KR100680863B1 - 처리시스템 및 이 처리시스템의 가동방법 - Google Patents

처리시스템 및 이 처리시스템의 가동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 처리시스템은, 내부에 피처리기판이 올려 놓아지는 반응용기와, 기판처리시에 상기 반응용기 내로 처리가스를 공급하는 처리가스공급기구, 클리닝 시에 상기 반응용기 내로 부식성을 가진 클리닝가스를 공급하는 클리닝가스공급기구, 상기 반응용기에 접속된 배기로 부재, 상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중의 특정한 일부분을 가열하는 가열수단, 상기 특정한 일부분의 온도를 검출하는 온도검출수단, 이 온도검출수단에 의해 검출된 검출 값을 기초로 상기 특정한 일부분이 소정의 목표온도로 되도록 상기 가열부재를 제어하는 온도제어수단 및, 상기 목표온도를 기판처리 시와 클리닝 시로 변경하는 온도변경수단을 구비하고 있다. 상기 목표온도는 상기 온도변경수단에 의해, 기판처리 시에서는 당해 특정한 일부분에 반응 부생성물이 부착되는 것이 억제될 수 있는 온도로 되는 한편, 클리닝 시에는 당해 특정한 일부분의 부식이 억제될 수 있는 온도로 된다.

Description

처리시스템 및 이 처리시스템의 가동방법{TREATING SYSTEM AND OPERATING METHOD FOR TREATING SYSTEM}
본 발명은, 정기적으로 반응용기 내를 클리닝가스로 클리닝하는 예컨대 감압 CVD(chemical vapor deposition) 장치 등의 처리시스템 및 이 처리시스템의 가동방법에 관한 것이다.
반도체 제조장치의 한 가지인 감압 화학적기상성장장치(減壓化學的氣相成長裝置; 이하 LP-CVD 장치라고 함)를 이용해서 성막(成膜)프로세스를 실시하게 되면, 반응 부생성물이 대량으로 발생하는 경우가 있다. 예컨대, 디크롤로 실란(SiH2Cl2)과 암모니아(NH3)를 이용해서 실리콘 질화막을 생성하는 LP-CVD 장치에서는, 막생성시에 반응 부생성물인 염화암모늄(NH4Cl)이 대량으로 발생하게 된다. 이 경우, LP-CVD 장치의 배기부인 배기관 내벽의 온도가 반응 부생성물의 승화온도 이하이면, 이 반응 부생성물이 배기부에 대량으로 부착되어, 반응용기 내 및 배기부를 진공으로 유지하고 있는 진공펌프를 막는 등의 악영향을 야기시킨다. 그 때문에, 이러한 LP-CVD 장치에서는, 배기부를 반응 부생성물의 승화온도 이상으로 가열해서 반응 부생성물이 배기부에 부착되지 않도록 하고 있다.
또, 이러한 LP-CVD 장치로 성막처리를 하게 되면, 반도체웨이퍼(이하, 웨이퍼라 함)의 성막면 뿐만 아니라 반응용기 내벽이나 웨이퍼를 보유지지하는 탑재 도구에도 실리콘 질화막이 부착되어버리게 된다. 그리고, 이 실리콘 질화막의 누적 막두께가 어느 정도의 두께로 되면 막 분리가 생겨, 오염(contamination) 및 먼지가 증가하게 된다. 그리고, 반응용기의 내부 구성물의 복사율이 변화하게 됨으로써, 반응용기 내의 온도안정성이 영향을 받을 수 있다고 하는 것도 알 수 있었다. 이들은 제품의 수율을 저하시키는 요인으로 된다. 이 때문에, 정기적으로 LP-CVD 장치 내를 클리닝해서 반응용기 내벽이나 탑재 도구에 부착된 실리콘 질화막을 제거할 필요가 있게 된다.
클리닝방법으로는, LP-CVD 장치 내에 부식성 에칭가스인 예컨대 3불화염소(CIF3)를 도입해서, 이 부식성 에칭가스와 실리콘 질화막과의 화학반응을 이용하는 드라이에칭법이 널리 사용되고 있다(예컨대, 일본국 특허공개공보 제2000-77391호 참조).
그런데, 최근에, ClF3 가스는 환경문제의 점에서 사용이 제한되고 있다. 이 가스 대신 F2 가스를 포함한 클리닝 가스인 예컨대 불소(F2)가스와 불화수소(HF)가스의 혼합가스를 사용하는 것이 검토되고 있다.
그러나, F2 가스는 부식성이 대단히 크기 때문에, 배기부가 반응 부생성물의 승화온도 이상으로 가열된 상황에서 반응용기 내에 부착된 실리콘 질화막을 크리닝하기 위해 F2 가스를 포함한 클리닝가스가 도입되면, 예컨대 배기부의 스테인리스제 부재의 코팅층이 손상될 수가 있다. 이 경우, 스테인리스제 부재가 노출되어, 이 스테인리스제 부재가 부식되어버리면, 즉 배기부 그 자체가 손상되게 된다. 또, 배기부의 스테인리스제 부재가 부식된 상태에서 당해 LP-CVD 장치를 이용해서 실리콘실화막을 성막하게 되면, 스테인리스와 클리닝가스의 반응물(예컨대, CrF2)이 실리콘 질화막 중에 들어갈 수가 있게 된다. 이 경우, 생성되는 실리콘 질화막의 전기적 특성이나 신뢰성 등의 품질이 영향을 받게 된다는 것도 알 수 있었다. 또, 스테인리스와 불소의 반응물은, 실리콘 질화막 생성의 촉매로서도 작용하게 된다. 따라서, 당해 반응물이 부식된 곳에서, 실리콘 질화막의 이상성장이 발생할 수 있다. 이는, 웨이퍼 표면에 생성되는 실리콘 질화막의 웨이퍼면 내의 균일성을 현저히 해칠 수가 있다.
또, 종래 실시할 수 없었던 압력 및/또는 온도조건에서 당해 LP-CVD 장치가 클리닝되었을 경우, 배기부의 부식 정도는 눈으로밖에 확인할 방법이 없었다. 그 때문에, 배기부가 부식되었음에도 불구하고 당해 LP-CVD 장치가 이용되어, 성막된 제품 품질에 문제가 생기거나 배기부 자체가 파괴되어 버리기까지 하게 되었다.
