(V1∼ V5)에 의해 각각 유량조절이 가능하게 되어 있다.
본 실시형태에서 사용되는 크리닝 가스는, 예를 들면 다음과 같은 가스이다.
(1) 삼염화질소(NCl3)를 포함하는 크리닝 가스
(2) 불화물, 가령 삼불화염소(ClF3)나 삼불화질소(NF3)를 포함하는 크리닝 가스
상기 (1)로서는 전형적으로는
(a) 실질적으로 삼염화질소(NCl3)로 구성된 크리닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝 가스
(C) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성 가스로 구성된 크리닝 가스의 세가지의 경우를 들 수 있다.
가스원(9a)은, 상기 (1)의 (a)∼(c)의 경우에는 NCl3, 상기 (2)의 경우에는 ClF3나 NF3등의 불화물이다. 가스원(9b) 및 (9C)는 각각 질소가스원 및 불활성가스원으로 이것들은 가령 상기 (b), (c)의 경우에 이용된다. 또, IPA원(96)은, 후술하는 바와 같이, 불화물에 의한 크리닝후에, 후처리로서 IPA를 처리실(2) 내에 도입하기 위해 이용된다.
또한 상기 샤워헤드(6)의 아래면, 즉 후술하는 얹어놓는대(25)와의 대향면에는, 가스분출구(11)가 복수개 뚫어 설치되어 있고, 상기 처리가스 도입관(7)으로 부터 샤워헤드(6) 내에 도입된 처리가스는, 이들 가스분출구(11)를 통하여, 처리실(2) 내의 얹어놓는대(25)를 향하여 균등하게 분출된다. 또, 샤워헤드(6)에는 히터 등의 가열장치(26b)가 내장되어 있고, 막형성처리시나 크리닝 처리시에 샤워헤드(6)를 소정의 온도, 가령 250℃ 까지의 온도로 승온시키는 것이 가능하다.
처리실(2)의 바닥부 근방에는, 진공 펄프 등의 배기장치(15)로 통하는 배기관(16)이 설치되고, 그 배기관(16)의 도중에 상기 처리실(2) 내로 부터 배기되는 분위기 중에 비산하고 있는 파티클의 개수를 계수하는 가령 레이져 카운터 등으로 이루어지는 파티클 카운터(17)가 설치된다. 이 배기장치(15)의 가동에 의해, 상기 처리실(2)은, 소정의 감압 분위기, 가령 10-6Torr 로 설정, 유지가 가능하다. 또한, 이 배기장치(15)로서는, 오일이 없는 드라이 펌프를 이용하는 것이 바람직하다. 이것은 크리닝 가스로서 삼염화질소를 이용하기 때문에, 통상의 오일을 사용하는 진공펌프를 이용한 경우에는, 펌프 오일의 열화나 오일중에 혼입한 염소에 의한 펌프 본체의 열화를 초래할 가능성이 높기 때문이다.
처리실(2)의 바닥부는, 거의 원통형상의 지지체(20)에 의해 지지된 바닥판(21)에 의해 구성된다. 이 바닥판(?1)의 내부에는 냉각수통(22)이 설치되어 있고, 냉각수 파이프(23)에 의해 공급되는 냉각수가, 이 냉각수통(22) 내를 순환한다.
얹어놓는대(25)는 상기 바닥판(21)의 윗면에 히터등의 가열장치(26c)를 통하여 설치되고, 게다가 이들 히터(26c) 및 얹어놓는대(25)의 주위는, 단열벽(27)에 의해 들러싸여 있다. 상기 얹어놓는대(25)의 위에는 가령 반도체 웨이퍼 등의 피처리체(W)가 얹어놓인다. 상기 단열벽(27)은, 그 표면에 거울면 처리되어 주위로 부터의 방사열을 반사하는 것이 가능하며, 이에 의해 단열을 도모할 수가 있다.
상기 히터(26c)는, 절연체(266)와, 그 중에 매설된 거의 띠형상의 발열체(26e)로 구성되고, 이 발열체(26e)는 소정의 패턴, 가령 소용돌이형상을 가지고 있다. 이 발열체(26e)에 처리실(2) 외부에 설치된 도시하지 않은 교류전원으로 부터 전압이 인가되므로써, 히터(26c)가 소정의 온도, 예를 들면 400℃ ∼ 2000℃ 까지 발열하고, 상기 얹어놓는대(25) 위에 얹어놓인 피처리체(W)를 소정의 온도, 가령 800℃ 로 유지하는 것이 가능하다.
상기 얹어놓는대(25)의 윗면에는, 피처리체(W)를 흡착, 유지하기 위한 정전척(30)이 설치되어 있다. 이 정전척(30)은, 폴리이미드 수지등의 고분자 절연재료로 이루어지는 2 매의 절연 필름(31),(32)와, 그 사이에 끼워진 동박 등의 도전막(33)으로 구엉되어 있고, 표면측의 절연필름(31)에 피처리체(W)가 얹어놓인다. 도전막(33)에는, 도시하지 않은 가변 직류전압원이 접속되어 있고, 이 직류전압원으로 부터 도전막(33)에는, 고전압을 인가하므로써 상기 정전척(30)의 절연필름(31)의 윗면에 피처리체(11')가 쿨롱의 힘에 의해 흡착유지 된다.
이상의 구성을 가지는 얹어놓는대(25)에는, 그 중심구에 상기 바닥판(21)을 관통하는 전열매체 공급관(3i)이 끼워넣어지고, 게다가 이 전열매체 공급관(35)의 앞끝단에 접속된 유로(36)를 통하여 공급된 가령 He 가스 등의 전열매체가, 상기 정전척(30)의 얹어놓는면에 얹어놓인 피처리체(11')의 뒷면에 공급되도록 구성되어 있다.
또, 상기 앉어놓는대(25) 중에는, 온도센서(37)의 검지부(38)가 위치되어 있고, 이에 의해 얹어놓는대(25) 내부의 온도가 순차검출된다. 이 온도센서(37)는 제어장치(도시생략)에 접속되어 있고, 이 제어장치는 온도센서(37)로 부터의 검출신호에 의거하여, 상기 히터(26)에 급전되는 교류전원의 파워 등을 제어한다. 이에 의해, 얹어놓는대(25)의 얹어놓는면의 온도가 소망의 값으로 컨트롤된다.
또, 상기 단열벽(27)의 극면 바깥둘레와, 상기 바닥판(21)의 측면 바깥둘레, 및 상기 지지체(20)의 측면 바깥둘레와, 상기 처리실(2)의 측벽(40) 안둘레에 의해 창출되는 거의 고리형상의 공간 내에는, 상기 얹어놓는대(25)의 얹어놓는면에 얹어놓이는 피처리체(W)를 리프트업-리프트다운시키기 위한 리프터(41)가 설치되어 있다.
이 리프터(41)의 상부는, 원반형상으로 형성된 피처리체(U')의 둘레의 곡률에 적합한 한쌍의 반고리형상의 얹어놓는부재(42), (43) 및 해당 각 얹어놓는부재(42), (43)의 아래면에 수직으로 설치되어 있는 지지기등(44), (45)에 의해 구성되며, 피처리체(W)는, 이들 각 얹어놓는부재(42), (43)의 안둘레 둘레부에 설치된 적절한 걸림부상에 얹어놓인다. 리프터(41)의 하부구성은, 제 1 도에 나타낸 바와 같이, 상기 각 지지기등(44), (45)의 아래끝단부가, 상술한 단열벽(12)의 측면 바깥둘레 등에 의해 창출되는 상술한 거의 고리형상의 공간 내의 바닥부를 기밀하게 폐쇄하고 있는 고리형상의 지지판(46)을 상하운동이 자유롭게 관통하고, 모터 등의 승강 구동기구(도시생략)에 접속되어 있고, 해당 승강구동기구의 작동에 의해, 제 1 도에 나타낸 왕복 화살표와 같이 상하운동된다. 또 처리실(2) 내에서의 상기 지지판(46)과 상기 지지기등(44), (45)과의 관통개소에는, 각각 벨로우즈(47), (48)가 개재하고 있어, 이들 각 벨로우즈(47), (48)에 의해, 상기 처리실(2) 내의 기밀성은 확보된다.
이상과 같은 구성을 가지는 처리실(2)의 바깥쪽에는, 게이트 밸브(51)를 통하여 기밀하게 구성된 로드록실(52)이 설치되어 있고, 그 바닥부에 설치된 배기관(53)으로 부터 진공흡인되고, 이 로드록실(52) 내도, 상기 처리실(2)과 마찬가지로, 소정의 감압 분위기, 가령 10-6Torr로 설정, 유지가 가능하게 되어 있다.
이 로드록실(i2)의 내부에는, 게이트 밸브를 통하여 인접하고 있는 카세트 수납실(도시생략) 내의 카세트와, 상기 처리실(2) 내의 상기 얹어놓는대(25)와의 사이베서 피처리체(W)를 반송시키는 반송아암(54)을 구비한 반송장치(55)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성되는 막형성장치의 막형성처리시의 동작에 관하여 설명한다.
처리실(2)과 로드록실(52)이 동일 감압 분위기가 된 시점에서, 게이트 밸브(51)가 개방되고, 막형성처리되는 피처리체(W)는 반송장치(55)의 반송아암(54)에 의해, 처리실(2) 내의 얹어놓는대(25)의 위쪽에 까지 반입된다.
이 때 리프터(41)의 각 얹어놓는부재(42), (43)는 상승하고 있고, 피처리체(W)는 이들 각 얹어놓는부재(42), (43)의 안둘레 둘레부의 걸림부상에 얹어놓인다. 이 후, 반송아암(54)은 로드록실(52) 내에 후퇴하여, 게이트 밸브(51)는 폐쇄된다.
