KR100943588B1 - 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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지에 왕
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

본 발명은 반응로(1) 내에서 기판(10)에 성막을 행하는 공정과, 성막 후의 기판(10)을 반응로(1)로부터 언로드한 후, 반응로(1) 내에 기판(10)이 없는 상태에서 반응로(1) 내를 강제 냉각하는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다. 반응로(1) 내에 부착한 퇴적막의 응력을 자연 공랭시보다 증대시켜 적극적으로 열응력을 발생시키고, 퇴적막에 자연 공랭시 이상의 강제적인 균열을 발생시킨다. 균열의 발생에 의해 비산한 미세 입자는 대기압 상태에서의 노 내 퍼지에 의해 강제적으로, 또한 효율적으로 반응로 밖으로 배출된다.

Description

반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치{PROCESS FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히, CVD(Chemical Vapor Deposition) 처리에 의한 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치로, 제조 과정에서 발생하는 미세 입자(particle)의 저감을 목적으로 하는 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조하는 공정에서, 웨이퍼 등의 피처리 기판에 화학기상성장(CVD)법에 의해 성막 처리를 하는 것이 행해지고 있다.
이 성막 처리는, 예를 들면 다음과 같이 이루어진다. 즉, 소정 매수의 웨이퍼가 보트에 장전된다. 보트에 장전된 웨이퍼는 반응로 내에 넣어진다(로드(load)된다). 반응로 내부가 진공 배기되고, 반응로 내에 반응 가스가 도입되고, 웨이퍼에 성막 처리가 이루어진다.
성막 처리 완료 후, 반응로 내를 대기압으로 복귀시키고, 보트를 언로드(unload) 한다. 노(爐) 내로부터 보트를 완전히 인출한 상태에서 보트를 냉 각한다. 그와 동시에 반응로 내의 온도를 강하시키고, 가스 퍼지(감압 N2 퍼지)를 행한다. 이에 의해, 반응로 내벽에 부착한 퇴적막의 응력을 증대시켜 퇴적막에 균열을 발생시키고, 균열 발생시에 생기는 미세 입자를 가스 퍼지에 의해 배출한다(일본국 공개 공보 - 특허 공개 2000-306904호 참조).
이 경우, 반응로 내로부터 처리 완료 기판을 언로드한 상태에서 노 내 온도를 강하시킬 때, 예를 들면 자연 공랭의 온도 강하 레이트(rate)(≒3℃/min)로 노 내 온도를 성막 온도로부터 150℃ 정도, 수십분, 예를 들면 50분 정도 걸쳐 강하시켰다. 그러나, 3℃/min 정도의 온도 강하 레이트에서는, 퇴적막에 강제적으로 균열(퇴적막과 석영 반응관 사이의 열팽창율의 상이에 의한 열응력이 허용 한계치(퇴적막의 기계적 파괴강도)를 초과함으로써 발생하는 막 균열)을 발생시키는 것에 의한 입자 배출 효과는 낮고, 특히 φ300㎜ 웨이퍼의 처리에서는, 누적 막두께가 1.2㎛을 초과한 곳에서 입자가 다수 발생하고, 특히 φ300㎜ 웨이퍼의 처리에서는 입자 저감 효과가 극히 낮은 것이 판명되었다. 또한, 자연 공랭의 온도 강하(≒3℃/min)에서는 50분 정도의 시간이 필요로 되기 때문에 기판 처리 장치(반도체 제조 장치)의 가동률이 저하하고, 생산성이 악화한다는 문제가 있었다.
본 발명의 주된 목적은 입자 저감 효과가 우수하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 형태에 의하면,
기판을 반응로 내에 로드(load)하는 공정과,
상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 공정과,
성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 공정과,
상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로 외부에 냉각매체로서 공기 또는 N2를 흘려서 상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판을 반응로 내에 로드하는 공정과,
상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 공정과,
성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 공정과,
상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외측에 상기 반응로를 덮고 설치된 강제 냉각 기구에 의해, 상기 반응로에 냉각 매체를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판을 반응로 내에 로드하는 공정과,
상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 공정과,
성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 공정과,
상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로 외부에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 흘려서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 퍼지 가스를 흘려서 상기 반응로 내를 가스 퍼지하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판을 반응로 내에 로드하는 제1 공정과,
상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 제2 공정과,
성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 제3 공정과,
상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로 외부에 냉각매체로서 공기 또는 N2를 흘려서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 가스를 흘려서 상기 반응로 내부를 가스 퍼지하는 제4 공정과,
상기 제1 내지 제4 공정을 반복하여 행한 뒤, 상기 반응로 내를 세정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판에 대하여 성막을 행하는 반응로와,
상기 반응로 내에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급 라인과,
상기 반응로 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 라인과,
상기 반응로 내를 배기하는 배기 라인과,
상기 반응로 내에 대해 상기 기판을 로드/언로드하는 반송 수단과,
상기 반응로 내를 강제 냉각하는 강제 냉각 수단과,
상기 반응로로부터 상기 기판을 언로드시킨 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로 외부에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 흘려서 상기 반응로 내를 강제 냉각하도록 상기 강제 냉각 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판에 대하여 성막을 행하는 반응로와,
상기 반응로 내에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급 라인과,
상기 반응로 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 라인과,
상기 반응로 내를 배기하는 배기 라인과,
상기 반응로 내에 대해 상기 기판을 로드/언로드하는 반송 수단과,
상기 반응로의 외측에 상기 반응로를 덮고 설치되어 상기 반응로 내를 강제 냉각하는 강제 냉각 수단과,
상기 반응로로부터 상기 기판을 언로드시킨 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로에 냉각 매체를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하도록 상기 강제 냉각 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판에 대하여 성막을 행하는 반응로와,
상기 반응로 내에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급 라인과,
상기 반응로 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 라인과,
상기 반응로 내를 배기하는 배기 라인과,
상기 반응로 내에 대해 상기 기판을 로드/언로드하는 반송 수단과,
상기 반응로 내를 강제 냉각하는 강제 냉각 수단과,
상기 반응로로부터 상기 기판을 언로드시킨 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로 외부에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 흘려서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 퍼지 가스를 흘려서 상기 반응로 내를 가스 퍼지하도록 상기 강제 냉각 수단과 상기 퍼지가스 공급라인을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면, 성막 처리 전에 반응로 내의 생성 퇴적막에 강제적으로 균열을 발생시켜, 균열 발생에 따른 미세 입자를 배출하기 때문에, 성막 처리시에는 미세 입자의 발생을 억제할 수 있고, 고품질의 성막 처리를 행할 수 있으며, 또한 퇴적막이 박리하기 전에 반응로의 세정을 실시하면 되기 때문에, 세정 시기의 간격이 길어지고, 보수성이 향상함과 동시에 가동률이 향상하고, 또한 종래에 비교하여 처리 시간도 길어지지 않는 등의 우수한 효과를 발휘한다.
