KR101788458B1 - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 Download PDF

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고이치 오이카와
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소를 처리실 내로부터 제거하기 위한 신규의 퍼지 기술을 제공한다. 반도체 장치의 제조 방법은, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스에 의해 내부의 부재에 부착된 산화막이 제거된 처리실 내에, 수소 및 산소를 포함하는 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정과, 퍼지 가스를 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정 후, 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건에서 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정을 포함하고, 제1 프로세스 조건은 제2 프로세스 조건보다, 클리닝 가스를 처리실 내에 공급했을 때 처리실 내에 잔류하는 할로겐 원소와 퍼지 가스와의 반응성이 높은 프로세스 조건이다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 처리실 내에 수용된 기판 상에 막을 형성하는 처리가 행하여지는 경우가 있다. 이 처리를 행하면, 처리실 내에 막을 포함하는 퇴적물이 부착된다. 그 때문에, 처리를 행한 후의 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하여, 처리실 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 클리닝 처리가 행하여지는 경우가 있다.
이러한 클리닝 처리에, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스가 사용되는 경우가 있다. 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스를 사용한 클리닝 처리에 수반하여, 클리닝 가스에서 유래되는 할로겐 원소가, 처리실 내에 잔류하는 경우가 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소를 처리실 내로부터 제거하여, 기판 상에 고품질의 막을 형성하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스에 의해 내부의 부재에 부착된 산화막이 제거된 처리실 내에, 수소 및 산소를 포함하는 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정과,
상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정 후, 상기 퍼지 가스를, 상기 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정
을 포함하고, 상기 제1 프로세스 조건은, 상기 제2 프로세스 조건보다, 상기 클리닝 가스를 상기 처리실 내에 공급했을 때 상기 처리실 내에 잔류하는 상기 할로겐 원소와 상기 퍼지 가스와의 반응성이 높은 프로세스 조건인 기술이 제공된다.
본 발명에 따르면, 클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소를 처리실 내로부터 제거하여, 기판 상에 고품질의 막을 형성하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도로서, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 성막 처리에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5의 (a)는, 본 발명의 제1 실시 형태의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 있어서의 가스 공급의 타이밍 및 처리실 내의 온도 변화를 도시하는 도면로서, 도 5의 (b)는, 변형예 1의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 있어서의 가스 공급의 타이밍 및 처리실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이다.
도 6의 (a)는, 변형예 2의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 있어서의 가스 공급의 타이밍 및 처리실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이며, 도 6의 (b)는, 변형예 3의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 있어서의 가스 공급의 타이밍 및 처리실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이다.
도 7의 (a)는, 변형예 4의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 있어서의 가스 공급의 타이밍 및 처리실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이며, 도 7의 (b)는, 변형예 5의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 있어서의 가스 공급의 타이밍 및 처리실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치의 처리 로의 개략 구성도로서, 처리 로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다.
<본 발명의 제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 적합한 제1 실시 형태에 대해서 도 1 및 도 2를 사용해서 설명한다. 기판 처리 장치(10)는, 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정인 기판 처리 공정에서 사용되는 장치의 일례로서 구성되어 있다.
(1) 처리 로의 구성
처리 로(202)에는 가열 수단(가열 기구, 가열계)으로서의 히터(207)가 설치되어 있다. 히터(207)는, 원통 형상이며, 유지판으로서의 히터 베이스(도시하지 않음)에 지지됨으로써 수직으로 설치되어 있다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원 형상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 내열성 재료(예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등)로 이루어지고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)과 동심원 형상으로, 매니폴드(인렛 플랜지)(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸리어 결합되어 있어, 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203)과의 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 설치되어 있다. 매니폴드(209)가 히터 베이스에 지지됨으로써, 반응관(203)은 수직으로 설치된 상태가 된다. 주로, 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성되어 있다. 처리 용기의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성되어 있다.
처리실(201)은, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세로 수직 방향으로 다단으로 정렬한 상태에서 수용 가능하도록 구성되어 있다.