그 후, 리프터(41)의 각 얹어놓는부재(42), (43)가 하강하고, 피처리체(W)는 얹어놓는대(25)의 정전척(30)의 얹어놓는면에 얹어놓이고, 도시하지 않은 고압직류전원으로 부터의 직류전압을 도전막(33)에 인가시키므로써, 피처리체(W)가, 상기 전압 인가시에 발생하는 쿨롱의 힘에 의해 해당 얹어놓는면에 흡착유지 된다.
그 후, 도시하지 않은 교류전원으로 부터의 전력을 히터(26c)의 발열체에 공급하고 피처리체(W)를 소정온도, 가령 800℃ 까지 가열한과 동시에, 처리가스 도입관(7)으로 부터 처리가스, 가령 사염화티탄(TiCl4) + 불활성가스의 혼합가스나 사염화티탄 + 암모니아의 혼합가스를 처리실(2) 내에 도입하면, 피처리체(W)의 막형성처리가 개시되는 것이다.
이와 같이 하여 피처리체(W)의 표면에 대해서 막형성처리가 이루어지면, 처리실(2) 내의 부재, 특히 얹어놓는대(25)로 부터의 복사열의 영향을 받는 샤워헤드(6)의 둘레면 등과 같은 피처리체(W) 이외의 장소에도, 반응생성물이 부착한다. 따라서, 안정된 제품의 공급을 계속하기 위해서는, 어느 시점에서, 크리닝을 하여 반응생성물을 제거할 필요가 있다.
그러므로, 이하에 나타내는, 제 1 및 제 2 드라이 크리닝 방법을 실시한다.
(1) 제 1 드라이 크리닝 방법
여기서는, 삼염화질소(NCl3)를 포함하는 크리닝 가스를 이용하여 드라이 크리닝을 실시한다. 이 방법에서는 전형적으로는 이하의 세가지의 경우를 들수 있다.
(a) 실질적으로 NCl3로 구성된 크리닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝 가스
(c) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성 가스로 구성된 크리닝 가스
이 제 1 드라이 크리닝시에는, 밸브(V)를 전환하여, 상기 (3) ∼ (C) 중 한 크리닝 가스를, 배기장치(15)에 의해 0.01Torr ∼ 100Torr, 바람직하게는 0.1Torr ∼ 1Torr 정도의 감압 분위기로 조겅된 처리실(2) 내에 도입한다.
제 1 드라이 크리닝에 의하면, 불소계 가스에 의한 크리닝에 의해 생성되고 있던 불화물보다도 증기압이 높고, 따라서 비등점이 낮은 염화물이 반응 생성물로서 생성한다. 이 염화물은, 처리실의 내벽등에 부착하지 않고, 용이하게 기상화하고, 진공배기되므로, 파티클의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한 상기 NCl3를 포함하는 크리닝 가스는, 상온에 있어서 충분한 효과를 얻는 것이 가능하므로 종래의 장치와 같이, 크리닝 대상개소를 가열할 필요는 없다. 단, 필요한 경우에는 크리닝 대상개소, 가령 샤워헤드(6)나 처리실(2)의 측벽(23)을 히터(26a), (26b), (26c)에 의해 적당한 온도에 까지 승온하고, 크리닝 시간을 단축하는 것도 가능한 것은 말할 나위도 없다.
또, 크리닝 가스로서 실질적으로 NCl3가스만으로 구성된 것을 사용하면, 충분한 크리닝 효과를 얻을 수 있지만, 삼염화질소(NCl3)는 반응성이 강하여 위험성을 수반하는 가스이므로, 실제로 사용에 있어서는, 상술한 (b), (c)와 같이 질소가스나 불활성가스에 의해 희석하여 이용하는 것이 바람직하다. 이에 의해 장치의 손상을 방지하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 10sccm의 NCl3가스에 대해서, 질소가스나 불활성가스를 10 ∼ 100배의 유량분만큼 천가하므로써, 반응을 억제하고, 장치의 손상을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 제 1의 크리닝 방법에서는 NCl3가스가 포함되어 있으면 좋고, 그 크리닝 작용이 방해되지 않는한, 질소가스나 불활성 가스 이외의 다른 가스를 함유시키는 것도 가능하다.
(2) 제 2의 드라이 크리닝 방법
여기서는, 삼불화염소(ClF3) 또는 삼불화질소(NF3)를 포함하는 크리닝 가스에 의해 우선 드라이 크리닝을 한다. 이 제 2 드라이 크리닝시에는 밸브(V)를 전환하여, 소정의 크리닝 가스를, 배기장치(15)에 의해 가령 0.1Torr ∼ 10Torr 정도의 감압 분위기로 조정한 처리실(2) 내에, 가령 10 ∼ 500sccm의 유량으로 도입한다.
또한, 이 제 2의 크리닝 방법에 있어서 사용하는 크리닝 가스는, 상온에 있어서도 충분한 효과를 얻는 것이 가능하므로, 종래의 장치와 같이, 크리닝 대상개소를 가열할 필요는 없다. 단, 필요한 경우에는, 크리닝 대상개소, 예를 들면 샤워헤드(6)나 처리실(2)의 측벽(2a)을 히터(26a), (26b), (26c)에 의해 적당한 온도, 가령 5O ∼ 250℃에 까지 승온하고, 크리닝시간을 단축하는 것도 가능한 것은 말할 필요도 없다.
또, ClF3및 NF3등의 반응성이 높은 불화물 가스의 크리닝시의 반응속도를 조정하기 위해, 질소가스나 불활성 가스에 의해 희석하는 것도 가능하다. 이에 의해 장치의 손상을 방지하는 것이 가능하다. 또, 그 크리닝 작용이 방해되지 않는 한, 다른 가스를 혼합시킬 수도 있다.
이상과 같이, 삼불화염소(ClF3) 또는 삼불화질소(NF3)를 포함하는 크리닝 가스에 의해 드라이 크리닝을 하는 경우에는, TiF4와 같은 불화물이 생성된다. 이 때에 가령
6TiN + 8NF3→6TiF4+ 7N2
로 나타내는 화학반응에 의해 반응생성물로서 불화물(TiF4)이 생성한다. 이 불화물, 가령 TiF4는, 상술한 것처럼 비등점이 284℃ 이므로, 그 상태에서는 기상화하기 어려운 물질이며, 처리실(2)의 측벽(2a) 등에 부착한 경우에는 파티클의 원인이 되는 문제가 있었다.
이 점, 이 제 2의 크리닝 방법에서는, 드라이 크리닝 후에, 후처리로서, 알콜류, 가령 이소프로필 알콜을, 배기장치(15)에 의해 가령 0.1Torr ∼ 10Torr 정도의 감압 분위기로 조정한 처리실(2) 내에, 예를 들면 10 ∼ 200sccm 의 유량으로 도입한다. 그 결과, 불화물은 증기압이 높은 알콕시드로 변환된다. 가령,
TiH4+ IPA →Ti(-OR)4+ 4HF
로 나타나는 화학반응에 의해, 비등점이 284℃ 인 TiF4는, 비등점이 58℃의 테트라 이소프로폭시티탄(Ti(i-OC3H7)4)으로 변환된다. 이와 같이, 제 2의 크리닝 방법에 의하면, 종래의 드라이 크리닝에서는 파티클의 원인이 되도 있던 불화물을 알콕시드로 변환하므로써, 용이하게 기상화시켜서, 처리실외로 배기하는 것이 가능하다.
또한, IPA 등의 알콜류의 도입에 앞서서, 질소가스나 불활성가스 등을 상기 처리실(2) 내에 도입하여, 퍼지(purge)처리를 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 알콜류에 의한 화학반응은 상온에 있어서도 발생하므로, 이 반응시에 브리닝 대상개소를 가열할 필요는 없다. 단, 필요한 경우에는, 크리닝 대상개소, 예를 들면 샤워헤드(6)나 처리실(2)의 측벽(2a)을 히터(26a), (26b), (26c)에 의해 적당한 온도, 가령 50 ∼ 120℃ 까지 승온하고, 크리닝 시간을 단축하는 것도 가능한 것은 말할 필요도 없다.
단, 승온처리를 하는 경우에는, IPA를 도입하면서 승온을 하므로써, 보다 효과적으로 불화물을 Ti(-OR)4로 치환하는 것이 가능하다.
또, IPA의 도입시에도, 반응속도를 조정하기위해, 질소가스나 불활성가스를 도입하여 희석할 수가 있다.
이와 같이 하여, 소정의 드라이 크리닝이 종료한 후, 처리실 내를 진공배기하고, 다시 막형성을 하는 것이 가능하다.
또한, 이상과 같은 드라이 크리닝에 의해 침전물을 세정하는 시기는, 가령, 다음과 같이 결정된다.
(i) 처리실(2) 내에 반입하는 처리되기 전의 피처리체(W)와, 처리실(2)로 부터 반출된 처리 후의 피처리체(W)의 각각에 관하여 파티클의 부착개수를 계수하고, 그들 부착개수의 차가 소정수 이상이 됐을 때에 크리닝을 한다.
(ii) 처리실(2)로 부터 배기관(16)을 통하여 배기되는 실내 분위기 중에 비산하고 있는 파티클의 개수를 파티클 카운터(17)로 계수하고, 배기중의 파티클의 개수가 소정의 개수 이상이 되었을 때에 크리닝을 한다.
(iii) 처리실(2)에 있어서 소정수의 피처리체(W)를 처리했을 때에 크리닝을 한다.
이상과 같이 하여, 드라이 크리닝을 하므로써 침전물을 적절히 제거하여 그 후 막형성처리를 속행한다.