그 결과, 본 발명은, CVD법에 의한 성막 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법 및 그 성막 공정을 바람직하게 실시할 수 있는 기판 처리 장치에 특히 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태는, 반응로 내로부터 기판을 꺼낸 상태에서 급 냉 기구를 구비한 히터로 반응로 내를 10℃/min 이상, 바람직하게는 20℃/min 이상의 온도 강하 레이트로 급속 급랭함으로써 반도체 제조과정에서 반응로 내에 형성된 퇴적막에 균열을 강제적으로 발생시키고, 균열 발생시에 생기는 미세 입자를 대기압 가스 퍼지에 의해 강제적으로 배출하고, 웨이퍼로의 미세 입자의 부착을 저감시킴으로써, 반응로의 세정 빈도를 적게 하여 생산성을 향상시키고자 하는 것이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다. 우선 도 1, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 CVD 성막 처리를 행하는 기판 처리 장치로서의 반도체 제조 장치를 설명한다. 도 1, 도 2에 나타내는 반도체 제조 장치는, 핫월(Hot Wall) 타입의 배치(batch) 처리식 종형 반도체 제조 장치이다.
도 1은, 웨이퍼(10)를 탑재한 보트(9)를 반응로(1) 내에 로드하고, 노구(爐口) 플랜지(2)의 하측 개구부를 노구 실캡(seal cap)(12)으로 닫은 상태를 나타내며, 도 2는 웨이퍼(10)를 탑재한 보트(9)를 반응로(1)로부터 이재실(移載室)(11)로 언로드하고, 노구 플랜지(2)의 하측 개구부를 노구 게이트 밸브(13)로 닫은 상태를 나타내고 있다.
반응로(1)는 금속제의 노구 플랜지(2), 노구 플랜지(2)에 기밀하게 세워져 설치된 석영 아우터 튜브(3), 석영 아우터 튜브(3) 내에 동심으로 설치된 석영 인너 튜브(4), 석영 아우터 튜브(3)의 외측에 석영 아우터 튜브(3)를 둘러싸도록 설치된 히터(5) 등에 의해 핫월 타입의 반응로로서 구성되어 있다.
석영 아우터 튜브(3) 및 히터(5)를 덮도록 강제 냉각 기구(40)가 설치되어 있다. 강제 냉각 기구(40)는 석영 아우터 튜브(3) 및 히터(5)를 덮도록 설치된 단열 커버(41)와, 단열 커버(41)의 내부 공간에 연통하여 설치된 공급 라인(42)과, 단열 커버(41)의 천정부의 배기 구멍(44)을 통해 단열 커버(41)의 내부 공간에 연통하여 설치된 배기 라인(43)을 구비하고 있다. 공급 라인(42)에는 도입 블로워(blower)(45)와 셔터(46)가 설치되어 있다. 배기 라인(43)에는 셔터(47)와 라디에이터(48)와 배기 블로워(49)가 설치되어 있다.
반응로(1)의 내부에는 반응 가스를 도입하는 가스 도입 라인(6, 7)이 연통하는 동시에 배기 라인(30)이 연통하고 있다. 가스 도입 라인(6, 7)은 노구 플랜지(2)의 석영 인너 튜브(4) 하단보다 하방의 부분에 접속하고 있다. 배기 라인(30)은 노구 플랜지(2)의 석영 아우터 튜브(3) 하단보다 하방으로 석영 인너 튜브(4) 하단보다 상방의 부분에 접속하고 있다. 배기 라인(30)은, 진공 펌프 등의 배기장치(8)에 연통하는 메인 배기 라인(31), 메인 배기 라인(31)으로부터 분기하여 설치되는 하이 플로 벤트(HFV:High Flow Vent) 라인(32), 메인 배기 라인(31)으로부터 분기하여 설치되는 슬로 배기 라인(도시 생략), 메인 배기 라인(31)으로부터 분기하여 설치되는 과가압 방지 라인(33) 및 질소가스 도입 라인(34)을 갖고 있다. 메인 배기 라인(31)의 하이 플로 벤트 라인(32)과의 분기점보다 하류측에는, 메인 밸브로서의 APC 밸브가 설치되어 있다. 슬로 배기 라인은 이 APC 밸브를 바이패스하도록 설치되어 있다.