처리실(201) 내에는, 노즐(410, 420, 430)이 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 설치되어 있다. 노즐(410, 420, 430)에는, 가스 공급 라인으로서의 가스 공급관(510, 520, 530)이 각각 접속되어 있다. 이와 같이, 반응관(203)에는 3개의 노즐(410, 420, 430)과, 3개의 가스 공급관(510, 520, 530)이 설치되어 있고, 처리실(201) 내에 복수 종류의 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 단, 본 실시 형태의 처리 로(202)는 상술한 형태에 한정되지 않는다.
가스 공급관(510, 520, 530)에는 상류측에서부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(512, 522, 532) 및 개폐 밸브인 밸브(514, 524, 534)가 각각 설치되어 있다. 가스 공급관(510, 520, 530)의 밸브(514, 524, 534)의 하류측에는, 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(310, 320, 330)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(310, 320, 330)에는, 상류측에서부터 순서대로 MFC(312, 322, 332) 및 개폐 밸브인 밸브(314, 324, 334)가 각각 설치되어 있다.
가스 공급관(510, 520, 530)의 선단부에는 노즐(410, 420, 430)이 연결 접속되어 있다. 노즐(410, 420, 430)은, L자형의 롱 노즐로서 구성되어 있고, 그 수평부는 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 설치되어 있다. 노즐(410, 420, 430)의 수직부는, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)와의 사이에 형성되는 원환 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽을 따라 상방(웨이퍼(200)의 적재 방향 상방)을 향해서 상승되도록(즉, 웨이퍼 배열 영역의 일단측으로부터 타단측을 향해서 상승되도록) 설치되어 있다. 즉, 노즐(410, 420, 430)은, 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평으로 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 설치되어 있다.
노즐(410, 420)의 측면에는 가스를 공급하는(분출시키는) 가스 공급 구멍(410a, 420a)이 각각 형성되어 있다. 가스 공급 구멍(410a, 420a)은, 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 있다. 이 가스 공급 구멍(410a, 420a)은, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 형성되고, 각각 동일한 개구 면적을 갖고, 또한 동일한 개구 피치로 형성되어 있다. 단, 가스 공급 구멍(410a, 420a)은 상술한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 반응관(203)의 하부로부터 상부를 향해 개구 면적을 서서히 크게 해도 된다. 이에 의해, 가스 공급 구멍(410a, 420a)으로부터 공급되는 가스의 유량을 균일화하는 것이 가능하게 된다. 노즐(430)의 측면에는 가스를 공급하는(분출시키는) 가스 공급 구멍이 형성되어 있지 않고, 노즐(430)에는, 노즐의 정점에, 가스 공급 구멍(430a)이 개구되어 있다. 즉, 노즐(430)은, 상부 개방(굴뚝)형의 노즐로서 구성되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서의 가스 공급 방법은, 반응관(203)의 내벽과, 복수매의 웨이퍼(200)의 단부로 정의되는 원환 형상의 세로로 긴 공간 내, 즉, 원통 형상의 공간 내에 배치한 노즐(410, 420, 430)을 경유해서 가스를 반송하고 있다. 그리고, 노즐(410, 420, 430)에 각각 개구된 가스 공급 구멍(410a, 420a, 430a)으로부터 반응관(203) 내에 가스를 분출시키고 있다. 노즐(410, 420)로부터 공급되는 가스에 대해서는, 가스 공급 구멍(410a, 420a)으로부터 웨이퍼(200)의 근방에서 비로소 반응관(203) 내에 가스를 분출시키고 있다. 또한, 노즐 측면에 형성된 가스 공급 구멍(410a, 420a)에 의해, 반응관(203) 내에서의 가스의 주된 흐름을 웨이퍼(200)의 표면과 평행한 방향, 즉 수평 방향으로 하고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 각 웨이퍼(200)에 균일하게 가스를 공급할 수 있어, 각 웨이퍼(200)에 형성되는 박막의 막 두께를 균일하게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 각 웨이퍼(200)의 표면 상을 흐른 가스, 즉, 반응 후에 잔류하는 가스(잔류 가스)는, 배기구, 즉, 후술하는 배기관(231)의 방향을 향해서 흐르고, 이 잔류 가스의 흐름의 방향은, 배기구의 위치에 따라 적절히 특정되며, 수직 방향에 한정되는 것은 아니다.