본 발명은, 종래의 처리시스템에서, 반응 부생성물(反應副生成物)이 부착되는 것을 억제할 수 있도록 가열하는 부재(예컨대, 배기로 부재)가, 부식성이 있는 클리닝가스를 장치 내로 흘릴 때 부식이 일어날 염려가 있는 처리시스템(예컨대, 실리콘 질화막을 생성하는 LP-CVD 장치)이 갖고 있던 상기와 같은 문제점에 비추어 발명된 것으로, 예컨대 배기로(排氣路) 부재인 스테인리스제 부재의 부식을 최소한으로 억제할 수 있는 처리시스템 및 이 처리시스템의 가동방법(稼動方法)을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 예컨대 배기로 부재의 온도를 변화시킬 수가 있고, 또 배기로 부재인 스테인리스제 부재와 클리닝 가스와의 반응상황에 따라 자동적으로 클리닝을 종료시키는 처리시스템 및 이 처리시스템의 가동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 처리시스템은, 내부에 피처리기판이 올려 놓아지는 반응용기와, 기판처리 시에 상기 반응용기 내로 처리가스를 공급하는 처리가스공급기구, 클리닝 시에 상기 반응용기 내로 부식성을 가진 클리닝가스를 공급하는 클리닝가스공급기구, 상기 반응용기에 접속된 배기로 부재, 상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중 특정한 일부분을 가열하는 가열수단, 상기 특정한 일부분의 온도를 검출하는 온도검출수단, 이 온도검출수단에 의해 검출된 검출 값을 기초로 상기 특정한 일부분이 소정의 목표온도가 되도록 상기 가열부재를 제어하는 온도제어수단 및, 상기 목표온도를 기판처리 시와 클리닝 시로 변경하는 온도변경수단을 갖추어 이루어지되, 상기 목표온도가 상기 온도변경수단에 의해 기판처리 시에는 당해 특정한 일부분에 반응 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있는 온도로 되는 한편, 클리닝 시에서는 당해 특정한 일부분의 부식이 억제될 수 있는 온도로 되는 것임을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중의 특정한 일부분(배기로 부재나, 반응용기의 개구부를 막는 덮개 등)에서, 처리 시에 반응 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있는데 더해, 클리닝 시의 부식도 억제될 수 있게 된다. 따라서, 당해 부분의 사용수명을 늘릴 수가 있게 된다.
바람직하기는, 처리시스템은 상기 특정한 일부분을 냉각하는 냉각수단을 더 갖추도록 한다.
또 바람직하기는, 처리시스템은 클리닝 시에 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응을 검출하는 반응검출수단을 더 구비하도록 한다. 이 경우, 상기 반응검출수단이 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응을 검출한 경우, 상기 온도변경수단은 클리닝 시의 목표온도를 보다 낮은 목표온도로 변경하도록 되어 있을 것이 바람직하다. 그리고, 상기 온도변경수단이 클리닝 시의 목표온도를 소정의 하한온도로까지 변경시킨 경우에, 상기 클리닝가스공급기구에 의한 클리닝가스의 공급이 정지되도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 처리시스템은, 상기 처리가스에 의한 상기 기판의 처리를 제어하는 장치제어부와, 종합적인 공정관리를 담당하는 관리제어부를 더 갖추고, 상기 온도변경수단은, 상기 관리제어부에 일체화되어 설치되는 것이 바람직하다.
이 경우 바람직하기는, 상기 관리제어부는, 상기 장치제어부로부터 보내지는 정보를 기초로, 상기 클리닝가스의 도입시기를 결정하도록 되어 있고, 상기 온도변경수단은, 상기 도입시기까지 상기 목표온도를 변경하도록 되어 있다.
또, 바람직하기는, 상기 클리닝가스는 불소가스를 포함하도록 한다. 한편, 예컨대 상기 특정한 일부분이 상기 배기로 부재의 일부 또는 전부이거나 또는 상기 특정한 일부분이 상기 반응용기의 일부이다.
또, 본 발명에 따른 처리시스템 가동방법은, 내부에 피처리기판이 올려 놓아지는 반응용기와, 기판처리시에 상기 반응용기 내로 처리가스를 공급하는 처리가스공급기구, 클리닝 시에 상기 반응용기 내로 부식성을 가진 클리닝가스를 공급하는 클리닝가스공급기구, 상기 반응용기에 접속된 배기로 부재, 상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중의 특정한 일부분을 가열하는 가열수단을 가진 처리시스템의 가동방법에서, 상기 반응용기 내로 기판을 반입하는 공정과, 상기 특정한 일부분을 이 특정한 일부분에 반응 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있는 온도로 가열하는 공정, 상기 반응용기 내로 상기처리가스를 공급해서 상기 기판에 대해 처리를 실행하는 공정, 상기 반응용기로부터 상기 기판을 반출하는 공정, 상기 특정한 일부분을 이 특정한 일부분이 상기 클리닝가스에 의해 부식되는 것을 억제할 수 있는 온도가 되도록 하는 공정 및, 상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급해서 상기 반응용기를 클리닝하는 공정을 갖도록 된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중의 특정한 일부분(배기로 부재나 반응용기의 개구부를 막는 덮개 등)에서, 처리시에 반응 부생성물의 부착이 억제되는 데에 더해, 클리닝 시의 부식도 억제될 수 있게 된다. 따라서, 당해 부분의 사용수명을 늘릴 수가 있게 된다.
바람직하기는, 상기 특정한 일부분을 이 특정한 일부분이 상기 클리닝가스에 의해 부식이 억제될 수 있는 온도로 하는 상기 공정이, 당해 특정한 일부분을 강제적으로 냉각하는 공정을 포함하도록 한다.
또 바람직하기는, 상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급해서 상기 반응용기를 클리닝하는 상기 공정이, 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응을 감시하는 공정을 포함하도록 한다.
이 경우 더 바람직하기는, 상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급하여 상기 반응용기를 클리닝하는 상기 공정이, 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응이 검출되었을 경우에 상기 특정한 일부분의 온도를 더 내리는 공정을 포함하도록 한다.
이 경우, 더 바람직하기는, 상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급하여 상기 반응용기를 클리닝하는 상기 공정이, 상기 특정한 일부분의 온도가 소정의 하한온도로까지 내려간 경우에 상기 클리닝가스공급기구에 의한 클리닝가스의 공급을 정지하는 공정을 포함하도록 한다.
도 1 은, 본 발명의 1실시예에 따른 처리시스템을 나타낸 전체 구성 도면,
도 2는, 본 발명의 1실시예에 따른 처리시스템의 제어계를 나타낸 구성도,
도 3은, 본 발명의 1실시예에 따른 처리시스템의 동작을 나타낸 플로우차트,
도 4는, 본 발명의 1실시예에 따른 처리시스템의 동작을 나타낸 플로우차트,
도 5는, 본 발명의 1실시예에 따른 처리시스템의 배기부의 목표온도를 나타낸 설명도이다.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 1실시예인 실리콘 질화막을 생성하는 LP-CVD 장치에 대해 상세히 설명한다.
본 실시예에서는, 실리콘 질화막을 생성하는 LP-CVD 장치의 배기부(배기로 부재)에 대해 최적의 온도제어가 이루어지게 된다.
예컨대, LP-CVD 장치의 장치 본체를 제어하는 장치제어부로부터, 클리닝 공정의 시간정보가 얻어지고, 예컨대 LP-CVD 장치의 배기부의 히터로부터 히터출력데이터가 얻어지며, 배기부에 부착된 온도검출수단으로부터 온도검출 데이터가 얻어지고, LP-CVD 장치에 부착된 배기가스 성분분석장치로부터 분석 데이터가 얻어지도록 되어 있다. 이들 데이터 군을 기초로 배기부 온도제어동작결정부는 배기부 온도제어동작결정 프로그램에 따라 배기부가 최적의 온도로 되도록 제어하게 된다.