하이 플로 벤트 라인(32)은 건물 부대 설비의 배기 설비에 연통하고 있다. 하이 플로 벤트 라인(32)은 메인 배기 라인(31), 슬로 배기 라인(도시 생략), 과가 압 방지 라인(33)보다 배기 유량이 커지도록 설정되어 있고, 대기압으로 대유량의 가스를 보낼 수 있다. 하이 플로 벤트 라인(32)의 내경은 메인 배기 라인(31)의 내경보다 작고, 슬로 배기 라인(도시 생략), 과가압 방지 라인(33)의 내경보다 크다. 하이 플로 벤트 라인(32)은 밸브(35)를 구비하고 있고, 이 밸브(35)와 APC 밸브를 절환함으로써 배기 루트를 메인 배기 라인(31)과 하이 플로 벤트 라인(32)으로 절환할 수 있도록 되어 있다.
과가압 방지 라인(33)은 밸브(36) 및 체크 밸브(37)를 구비하고, 메인 배기 라인(31) 내, 즉 반응로(1) 내가 대기압 이상이 되면 체크 밸브(37)가 열려 체크 밸브(37)를 통해 메인 배기 라인(31) 내의 분위기가 배기되기 때문에, 메인 배기 라인(31) 내, 즉 반응로(1) 내가 대기압 이상의 과가압이 되는 것을 방지한다.
반응로(1) 하방의 기판 이재실(11)에는 보트 운송(승강) 수단으로서의 보트 엘리베이터(15)가 설치되고, 보트(9)를 승강시켜 반응로(1) 내에 보트(9)를 로드·언로드하게 되어 있다. 피처리 기판인 웨이퍼(10)는 보트(9)에 수평 자세로 서로 틈을 갖고 다단으로 장전된다. 보트(9)는, 예를 들면 석영제로 할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 보트(9)를 반응로(1) 내에 로드하고, 노구 플랜지(2)의 하측 개구부를 노구 실캡(12)으로 닫은 상태일 때는, 노구 게이트 밸브(13)가 대피 위치(14)로 대피하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 보트(9)를 반응로(1)로부터 이재실(11)로 언로드했을 때에는, 노구 플랜지(2)의 하측 개구부를 노구 게이트 밸브(13)로 닫는다.
제어 장치(20)에 의해 히터(5)에 의한 가열, 강제 냉각 장치(40)에 의한 냉 각, 가스 도입 라인(6, 7)에 의한 가스 도입, 밸브 전환에 의한 배기 라인의 선택, 배기 라인에 의한 배기 등이 제어된다.
이하, 상기 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 공정의 한 공정으로서 반도체 실리콘 웨이퍼에 CVD법에 의해 성막 처리를 실시하는 방법에 관해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서, 본 장치를 구성하는 각 부의 동작은 제어 장치(20)에 의해 제어된다.
상술한 바와 같이, 반응로(1)의 아래쪽에는 기판 이재실(11)이 존재하고, 보트(9)가 기판 이재실(11) 내로 강하한 상태에서, 도시하지 않은 기판 이재기에 의해 보트(9)에 소정 매수의 웨이퍼(10)가 장전된다(Wafer Charge). 이 상태에서는, 반응로(1) 내의 분위기는 대기압으로 유지되어 있고, 보트(9)로의 웨이퍼(10)의 장전과 병행하여 반응로(1) 내로의 불활성 가스, 예를 들면 N2의 도입이 이루어져 있다. 또, 이때 반응로(1) 내의 온도는 600℃로 설정되어 있다.
다음으로, 보트 엘리베이터(15)에 의해 보트(9)가 상승되고, 보트(9)가 600℃의 온도로 설정된 반응로 내(1)에 로드된다(Boat Load). 보트(9)를 반응로(1) 내에 로드한 후, 슬로 배기 라인을 통해 배기 장치(8)에 의해 완만히 반응로(1)의 내부가 진공 배기된다(Slow Pump). 반응로(1) 내의 압력이 소정의 압력까지 저하하면, APC 밸브를 열어 메인 배기 라인(31)을 통해 배기 장치(8)에 의해 반응로(1)의 내부가 진공 배기되어 소정의 압력에 도달한다.
반응로(1) 내의 온도를 600℃로부터 730℃∼800℃, 예를 들면, 760℃의 성막 온도까지 온도 상승시키고(Ramp Up), 웨이퍼 온도가 성막 온도에 도달하여 안정화된 곳(Pre Heat)에서 반응 가스가 가스 도입 라인(6, 7)으로부터 반응로(1) 내에 도입되고, 웨이퍼(10)에 성막 처리가 이루어진다(Depo). 예를 들면, 웨이퍼(10) 상에 Si3N4막(질화 실리콘막, 이하, SiN이라 한다.)을 성막하는 경우에는, DCS(디클로로 실란(SiH2Cl2)), NH3 등의 가스가 이용된다. 이 경우, 반응로(1) 내는 730℃∼800℃의 성막 온도로 유지되게 된다.
성막 처리 완료 후, 반응로(1) 내에 불활성 가스(예를 들면, N2)를 도입하면서 배기함으로써 반응로(1) 내를 가스 퍼지하고, 잔류 가스를 제거한다(Purge). 그 후, 메인 밸브를 닫고, 불활성 가스의 도입을 유지함으로써 반응로(1) 내를 대기압으로 복귀시킨다(Back Fill). 그 후, 보트 엘리베이트에 의해 보트(9)에 의해 지지된 성막 후의 웨이퍼(11)를 반응로(1) 내로부터 강하시켜 기판 이재실(11) 내로 언로드한다(Boat Down).