가스 공급관(510)으로부터는, 처리 가스로서, 금속 원소를 포함하는 가스(금속 함유 가스)인 원료 가스가, MFC(512), 밸브(514), 노즐(410)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 원료 가스로서는, 예를 들어 금속 원소로서의 티타늄(Ti)을 포함하는 티타늄 함유 원료(Ti 함유 원료 가스, Ti 함유 가스)이며, 할로겐계 원료(할로겐화물, 할로겐계 티타늄 원료라고도 칭함)로서의 사염화티타늄(TiCl4)의 가스가 사용된다. 또한, Ti는 전이 금속 원소로 분류된다. 또한, 할로겐계 원료란 할로겐기를 포함하는 원료이다. 할로겐기에는, 클로로기, 플루오로기, 브로모기, 요오드기 등이 포함된다. 즉, 할로겐기에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등의 할로겐 원소가 포함된다. 본 명세서에서 「원료」라는 말을 사용한 경우에는, 「액체 상태인 액체 원료」를 의미하는 경우, 「기체 상태인 원료 가스」를 의미하는 경우, 또는, 그 양쪽을 의미하는 경우가 있다.
가스 공급관(520)으로부터는, 처리 가스로서, 산소(O)를 포함하는 O 함유 가스가, 노즐(420)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. O 함유 가스로서는, 금속 원소 비함유의 O 함유 가스, 예를 들어 수증기(H2O 가스)를 사용할 수 있다. O 함유 가스는, 후술하는 반응 가스로서 사용할 수 있다. 또한, O 함유 가스는, 후술하는 수소(H) 및 O를 포함하는 퍼지 가스로서 사용할 수 있다.
가스 공급관(530)으로부터는, 처리 가스로서, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스가, MFC(532), 밸브(534), 노즐(430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스로서는, 예를 들어 3불화염소(ClF3) 가스가 사용된다. 클리닝 가스는 에칭 가스라 칭하기도 한다.
가스 공급관(310, 320, 330)으로부터는, 불활성 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스가, 각각 MFC(312, 322, 332), 밸브(314, 324, 334), 노즐(410, 420, 430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다.
처리 가스로서 TiCl4나 H2O와 같이 상온 상압 하에서 액체 상태인 화합물을 사용하는 경우에는, 액체 상태의 TiCl4를 기화기나 버블러 등의 기화 시스템에 의해 기화하여, TiCl4 가스나 H2O 가스로서 처리실(201) 내에 공급하게 된다. H2O 가스를 사용하는 경우에는, H2O를 저장하는 H2O 탱크에 N2 가스를 공급해서 수증기(H2O 가스)를 발생시킨다. 따라서, N2 가스의 유량을 제어함으로써, 처리실에 공급하는 H2O 가스의 유량을 제어하게 된다. 또한, 버블러에서 발생하는 H2O 가스의 기화량, 즉 처리실에 공급되는 H2O 가스의 유량은, H2O 탱크의 온도에도 의존한다. 예를 들어, H2O 탱크의 온도가 높으면 높을수록 H2O의 기화량은 많아지고, H2O 탱크의 온도가 낮으면 낮을수록 H2O의 기화량은 적어진다.
주로, 가스 공급관(510, 520, 530), MFC(512), 522, 532), 밸브(514, 524, 534)에 의해 처리 가스 공급계가 구성된다. 노즐(410, 420, 430)을 처리 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 처리 가스 공급계를, 간단히, 가스 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(510)으로부터 원료 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(510), MFC(512), 밸브(514)에 의해 원료 가스 공급계가 구성된다. 노즐(410)을 원료 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 원료 가스 공급계를 원료 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(510)으로부터 원료 가스로서 금속 함유 가스를 흘리는 경우, 원료 가스 공급계를 금속 함유 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(510)으로부터 Ti 함유 가스를 흘리는 경우, 원료 가스 공급계를 Ti 함유 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(510)으로부터 TiCl4 가스를 흘리는 경우, Ti 함유 가스 공급계를 TiCl4 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. TiCl4 가스 공급계를 TiCl4 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(520)으로부터 O 함유 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(520), MFC(522), 밸브(524)에 의해 O 함유 가스 공급계가 구성된다. 노즐(420)을 O 함유 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. O 함유 가스 공급계를 반응 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. O 함유 가스를 퍼지 가스로서 사용하는 경우, O 함유 가스 공급계를 H 및 O를 포함하는 퍼지 가스 공급계, 퍼지 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. H 및 O를 포함하는 퍼지 가스를, 반응성 퍼지 가스라고 칭하기도 하고, H 및 O를 포함하는 퍼지 가스 공급계를, 반응성 퍼지 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(520)으로부터 H2O 가스를 흘리는 경우, O 함유 가스 공급계를 H2O 가스 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(530)으로부터 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(530), MFC(532), 밸브(534)에 의해 클리닝 가스 공급계가 구성된다. 노즐(430)을 클리닝 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 클리닝 가스 공급계를 에칭 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(530)으로부터 ClF3 가스를 흘리는 경우, 클리닝 가스 공급계를 ClF3 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. ClF3 가스 공급계를 ClF3 공급계라고 칭할 수도 있다.