도 1은 본 실시예 처리시스템을 나타낸 전체 구성도이다. 도 1 중 반응관(1)은 예컨대 석영으로 만들어진 내관(1a) 및 외관(1b)으로 된 이중구조를 갖도록 되어 있다. 반응관(1)의 하부 쪽에는 금속제인 예컨대 스테인리스제의 통모양 매니폴드(manifold; 11)가 설치되어 있다. 상기 내관(1a)의 상단은 개구되어 있고, 상기 내관(1a)은 매니폴드(11)의 안쪽에서 지지되어 있다. 외관(1b)의 상단은 막혀 있고, 하단은 매니폴드(11)의 상단에 기밀하게 접합되어 있다. 이 예에서는, 반응 관(1)과 매니폴드(11)에 의해 반응용기가 구성되도록 되어 있다.
도 1은, 반응관(1) 내에 기판인 웨이퍼(W)가 반입되어 있는 상태를 나타낸다. 상기 반응관(1) 내에는 복수의 웨이퍼(W)가 각각 수평상태로 상하로 간격을 두고 보유지지 도구인 석영제 웨이퍼 보트(12)에 선반형태로 올려 놓아져 있다. 웨이퍼 보트(12)는 덮개(13) 위로 뻗은 회전축(15)에 의해 지지되어 있다. 회전축(15)은 석영제의 보온 유니트(14)에 의해 에워싸여져 있다. 보온 유니트(14)는 예컨대 석영 핀(fin) 등의 단열 유니트로 되어 있다. 상기 덮개(13)는 웨이퍼 보트(12)를 반응관(1) 내로 반입, 반출하기 위한 보트 엘리베이터(16) 상에 탑재되어, 상한위치에 있을 때는 매니폴드(11)의 하단 개구부를 막는 역할을 한다. 회전축(15)은 덮개(13) 하부의 보트 엘리베이터(16)에 설치된 구동부(17)에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 웨이퍼 보트(12)가 회전하게 된다.
반응관(1)의 주위에는 이를 에워싸듯이 예컨대 저항발열체로 된 가열수단인 히터(2)가 설치되어 있다. 이 히터(2)의 주위에는 도시되지 않은 노(爐) 본체가 설치되어 있다. 또, 반응관(1)의 주위에는 처리가스의 공급관인 제1성막가스 공급관(21)과 제2성막가스 공급관(22) 및 클리닝가스 공급관(23)이 설치되어, 내관(1a) 중으로 각각의 가스를 공급할 수 있도록 되어 있다.
제1성막가스 공급관(21) 및 제2성막가스 공급관(22)은 각각 디크롤로 실란(SiH2C12) 가스 및 암모니아(NH3) 가스를 공급하기 위한 것으로, 도시되지 않은 가스공급원에 접속되어 있다. 클리닝가스 공급관(23)의 기단측은 분기가 되어 있어 서, 양 분기관을 통해 각각 불소가스 및 불화수소가스를 공급할 수 있도록 되어 있다. V1 ~ V3는 가스의 공급, 공급정지를 실행하기 위한 예컨대 에어밸브로 된 밸브이다. 24 ~ 27은 가스 유량을 조정하기 위한 매스플로우 콘트롤러(mass flow controller)이다.
매니폴드(11)에는, 내관(1a)과 외관(1b) 사이로부터 배기할 수 있도록, 금속제인 예컨대 스테인리스로 된 배기부를 이루는 배기로 부재인 배기관(3)이 접속되어 있다. 배기관(3)은 진공 배기수단인 진공펌프(31)와 접속되어 있다. 또, 배기관(3)은 도중에 메인밸브(32)를 갖도록 되어 있다. 메인밸브(32)를 개폐함으로써, 외관(1b)의 내부와 진공펌프(31)가 연통 내지 차단될 수 있도록 되어 있다. 또, 메인밸브(32)의 개방도를 조정함으로써, 반응용기 내의 압력이 제어될 수 있게 된다. 진공펌프(31)로부터 배출된 가스는 제해장치(除害裝置; 3O)를 거쳐 대기로 방출된다.
배기관(3)의 외주에는, 당해 배기관(3)의 내벽을 가열할 수 있는 가열수단인 예컨대 테이프형상의 배기부 히터(33)가 감겨져 있다. 이 배기부 히터(33)에는 전원부(34)로부터 전력이 공급되게 된다.
또, 배기관(3)의 외주에는 배기관(3)을 냉각하기 위한 냉각용 유체가 매니폴드(11) 측에서 진공펌프(31) 쪽을 향해, 즉 배기로의 상류 측에서 하류 측을 향해 흐르도록 유로부재(流路部材)로서의 냉각관(41)이 설치되어 있다. 냉각용 유체는 칠러 유니트(chiller unit; 42)에 의해 소정의 온도로 냉각될 수 있도록 되어 있다.
냉각용 유체로는 예컨대 물이 사용되지만, 다른 여러 가지 냉각용 유체인 예컨대 H2, He, 기름, 공기 등을 이용해도 좋다. 본 예에서는 냉각관(41) 및 칠러 유니트(42)에 의해 배기관(3)의 바깥쪽을 냉각하기 위한 제1냉각수단(외측 냉각수단; 100)을 구성하도록 되어 있다.
그리고, 배기관(3)의 내벽을 냉각하기 위해, 제1냉각수단(100)에 더해 또는 제1냉각수단(100) 대신, 배기관(3)의 내부에 냉각가스를 공급하기 위한 제2냉각수단(내측 냉각수단; 200)으로서 냉각가스 라인(43)을 설치하여도 좋다. 냉각가스 라인(43)의 공급구(供給口)는 배기관(3)의 상류 단부(端部)에 가까운 부위에 배치될 수 있다. 냉각가스로는, 열전도율이 높고 또 배기관(3)의 내벽을 구성하는 재료와 반응할 수 없는 기체인 예컨대 H2나 He, 또는 N2 등의 불활성 가스를 사용할 수가 있다. 냉각가스 라인(43)의 기단측은, 밸브(V4) 및 유량조정부(44)를 매개로 가스공급원(45)에 접속되어 있다. 제2냉각수단(200)은 메인밸브(32)가 닫힌 상태를 제외하고는 사용할 수가 있다.
배기관(3)에는, 당해 배기관(3)의 온도를 검출하기 위한 온도검출수단으로서의 배기부 열전쌍(35)이 예컨대 배기방향을 따라 복수로 설치되어 있다. 이 열전쌍(thermocouple; 35)은, 다른 여러 가지 온도측정기인 예컨대 서미스트나 파이로메터 등으로 대용될 수 있다.