또, 보트(9)의 언로드 전에 노 내 온도를 760℃로부터 700℃로 온도 강하하고 있는데, 이는 보트 언로드 속도를 올리기 위함이다. 즉, 보트 언로드 시에 있어서의 반응로(1) 내 온도를 성막 온도(760℃)보다 낮은 온도(700℃)로 하는 편이, 보트 언로드시에서의 웨이퍼면 내의 온도차를 작게 할 수 있고, 웨이퍼의 휨량도 작아진다. 그러한 상태이면 웨이퍼에 악영향을 미치지 않고, 어느 정도 빠르게 보트 다운할 수 있다. 또한, 보트 언로드 시의 주변 부재로의 열 영향을 완화하기 위해서라도 온도를 약간 낮추고 있다.
언로드 후, 반응로의 개구(보트 출입구), 즉 노구 플랜지(2)의 개구를 노구 게이트 밸브(13)에 의해 기밀하게 폐색한다(도 2 참조). 그 후, 기판 이재실(11) 내에서, 성막 처리 후의 웨이퍼(10)를 냉각한다(Wafer Cool). 기판 이재실(11) 내에서의 웨이퍼(10) 냉각이 완료하면, 도시하지 않은 기판 이재기에 의해, 웨이퍼(10)를 보트(9)로부터 배출한다(W/F Discharge).
이 웨이퍼(10)의 냉각(Wafer Cool), 배출(W/F Discharge)과 병행하여, 기밀하게 폐색한 반응로(1) 내를 대기압 상태로 불활성 가스를 이용하여 가스 퍼지한다. 예를 들면, N2 퍼지를 행한다. 퍼지를 행할 때는, 가스 도입 라인(6, 7)으로부터 반응로(1) 내에 20L/min 이상의 대유량의 N2을 공급하면서, 메인 배기 라인(31)으로부터 분기하여 설치된 하이 플로 벤트 라인(32)을 통해 배기하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 밸브(35)를 열고 메인 밸브를 닫게 된다.
이 대기압 상태에서의 노 내 퍼지와 동시에, 반응로(1) 내의 온도를 강제 냉각 기구(40)로 자연 공랭시의 온도 강하 레이트(≒3℃/min)보다 큰 온도 강하 레이트로 강하(저하)시키고, 노 내 온도를 급격히 변동시킨다. 이에 의해, 반응로(1) 내에 부착한 퇴적막의 응력을 자연 공랭시보다 증대시켜 적극적으로 열 응력을 발생시키고, 퇴적막에 자연 공랭시 이상의 강제적인 균열을 발생시킨다. 균열의 발생에 의해 비산한 미세 입자는 대기압 상태에서의 노 내 퍼지에 의해 강제적으로, 또한 효율적으로 반응로 밖으로 배출되게 된다. 강제 냉각 기구(40)로 로 내 온도 를 강하시킬 때에는, 셔터(46,47)를 개방하고, 배기 블로워(49)로 단열 커버(41) 내의 고온의 분위기 가스를 배기하는 동시에, 도입 블로워(45)에 의해 공기나 N2 등의 냉각 매체를 단열 커버(41) 내에 도입한다.
온도 강하 레이트는 적어도 10℃/min 이상, 바람직하게는 20℃/min 이상으로 하는 것이 좋다. 노 내 온도 강하에 대해서는, 반응로(1) 내의 온도를 적어도 성막 온도의 1/2(50%) 정도 이하의 온도까지 강하시키는 설정으로 한다. 즉, 온도 강하폭(양)을 적어도 성막 온도의 1/2(50%) 정도 이상으로 한다. 예를 들면, 성막 온도가 730∼800℃ 정도인 경우, 800℃로부터 400℃까지 반응로(1) 내의 온도를 강하시키는 설정으로 한다.
또, 반응로(1) 내의 온도를 강하시키기 전에, 반응로(1) 내 온도를 일단 성막 온도보다 높은 온도까지 상승시키고, 그 후 성막 온도보다 낮은 온도까지 강하시키도록 해도 된다. 도 3의 경우, 보트 다운 후, 반응로(1) 내 온도를 일단 보트 다운 시의 노 내 온도(700℃)보다 높고, 또한 성막 온도(760℃)보다 높은 온도인 800℃까지 40℃/min의 온도 상승 레이트로 상승시키고, 그 후 성막 온도보다 낮은 온도인 400℃까지 20℃/min의 온도 강하 레이트로 강하시키도록 하고 있다. 이와 같이, 노 내 온도를 강하시키기 전에 일단 상승시키도록 하면, 온도 강하 종점 온도를 그만큼 낮게 하지 않고, 강하 온도폭(온도차)을 크게 할 수 있기 때문에, 온도 강하 후의 온도 상승 시간을 짧게 할 수 있다.
이와 같이, 노 내 온도 강하전의 상승은 온도 강하 종점 온도를 그만큼 낮게 하지 않고 온도차(강하 온도폭)를 크게 하기 위해 행하고 있다. 생략할 수도 있지만, 그 경우, 온도차(강하 온도폭)가 작아지고, 입자 저감 효과가 떨어진다. 입자 저감 효과를 떨어뜨리지 않기 위해서는, 온도차(강하 온도폭)를 크게 하기 위해서 온도 강하 종점 온도를 보다 낮게 할 필요가 있는데, 그렇게 하면 온도 강하 후의 온도 상승 시간이 길어져, 처리률(throughput)이 나빠진다.