또한, 주로, 가스 공급관(310, 320, 330), MFC(312, 322, 332), 밸브(314, 324, 334)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급계를, 퍼지 가스 공급계, 희석 가스 공급계, 또는, 캐리어 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 퍼지 가스로서 작용하는 불활성 가스를, 불활성 퍼지 가스라 칭하기도 하고, 불활성 가스 공급계를, 불활성 퍼지 가스 공급계라고 칭할 수도 있다.
매니폴드(209)에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치되어 있다. 배기관(231)에는, 상류측에서부터 순서대로 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245), APC(Auto Pressure Controller) 밸브(243), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(243)는, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐함으로써, 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있는 밸브이다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(243), 압력 센서(245)에 의해, 배기계, 즉 배기 라인이 구성된다. 또한, 진공 펌프(246)를 배기계에 포함해서 생각해도 된다.
APC 밸브(243)는, 배기계의 배기 유로의 일부를 구성하고 있고, 압력 조정부로서 기능할 뿐만 아니라, 배기계의 배기 유로를 폐색하거나, 나아가, 밀폐하거나 하는 것이 가능한 배기 유로 개폐부, 즉, 배기 밸브로서도 기능한다. 즉, 배기계는, 진공 펌프(246)를 작동시키면서, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(243)의 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 「실제 압력」을, 소정의 「설정 압력」에 근접시킬 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들어, 처리실(201) 내에 공급되는 가스의 유량에 변화가 없는 경우나, 처리실(201) 내에의 가스 공급을 정지하고 있는 경우 등에 있어서, 처리실(201) 내의 실제 압력을 변경하기 위해서는, 처리실(201) 내의 설정 압력을 변경하고, APC 밸브(243)의 밸브 개방도를 상술한 설정 압력에 따른 개방도로 변경한다. 그 결과, 배기 라인의 배기 능력이 변경되어, 처리실(201) 내의 실제 압력이, 상술한 설정 압력에 점차(곡선적으로) 가까워져 가게 된다. 이와 같이, 처리실(201) 내의 「설정 압력」이란, 처리실(201) 내의 압력 제어를 행할 때의 「목표 압력」과 동의라고 생각할 수 있고, 그 값에, 처리실(201) 내의 「실제의 압력」이 추종하게 된다. 또한, 「처리실(201) 내의 설정 압력을 변경하는 것」이란, 실질적으로 「배기 라인의 배기 능력을 변경하기 위해서 APC 밸브(243)의 개방도를 변경하는 것」과 동의이며, 「APC 밸브(243)의 개방도를 변경하기 위한 명령」이라고 생각할 수 있다.
매니폴드(209)의 하방에는, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)은, 매니폴드(209)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 맞닿도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 SUS 등의 금속으로 이루어지고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220b)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는, 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은, 시일 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 보트(217)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 보트(217), 즉 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외로 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다.