또, 본 발명 처리시스템은, 배기관(3)을 구성하는 스테인리스제 부재와 부식성 에칭가스인 클리닝가스와의 반응을 감시할 수 있도록, 반응검출수단으로서의 4 중극 질량분석계(이하, Q-mass라 약칭함; 36)를 갖추고 있다. 본 예에서는, 채취관(37)에 의해 메인밸브(32)의 바로 상류 위치에서의 가스가 채취되도록 되어 있다. Q-mass(36)는 배기관(3) 내의 가스에 포함된 성분, 예컨대 CrF2의 농도정보를 이온전류의 형태로 분석하여, 실시간으로 뒤에 설명되는 기억부(기록매체)에 배기관내 가스 성분 데이터로서 송신하는 기능을 갖도록 되어 있다. 본 실시예에서는, 반응검출수단인 가스분석장치로서 Q-mass를 사용하고 있으나, 본 발명은 이러한 구성으로 한정되지 않고, 다른 반응분석장치, 예컨대 배기관(3) 내의 반응열에 따라 반응상태를 추측하는 장치 등을 이용해서 배기관(3)의 내벽의 반응 분석을 실행하도록 하여도 좋다.
이상의 실시예에서는, 가열수단에 의해 배기관(3) 내가 가열되고, 냉각수단에 의해 배기관(3)이 냉각되며, 배기관(3)의 스테인리스제 부재와 가스와의 반응 상태가 감시되게 된다. 그러나, 배기관(3) 그 자체 만에 한하지 않고, 배기로 부재의 전체, 즉 배기관에 더해 메인밸브(32) 등과 같은 매개로 설치된 기기에 대해서도 가열, 냉각이 이루어져 가스와의 반응이 검출되어도 좋다.
도 2는, 본 실시예 처리시스템의 제어계통을 나타낸 구성도이다. 도면 중 예컨대 컴퓨터로 된 장치제어부(5)는, 프로세스 레서피(recipe) 및 클리닝 레서피 등을 구비하고 있다. 이들 레서피 중에는, 예컨대 배기관(3)의 내벽의 목표온도가 포함되어 있다. 장치제어부(5)는 프로세스 시 및 클리닝 시에, LP-CVD 장치 본체(300)의 프로세스 온도, 프로세스 압력, 가스 유량 등의 제어를 행하는 한편, 배기 관(3)의 내벽의 목표온도나 클리닝의 개시시각 및 종료시각 등의 정보를 뒤에 설명되는 제어부(6)로 전달하는 기능을 갖도록 되어 있다. 한편 클리닝의 개시시각이라 함은, 클리닝 레서피가 선택되고, 장치 본체(300)가 그 레서피에 의해 정해진 압력, 온도 등의 처리조건을 향해 동작하기 시작할 때의 시각이다.
도 2에 도시된 것과 같이, 예컨대 장치제어부(5)와는 별개의 컴퓨터로 된 제어부(6)는, 버스(61)와, CPU(중앙처리부; 62), 제1기억부(기록매체; 63), 배기부 온도제어동작결정 프로그램(을 기억하는 기록부; 64), 제2기억부(65)를 갖추고 있다. 이 제어부(6)에는, 상기 Q-mass(36) 및 배기부 온도제어부로서의 배기부 온도 콘트롤러(7)가 접속되어 있다. 제어부(6)는, 여러 가지 정보의 통신망과 데이터베이스를 병용하여, 웨이퍼 상에 형성되는 디바이스의 개발, 기판의 가공, 장치의 조립 등 제조와 관계되는 일련의 공정과, 그들에 관한 정보를 종합적으로 관리하는 관리제어부로서 구성될 수 있다. 그 경우, 도 1에 도시된 LP-CVD장치에서 이루어지는 공정의 전공정(前工程) 또는 후공정이 이루어지게 되는 1개 또는 복수의 장치와의 사이에서 정보의 교환을 행하기 위한 통신부(도시되지 않음)를 갖도록 할 수 있다.
배기부 온도 콘트롤러(7)는, 실리콘 질화막 성막시에 배기관(3)의 내벽이 승화온도 이상이 되도록, 목표온도와 열전쌍(35)으로부터의 온도검출 값을 기초로, 전원부(34)를 매개로 배기부 히터(33)에 대해 PID 제어를 행하게 된다. 즉, 온도검출 값과 목표온도에 대응한 온도설정치와의 차이는, PID 연산 회로에 의해 PID 제어되어, 배기부 히터(33)로의 공급전력을 결정하기 위해 사용된다.
또 제2기억부(65) 내에는, 프로세스 및 클리닝의 각각과 배기관(3)의 내벽의 목표온도(배기부 목표온도)를 대응시킨 정보인 테이블(66)이 기억되어 있다. 이 테이블(66)은 예컨대 미리 장치제어부(5)에서 작성되어, 이 장치제어부(5)로부터 받아들여지든지, 또 장치제어부(5)로부터 받아들여진 데이터를 기초로 제어부(6) 측에서 작성되게 된다. 본 예의 테이블(66)에는, 배기부 목표온도로서 제1부위 및 제2부위의 각각의 값이 기재되어 있다. 배기관(3)의 내벽이 배기방향으로 복수로 나눠진 경우, 예컨대 반응용기에 가까운 부위와 먼 부위로 나눠진 경우, 각 부위마다 가열수단(예컨대 히터), 온도검출수단(예컨대 열전쌍), 전원부 및 배기부 온도 콘트롤러가 마련되어, 독립해서 온도제어가 행해지도록 하는 것이 바람직하다.
도 1에서는 1개의 히터(33)만 도시되어 있어, 배기관(3) 내벽의 온도가 일괄해서 제어되도록 기재되어 있으나, 실제로는 예컨대 반응용기에 가까운 부위와 먼 부위와는 나누어 제어할 수 있게 된다. 이 때문에, 반응용기에 가까운 부위가 제1부위, 반응용기로부터 먼 부위가 제2부위로 되어, 각각의 목표온도가 설정되어 있다. 제1부위는 반응용기 내에서 가열된 가스가 들어오는 부위이므로, 제2부위 보다 낮은 온도가 설정되어 있다. 1예를 들자면, 클리닝시의 제1부위의 목표온도 및 제2부위의 목표온도는, 각각 20℃ 및 25℃로 설정된다. 한편, 프로세스 시에는, 제1부위의 목표온도 및 제2부위의 목표온도는, 각각 예컨대 180℃ 및 200℃로 된다.
이들 배기부 목표온도는, 사용되는 가스의 종류, 배기관(3)의 재질(특히 그 내면 코팅의 재질) 등에 따라 결정될 수 있는바, 예컨대 장치제어부(5)에는 예컨대 콘트롤패널을 매개로 오퍼레이터에 의해 입력될 수 있다. 이들 배기부 목표온도는, 예컨대 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)에 따라 반응용기에서 이루어지는 처리에 따라 독출되어 배기부 온도 콘트롤러(7)로 보내진다.