그 때에, 상기 제 1의 드라이 크리닝 방법에 의하면, 불소계가스에 의해 크리닝을 하고 있던 종래의 처리시에 생성된 불화물보다도 증기압이 높은 염화물이 생성한다. 그러므로, 상온에서도 반응생성물의 기상화가 촉진되어, 부생성물을 배기할 수가 있으므로, 반응생성물이 다시 처리실 내에 퇴적하여, 파티클의 원인이 되는 사태를 회피할 수가 있다.
또, 제 2의 드라이 크리닝 방법에 의하면, 불소계 가스에 의한 드라이 크리닝에 의해 처리실 내에 생성된 불화물을, IPA 등의 알콜류를 첨가하므로써 비등점이 낮은 알콕시드로 전환한다. 그러므로, 상온에서도 부생성물의 기상화가 촉진되어, 부생성물을 배기할 수가 있으므로, 부생성물이 다시 처리실내에 퇴적하여, 파티클의 원인이 되는 사태를 회피할 수가 있다.
또한, 상기 제 1의 크리닝 방법의 경우에도, 후처리로서 IPA원(9d)으로 부터 IPA를 공급하는 것이 가능하며, 이 경우에도 알콕시드를 생성시켜서 반응 생성물을 용이하게 기상화시켜서 배출할 수가 있다.
이상과 같은 제 1 및 제 2의 드라이 크리닝 방법에 의하면, 피처리체(W)의 파티클 오염방지를 도모함과 동시에, 장치의 다운타임을 저감시켜서, 가동률의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.
이상, 제 1 도에 나타내는 낱장식의 저항가열형 CVD 장치(1)에 본 발명의 크리닝 방법을 적용한 예에 관하여 설명했는데, 본 발명은 이러한 저항가열형 CVD 장치에 한정되지 않고, 이하에 설명하는 낱장식의 램프가열형의 CVD 장치에도 적용가능하다.
[제 2의 실시형태]
이하, 램프가열형의 CVD 장치에 대해서 본 발명을 적용한 제 2 실시예에 관하여, 제 2 도를 참조하면서 설명한다.
이 램프가열형의 CVD 장치는, 피처리체, 가령 웨이퍼(W)에 막형성처리를 하기 위한 기밀하게 구성된 처리실(102)을 가지고 있다. 이 처리실(102)의 꼭대기 부분에는 처리가스 공급관(131)이 연결되어 있다. 이 처리가스 공급관(131)은, 유량제어기(MFC)(110) 및 밸브(V')를 통하여, 막형성처리용의 처리가스원(108), 드라이 크리닝용의 세정가스원(109a), 질소가스원(109b), 불활성가스원(109c), IPA원(109d)이 접속되어 있고, 막형성이나 크리닝 등의 각종 처리에 따라서 소정의 가스를 공급하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
또한 각 가스원(108, 109a, 109b, 109c, 109d)은 유량조절밸브(V11∼V15)에 의해 각각 유량조절이 가능하게 되어 있다.
또한, 처리가스로서는, 가령 웨이퍼(W)의 처리면에 티탄이나 티탄 나이트 라이드막을 형성하기 위한, 사염화티탄(TiCl4) + 불활성가스의 혼합가스나, 사염화 티탄(TiCl4) + 암모니아의 혼합가스 등을 사용할 수가 있다.
또, 상기 처리가스 공급관(131)의 아래끝단 측에는 가스 도입실(132)이 형 성되어 있다. 또 가스 도입실(132)의 아래면측에는, 처리가스를 처리실(102) 내에 가령 샤워형상으로 공급하기 위한 확산판(133)이 설치되어 있다.
또한, 가스 도입실(132)에는, 히터 등의 가열수단(134)이 내장되어 있고, 후술하는 바와 같이, 막형성처리시 또는 드라이 크리닝시에 가스 도입실(132)을 소정의 온도, 가령 50℃∼120℃에 까지 승온하는 것이 가능하다.
상기 처리실(102) 내의 가스 도입실(132)의 아래쪽측에는, 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 얹어놓는대(141)가 얹어놓는대 지지틀(142)을 통하여 측벽(121)에 설치되어 있다. 게다가 상기 처리실(102)내에는, 얹어놓는대(141)에 얹어놓인 웨이퍼(W)의 표면(박막형성면)의 둘레부를 덮기 위한 링부재(105)가 설치되어 있다. 이 링부재(105)는, 웨이퍼(W)의 표면에 대해서 접근이격이 자유롭게, 가령 웨이퍼띄 표면을 덮는 위치와 그 일쪽위치와의 나이에서 상하하도록, 상하기구(144)에 부착되어 있다.
이 링부재(105)는, 웨이퍼의 둘레부 전체를 덮듯이 형성된 고리형상체의 누름링부(151)와, 누름링부(151)의 이면측에 설치된 접촉부(152)로 구성되어 있다.
상기 처리실(102)의 측벽(121)의 일부는 얹어놓는대(141) 및 그 아래쪽 영역을 둘러싸듯이 상기 처리실(102)의 내부로 돌출한 돌출부(121a)를 형성하고 있고, 이 돌출부(121a)의 안둘레부의 위끝단부는, 웨이퍼가 얹어놓는대(141) 위에 얹어놓이고, 링체(105)가 웨이퍼 표면의 둘레부를 덮을 때에는, 상기 링체(105)의 바깥둘레부의 아래끝단과의 거리가 가령 0.5∼3mm가 되도록 설정되어 있고, 이 측벽(121)의 돌출부(121a)와 링체(105)와의 사이의 간격은 후술하는 퍼지가스의 유로를 이루고 있다.
또 상기측벽(121) 및 상기 처리실(102)의 천정벽(121b)에는, 각각 히터(122) 및 (126)가 내장되어 있고, 후술하는 드라이 크리닝시에 상기 처리실(102)의 내벽(121), (121b)을 소정의 온도, 예를 들면 50℃∼120℃에 까지 승온하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
게다가 상기 처리실(102)의 바닥벽(124) 및 측벽(121)의 돌출부(121a)에는, 웨이퍼의 이면, 즉 얹어놓는대(141)의 방향을 향사여 질소가스로 이루어지는 퍼지가스를 공급하기 위한 퍼지가스 공급로(1?5)가 형성되어 있다.
상기 처리실(102)의 바닥부에는, 가령 석영제의 투과창(161)이 부착되고, 이 투과창(161)을 통하여 가열실(162)이 배설되어 있다. 이 가열실(162)에는 웨이퍼를 가열하기 위한 복수의 가열램프(163)가 상하 2매의 회전판(164), (165)의 소정위치에 고정되어 있으며 , 이 최전판(164), (165)는 회전축(166)을 통하여 회전기구(167)에 접속되어 있다. 또 가열실(162)의 측부에는, 냉각 에어도입하므로써 상기 처리실(102) 내 및 투과창(161)의 가열을 방지하기 위한 냉각 에어 도입구(168)가 설치되어 있다.
또한, 도시하고 있지 않지만, 이 램프가열형의 C∼B 장치에도, 게이트 밸브를 통하여 기밀하게 구성된 로드록실이 인접하여 설치되어 있다.
다음에 상기와 같이 구성된 낱장식의 램프가열식 CVD 장치를 이용한 막형성공정과, 처리용기 내의 드라이 세정공정에 관하여 설명한다.
막형성처리시에는, 우선 피처리체인 웨이퍼를, 도시하지 않은 반송아암에 의해 도시하지 않은 반출입구를 통하여 얹어놓는대(141) 위에 얹어놓고, 그 후 링체(105)를 상하기구(144)에 의해 하강시켜서 웨이퍼의 표면의 둘레부를 누른다.
이어서, 가열램프(163)를 작동시켜서, 웨이퍼를 가령 350∼500℃로 가열함과 동시에, 진공펌프(도시생략)에 의해 배기구멍(123)을 통하여 배기하면서, 처리가스 공급관(131)으로 부터 가스 도입실(132)을 통하여, 소정의 처리가스, 가령 사염화티탄(TiCl4) + 불활성가스의 혼합가스나, 사염화 티탄(TiCl4) + 암모니아의 혼합가스를, 가령 10 ∼ 200 sccm의 유량으로 처리실(102) 내에 공급하고, 처리실(102) 내를 소정의 압력으로 유지한다. 그리고, 처리가스는 웨이퍼의 열에 의해 분해되고, 예를 들면 티탄이 생성되어, 웨이퍼의 표면에 티탄 또는 티탄 나이트라이드가 막형상으로 퇴적된다.
이와 같이 하여, 웨이퍼의 막형성처리를 한 후, 링체(105)를 상하기구(144)에 의해 웨이퍼의 위쪽으로 끌어올리고, 웨이퍼의 표면의 둘레부로 부터 떼어내어, 웨이퍼를 도시하지 않은 반송아암에 의해 도시하지 않은 반출입구를 통하여, 처리실(102)의 외부로 반출한다.
그리고, 막형성처리를 반복하여 한 결과, 예를 들면 도시하지 않은 파티클 카운터에 의해 검출되는 파티클의 수가 소정치에 도달하고, 상기 처리실(102)내의 피처리체 이외의 부분, 가령 처리실(102)의 내벽부(121, 121a, 121b)나 석영으로 구성되어 있는 투과창(161)부분에 티탄이나 티탄 나이트라이드가 입혀붙여지고, 파티클의 발생원이 되거나, 투과창(161)이 흐려서 가열효율이 열화했다고 판단된 경우에는, 본 발명에 의거하여 제 1 또는 제 2 드라이 크리닝처리가 선택적으로 실시된다.
본 실시형태에 있어서도 상기 제 1의 실시형태와 마찬가지로, 이하의 제 1 및 제 2 의 드라이 크리닝 방법이 실시된다.
(1) 제 1의 드라이 크리닝 방법
여기서는, 삼염화질소(NCl3)를 포함하는 크리닝 가스를 이용하여 드라이 크리닝을 실시한다. 이 실시형태에서도 전형적으로는 이하의 세가지의 경우를 들 수있다.