또, 노 내 온도 강하전의 상승시에도, 노 내 온도를 급격히 변동시키고 있기 때문에, 노 내에 부착한 퇴적막에는 어느 정도 균열이 발생하고 있다고 생각된다. 단, 이론 계산에 의하면, 노 내 온도 강하시 쪽이 석영(노벽)과 퇴적막 사이의 스트레스 차가 커져, 보다 균열이 발생하고 있는 것이라 생각된다.
또, 강제 냉각(급속 급랭)을 행하지 않고, 노 내 온도를 800℃부터 천천히 400℃까지 강하시키면서 퍼지하는 실험을 행한바, 노 내에 부착한 퇴적막에는 균열은 그다지 발생하지 않고, 효과는 불충분하였다. 즉, 온도차(강하 온도폭)를 크게 하는 것만으로는 충분한 효과는 얻어지지 않음을 알 수 있었다. 충분한 효과를 얻기 위해서는, (1)온도차(강하 온도폭)와, (2)온도 강하 속도의 양쪽을 크게 할 필요가 있다.
노 내의 강제 냉각과 동시에 행하는 반응로(1) 내의 불활성 가스를 이용한 가스 퍼지는 감압 상태에서 행하는 경우에 비해, 대기압 상태에서 행하는 경우 쪽이 입자 제거 효과가 크다는 장점이 있다. 이는 감압 상태에 비해, 대기압 상태 쪽이 이물(異物)을 나르는 분자, 원자가 많고, 이물을 나르는 에너지가 크기 때문이라고 할 수 있다.
또한, 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프에 의해 감압하에서 N2 분자를 배기하면, N2 분자는 가스류 중에 성기게 존재하고, N2 분자의 평균 자유 행정이 크기 때문에, 설령 N2 가스의 흐름을 빨리 해도 입자를 분자류로 하여 배출하는 것은 곤란하다. 열에 의해 브라운 운동하고 있는 입자는 N2 분자에 부딪히지 않고, 중력 낙하해 버릴 확률이 높기 때문이다.
이에 대해, 대기압 배기이면, 가스 유속은, 예를 들면 1Ocm/분 정도로 늦어지긴 하지만, N2 분자는 치밀하게 가스류 중에 존재하여 입자와 충돌하기 때문에, 입자를 배출하는 것은 용이하다. 때맞춰, 노 내에 도입측으로부터 배기측으로 향하는 N2 가스의 바람이 불어, 그 바람과 함께 입자가 노 밖으로 날아가게 되기 때문이다.
실제로 노 내의 버스 퍼지를 감압 상태, 대기압 상태에서 행하는 비교 실험을 행한바, 대기압에서 행하는 경우 쪽이 감압에서 행하는 경우보다 입자 제거 효과는 훨씬 큰 것이 판명되었다.
또한, 감압 퍼지의 경우, 퍼지 후에 노 내를 대기압으로 되돌리는 공정이 필요해져 시간이 낭비되지만, 대기압 퍼지의 경우, 그 공정이 불필요해져 시간의 단축을 꾀할 수 있다는 장점도 있다.
또한, 감압 퍼지의 경우, 배기계나 그 주변에 부착한 부생성물이 승화(昇華)하여 노 내에 역류하는 일도 있는데, 대기압 퍼지의 경우, 그러한 문제도 발생하지 않는다.
또, 노 내를 강제 냉각할 뿐 퍼지하지 않을 경우, 발생한 입자는 노구 게이트 밸브(13) 상에 낙하하게 된다. 노구 게이트 밸브(13) 상에 낙하한 입자는 다음의 성막을 행할 때에는, 노구 게이트 밸브(13) 상에 유지된 채 노 밖의 퇴피 위치(14)로 퇴피하게 된다. 즉, 다음의 성막을 행할 때에는, 노 내에는 입자가 존재하지 않는 상태로 할 수 있어, 다음의 처리에 영향을 주지 않는다. 또, 노구 게이트 밸브(13)의 상면에는 홈(오목부)이 설치되어 있고, 이 홈에 의해 낙하한 입자를 수용할 수 있기 때문에, 노구 게이트 밸브(13)를 퇴피 위치(14)로 이동시킬 때, 입자의 낙하를 방지할 수 있다. 또, 퇴피 위치(14)에 입자 제거 기구(흡인 수단 등)를 설치하고, 노구 게이트 밸브(13)를 퇴피시키고 있는 동안에 노구 게이트 밸브 상의 입자를 제거하도록 해도 된다.
이상과 같은, 반응로(1)로부터 웨이퍼(10)를 언로드시키고, 반응로(1)를 기밀하게 폐색한 상태에서, 반응로(1) 내의 온도를 적어도 10℃/min 이상, 바람직하게는 20℃/min 이상의 온도 강하 레이트로 성막 온도의 1/2 정도 이상 강하시키면서 반응로(1) 내를 대기압 상태로 불활성 가스 퍼지하는 일련의 동작은, 제어 수단(20)에 의해 히터(5)나 강제 냉각 장치(40), 가스 공급계, 배기계 등을 제어함으로써 행한다. 이렇게 하여 행하는 노 내 퍼지를, 저온 퍼지 또는 LTP(Low Temperature Purge)로 부르기로 한다.
LTP에서의 노 내 온도 강하전의 상승 시에 있어서의 바람직한 온도 상승 레이트는 3℃/min 이상, 보다 바람직하게는 10∼100℃/min, 더 바람직하게는 30∼100 ℃/min이다. 또한, 노 내 온도 강하시의 바람직한 온도 강하 레이트 3℃/min 이상, 보다 바람직하게는 10∼100℃/min, 더 바람직하게는 20∼100℃/min이다.