기판 지지구로서의 보트(217)는, 복수매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세이면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어진다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열판(218)이 수평 자세로 다단으로 지지되어 있다. 이 구성에 의해, 히터(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측에 전해지기 어렵게 되어 있다. 단, 본 실시 형태는 상술한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보트(217)의 하부에 단열판(218)을 설치하지 않고, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 통 형상의 부재로서 구성된 단열 통을 설치해도 된다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있고, 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전량을 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성되어 있다. 온도 센서(263)는, 노즐(410, 420 및 430)과 마찬가지로 L자형으로 구성되어 있고, 반응관(203)의 내벽을 따라 설치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스를 통해서, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피나, 후술하는 클리닝 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 클리닝 레시피나, 후술하는 퍼지 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 퍼지 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 또한, 클리닝 레시피는, 후술하는 클리닝 처리에 있어서의 각 수순을, 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 또한, 퍼지 레시피는, 후술하는 퍼지 처리에 있어서의 각 수순을, 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 클리닝 레시피나 퍼지 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히, 프로그램이라고도 한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 말을 사용한 경우에는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 클리닝 레시피 단체만을 포함하는 경우, 퍼지 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는, 프로세스 레시피, 클리닝 레시피, 퍼지 레시피 및 제어 프로그램 중 임의의 조합을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크에리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(312, 322, 332, 512, 522, 532), 밸브(314, 324, 334, 514, 524, 534), APC 밸브(243), 압력 센서(245), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피나 클리닝 레시피나 퍼지 레시피 등을 판독하도록 구성되어 있다. 이하, 편의상, 이들 레시피를 총칭해서 간단히 「레시피」라고도 칭하기로 한다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용을 따르도록, MFC(312, 322, 332, 512, 522, 532)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(314, 324, 334, 514, 524, 534)의 개폐 동작, APC 밸브(243)의 개폐 동작 및 APC 밸브(243)에 의한 압력 센서(245)에 기초하는 압력 조정 동작, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(123)에 저장된 상술한 프로그램을, 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히, 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에서 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터에의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해서 행해도 된다.
(2) 성막 처리
상술한 기판 처리 장치를 사용하여, 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 상에 막을 형성하는 시퀀스 예에 대해서, 도 4를 사용하여 설명한다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 4에 도시하는 성막 시퀀스에서는, 처리실(201) 내에 수용된 기판으로서의 웨이퍼(200)에 대하여, 원료 가스로서의 TiCl4 가스와, O 함유 가스로서의 H2O 가스를 공급하고, 웨이퍼(200) 상에 산화막으로서 티타늄 산화막(TiO2막, 이하, TiO막이라고도 함)을 형성한다.
또한, 본 명세서에서 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등과의 적층체(집합체)」를 의미하는 경우(즉, 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함해서 웨이퍼라 칭하는 경우)가 있다. 또한, 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 말을 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면」을 의미하는 경우가 있다.
따라서, 본 명세서에서 「웨이퍼에 대하여 소정의 가스를 공급한다」라고 기재한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)에 대하여 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성되어 있는 층이나 막 등에 대하여, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면에 대하여 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하는 경우가 있다. 또한, 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」라고 기재한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면) 상에 소정의 층(또는 막)을 직접 형성한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성되어 있는 층이나 막 등의 위, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 「기판」이라는 말을 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우와 동의이다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)된다. 그 후, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은 O링(220b)을 개재해서 매니폴드(209)의 하단을 폐색한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은, 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여, APC 밸브(243)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(246)는, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 항상 작동시킨 상태를 유지한다. 또한, 처리실(201) 내가 원하는 온도로 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전량이 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열은, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행하여진다. 계속해서, 회전 기구(267)에 의해 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전은, 적어도, 웨이퍼(200)에 대한 처리가 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행하여진다.
(TiO막 형성 스텝)
계속해서, TiO막을 형성하는 스텝을 실행한다. TiO막 형성 스텝은, 이하에 설명하는 원료 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, O 함유 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝을 포함한다.