(a) 실질적으로 NCl3로 구성된 크리닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝 가스
(C) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성 가스로 구성된 크리닝 가스
이 제 1 드라이 크리닝시에는, 상기 크리닝 가스를, 0.01Torr ∼ 100Torr, 바람직하게는 0.1Torr ∼ 1Torr 정도의 감압 분위기로 조정된 상기 처리실(102) 내에 도입한다.
이 실시형태에 있어서도, 이 제 1 드라이 크리닝은 기본적으도 상기 제 1의 실시형태와 마찬가지로 실시되고, 또 상기 제 1의 실시형태와 마찬가지로 비등점이 낮은 염화물이 부생성물로서 생성하므로, 처리실의 내벽 등에 부착하지 않고 용이하게 기상화하여 진공배기 되어, 파티클의 발생이 미연에 방지된다는 효과를 얻을수 있다.
(2) 제 2 드라이 크리닝 방법
여기서는, 삼불화염소(ClF3) 또는 낟불화질소(NF3)를 포함하는 크리닝가스에 의해 우선 드라이 크리닝을 한다. 이 제 2의 드라이 크리닝시에는, 상기 다시 처리실 내에 퇴적하고, 파티클의 원인이 되도록 사태를 회피할 수가 있다.
또 제 2의 드라이 크리닝 방법에 의하면, 제 1의 실시형태의 경우와 마찬가지로, 불소계 가스에 의한 드라이 크리닝에 의해 처리실 내에 생성한 불화물을, IPA 등의 알콜류를 첨가하므로써 비등점이 낮은 알콕시드로 전환한다. 그러므로, 상온에서도 반응생성물의 기상화가 촉진되고, 반응생성물을 배기할 수가 있다. 따라서, 반응생성물이 다시 처리실 내에 퇴적하여, 파티클의 원인이 되는 것처럼 사태를 회피할 수가 있다.
또한, 제 1의 실시형태에 있어서로 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2의 크리닝 방법은 상온에서 충분한 효과를 얻는 것이 가능하므로, 종래의 장치와 같이, 크리닝 대상개소를 가열할 필요는 없다. 단, 필요한 경우에는 크리닝 대상개소, 가령 가스 도입실(132)이나 처리실(102)의 내벽(121, 121a, 121b), 혹은 투과창(161)을 히터(122, 126, 134)에 의해, 혹은 가열램프(163)에 의해 적당한 온도, 예를 들면 50℃∼250℃에 까지 승온하고, 크리닝 시간을 단축하는 것도 가능하다는 것은 말할 필표도 없다.
또한, 크리닝 가스로서 사응되는 삼염화질소(NCl3), 삼불화염소(ClF3) 및 삼불화 질소(NF3)는 반응성이 강하고 위험성을 등반하는 가스이므로, 질소 가스나 불활성 가스에 의해서 희석함으로써, 반응을 제어하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 크리닝방법의 후처리로 사용되는 IPA 등의 알콜류를 질소 가스나 불활성 가스에 의해서 희석하여, 반응을 제어하는 것이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 제 1 크리닝 방법의 후처리에 IPA 등의 알콜류를 이용할 수 있는 것도 제 1 실시예와 마찬가지이다.
이상의 실시예에서는, 저항 가열형 및 램프 가열형의 낱장식 CVD장치에 본 발명을 적용하였으나, 곤 발명은 이하에 나타낸 배치식 CVD장치에 대하여 적용가능하다. 이 배치식 CVD장치는 플라즈마 크리닝이 곤란하므로, 본 발명을 적절하게 적응할 수 있다.
[제 3 실시예]
이하, 배치식 CVD장치에 대하여 본 발명을 적용한 실시예에 대하여, 제 3 도를 참조하면서 설명한다.
제 3 도는 감압 C∼B장치로서의 고속종형 열처리로를 나타낸 단면도이다. 이 종형 열처리로는, 수평으로 설치된 기초대(210)와, 그 위에 수직으로 지지된 단열성의 상부가 닫힌 대략 원통형상의 노(爐)체(211)와, 그 노체(211)의 내측에 소정의 간격을 두고 삽입된 반응관(212)과, 노체(211) 내에 반응관(62)을 둘러싸도록 나선형상으로 매설된 저항발열체로 이루어진 히터(213)를 구비하고 있다. 반응관(212)은, 상부가 닫힌 거의 원통형상을 이루고 있고, 석영 등으로 구성되어 있다.
이 종형로의 반응관(212)의 내부에는, 여러 개의 피처리체, 예를 들면 반도체 웨이퍼(W)가 그 면을 수평으로 하여 수직방향으로 다수매 유지된 웨이퍼 보우트(214)가 하부 개구부로부터 삽입된다. 이 웨이퍼 보우트(214)는 승강기구(215)에 연결된 얹어놓는 대(215a) 위에 뚜껑체(227) 및 보온통(226)을 통해서 얹어놓인다. 그리고, 웨이퍼 보우트(214)가 반응관(212) 내에 로딩될 때에는, 승강기구(215)에 의해서 얹어놓는 대(215a)가 상승하고, 뚜껑체(227)에 의해서 반응관(212)의 하부 개구부가 기체밀폐적으로 봉해진다. 또한 웨이퍼 보우트(214)가 언로딩되는 경우에는, 승강기구(215)에 의해서 반응관(212) 내의 웨이퍼 보우트(214)가 하강된다.
상기 노체(211)의 바닥부에는, 포체(211)와 반응로(212)와의 간격에 연이어 통하는 흡기구(66)가 설치되어 있고, 매니홀드(217)을 통해서 흡기팬(218)이 접속되어 있다. 이 흡기팰(218)에 의해서 상기 간격 내에 냉각공기를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 상기 노체(211)의 꼭대기부에는 마찬가지로 상기 간격에 연이어 통과하는 배기구(216)가 설치되어 있고, 상기 간격 내의 공기를 배기하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 관형상로(211)의 바닥부에는, 가스도입관(220)이 접속되고, 처리가스원(208)으로부터 유량제어부(MFC)(222)를 통해서, 소정의 프로세스 가스, 예를 들면 사염화 티탄(TiCl4) + 불활겅 가스의 혼합가스나, 사염화 티탄(TiCl4) + 암모니아의 혼합가스 등의 막형성용 처리가스가 반응관(212) 내로 도입된다. 또한 상기 유량 제어기(MFC)(222)에는 세정가스원(209a), 질소가스원(209b), 불활성 가스원(209c) 및 IPA원(2096)의 크리닝용 가스원도 접속되어 있고, 밸브(V')를 전환함으로써, 드라이 크리닝시에는, 이하에 나타낸 바와 같은 소정의 크리닝 가스를 상기 반응관(212) 내에 도입하는 것이 가능하다. 또한, 가스원(208, 209a, 209b, 209c, 209d)으로부터의 가스 유량을 조절밸브(V21∼V25)에 의해서 제어할 수 있다.
(1) 삼염화 질소(NCl3)를 함유하는 크리닝 가스
(2) 불화물, 예를 들면 삼불화 염소(ClF3)와 삼불화 질소(NF3)를 함유하는 크리닝 가스
상기 (1)로서 전형적으로는
(a) 실질적으로 삼염화 질소(NCl3)로 구성된 크리닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝 가스
(C) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성 가스로 구성된 크리닝 가스
의 3가지 경우를 들 수 있다.
IPA원(2096)은, 후술하는 바와 같이, 불화물에 의한 크리닝 후에, 후처리로서 IPA를 반응관(212) 내로 도입하기 위해서 이용된다.
또한 상기 반응관(212) 내에 상기 가스 도입관(220)을 통해서 도입된 가스는, 상기 반응관(212)의 아래끝단에 설치된 배기관(224)을 통해서 진공펌프 (225)에 의해서 반응관(212)의 바깥으로 배출된다. 이 진공펌프(75)로서는, 제 1 실시예와 같은 이유로, 오일이 없는 드라이 펌프를 이응하는 것이 바람직하다.
다음으로 상기와 같이 구성된 종형 열처리로를 이용한 막형성공정과 반응용기 내의 드라이 세정공정에 대하여 설명한다.
막형성처리시에는, 소정의 처리온도, 예를 들면 400℃의 온도로 가열된 상기 반응관(62) 내에, 다수의 피처리체, 예를 들면 8인치 지름의 반도체 웨이퍼(W)를 수용한 웨이퍼 보우트(64)를 로딩하고, 상기 뚜껑체(77)에 의해서 상기 반응관(62)을 밀폐한다. 이어서 상기 반응관(62)내를 예를 들면 0.5Torr정도로 감압한 후, 상기 가스도입관(70)으로부터 처리가스, 예를 들면, TiCl4+ NH3의 혼합가스를 소정유량 공급하면서, 반도체 웨이퍼(W)로의 막형성처리를 행한다. 상기 막형성처리를 종료한 후는, 상기 반응관(62) 내의 처리가스를 배출하는 공정을 행한다. 즉, 상기 반응관(62) 내의 처리가스를 배출하면서, 불활성가스, 예를 들면 N2가스를 도입하고, 상기 반응관(62)내를 처리가스 분위기로 치환하는 것이다. 이와 같이 하여, 상기 반응관(62)내의 처리가스를 제거하고, 무해한 분위기에서 평상압상태로 한 후, 상기 웨이퍼 보우트(64)를 상기 반응관(62)으로부터 언로딩함으로써, 일련의 막형성처리를 종료하고, 다음 로트에 대한 막형성처리를 행한다.