반응용기 내를 클리닝할 때는, 배기부 온도제어동작결정부로서의 제어부(6)가 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)에 따라, 배기부인 배기관(3)의 내벽의 목표온도를 결정하게 된다. 즉, 성막처리가 행해지고 있었을 때의 목표온도로부터 클리닝 시에 알맞은 목표온도로의 변경이 이루어지게 된다. 배기부 온도 콘트롤러(7)는 그 목표온도에 적합하도록 배기부 히터(33)를 동작시킨다.
이 예에서는, 목표온도의 변경이 상기 테이블(66)의 목표온도를 독출함으로써 행해진다.
이 실시예에서는, 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)과 CPU(62) 및 테이블(66)이 배기관(3)의 내벽의 목표온도를 변경하기 위한 온도변경수단을 구성하게 된다. 열전쌍(35)의 온도검출 값은 배기부 온도 콘트롤러(7)로 보내짐과 동시에, 제어부(6)에 의해 정기적(본 실시예에서는 10초 마다)으로 샘플링되어 기억부(63)에 기억되게 된다.
또, 배기부 온도 콘트롤러(7)는, 배기부 온도제어동작결정 프로그램에 따른 냉각동작의 결정을 기초로 제어부(6)로부터의 냉각지시를 받으면, 거기에 따라 제1냉각수단(100)을 동작시킨다. 구체적으로는, 예컨대 칠러 유니트(42)에 대해 통류(通流)지시를 보낸다. 칠러 유니트(42)가 통류지시를 수신하면, 배기관(3)을 둘러싸고 있는 냉각관(41) 내로 유체를 흘린다. 그에 따라 배기관(3)의 온도가 보다 저온으로 내려질 수 있게 된다. 유체로는 열전도율이 높은 물질이면 어떤 유체를 사용 하더라도 문제가 없다. 본 실시예에서는, 예컨대 온도 : 5[℃], 유량 : 5 ~ 15 [l/min]의 물이 흐르도록 되어 있다.
제어부(6)에서, 기억부(63)는 장치제어부(5)로부터 송신되는 클리닝 개시시각 및 클리닝 종료시각, Q-mass(36)로부터 보내지는 배기가스 성분 데이터, 배기부 열전쌍(35)으로부터 보내지는 온도검출 값, 배기부 히터(33)로부터의 히터출력 등의 정보를 기억한다. 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)은 기억부(63)로 보내져 기억된 앞에서 설명한 정보를 기초로 배기부 목표온도를 결정한다. 필요에 따라, 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)은 제1냉각수단(100)에 대한 냉각동작지시를 작성한다. 한편 제2냉각수단(200)이 설치되는 경우에는, 앞에서 설명한 정보를 기초로 제2냉각수단(200)에 대한 냉각 동작지시를 작성하도록 하여도 좋다. 제1냉각수단(100) 또는 제2냉각수단(200)을 이용해서 냉각 상태를 제어함에 있어서는, 목표온도 및/또는 온도검출 값을 기초로 냉각 유체 또는 가스의 통류상태와 통류정지상태를 선택하는 것에 한하지 않고 그들의 유량을 제어하도록 하여도 좋다.
다음에는, 이상과 같이 구성된 처리시스템의 동작을 도 3 및 도 4의 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 먼저 LP-CVD 장치에 의한 성막 시의 동작으로부터 설명한다.
단계 S1에 도시된 것과 같이, 성막 시는, 제어부(6)의 배기부 온도제어동작 프로그램(64)에 따라 배기부 목표온도인 예컨대 배기관(3)의 내벽의 목표온도가 반응 부생성물의 승화온도 이상의 온도로 설정되고, 당해 목표온도가 배기부 온도 콘트롤러(7)로 출력된다. 배기부 온도 콘트롤러(7)는, 이 목표온도를 기초로 배기부 히터(33)의 출력을 PID 제어하게 된다. 이 예에서는, 성막처리는 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응시켜 질화실리콘막을 성막하는 프로세스이다. 이 때문에, 반응 부생성물인 염화암모늄(NH4Cl)의 승화온도는 150℃이고, 상기 목표온도는 예컨대 200℃로 설정된다.
배기부 열전쌍(35)은, 배기부 온도 콘트롤러(7)로 배기관(3)의 온도를 전달한다. 배기부 히터(33)는 배기부 온도 콘트롤러(7)에 의해 보내지는 신호를 기초로 제어된다. 제1냉각수단(100)은, 성막 시에는 통상적으로 동작을 하지 않는다. Q-mass(36)는, 성막시의 배기가스 성분 데이터를 기억부(63)로 정기적(본 실시예에서는 10초 마다)으로 송신한다.
LP-CVD 장치에서는, 단계 S2에 도시된 것과 같이, 성막을 이루는 기판인 웨이퍼가 소정 매수의 웨이퍼 보트(12) 상으로 옮겨져 보유지지되고, 보트 엘리베이터가 상승함에 따라 반응관(1) 및 매니폴드(11)에 의해 형성되는 반응용기 내로 반입된다. 매니폴드(11)의 하단 개구부(爐口)는 두껑(13)으로 막히게 된다. 이어, 메인밸브(32)가 열려 진공펌프(31)에 의해 반응용기 내부가 진공 배기되게 된다. 반응용기 내부가 소정의 압력, 예컨대 약 0.1Pa로 된 시점에서 메인밸브(32)가 닫혀져, 닫혀진 공간으로서의 반응용기 내부의 압력상승의 유무가 확인되게 된다. 여기서, 압력상승이 확인되면 성막 도중에 대기가 말려 들어가게 된다. 이 경우에는, 원하는 실리콘 질화막을 얻을 수가 없게 된다.
그리고, 히터(2)에 의해 반응용기 내부가 소정의 프로세스 온도, 예컨대 대 략 500℃로부터 800℃까지의 사이에서 선택되는 온도까지 승온된다. 그 후, 처리가스 공급관으로부터 처리가스가 도입된다. 처리가스 공급관은 도입되는 처리가스의 종류에 맞추어 항상 준비되어 있다. 통상, 실리콘질화막을 성막하는 경우는 디클로로 실란 및 암모니아가 이용되는 것이 일반적이다. 이 예에서는, 이들 가스가 처리가스 공급관(21, 22)으로부터 각각 반응용기 내로 공급되어, 소정 시간 동안 성막이 이루어지게 된다. 이때, 반응 부생성물인 염화암모늄이 생성되어 배기가스 내로 유입되게 된다. 그러나, 배기관(3) 내부는 염화암모늄의 승화온도 이상으로 가열되어 있기 때문에, 염화암모늄은 배기관(3)에는 부착되지 않은 채 배기되어, 도시되지 않은 트랩에 포획되게 된다.
성막처리 후에는, 반응용기 내에 남는 잔류가스가 예컨대 도시되지 않은 가스공급관을 통해 흐르는 N2 가스를 이용해서 퍼지(purge)하게 된다. 그 후, 보트 엘리베이터(17)가 하강되어 웨이퍼 보트(12)가 반출되게 된다.