기판 이재실(11) 내에서의 웨이퍼(10)의 보트(9)부터의 배출이 완료하면, 다음의 배치(batch)의 웨이퍼(10)가 기판 이재기에 의해 보트(9)에 소정 매수 장전된다(Wafer charge). 이와 병행하여, 노 내 온도를 스탠바이 온도, 예를 들면 600℃까지 온도 상승한다. 보트(9)에 웨이퍼(10)가 장전되면, 보트 엘리베이터(15)에 의해 보트(9)가 상승되고, 보트(9)가 반응로(1) 내에 로드되고(Boat Load), 다음 배치의 처리가 속행된다.
LTP 후, 보트 로드 전에 노 내 온도를 400℃로부터 600℃로 온도 상승하는 것은, 다음 성막에서의 보트 로드 후의 노 내 온도 상승 시간을 단축하고, 총 성막 시간을 단축하기 위함이다. 가령, LTP 후에 노 내 온도를 LTP의 강하 종점 온도인 400℃로 유지한 경우, 다음 성막에서는 400℃에서 보트 로드하고, 그 후 노 내 온도를 400℃로부터 760℃까지 360℃ 온도 상승시킬 필요가 있어, 온도 상승 시간이 길어진다. LTP 후에 노 내 온도를 600℃까지 온도 상승하여 유지해 두면, 다음 성막에서는 600℃에서 보트 로드하고, 그 후 노 내 온도를 600℃로부터 760℃까지 160℃만 온도 상승시키면 되어, 온도 상승 시간을 짧게 할 수 있다. 또, 보트 로드시의 노 내 온도를 너무 높게 하면, 웨이퍼가 튈 문제가 있어, 그것도 고려하여 노 내 온도를 600℃로 유지하고 있다.
상기 웨이퍼 처리에서, 보트 언로드 후 반응로(1)를 기밀하게 폐색한 상태에 서(반응로(1) 내에 웨이퍼(10)가 없는 상태에서), 반응로(1) 내를 대기압 N2 퍼지의 상태로 대기압 배기한다. 병행하여, 노 내 온도를 800℃로부터 400℃까지 강제 냉각 기구(40)로 2O℃/min 이상의 온도 강하 레이트로 강하(저하)시킨다. 이러한 온도강하 처리를 함으로써, 반응로(1) 내면에 부착한 반응 부생성물 퇴적막의 응력을 자연 공랭(온도 강하 레이트≒3℃/min) 시보다 증대시켜 적극적으로 열응력을 발생시키고, 퇴적막에 자연 공랭시 이상의 강제적인 균열을 발생시킨다. 또, 반응로(1) 내를 대기압 가스 퍼지함으로써, 균열 발생에 의해 비산한 미세 입자를 강제적으로, 또한 효율적으로 반응로(1) 밖으로 배출시킨다.
성막 시의 노 내 온도는 LTP에서의 온도 강하 종점 온도(400℃)보다 수백도 높고, 일단 온도 강하 처리(400℃)한 퇴적막은 응력 완화가 이루어져 있기 때문에, 다음 배치 처리의 SiN 성막시에 새로운 균열이 발생하는 것을 피할 수 있다. 또, 온도가 높아지면, 상기 퇴적막의 응력은 감소하는 것을 알고 있고, 성막 처리 시에는 퇴적막의 응력이 저감하는 상태가 되기 때문에, 성막 처리 시에는 새로운 균열의 발생의 가능성은 더 낮아진다.
그리하여, 퇴적막의 균열을 사전에 발생시키고, 균열 발생에 따른 미세 입자를 보트 로드전에 반응로(1) 밖으로 강제적으로 배출하기 때문에, 미세 입자가 없는 상태에서 웨이퍼 처리가 행하여진다. 또한, 퇴적막 균열에 의해 발생하는 입자를 효율적으로 제거할 수 있기 때문에, 반응로(1)의 세정은 퇴적막이 박리하는 상태 전에 행하면 좋다. 또한, 본 발명에 의해 퇴적막이 박리하는 상태가 되기까지 의 기간을 대폭 연장할 수 있기 때문에, 반응로(1)의 세정 시기의 간격을 대폭(퇴적막의 막두께가 25㎛가 될 때까지) 연장할 수 있다.
또, SiC는 SiN과 열팽창률이 가깝기 때문에, SiC와 SiN 사이에는 응력차는 그다지 생기지 않는다. 따라서, 아우터 튜브(3)나 인너 튜브(4) 등의 반응관을 SiC제로 한 경우, LTP의 효과는 그다지 기대할 수 없다. 이에 대해, SiO2(석영)은 SiN과 열팽창률의 차가 크기 때문에, SiO2와 SiN 사이의 응력차는 커진다. 즉, LTP은 석영제의 반응관을 이용하여, SiN 막의 성막을 행하는 경우에 특히 유효해진다.
실시예 1
다음으로, 제1 실시예로서, LTP에서의 온도 강하 폭과 발생하는 입자의 관계를 구명(究明)하기 위해 행한 실험에 관해 설명한다.
상기 실시형태에서의 웨이퍼 처리 방법에 의해 φ300㎜의 실리콘 웨이퍼에 SiN막, 특히 1회에 성막하는 막두께가 1500Å 이상인 Si3N4 막을 생성하였다. 반응 가스로서 DCS(SiH2Cl2), NH3를 이용하고, 성막 처리 온도는 730℃∼800℃로 하였다. LTP에서의 온도 강하 레이트를 20℃/min으로 고정하였다. 온도 강하 폭을 300℃, 400℃, 800℃의 3가지로 변화시켜 각각 처리를 행하고, 각각의 경우에서의 처리 후의 입자 수를 측정하였다.