그리고, 막형성처리를 반복하여 행한 결과, 상기 반응관(62) 내의 피처리체 이외의 부분, 특히 석영으로 구성되어 있는 부분에 티탄과 티탄 나이트라이드 등이 피착하여, 파티클원이 될 우려가 있는 것으로, 예를 들면 도시하지 않은 파티클 카운터에 의해서, 판단된 경우에는, 본 발명에 의거하여, 소정의 크리닝 가스에 의한 드라이 크리닝 처리가 행하여진다.
(1) 제 1 드라이 크리닝 방법
여기에서는, 삼염화 질소(NCl3)를 함유하는 크리닝 가스를 이용하여 드라이 크리닝을 실시한다. 이 실시예에 있어서도 전형적으로는 이하의 3가지 경우를 들 수 있다.
(a) 실질적으로 NCl3으로 구성된 크리닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝가스
(C) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성가스로 구성된 크리닝가스
이 제 1 드라이 크리닝시에는, 상기 뚜껑체(227)를 닫고, 상기 반응관(212) 내를 밀폐한 후, 상기 크리닝가스를 가스공급관(220)을 통해서, 0.01Torr∼100Torr, 바람직하게는 0.1TOrr∼1Torr정도의 감압분위기로 조정한 반응관(212) 내로 도입한다.
이 실시예에 있어서도, 이 제 1 드라이 크리닝은 기본적으로 상기 제 1 실시예와 같이 실시되고, 또한 상기 제 1 실시예와 같이, 비등점이 낮은 염화물이 반응생성물로서 생성하므로, 처리실의 내벽 등에 부착하지 않고 용이하게 기상화하여 진공배기되고, 파티클의 발생이 미연에 방지된다는 효과가 얻어진다.
(2) 제 2 드라이 크리닝 방법
여기에서는, 삼불화염소(ClF3) 또는 삼불화질소(NF3)를 함유하는 크리닝 가스에 의해서 먼저 드라이 크리닝을 행한다. 이 제 2 드라이 크리닝시에는, 뚜껑체(227)를 닫고, 상기 반응관(212) 내를 밀폐한 후, 크리닝 가스를 가스 공급관(220)을 통해서, 예를 들면 0.1Torr∼10Torr정도의 감압분위기로 조정된 반응관(212) 내에, 예를 들면 10∼5OOsccm의 유량으로 도입한다
이 경우는, 상기 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 반응생성물로서 비등점이 높아 기상화하기 어려운 불화물(TiF4)이 생성한다. 그러나, 상기 제 1 실시예에서 설명한 것과 같이, 드라이 크리닝후에 후처리로서, 알콜류, 예를 들면 이소프로필 알콜을, 예를 들면 0.1Torr∼10Torr정도의 감압분위기로 조정한 상기 처리실(212) 내에 예를 들면 10∼200sccm의 유량으로 도입함으로써, 불화물이 증기압이 높은 알콕시드로 변환된다.
이와 같이, 종래의 드라이 크리닝에서는 파티클의 원인이 된 불화물을 알콕시드로 변환함으로써, 용이하게 기상화시키고, 처리실 외에 배기하는 것이 가능하다.
이상과 같이 하여, 드라이 크리닝을 행함으로써 퇴적물을 적절하게 제거하 고, 또 처리를 속행한다.
이 경우에, 제 1 드라이 크리닝 처리에 의하면, 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 증기압이 높은 염화물이 생성하므로, 평상온도이어도 반응생성물의 기상화가 촉진되고, 반응생성물을 배기할 수 있다. 따라서, 반응생성물이 다시 처리실 내에 퇴적하여 데포의 원인이 되는 사태를 회피할 수 있고, 피처리체(W)의 파티클오염이 방지된다. 또한 그와 함께, 장치의 다운타임이 저감되고, 가동율의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 제 2 드라이 크리닝 방법에 의하면, 불소계 가스에 의해서 드라이 크리닝에 의해서 처리실 내에 팽성한 불화물을, IPA 등의 알콜류를 첨가함으로써 비등점이 낮은 알콕시드로 변환한다. 이 때문에, 평상온도이어도 반응 생성물의 기상화가 촉진되고, 반응생성물을 배기할 수 있으므로, 반응생성물이 다시 처리실 내에 퇴적하고 파티클의 원인이 되는 사태를 회피할 수 있다.
또한, 상기 크리닝 가스에 의한 제 1 또는 제 2 드라이 크리닝 공정, 제 2 드라이 크리닝 공정의 후처리로서 행하여지는 IPA를 공급하는 공정은, 평상온도에 있어서도 충분한 효과를 얻는 것이 가능하므로, 종래의 장치와 같이, 크리닝 대상장소를 가열할 필요는 없다. 단, 필요한 경우에는, 크리닝 대상 장소를 히터(213)에 의해서 적당한 온도, 예를 들면 5O℃∼250℃에까지 승온하고, 크리닝 시간을 단축하는 것도 가능하다는 것은 물론이다.
또한, 크리닝 가스로서 사용되는 삼염화 질소(NCl3), 삼불화 염소(ClF3) 및 삼불화 질소(NF3)는 반응성이 강하고 위험성을 동반하는 가스이므로, 질소가스와 불활성 가스에 의해서 희석함으로써, 반응을 제어하는 것이 가능하다.
또한, 제 2 크리닝 방법의 후처리로 사용되는 IPA 등의 알콜류를 질소가스와 불활성가스에 의해서 희석하고, 반응을 제어하는 것이 가능한 것은 물론이다. 또한, 제 1 크리닝 방법의 후처리에 IPA 등의 알콜류를 이용할 수 있는 것도 제 1 및 제 2 실시예와 마찬가지이다.
이상에 있어서는, 낱장식 CVD장치 및 배치식 CVD장치에 적용한 예를 실시예로 들어서, 본 발명에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 시예에 한정되지 않고, 여러 개의 진공처리장치를 집합시킨 소위 멀티 챔버방식의 진공장치에도 적용하는 것이 가능하다.
[제 4 실시예]
이하, 제 4 도 및 제 5 도를 참조하면서, 본 발명을 멀티 챔버방식 또는 크러스터 방식의 진공처리 시스템에 적용한 실시예에 대하여 설명한다.
이 본 진공처리 시스템에 있어서는 제 1 진공저리장치(302A), 제 2 진공처리장치(302B), 제 3 진공처리장치(302C) 및 이들이 연이어 설치된 공통의 옮겨싣는 실(304)을 가지고 있다. 또한, 이 옮겨싣는 실(304)에 대하여 각각 연이어 설치된 제 1 및 제 2 예비진공실(306A, 306B)과, 이들을 통해서 설치된 옮겨놓는 실(308)과, 또 이 옮겨놓는 실(308)에 대하여 연이어 설치된 제 1 및 제 2 카세트실(310A, 31OB)를 가지며, 소위 크러스터 툴(CRUSTER TOOL)화한 멀티 챔버 방식의 진공처리 시스템을 구성하고 있다.
상기 진공처리장치(302A, 302B, 302C)는, 피처리체인 반도체 웨이퍼 표면에 연속적으로 처리할 때에 필요로 하는 장치의 집합체이고, 제 1 진공처리장치(302A)는 예를 들면 미세패턴에 티탄층 또는 티탄 나이트라이드층을 CVD에 의해서 형성하는 것이고, 제 2 진공처리장치(302B)는 예를 들면 미세패턴이 형성된 웨이퍼 위에 400∼500℃의 온도하에서 티탄막을 스패터링에 의해서 막형성하는 것이고, 또한, 제 3 진공처리장치(302C)는 티탄층 또는 티탄 나이트라이드층을 에치백하기 위한 것이다. 이들 각종 처리장치는 이 수량 및 종류는 한정되지 않는다.
제 1 옮겨싣는 실(308)의 양측에는 각각 게이트 밸브(G1, G2)를 통해서 제 1 카세트실(310A) 및 제 2 카세트실(310B)나 각각 접속되어 있다. 이들 카세트실(310A, 310B)은 처리장치 집합체의 웨이퍼 반출입 포트를 구성하는 것이고, 각각 승강이 자유로운 카세트 스테이지(312)(제 5 도 참조)를 구비하고 있다.
제 1 옮겨싣는 실(308) 및 양 카세트실(310A, 310B)은 각각 기체밀폐기구를 가지고 있다. 양 카세트실(310A, 310B)에는, 외부의 작업실 분위기와의 사이를 개폐하고 대기개방이 가능하게 각각 게이트 밸브(G3, G4)가 설치됨과 동시에, 한 변이 개방된 직사각형을 이루는 유지부재를 가지는 반출입 로보트(315)가 설치된다(제 5 도 참조). 이 반출입 로보트(315)는, 제 5 도에 나타낸 바와 같이 외부에서 앞방향으로 세트된 웨이퍼 카세트(314)를 양 카세트실(310A, 310B) 내로 반입하여 가로방향으로 세트한다. 그리고, 웨이퍼 카세트(314)는 카세트일(310A, 310B) 내로 반입된 후, 카세트 스테이지(312)에 의해서 들어올려져서 소정의 위치까지 상승된다.
제 1 옮겨싣는 실(308) 내에는, 제 1 옮겨싣는 수단으로서의 예를 들면 다관절 아암으로 이루어진 제 1 반송아암(316)과, 피처리체로서의 반도체 웨이퍼(W)의 중심 및 오리엔테이션 플랫을 위치맞춤하기 위한 회전스테이지(318)가 배열 설치되어 있고, 이 회전 스테이지(318)는 도시하지 않은 발광부 및 수광부와 함께 위치맞춤기구를 구성한다.
제 1 반승아암(316), 카세트실(310A, 310B) 내의 카세트(314)와 예비진공실(306A, 306B)과의 사이에서 웨이퍼를 옮겨싣기 위한 것이고, 웨이퍼 유지부인 아암의 앞 끝단부의 양측에는, 웨이퍼(W)를 진공흡착하기 위한 흡인구멍(316A)이 형성되고 있다. 이 흡인구멍(316A)은 도시하지 않은 통로를 통해서 진공펌프에 접속되어 있다.