웨이퍼 상에의 성막과 동시에, 반응용기의 내부 분위기에 노출된 부분인 예컨대 웨이퍼 보트(12), 외관(lb)의 내벽, 내관(1a) 등에도 실리콘 질화막이 부착, 퇴적될 수 있다. 장기간 처리장치가 사용되는 동안에, 이 실리콘 질화막의 막두께가 증대되게 된다. 이와 같은 실리콘 질화막은, 오염이나 먼지의 원인과, 성막얼룩이나 도전저해, 절연불량 등 제품(디바이스)의 품질 열화로 연결되게 된다.
따라서, 이러한 디바이스의 품질 열화를 방지하기 위해, 질화막용 LP-CVD 장치에 대해 정기적으로 클리닝을 실행할 필요가 있게 된다. 이 때문에, 단계 S3에 도시된 것과 같이, 장치제어부(5)가 클리닝을 실행할 시기인지의 여부, 예컨대 질화실리콘막의 누적 막두께가 설정치에 이르렀는지 여부를 판정하게 된다. 설정치에 도달해 있는 경우에는, 예컨대 자동적으로 클리닝 레서피가 선택되어, 클리닝이 개시된다. 또는, 클리닝 실시에 대해 장치의 조작화면상에 표시가 된다. 또는, 알람을 발생시켜 오퍼레이터에게 클리닝 실시를 촉구하게 된다.
다음, LP-CVD 장치를 클리닝하는 방법에 대해 상세히 설명한다. 먼저, 예컨대 단계 S4에 도시된 것과 같이, 장치제어부(5)에 의해 클리닝 레서피가 선택되어 이 클리닝 레서피에 의한 동작이 시작되면, 장치제어부(5)로부터 제어부(6)로 클리닝 개시시각이 전달되어 기억부(63)에 기억된다(단계 S5). 그렇게 되면, 제어부(6)가 배기부 온도제어동작 결정부로서 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)에 따라 클리닝 개시시각(앞에서 설명된 클리닝 레서피가 선택된 시각)을 기초로 클리닝 실시시각(클리닝가스가 도입되는 시각)을 추정함(단계 S6)과 더불어, 배기부인 배기관(3)의 내벽의 목표온도를, 염화암모늄의 승화온도 이상의 온도로부터 당해 내벽이 클리닝가스에 의해 부식되지 않는 적절한 온도, 예컨대 당해 내벽을 구성하는 스테인리스 표면이 불소에 의해 손상되지 않을 정도의 온도(예컨대 25℃)로 변경한다(단계 S7; 성막시의 목표온도보다 작게 한다). 변경 후의 목표온도는, 제어부(6)로부터 배기부 온도 콘트롤러(7)로 송신된다. 구체적으로는, 클리닝에 따른 목표온도가 테이블(66)로부터 독출되어 배기부 온도 콘트롤러(7)로 송신된다.
또, 이 예에서는, 클리닝 개시시각의 예컨대 60분 후가 클리닝 실시시각으로 추정된다. 그리고, 클리닝 실시시각에 배기부인 배기관(3)의 내벽의 온도가 목표온 도까지 내려가도록, 제어부(6)로부터 배기부 온도 콘트롤러(7)로 냉각 동작지시가 송신되고, 그에 따라 배기부 온도 콘트롤러(7)는 제1냉각수단(100)이 냉각동작을 실행하도록, 예컨대 칠러 유니트(42)에 대해 냉각수의 냉각 및 통류의 동작지시를 내린다(단계 S8). 예컨대, 상기 프로그램(64)에 따라 클리닝 실시시각이 추정되었을 때에, 그때의 배기관(3)의 내벽의 온도와 목표온도와 냉각상태(냉매의 온도, 유량 등)를 기초로, 배기관(3)의 내벽의 온도가 클리닝 실시시각까지에 목표온도까지 내려가는지 여부가 판단된다. 그 판단결과에 따라서는, 제1냉각수단(100)에 더해 제2냉각수단(200)이 사용되게 된다. 또는, 칠러 유니트(42)에 대해 냉매의 유량을 늘리도록 지시를 내린다.
제1냉각수단(100)은, 냉각 동작지시를 수신하면 냉각 동작을 개시한다. 즉, 냉각수가 냉각관(41) 내를 흘러 배기관(3)을 강제적으로 냉각시킨다. 배기부 열전쌍(35)에 의한 온도검출 값이 예컨대 목표온도 부근의 온도까지 내려가면, 상기 제어부(6)가 냉각 동작정지지시를 배기부 온도 콘트롤러(7)로 출력한다(단계 S9). 그에 따라, 제1냉각수단(100)에 의한 냉각 동작, 예컨대 냉각수의 통류가 정지하게 된다. 배기관(3)을 냉각함에 있어서는, 제1냉각수단(100)에 더해 제2냉각수단(200)에 냉각지시를 주어, 냉각가스 라인(43)으로부터 배기관(3) 내로 냉각가스를 공급하도록 하여도 좋다.
한편, 클리닝 레서피가 선택되면, LP-CVD 장치에서는, 웨이퍼가 탑재되어 있지 않은 웨이퍼 보트(12)가 반응용기 내로 반입되어, 두껑(13)에 의해 매니폴드(11)의 하단 개구부가 닫히게 된다. 그에 따라, 반응용기에서 배기관(3)의 메인밸 브(32)까지의 부위가 폐쇄공간으로 된다. 다음, 메인밸브(32)가 열리고, 진공펌프(31)에 의해 반응용기 내부가 진공상태로 된다. 반응용기 내의 압력이 다 내려간 상태, 예컨대 약 O.1Pa가 된 시점에서 메인밸브(32)가 닫히게 된다. 그리고, 폐쇄공간으로서의 반응용기 내의 압력상승 유무가 확인된다. 여기서, 압력상승이 확인되면, 클리닝 도중에 대기가 말려 들어가게 된다. 이 경우에는, 클리닝가스가 대기와 반응할 위험성이 있게 된다.
다음, 히터(2)에 의해, 반응용기 내의 온도가 클리닝 온도인 예컨대 300℃까지 승온되게 된다. 반응용기 내부가 클리닝 온도에 이른 후, 클리닝가스 공급관(23)을 통해 클리닝가스(드라이 에칭 가스)인 예컨대 불소가스 및 불화수소가스가 반응용기 내로 도입되어 클리닝이 실시된다(단계 S10). 클리닝가스에 의해 웨이퍼 보트(12)와 외관(lb)의 내벽, 내관(la) 등에 부착된 실리콘 질화막이 에칭되어 제거된다.