그 측정 결과(LTP에서의 온도 강하 폭과 입자의 관계)를 도 4에 나타낸다. 가로축은 LTP에서의 온도 강하 폭(℃)을 나타내고 있고, 세로축은 웨이퍼에 부착한 0.13㎛ 이상의 입자 수(개/wafer)를 나타내고 있다. 도면 중, T란 TOP(꼭대기부) 의 웨이퍼, B란 BOTTOM(바닥부)의 웨이퍼를 나타내고 있다. 도 4로부터, 온도 강하폭을 300℃로 하였을 때는 입자 수가 60∼70개 정도인데 대해, 온도 강하폭을 400℃ 이하로 하였을 때는 입자 수는 40개 이하가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 성막 온도 730℃∼800℃에 대해 온도 강하폭을 400℃(성막 온도의 50% 정도) 이상으로 하면, 입자를 대폭(적어도 40개 이하로) 저감할 수 있다.
실시예 2
다음으로, 제 2 실시예로서, LTP에서의 온도 강하 레이트와 발생하는 입자의 관계를 구명하기 위해 행한 실험에 관해 설명한다.
상기 실시형태에서의 웨이퍼 처리 방법에 의해 φ300㎜의 실리콘 웨이퍼에 SiN막, 특히 1회에 성막하는 막두께가 1500Å 이상인 Si3N4 막을 생성하였다. 반응 가스로서는 DCS(SiH2Cl2), NH3를 이용하고, 성막 처리 온도는 730℃∼800℃로 하였다. LTP에서의 온도 강하폭을 400℃로 고정하였다. 온도 강하 레이트를 0℃/min, 4℃/min, 20℃/min의 3가지로 변화시켜 각각 처리를 행하고, 각각의 경우에서의 처리 후의 입자 수를 측정하였다.
그 측정 결과(LTP에서의 온도 강하 레이트와 입자의 관계)를 도 5에 나타낸다.가로축은 LTP에서의 온도 강하 레이트(℃/min)를 나타내고 있고, 세로축은 웨이퍼에 부착한 0.13㎛ 이상의 입자 수(개/웨이퍼)를 나타내고 있다. 도면 중, T란 TOP(꼭대기부)의 웨이퍼, B란 BOTTOM(바닥부)의 웨이퍼를 나타내고 있다. 도 5로부터, 온도 강하 레이트를 0℃/min으로 하였을 때(즉, 온도 강하시키지 않은 경우) 는, 입자 수는 TOP에서 460개 정도, BOTTOM에서 60개 정도가 되었다. 온도 강하 레이트를 4℃/min으로 하였을 때는, 입자 수는 TOP에서 100개 이상, BOTTOM에서 70개 정도가 되었다. 이에 대해, 온도 강하 레이트를 20℃/min으로 하였을 때는, 입자 수는 TOP, BOTTOM 모두 30개 이하가 되었다. 즉, LTP에서의 온도 강하 레이트를 20℃/min 이상으로 하면, 입자 수를 대폭(적어도 30개 이하로) 저감할 수 있다. 또, 별도의 실험에서는, 온도 강하 루트를 적어도 1O℃/min 이상으로 하면, 자연 공랭하는 경우보다 입자 수를 대폭 저감할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3
다음으로, 제 3 실시예로서, LTP 실시시의 누적 막두께와 입자의 관계를 구명하기 위해 행한 연속 성막의 실험에 관해 설명한다.
상기 실시형태에서의 웨이퍼 처리방법에 의해 φ300㎜의 실리콘 웨이퍼에 SiN막, 특히 1회에 성막하는 막두께가 1500Å(150㎚) 이상인 Si3N4 막을 생성했다. 반응 가스로는 DCS(SiH2Cl2), NH3를 이용하고, 성막 처리 온도는 730℃∼800℃로 했다. LTP에서의 온도 강하 폭을 400℃로, 온도 강하 레이트를 20℃/mim로 고정하였다. 웨이퍼 냉각 시간은 15분, 웨이퍼 회수 시간은 15분이기 때문에, 처리 능력이 저하하지 않도록, LTP는 이 합계시간(30분) 내에 이들의 이벤트와 병행하여 행하도록 하였다. 본 실시예에서는, LTP 총 시간 30분(온도 강하전의 온도 상승 시간 10분, 온도 강하 시간 20분)으로 하였다. 이러한 조건에서, 웨이퍼에 대해 연속 배치 처리를 행하고, 각각의 배치, 처리 후에 웨이퍼에 부착한 입자 수를 측정하였 다.
그 측정 결과(누적 막두께와 입자의 관계)를 도 6에 나타낸다. 가로축은 연속 배치 처리 회수(Run No.)를, 좌측의 세로축은 웨이퍼에 부착한 0.13㎛ 이상의 입자 수(개/wafer)를, 우측의 세로축은 누적 막두께(㎚)를 나타내고 있다. 도면 중, TOP이란 꼭대기부의 웨이퍼, B0TT0M이란 바닥부의 웨이퍼를 나타내고 있다. 또한 막대 그래프는 입자 수를, 꺾은선 그래프는 누적 막두께를 나타내고 있다. 도 5로부터, Run No.119(119회째의 배치 처리)까지, 즉, 누적 막두께가 23㎛(23000㎚)가 되기까지, 입자 수가 약 50개 이하가 되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 본 발명자들이 더 실험한바, 누적 막두께가 25㎛(25000nm)을 초과한 상태라도 입자 수는 50개 이하가 되는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명을 실시하지 않은 경우, 누적(퇴적) 막두께가 1㎛(1OOO㎚)를 초과하면 입자의 수는 급격히 증가하여, 200개를 훨씬 초과한 값이 된다. 그러나, 본 발명을 실시하면, 누적 막두께가 25㎛(25000nm)를 초과한 상태라도 입자 수는 50개 이하가 된다. 본 실시예의 경우, 1회의 배치 처리로 퇴적하는 막두께는 0.15㎛(150nm)이고, 따라서, 입자 수를 50개 이하로 억제하여 성막하는 것이 가능한 연속 배치 처리 횟수는, 종래예에서는 7회 정도였던 것이, 본 발명을 실시함으로써 167회 정도가 된다. 즉 본 발명에 의해, 반응로의 세정(클리닝) 시기의 간격을 대폭 연장시키는 수 있고, 반응로의 세정 빈도를 대폭 적게 할 수 있다.