상기 제 1 옮겨싣는 실(308)의 뒷측에는, 각각 게이트 밸브(G5, G6)를 통해서 제 1 예비진공실(306A) 및 제 2 예비진공실(306B)이 접속되어 있고, 이들 제 1 및 제 2 예비진공실(306A, 306B)은 동일구조를 가지고 있다. 이들 예비진공실(306A, 306B)의 뒷측에는, 게이트 밸브(G7, G8)를 통해서 제 2 옮겨싣는 실(304)이 접속되어 있다.
상기 제 2 옮겨싣는 실(304) 내에는, 제 1 및 제 2 예비진공실(306A, 306B)과 제 1 내지 제 3 진공처리장치(302A∼302C)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 옮겨싣기 위한 제 2 옮겨싣는 수단으로서의 예를 들면 다관절아암으로 이루어진 제 2 반송아암(320)이 배치되어 있다.
이 제 2 옮겨싣는 실(304)에는, 각각 게이트 밸브(G9∼G11)를 통해서 좌우 및 뒷쪽의 세 방향으로 상기 3개의 진공처리장치(302A∼302C)가 접속되어 있다.
다음으로, 진공처리장치의 구멍을 게 1 진공처리장치(302A)를 예를 들어서 설명한다.
상술한 바와 같이 이 제 1 진공처리장치(302A)는 금속막으로서 예를 들면 티탄층 또는 티탄 나이트라이드막물 CVD에 의해서 막형성하는 것이고, 예를 들면 제 2 도에 나타낸 램프가열식의 CVD장치이다. 또한, 장치의 상세에 대하여는, 제 2 도에 관련하여 이미 설명하였으므로 설명은 생략한다.
단, 이 제 1 진공처리장치(302A)에는, 제 4 도에 나타낸 바와 같은 처리가스를 공급하기 위한 처리가스 공급계(330)와, 소정의 크리닝 가스 및 그 크리닝에 필요한 그 밖의 가스 등을 공급하기 위한 크리닝 공급계(331)가 각각 개별 독립시켜서 접속되어 있다. 또한, 처리용기(302A) 내를 진공흡인하는 것이 가능한 진공배기계(332)도 접속되어 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 크리닝 가스 공급계(331)로부터 처리용기(302A) 내로 공급되는 가스는 예를 들면 다음과 같다.
(1) 염화 질소(NCl3)을 함유하는 크리닝 가스
(2) 불화물, 예를 들면 삼불화 염소(ClF3)나 삼불화 질소(NF3)를 함유하는 크리닝 가스
상기 (1)로서는 전형적으로는
(a) 실질적으로 삼염화 질소(NCl3)로 구성된 크디닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝 가스
(c) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성 가스로 구성된 크히닝 가스
의 3가지 경우를 들 수 있다.
또한, 상기 (2)의 경우에는, 알콜류, 예를 들면 이소프로필 알콜(IPA)을 함유하는 후처리용 가스가 크리닝 처리후에 공급된다.
그리고, 후술하는 바와 같이, 막형성처리시에는, 상기 처리가스 공급계(330)로부터 소정의 가스가 처리장치(302A) 내로 공급됨과 동시에, 크리닝시에는, 선택된 제 1 또는 제 2 크리닝 공능체 따라서, 상기 크리닝가스로부터 적절한 선택된 가스가 상기 크리닝 가스 공급계(331)로부터 처리용기(302A) 내로 공급된다.
또한, 제 4 도에 나타낸 바와 같이 다른 진공처리장치(302B, 302C)도 제 1 진공처리장치(302A)와 거의 마찬가지로 구성되고, 처리가스 공급계(330)와 크리닝가스 공급계(331)이 개별적으로 설치되어 있다. 또한, 각 진공처리장치(302B, 302C) 내를 소정의 압력으로 진공흡인하기 위한 진공배기계(332)도 접속되어 있다.
그런데, 크리닝조작을 행하는 경우에는, 각 진공처리장치(302A∼302C)뿐만 아니라 시스템전체, 처리장치뿐만 아니라 즉 제 1 및 제 2 옳겨싣는 실(308, 304), 제 1 및 제 2 예비진공실(306A, 306B) 딪 제 1 및 제 2 카세트실(310A, 310B)도 포함한 전체, 또는 이들을 개별적으로 마찬가지로 크리닝을 하므로, 각 실에도 제 1 진공처리장치(302A)에 접속된 크리닝가스 공급계(331)나 배기계(332)와 마찬가지로 구성된 크치닝가스 공급계(340)나 진공배기계(341)가 각각 접속되어 있다. 또한, 각 실에는, 도시되시 않으나, 불활성가스를 실내로 공급하기 위한 차스공급관도 접속되어 있다.
또한, 각 실을 구획하는 벽면과, 제 1 및 제 2 옮겨싣는 실(308, 304) 내의 제 1 및 제 2 반송아암(316, 320)에도 가열히터(도시하지 않음)가 매립되어 있고, 이에 의해서 크리닝시에 크리닝 대상영역을 소정의 온도, 예를 들면 50℃∼120℃로 승온시킬 수 있다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 처리시스템에서의 막형성처리 및 제 1 및 제 2 드라이 크리닝처리에 대하여 설명한다.
먼저, 웨이퍼(W)를 예를 들면 25매 수용한 카세트(314)가 반출입 로보트(315)에 의해서 카세트실(310A) 내의 카세트 스테이지(312) 위에 얹어놓고, 이어서 게이트 도어(G3)를 닫아서 실내를 불활성가스 분위기로 한다.
다음으로, 게이트 밸브(G1)를 열고, 카세트(314) 내의 웨이퍼(W)가 제 1 옮겨놓는 수단(316)의 아암에 진공흡착되고, 사전에 불활성가스 분위기로 되어 있는 제 1 옮겨놓는 실(308) 내로 웨이퍼를 반입한다. 여기에서 회전 스테이지(318)에 의해서 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫맞춤 및 중심 위치맞춤이 행하여 진다.
위치맞춤 후의 웨이퍼(W)는, 사전에 대기압의 불활성 가스 분위기로 되어 있는 제 1 예비진공실(306A) 내로 반입된 후, 게이트 밸브(G5)를 잠그고, 예를 들면 이 진공실(306A) 내를 10-3∼10-6Torr까지 진공흡인하고, 이와 함께 30∼60초 사이에 500℃정도로 웨이퍼(W)를 예비가열한다. 또한, 이어서 반입되어 온 후처리의 웨이퍼(W)는, 마찬가지로 하여 제 2 예비진공실(306B)로 반입되고, 예비가열된다.
예비가열후의 웨이퍼(W)는, 게이트(G7)를 열어서 사전에 10-7∼10-3Torr정도의 진공도에 감압된 제 2 옮겨싣는 실(304)의 제 2 반송아암(320)에 의해서 유지되어 취출되고, 소정의 처리를 행하도록 사전에 감압분위기로 된 진공처리장치 내(302A, 302B, 302C) 중 어느 한 쪽으로 로드된다.
또한, 일련의 처리가 종료된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 제 2 반송아암(320)에 의해서 유지되어, 예를 들면 진공처리장치(302A)로부터 취출되고, 빈 상태가 된 제 1 예비진공실(306A) 내로 수용된다. 그리고, 이 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 이 진공실(306A) 내에서 소정의 온도까지 냉각된 후, 상술한 것과 반대의 조작에 의해서 처리가 끝난 웨이퍼(W)를 수용하는 제 2 카세트실(310B) 내의 웨이퍼 카세트(314)로 수용된다.
상기 예비가열된 웨이퍼(W)는, 사건에 프로그램된 소망하는 순서에 따라서 순차적으로, 막형성처리나 에칭처리가 행하여진다. 예를 들면, 먼저, 제 1 진공처리장치(302A)에서 예를 들면 티탄막 또는 티탄 나이트라이드닥의 막형성을 행하고, 다음으로, 제 3 진공처리장치(302C)에서 티탄막 또는 티탄 나이트라이드막의 에칭을 행하고, 또한, 제 2 진공처리장치(302B)에서 예를 들면 티탄의 막형성을 행하고, 전체의 처리를 완료한다.
그런데, 이와 같이 웨이퍼(W)의 일련의 처리를, 소정매수 또는 소정시간에 걸쳐서 반복하여 실시하면, 각 처리장치 내에는 막형성이 부착하고, 파티클 발생의 원인이 될 우려가 있다. 또는 웨이퍼(W)의 반송루트에 있어서도, 처리가 끝난 웨이퍼(W)의 받아넘길 때에 막형성이 벗겨져서 파티클이 되어 부유하거나, 바닥부에 퇴적할 우려가 있다. 따라서, 이와 같은 침전물과 파티클을 제거하기 위해서, 상술한 각 실시예에 있어서 설명한 제 1 또는 제 2 드라이 크리닝공정이 행하여진다.
이들 드라이 크리닝공정은, 처리 시스템 전체를 한 번에 행하여도 좋고, 또는 특정의 진공처리장치와 반송루트의 특정의 방을 개별적으로 행하도록 하여도 좋다.
각 진공처리장치를 개별적으로 크리닝하는 공정에 대하여는, 제 1 도 ∼ 제 3 도에 나타낸 제 1 내지 제 3 실시예에 있어서 설명한 공정과 거의 마찬가지이므로, 여기에서는, 처리 시스템 전체를 한 번에 크리닝하는 경우에 대하여 설명한다.
막형성처리의 종료에 의해서 각 진공처리장치(302A∼302C)의 각 처리가스 공급계(330)의 각 개폐밸브를 잠그고, 대응하는 처리장치로 공급하던 처리가스의 공급이 정지된다.