또, Q-mass(36)에 의해, 배기관(3) 내를 흘러 온 가스 중에서 배기관(3)의 부식의 정도를 나타낸 지표로 되는 성분의 농도가 감시되게 된다. 이 예에서는, 배기관(3)의 재료인 스테인리스와 클리닝가스의 반응생성물인 CrF2의 농도가, CrF2에 상당하는 이온 전류로서 검출된다. 이 검출 값은 정기적으로, 예컨대 10초 간격으로 제어부(6)의 기억부(63)에 기억되게 된다(단계 S11). 배기부 온도제어동작결정 프로그램에 따라 CrF2의 농도가 미리 설정된 농도 이하인가의 여부가 판단된다(단계 S12). CrF2의 농도가 미리 설정된 농도 이하이면, 클리닝 종료신호가 출력되고 있는 지의 여부가 판단된다(단계 S13). 출력되고 있지 않으면, 단계 S11, S12가 반복된다. 클리닝의 종료신호가 출력되고 있으면, 장치제어부(5)가 클리닝가스 공급관(23)에 설치되어 있는 밸브(V3)를 닫아 클리닝을 종료시킨다(단계 S14).
한편, 단계 S12에서, CrF2의 농도가 미리 설정된 농도를 넘고 있다고 판단된 경우에는, 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)에 의해, 배기부 온도 콘트롤러(7)에 대해, 목표온도를 소정 온도 예컨대 5℃ 만큼 내리도록 하는 지시가 주어진다, 즉, 5℃ 만큼 낮은 목표온도가 출력되게 된다(단계 S15). 이에 따라, 배기부 온도 콘트롤러(7)는 제1냉각수단(100)으로 새로운 냉각동작지시를 송신한다(단계 S16). 당해 제1냉각수단(100)의 동작이 수정되면, 배기관(3)의 온도가 다시 내려가게 된다. 이에 따라, 배기관(3)에서의 반응이 억제될 수 있게 된다. 여기서, 앞에서 설명한 바와 같이, 배기관(3)의 내벽의 가열영역이 복수로 분할되어 있어서, 각각 독립해서 온도제어가 이루어질 때에는, 각 가열영역의 목표온도가 모두 5℃ 만큼 낮게 변경된다.
그리고, CrF2의 농도가 설정치를 계속 웃돌고 있는 상태가 계속되면, 예컨대 CrF2의 농도에 상당하는 이온전류가 lE-9(A)를 넘고 있으면, 목표온도를 내리는 단계가 반복된다. 구체적으로는, 예컨대 단계 S16의 후, 단계 S17에 의해 클리닝 종료신호가 출력되고 있는지 여부가 판단된다. 클리닝 종료신호가 출력되고 있으면, 단계 S14로 진행되어 클리닝이 종료된다. 클리닝 종료신호가 출력되고 있지 않으면, 예컨대 상기 목표온도를 5℃ 내리라는 지시를 한 단계 S15로부터 소정 시간이 경과되어 있는지 여부가 판단된다(단계 S18). 소정 시간이 경과해 있으면, 단계 S19에 의해 재차 CrF2의 농도가 미리 설정된 농도 이하로 되어 있는지 여부가 판단된다. 여기서, CrF2의 농도가 미리 설정된 농도 이하이면, 단계 S13으로 진행된다. CrF2 농도가 미리 설정된 농도를 여전히 웃돌고 있으면, 제어부(6)의 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)이, 다시 배기부 목표온도를 소정 온도인 예컨대 5℃ 내리는 작업을 반복한다. 배기관(3)의 내벽 온도가 미리 설정된 하한 온도, 예컨대 제1냉각수단(100)의 냉각 유체의 온도보다 10℃ 높은 온도까지 내려도 CrF2의 농도가 설정치 이하로 되지 않으면, 본 시스템에서는 클리닝가스와 배기부 스테인리스부재와의 반응을 제어할 수가 없다고 판단해서 클리닝이 중지되게 된다. 즉, 플로우차트에서는, 단계 S19 후에, 배기부 목표온도가 소정의 하한온도까지 내려갔는지 여부가 판단된다(단계 S20). 소정의 하한온도까지 내려가 있지 않으면 단계 S15로 되돌려져 목표온도가 예컨대 5℃ 내려가게 된다. 소정의 하한온도까지 내려가 있으면, 단계 S21에서 클리닝이 중지된다.
클리닝의 중지는, 배기부 온도제어동작결정 프로그램(64)이 장치제어부(5)에 클리닝 보트 지시를, 제1냉각수단(100)에 냉각 정지지시를 각각 송신함으로써 행해진다. 장치제어부(5)는, 클리닝 보트 지시를 수신하면, 즉석에서 클리닝가스 공급관(23)의 밸브(V3)를 닫아 클리닝을 종료시킨다. 또, 제1냉각수단(100)은, 냉각정지 지시를 수신하면 즉석에서 냉각 동작을 정지하게 된다.
반응용기 내의 클리닝이 종료되면, 반응용기 내의 클리닝가스가 예컨대 도시 되지 않은 가스공급관을 통해 도입되는 가스인, 예컨대 N2 가스로 치환되게 된다. 한편, 배기부 온도제어동작 프로그램(64)은, 배기부 목표온도를 반응 부생성물의 승화온도 이상이 되도록 변경하게 된다(단계 S22). 변경 후의 배기부 목표온도는 배기부 온도 콘트롤러(7)로 출력된다. 배기부 목표온도와 성막공정 및 클리닝공정과의 관계를 도 5에 나타내었다.
앞에서 설명한 실시예에 의하면, 성막시에는 배기부의 목표온도를 반응 부생성물의 승화온도 이상으로 하였기 때문에, 배기부(구체적으로는 배기로 부재인 배기관(3)의 내벽)에 반응 부생성물이 부착되는 것을 방지할 수 있게 되는 한편, 클리닝 시는 배기부를 구성하고 있는 스테인리스가 클리닝가스에 의해 부식되는 것이 충분히 억제될 수 있는 적절한 온도까지 목표온도가 내려가 있기 때문에, 배기로 부재의 사용수명이 길어지게 된다. 또, 금속부분의 부식이 억제됨으로써, 웨이퍼에 대한 금속오염이 방지될 수 있게 된다. 또, 성막공정에서 클리닝공정으로 옮겨질 때, 예컨대 냉각 유체에 의해 배기관(3)이 강제적으로 냉각됨으로써 배기부의 온도가 클리닝 시에 알맞은 온도까지 내려가기 때문에, 배기부의 온도 하강이 신속하게 이루어지게 됨으로써 클리닝 공정으로 신속하게 이행될 수 있게 된다.
그리고, 배기부를 구성하도록 되어 있는 스테인리스 부재와 클리닝가스의 반응상태가 배기관(3) 내를 흐르는 가스 중의 소정의 성분, 예컨대 CrF2의 농도에 비추어, 그 농도가 소정 농도를 웃돌았을 때 배기관(3)의 온도가 내려가도록 되어 있기 때문에, 배기부를 구성하고 있는 스테인리스 부재의 부식을 확실히 억제할 수가 있게 된다. 한편, 이와 같은 구성으로 하게 되면, 배기부 뿐만 아니라 매니폴드(11) 등의 스테인리스 부재가 부식된 경우에도 재빨리 검출할 수가 있게 된다.