명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 2003년 9월 19일 제출된 일본국 특허 출원 2003-327358호의 개시 내용 전체는, 그대로 인용하여 여기에 포함시킨다.
여러 전형적인 실시형태를 나타내면서 설명해 왔지만, 본 발명은 그들의 실시형태에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 웨이퍼 처리 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 LTP 실시 시의 온도 강하폭과 입자와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 LTP 실시 시의 온도 강하 레이트와 입자와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 LTP 실시 시의 누적 막두께와 입자와의 관계를 나타내는 도면이다.

Claims (12)

  1. 기판을 반응로 내에 로드(load)하는 공정과,
    상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 공정과,
    성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 공정과,
    상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정에서는, 상기 반응로 외부의 고온의 분위기 가스를 배기하면서, 상기 반응로 외부에 냉각매체로서 공기 또는 N2를 흘리는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정에서는, 상기 반응로의 외측에 상기 반응로를 덮고 설치된 강제 냉각 기구에 의해, 상기 반응로 외부에 냉각매체로서 공기 또는 N2를 흘리는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 기판을 반응로 내에 로드하는 공정과,
    상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 공정과,
    성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 공정과,
    상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외측에 상기 반응로를 덮고 설치된 강제 냉각 기구에 의해, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정에서는, 상기 강제 냉각 기구에 의해 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부를 가스 퍼지하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 반응로 내를 강제 냉각하는 공정에서는, 상기 강제 냉각 기구에 의해 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각함으로써 상기 반응로 내에 형성된 퇴적막에 강제적으로 균열을 발생시키고, 그 때, 상기 반응로 내부를 가스 퍼지함으로써 상기 균열 발생 시에 생기는 파티클을 상기 반응로 밖에 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 기판을 반응로 내에 로드하는 공정과,
    상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 공정과,
    성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 공정과,
    상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 퍼지 가스를 흘려서 상기 반응로 내를 가스 퍼지하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 퍼지 가스를 흘려서 상기 반응로 내를 가스 퍼지하는 공정에서는, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각함으로써 상기 반응로 내에 형성된 퇴적막에 강제적으로 균열을 발생시키고, 상기 반응로 내부에 퍼지 가스를 흘려서 상기 반응로 내부를 가스 퍼지함으로써, 상기 균열 발생 시에 생기는 파티클을 상기 반응로 밖에 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 기판을 반응로 내에 로드하는 제1 공정과,
    상기 반응로 내에서 상기 기판에 성막을 행하는 제2 공정과,
    성막 후의 상기 기판을 상기 반응로로부터 언로드하는 제3 공정과,
    상기 기판을 언로드한 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 가스를 흘려서 상기 반응로 내부를 가스 퍼지하는 제4 공정과,
    상기 제1 내지 제4 공정을 반복하여 행한 뒤, 상기 반응로 내를 세정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 기판에 대하여 성막을 행하는 반응로와,
    상기 반응로 내에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급 라인과,
    상기 반응로 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 라인과,
    상기 반응로 내를 배기하는 배기 라인과,
    상기 반응로 내에 대해 상기 기판을 로드/언로드하는 반송 수단과,
    상기 반응로 내를 강제 냉각하는 강제 냉각 수단과,
    상기 반응로로부터 상기 기판을 언로드시킨 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하도록 상기 강제 냉각 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 기판에 대하여 성막을 행하는 반응로와,
    상기 반응로 내에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급 라인과,
    상기 반응로 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 라인과,
    상기 반응로 내를 배기하는 배기 라인과,
    상기 반응로 내에 대해 상기 기판을 로드/언로드하는 반송 수단과,
    상기 반응로의 외측에 상기 반응로를 덮고 설치되어 상기 반응로 내를 강제 냉각하는 강제 냉각 수단과,
    상기 반응로로부터 상기 기판을 언로드시킨 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하도록 상기 강제 냉각 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 기판에 대하여 성막을 행하는 반응로와,
    상기 반응로 내에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급 라인과,
    상기 반응로 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 라인과,
    상기 반응로 내를 배기하는 배기 라인과,
    상기 반응로 내에 대해 상기 기판을 로드/언로드하는 반송 수단과,
    상기 반응로 내를 강제 냉각하는 강제 냉각 수단과,
    상기 반응로로부터 상기 기판을 언로드시킨 후, 상기 반응로 내에 상기 기판이 없는 상태에서, 상기 반응로의 외부 표면에 냉각 매체로서 공기 또는 N2를 직접 접촉시켜서 상기 반응로 내를 강제 냉각하면서, 상기 반응로 내부에 퍼지 가스를 흘려서 상기 반응로 내를 가스 퍼지하도록 상기 강제 냉각 수단과 상기 퍼지가스 공급라인을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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