이 상태에서 각 실(室) 사이를 기체밀폐적으로 잠그고 있는 각 게이트 벨브를 개방하면, 각 실 사이에 존재한 차압에 의해서 내부에 바람직하지 않고 기류가 발생하여, 예를 들면 파티클 등의 비산의 원인이 된다. 그 때문에, 각 게이트 밸브를 잠근 상태에서, 즉 각 실 개별의 기체밀폐상태를 유지한 상태에서 각각의 실에 개별적으로 불활성 가스, 예를 들면 질소가스를 흐르게 한다.
이와 같이 하여, 각 실 내의 압력이 질소분위기에 의해서 각각 동압, 예를 들면 대기압이 되었으면, 각 실 사이를 구획하고 있는 게이트 밸브(G1, G2, G5∼G11)를 개방상태로 하고, 처리장치 전체를 연이어 통과시켜서, 1개의 연이어 통과된 공간을 구성한다. 또한, 이 상태에서는, 카세트실(310A, 31OB)의 게이트 밸브(G3, G4)는 각각 잠기어 있고 대기개방을 되어 있지 않다.
다음으로, 이 처리장치 전체에 선택된 드라이 크리닝방법에 따른 크리닝가스를 흐르게 함으로써 크리닝을 한다. 이 경우에는, 각 진공처리장치(302A∼302C)로부터 크리닝가스가 공급되고, 이것이 시스텐전체로 흐르고, 하류측인 양 카세트실(310A, 310B)의 각 진공배기계(341)로부터 계 밖으로 배기된다. 또한, 이것과 동시에 각 진공처리장치(302A∼302C)에 접속된 진공배기계(332)도 구동하여 각 처리용기 내에 크리닝가스가 충분하게 두루 공급되도록 할 수도 있다.
또한, 각 진공처리장치(302A∼302C), 각 옮겨싣는 실(204, 208), 각 예비진공실(206A, 206B), 카세트실(210A, 210B)의 벽부 등에 설치한 각 가열장치를 구동함으로써, 크리닝 대상영역을 소정의 온도, 예를 들면 50℃∼120℃에까지 승온시켜서, 크리닝효율을 높이도록 구성할 수도 있다.
본 실시예에 있어서도 다음으로, 종전의 실시예와 마찬가지로 제 1 및 제 2 드라이 크리닝방법이 실시된다.
(1) 제 1 드라이 크리닝방법
여기에서는, 삼염화 질소(NCl3)를 함유하는 크리닝가스를 이용하여 드라이 크리닝을 실시한다. 이 실시예에 있어서도 전형적으로는 이하의 3가지의 경우를 들 수 있다.
(a) 실질적으로 NCl3에서 구성된 크리닝 가스
(b) 실질적으로 NCl3및 질소(N2)로 구성된 크리닝 가스
(c) 실질적으로 NCl3, N2및 불활성 가스로 구성된 크리닝 가스
이 제 1 드라이 크리닝시에는, 상기와 같이 하여 구성된 처리 시스텐의 연이어 통과하는 공간을, 0.01Torr∼100Torr, 바람직하게는 0.1Torr∼1Torr정도의 감압분위기로 조정하면서, 상기 크리닝가스를 각 진공처리실(302A∼302C) 내로 도입한다.
그리고, 각 진공 처리실(302A∼302C) 내에 있어서, 내벽면, 각 치구와 샤워 헤드, 투과창 등에 부착한 막형성과 막편과 상기 크리닝 가스를 반응시킴으로써, 비등점이 갖은 염화물이 반응생성물로서 생성하므로, 처리실의 내벽등에 부착하지 않고 용이하게 기상화하여 진공배기되고, 파티클의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이와 같이, 각 진공처리실(302A∼302C) 내를 크리닝한 가스는, 게이트 밸브(G9∼G11)를 통해서 제 2 옮겨싣는 실(304)로 유입하여, 합류한다. 또한, 일부의 크리닝가스는, 각 처리용기에 접속한 진공배기계(332)로부터 배기된다.
이와 같이, 옮겨싣는 실(304)로 유입하여 합류한 크리닝가스는, 이어서 게이트 밸브(G7, G8)를 통해서 제 1 및 제 2 예비진공실(306A, 306B)로 흐르고, 또 게이트 밸브(G5, G6)를 통해서 제 1 옮겨싣는 실(303)로 유입한다. 그리고, 또한 이 크리닝가스는, 게이트(G1,G2)를 통해서 각각 제 1 카세트실(310A)과 제 2 카세트실(31OB)로 분기하여 흐르고, 최종적으로 각 카세트실의 진공배기계(341)에 의해서 배출된다.
(2) 제 2 드라이 크리닝방법
여기에서는, 제 1 드라이 크리닝과큰 다르고, 먼저, 불소계의 가스, 예를 들면 삼불화 염소(ClF3) 또는 삼불화 질소(NF3)를 함유하는 크리닝가스에 의해서 드라이 크리닝을 행한다. 이 제 2 드라이 크리닝시에는, 상기와 같이 하여 구성된 처리시스템 내의 연이어 통과하는 공간을, 0.01Torr∼100Torr, 바람직하게는 0.1Torr∼1Torr정도의 감압분위기로 조정하면서, 상기 크리닝 가스를 각 진공처리실(302A∼302C) 내로 도입한다. 그리고, 제 1 드라이 크리닝 방법과 마찬가지로 크리닝 가스를, 제 2 옮겨싣는 실(304) →제 1 및 제 2 예비진공실(306A, 31OB) → 제 1 옮겨싣는 실(308) → 제 1 및 제 2 카세트실(310A, 31OB)의 순으로 순차적으로 흐르게 하여, 최종적으로 각 카세트실의 진공배기계(341)로부터 배기한다.
이상과 같이, 삼불화 염소(ClF3) 또는 삼불화 질소(NF3)를 함유하는 크리닝 가스에 의해서 먼저 드라이 크리닝을 행한 경우에는, 종전의 실시예와 마찬가지로, 반응생성물로서 비등점이 높고 기상화하기 어려운 불화물(TiF4)이 생성한다.
그래서, 이 크리닝공정 후에, 불화물의 제거처리를 행한다. 이 경우에, 이 불화물의 제거처리에 앞서서, 먼저, 불소계의 드라이 크리닝가스를 흐르게 한 것과 거의 같은 순서에 의해서, 질소가스나 불활성가스 등을 연이어 통과하는 공간 내로 도입하여, 퍼기처리를 행하는 것이 바람직하다.
이어서, 알콜류, 예를 들면 IPA를, 예를 들면 0.1Torr∼10Torr정도의 감압 분위기로 조정된 진공처리장치(302A∼302C)의 처리실 내에 예를 들면 10∼200sccm의 유량으로 도입, 제 2 옮겨싣는 실(304) → 제 1 및 게 2 예비진공실(306A, 306B) 1 제 1 옮겨싣는 실(308) 1 제 1 및 제 2 카세트실(310A,310B) 순으로 순차적으로 흐르게 하고, 최종적으로 각 카세트실의 진공배기계(341)로부터 배기한다.
이에 의해서, 처리 시스템 내에 존재하는 비등점이 284℃의 TiF4는 비등점이 58℃의 테트라 이소프로폭시 티탄(Ti(i-OC3H7)4)으로 변환되고, 용이하게 기상화되어서, 처리실 바깥으로 배기되는 것이 가능하다.
본 실시예에 있어서는, 이상과 같이 하여 드라이 크리닝을 행함으로써 데포를 적절하게 제거하고, 처리를 더 속행한다.
이 경우에, 제 1 드라이 크리닝처리에 의하면, 열기압이 높은 염화물이 생성하므로, 평상온도이어도 반응생성물의 기상화가 촉진되고, 반응생성물을 배기할 수 있다. 따라서 반응생성물이 다시 처리실 내에 퇴적하여서 침전물의 원인이 되는 사태를 회피할 수 있고, 종전의 실시예와 같은 효과를 얻는 것이 가능해 진다.
또한 제 2 드라이 크리닝방법에 의하면, 불소계 가스에 의한 드라이 크리닝에 의해서 처리실 내에 생성한 불화물을, IPA 등의 알콜류를 첨가한으로써 이등점이 낮은 알콕시드로 전환한다. 이 때문에, 평상온도이어도 부생성물의 기상화가 촉진되고, 반응생생물을 배기할 수 있으므로, 반응생성물이 다시 처리실 내에 퇴적하고, 파티클의 원인이 되는 상태를 회피할 수 있다.