앞에서 설명한 실시예에서는, 배기관(3)의 내벽과 클리닝가스의 반응상태를 검출하는 반응검출수단으로서, Q-mass가 쓰이고 있다. 그러나, 배기부 히터(33)의 출력을 감시하여, 배기부 히터(33)의 출력의 변화에 따라 상기 반응상태를 예측할 수도 있다(배기관(3)의 내벽과 클리닝가스의 반응이 일어나면, 당해 반응의 부생성물과의 반응을 위해 상기 출력이 저하된다). 이 경우는, 기억부(63)로 정기적으로 예컨대 10초 마다 배기부 히터(33)의 출력이 송신될 필요가 있어, 배기부 히터(33)의 출력을 감시해서 상기 반응의 유무를 추정하는 프로그램이 필요하게 된다.
앞에서 설명한 실시예에서는, 클리닝가스로서, 불소가스 및 불화수소가스의 혼합가스가 쓰이고 있다. 이와 같이 부식성이 강한 불소가스가 이용되는 경우에 본 발명이 유효한 기술로 된다. 그러나, 본 발명은, 클리닝가스로서 어떠한 가스를 쓰는 경우로 한정되는 것은 아니고, 다른 가스를 써서 클리닝을 실행하는 경우에도 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 매우 적합한 실시예에 대해, 첨부도면을 참조하면서 설명하였는바, 본 발명은 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 실시예는 배기부의 스테인리스 부재의 클리닝가스에 의한 부식을 억제하도록 되어 있으나, LP-CVD 장치의 노구(爐口)를 막는 덮개(13) 또는 매니폴드(11)에 이용된 스테인리스 부재의 부식을 억제하기 위해 본 발명을 적용하여도 좋다. 이 경우, 상기 테이블(66)에는 프로세스마다 배기부 목표온도에 더해 이들 부재의 목표온도가 기재된다.
또한, 앞에서 설명한 실시예에서는, 장치제어부(5)와는 다른 컴퓨터에 의해 관리제어부를 이루는 제어부(6)가 구성되어 있다. 그러나, 장치제어부(5)가 관리제어부를 겸용하여도 좋다. 이 경우, 장치제어부(5)에 의해 배기부 등의 목표온도가 변경되게 된다.
또, 본 발명은, 실리콘 질화막의 생성을 행할 LP-CVD를 예로 들어 설명하였으나, 예컨대 실리콘 질화막의 생성을 행할 플라즈마 CVD, 알미늄 에칭에도 적용할 수 있다. 요컨대, 반응 부생성물의 부착을 방지하기 위해 배기부 등의 부재를 가열할 필요가 있는 한편, 클리닝 시에 당해 부재가 부식성 가스에 노출되도록 된 장치에 본 발명이 적용될 수가 있다.

Claims (14)

  1. 내부에 피처리기판이 올려 놓아지는 반응용기와,
    기판처리 시에 상기 반응용기 내에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급기구,
    클리닝 시에 상기 반응용기 내에 부식성을 가진 클리닝가스를 공급하는 클리닝가스 공급기구,
    상기 반응용기에 접속된 배기로 부재,
    상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중 특정한 일부분을 가열하는 가열수단,
    상기 특정한 일부분의 온도를 검출하는 온도검출수단,
    이 온도검출수단에 의해 검출된 검출 값을 기초로 상기 특정한 일부분이 소정의 목표온도로 되도록 상기 가열부재를 제어하는 온도제어수단 및,
    상기 목표온도를 기판처리 시와 클리닝 시로 변경하는 온도변경수단을 갖추어 이루어지고서,
    상기 목표온도가, 상기 온도변경수단에 의해, 기판처리 시에는 당해 특정한 일부분에 반응 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있는 온도로 되는 한편, 클리닝 시에는 당해 특정한 일부분이 부식되는 것을 억제할 수 있는 온도로 되는 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특정한 일부분을 냉각하는 냉각수단이 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  3. 제1항에 있어서, 클리닝 시에 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응을 검출하는 반응검출수단이 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반응검출수단이 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응을 검출한 경우에, 상기 온도변경수단이 클리닝 시의 목표온도를 보다 낮은 목표온도로 변경하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 온도변경수단이 클리닝 시의 목표온도를 소정의 하한 온도로까지 변경한 경우에, 상기 클리닝가스 공급기구에 의한 클리닝가스의 공급이 정지되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처리가스에 의한 상기 기판의 처리를 제어하는 장치제어부와,
    종합적인 공정관리를 담당하는 관리제어부를 더 갖추되,
    상기 온도변경수단이 상기 관리제어부에 일체화되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 관리제어부가, 상기 장치제어부로부터 보내지는 정보를 기초로 상기 클리닝가스의 도입시기를 결정하도록 되어 있고,
    상기 온도변경수단은, 상기 도입시기까지 상기 목표온도를 변경하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 클리닝가스가, 불소가스를 포함한 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 특정한 일부분이, 상기 배기로 부재의 일부 또는 전부인 것을 특징으로 하는 처리시스템.
  10. 내부에 피처리기판이 올려 놓아지는 반응용기와,
    기판처리 시에 상기 반응용기 내로 처리가스를 공급하는 처리가스공급기구,
    클리닝 시에 상기 반응용기 내로 부식성을 가진 클리닝가스를 공급하는 클리닝가스 공급기구,
    상기 반응용기에 접속된 배기로 부재 및,
    상기 반응용기 및 상기 배기로 부재 중의 특정한 일부분을 가열하는 가열수단을 가진 처리시스템을 가동하는 방법으로서,
    상기 반응용기 내로 기판을 반입하는 공정과,
    상기 특정한 일부분을 당해 특정한 일부분에 반응 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있는 온도로 가열하는 공정,
    상기 반응용기 내로 상기 처리가스를 공급해서 상기 기판에 대해 처리를 실행하는 공정,
    상기 반응용기로부터 상기 기판을 반출하는 공정,
    상기 특정한 일부분을 당해 특정한 일부분의 상기 클리닝가스에 의한 부식이 억제될 수 있는 온도로 하는 공정 및,
    상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급해서 상기 반응용기를 클리닝하는 공정을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 처리시스템 가동방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 특정한 일부분을 당해 특정한 일부분의 상기 클리닝가스에 의한 부식이 억제될 수 있는 온도로 하는 상기 공정이, 당해 특정한 일부분을 강제적으로 냉각하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템 가 동방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 반응용기 내에 상기 클리닝가스를 공급해서 상기 반응용기를 클리닝하는 상기 공정이, 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응을 감시하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템 가동방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급해서 상기 반응용기를 클리닝하는 상기 공정이, 상기 특정한 일부분과 상기 클리닝가스와의 반응이 검출된 경우에 상기 특정한 일부분의 온도를 다시 내리는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템 가동방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 반응용기 내로 상기 클리닝가스를 공급해서 상기 반응용기를 크리닝하는 상기 공정이, 상기 특정한 일부분의 온도가 소정의 하한온도로까지 내려간 경우에 상기 클리닝가스 공급기구에 의한 클리닝가스의 공급을 정지하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 처리시스템 가동방법.
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