또한, 이상에 있어서는, 낱장식 CVD장치, 배치식 CVD장치 및 멀티 챔버방식의 진공처리장치 집합체에 적용한 예를 실시예로 들어서, 본 발명에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 각종 반도체 처리장치, 예를 들면 에칭장치와 애싱장치, 스패터링장치 등의 크리닝을 행할 경우에도 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 진공처리장치를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 평상압의 처리장치에도 적응할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (63)

  1. 피처리체를 수웅하는 처리실과;
    상기 처리실 내로 상기 피처리체를 처리하기 위한 처리가스를 도입하는 처리가스 도입수단과;
    상기 피처리체를 처리하기 위한 수단과;
    삼염화 질소를 함유하는 크리닝가스를 상기 처리실 내로 도입하기 위한 크리 닝 가스 도입 수단과;
    알콜을 함유하는 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하기 위한 후처리 가스공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하기 위한 수단을 구비하는 드라이크리닝 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 처리실에는 상기 내부에 가열수단이 설치되어 있는 둘레벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 후처리가스를 처리실 내로 공급하는 동안에 0.1 내지 10 Torr로 처리실 내를 감압시키기 위한 수단을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 피처리체 상에 금속막 및 금속화합물막 중 한가지를 형성하기 위한 처리가스를 상기 처리실 내로 도입하기 위한 처리가스 도입수단과;
    상기 피처리체 상에 상기 처리가스의 성분을 퇴적시켜서 막을 형성하는 수단과;
    삼염화 질소를 함유하는 크리닝가스를 상기 처리실 내로 도입하기 위한 크리닝가스 도입수단과;
    알콜을 함유하는 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하기 위한 후처리가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하기 위한 수단을 구비하는 막형성가스 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 막형성 수단이 여러개의 상기 피처리체를 1매씩 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 막형성 수단은 여러개의 상기 피처리체를 배치식 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 막형성수단은 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 가열수단은 저항발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 가열수단은 가열램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입수단은 삼염화 질소가 스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입수단은 상기 처리실 내로 질소가스를 도입하는 질소가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입수단은 상기 처리실 내로 불활성 가스를 도입하기 위한 불활성 가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 처리실 내로 상기 피처리체를 처리하는 처리가스를 도입하기 위한 처리가스 도입수단과;
    상기 피처리체를 처리하는 처리수단과;
    불소를 함유하는 크리닝가스를 상기 처리실 내로 도입하기 위한 크리닝 가스 도입수단과;
    알콜을 함유하는 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하기 위한 후처리 가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하기 위한 수단을 구비하는 드라이크리닝장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 삼불화염소 및 삼불화질소 중 한가지를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 피처리체 상에 금속막 및 금속화합물막 중 한가지를 형성하는 처리가스를 상기 처리실 내로 도입하기 위한 처리가스 도입수단과;
    상기 피처리체 상에 상기 처리가스의 성분을 퇴적시켜서, 막을 형성하는 막형성수단과;
    불소를 함유하는 크리닝가스를 상기 처리실 내로 도입하기 위한 크리닝 가스 도입수단과;
    알콜을 함유하는 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하는 후처리가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하기 위한 수단을 구비하는 막형성장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 삼불화 염소 및 삼불화 질소 중 한가지를 함유하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 알콜은 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 막형성수단은 여러개의 상기 피처리체를 1매씩 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 막형성수단은 여러개의 피처리체를 배치식 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입수단은 불화가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 막형성수단은 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 가열수단은 저항발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 가열수단은 가열램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 15 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입수단은 상기 처리실 내로 질소가스를 도입하는 질소가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입수단은 상기 처리실 내로 불활성 가스를 도입하는 불활성가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 처리실 내에 수용된 피처리체를 처리하기 위한 처리장치를 크리닝하는 드라이크리닝 방법에 있어서,
    처리 후에 삼염화 질소를 함유하는 크리닝가스를 상기 처리실 내로 도입하는 공정과;
    평상온도에서 250℃의 온도로 상기 처리실의 내부를 가열하는 동안에, 처리에 의하여 상기 처리실의 내부에 부착한 금속 및 금속화합물의 한가지와 상기 크리닝가스를 반응시키는 공정과;
    알콜을 함유한 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하는 공정; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 공정을 구비하는 드라이크리닝 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 알콜은 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 금속 및 금속 화합물의 상기 한가지는 티탄, 텅스텐, 탄탈, 알루미늄, 질화 티탄, 질화 텅스텐, 및 질화 탄탈로 이루어진 군으로 부터 선택된 한가지인 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 질소가스를 함유하는 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 불활성 가스를 함유하는 것을 특징으로하는 드라이크리닝방법.
  31. 처리실 내에 수용된 피처리체를 처리하는 장치를 크리닝하기 위한 드라이크리닝방법으로서,
    처리 후의 상기 처리실 내에 불소를 포함하는 크리닝가스를 도입하는 공정과,
    평상온도에서 250℃의 온도로 상기 처리실의 내부를 가열하는 동안에, 상기 크리닝가스를 처리에 의하여 상기 처리실 내에 부착한 금속 또는 금속화합물과 반응시키는 공정과;
    상기 처리실 내로 알콜을 포함하는 크리닝 후처리가스를 공급하는 후처리를 실시하는 공정; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 공정을 구비하는 드라이크리닝방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 삼불화 염소 및 삼불화 질소의 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 알콜은 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  34. 제 31 항에 있어서, 금속 및 금속화합물의 상기 한가지가 티탄, 텅스텐, 탄탈, 알루미늄, 질화 티탄, 질화 텅스텐, 질화 탄탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 한가지인 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  35. 제 31 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 질소가스를 함유하는 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 불활성 가스를 함유하는 것을 특징으로 하는 드라이크리닝방법.
  37. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 처리실 내로 상기 피처리체를 처리하기 위한 처리가스를 도입 하는 처리가스 도입수단과;
    평상온도로 처리실 내를 유지하는 동안에, 상기 처리에 의하여 상기 처리실 내부에 부착한 금속 및 금속화합물의 적어도 한가지를 크리닝하는 삼불화 질소 또는 불화 질소를 함유하는 크리닝가스를 상기 처리실 내로 도입하는 크리닝 가스 도입수단과;
    알콜을 함유한 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하기 위한 후처리가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후치리가스를 크리닝하기 위한 수단을 구비하는 크리닝장치.
  38. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 처리실 내로 상기 피처리체를 처리하는 처리가스를 도입하는 처리가스 도입기구와;
    상기 피처리체를 처리하기 위한 기구와;
    상기 처리실 내로 삼염화 질소를 함유하는 크리닝가스를 도입하는 크리닝 가스 도입기구와;
    알콜을 함유하는 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하는 후처리 가스 공급수단; 및
    크리닝 가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 배출기구를 구비하는 드라이크리닝장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 처리실은 내부에 히터를 설치한 둘레벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  40. 제 38 항에 있어서, 후처리가스를 상기 후처리가스 공급수단에 의하여 상기 처리실 내로 공급하는 동안에, 처리실 내의 압력을 0.1 내지 10Torr로 감압하는 기구를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  41. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 피처리체 상에 금속 막 및 금속화합물막 중 한가지를 형성하는 처리가스를 상기 처리실 내로 도입하는 처리가스 도입기구와;
    상기 피처리체 상에 상기 처리가스의 성분을 퇴적시켜서 막을 형성하는 막형성기구와;
    상기 처리실 내로 삼염화 질소를 함유한 크리닝가스를 도입하는 크리닝가스 도입기구와;
    알콜을 함유한 크리닝 후처리가스를 상기 처리실로 공급하는 후처리가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스, 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 배출기구를 구비하는 막형성장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 막형성기구는 여러개의 상기 피처리체를 1매씩 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 막형성 기구는 여러개의 상기 피처리체를 배치식 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  44. 제 41 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입 기구는 삼염화 질소가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  45. 제 41 항에 있어서, 상기 막형성기구는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 가열기구는 저항발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 히터는 가열램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  48. 제 44 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입기구는 질소가스를 상기 처리실 내로 도입하는 질소가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입기구는 불활성 가스를 상기 처리실 내로 도입하는 불활성 가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  50. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 처리실 내로 상기 피처리체를 처리하는 처리가스를 도입하는 처리가스 도입기구와;
    상기 피처리체를 처리하는 처리기구와;
    상기 처리실 내로 불소를 함유한 크리닝가스를 도입하는 크리닝가스 도입기구와;
    알콜을 함유한 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하는 후처리 가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스, 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 배출기구를 구비하는 드라이크리닝장치.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 삼불화 염소 및 삼불화 질소 중 한가지를 함유하는 것을 특징으로 하는 장치.
  52. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 피처리체 상에 금속막 및 금속화합물막 중 하나를 형성하기 위한 처리가스를 상기 처리실로 도입하는 처리가스 도입기구와;
    상기 피처리체 상에 상기 처리가스의 성분을 퇴적시켜서 막을 형성하는 막형성기구와;
    상기 처리실 내로 불소를 함유한 크리닝가스를 도입하는 크리닝가스 도입기구와;
    알콜을 함유한 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하는 후처리 가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 배출기구를 구비하는 막형성장치.
  53. 제 52 항에 있어서, 상기 크리닝가스는 삼불화 염소 및 삼불화 질소 중 한가지를 함유하는 것을 특징으로 하는 장치.
  54. 제 52 항에 있어서, 상기 알콜은 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 장치.
  55. 제 52 항에 있어서, 상기 막형성 기구는 여러개의 상기 피처리체를 1매씩 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  56. 제 52 항에 있어서, 상기 막형성 기구는 여러개의 상기 피처리체를 배치식 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  57. 제 52 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입기구는 불화가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  58. 제 52 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입기구는 상기 처리실 내로 질소가스를 도입하는 질소가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 크리닝가스 도입기구는 상기 처리실 내로 불활성 가스를 도입하는 불활성 가스원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  60. 제 53 항에 있어서, 상기 막형성기구는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  61. 제 60 항에 있어서, 상기 히터는 발열저항체를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  62. 제 60 항에 있어서, 상기 히터는 가열램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  63. 피처리체를 수용하는 처리실과;
    상기 처리실 내로 상기 피처리체를 처리하는 처리가스를 도입하는 처리가스 도입기구와;
    평상온도로 처리실 내를 유지하는 동안에, 상기 처리에 의하여 상기 처리실의 내부에 부착한 금속 및 금속화합물의 적어도 한가지를 크리닝하는 삼염화 질소 또는 불화 질소를 함유한 크리닝가스를 상기 처리실내로 도입하는 크리닝가스 도입기구와;
    알콜을 함유한 크리닝 후처리가스를 상기 처리실 내로 공급하는 후처리 가스 공급수단; 및
    크리닝가스, 크리닝 후처리가스 및 크리닝가스의 반응생성물을 배출하며, 후처리가스를 크리닝하는 배출기구를 구비하는 크리닝장치.
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