(원료 가스 공급 스텝)
밸브(514)를 개방하여, 가스 공급관(510) 내에 원료 가스인 TiCl4 가스를 흘린다. 가스 공급관(510) 내를 흐르는 TiCl4 가스는, MFC(512)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 TiCl4 가스는, 노즐(410)의 가스 공급 구멍(410a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 TiCl4 가스가 공급되게 된다. 즉, 웨이퍼(200)의 표면은 TiCl4 가스에 폭로되게 된다. 이때 동시에 밸브(314)를 개방하여, 가스 공급관(310) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘린다. 가스 공급관(310) 내를 흐르는 N2 가스는, MFC(312)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 N2 가스는, TiCl4 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한, 이때, 노즐(420), 노즐(430) 내에의 TiCl4 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(324, 334)를 개방하여, 가스 공급관(320), 가스 공급관(330) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(520), 가스 공급관(530), 노즐(420), 노즐(430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때, APC 밸브(243)를 적정하게 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 1 내지 1000Pa의 범위 내의 (소정의) 압력이며, 바람직하게는 1 내지 100Pa의 범위 내의 (소정의) 압력이며, 보다 바람직하게는 10 내지 40Pa의 범위 내의 (소정의) 압력으로 한다. 압력이 1000Pa보다 높으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 압력이 1Pa보다 낮으면, TiCl4 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. 또한, 본 명세서에서는, 수치의 범위로서, 예를 들어 1 내지 1000Pa이라 기재한 경우에는, 1Pa 이상 1000Pa 이하를 의미한다. 즉, 수치의 범위 내에는 1Pa 및 1000Pa이 포함된다. 압력뿐만 아니라, 유량, 시간, 온도 등, 본 명세서에 기재되는 모든 수치에 대해서 마찬가지이다. MFC(512)로 제어하는 TiCl4 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1 내지 2000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 10 내지 500sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 20 내지 150sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 2000sccm보다 많으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 유량이 1sccm보다 적으면, TiCl4 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. MFC(312, 322, 332)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 1 내지 2000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 10 내지 500sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 30 내지 150sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 2000sccm보다 많으면, TiCl4 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있고, 유량이 1sccm보다 적으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있다. TiCl4 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 60초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 바람직하게는 1 내지 30초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 보다 바람직하게는 3 내지 5초의 범위 내의 (소정의) 시간으로 한다. 공급 시간이 60초보다 길어지면, Cl 등이 많이 도입되어버릴 가능성이 있고, 공급 시간이 1초보다 적어지면, 성막 레이트가 낮아질 가능성이 있다. 이때의 히터(207)의 온도는, 웨이퍼(200)의 온도(처리실(201) 내의 온도)가 예를 들어 25 내지 130℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도이며, 바람직하게는 50 내지 100℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도이며, 보다 바람직하게는 65 내지 85℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도로 설정한다. 130℃보다 높은 온도에서는, TiCl4 가스의 열분해가 촉진되어버림으로써, 성막 레이트가 너무 높아져서 막 두께의 제어성이 악화되어 균일성이 악화되거나, 불순물이 다량으로 도입되어 저항률이 높아져버리는 경우가 있다. 한편, 25℃보다 낮은 온도에서는, 반응성이 낮아져 막 형성이 곤란해질 가능성이 있다. 처리실(201) 내에 흘리고 있는 가스는 TiCl4 가스와 N2 가스만이며, TiCl4 가스의 공급에 의해, 웨이퍼(200) 상에, 예를 들어 1 원자층 미만 내지 수 원자층 정도의 두께의 Ti 함유층이 형성된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
Ti 함유층이 형성된 후, 밸브(514)를 폐쇄하여, TiCl4 가스의 공급을 정지한다. 이때, 배기관(231)의 APC 밸브(243)는 개방한 채로 두고, 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Ti 함유층 형성에 기여한 후의 TiCl4 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 즉, Ti 함유층이 형성된 웨이퍼(200)가 존재하는 공간에 잔류하는 미반응 또는 Ti 함유층의 형성에 기여한 후의 TiCl4 가스를 제거한다. 이때, 밸브(314, 324, 334)는 개방한 채로 두어, N2 가스의 처리실(201) 내에의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Ti 함유층 형성에 기여한 후의 TiCl4 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다.
이때, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 완전히 배제하지 않아도 되며, 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않아도 된다. 처리실(201) 내에 잔류하는 가스가 미량이면, 그 후에 행하여지는 스텝에 있어서 악영향이 발생하지 않는다. 처리실(201) 내에 공급하는 N2 가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없으며, 예를 들어 반응관(203)(처리실(201))의 용적과 동일 정도의 양을 공급함으로써, 그 후의 스텝에 있어서 악영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지를 행할 수 있다. 이와 같이, 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않음으로써, 퍼지 시간을 단축하여, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, N2 가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능하게 된다.
(O 함유 가스 공급 스텝)
처리실(201) 내의 잔류 가스를 제거한 후, 밸브(524)를 개방하여, 가스 공급관(520) 내에 O 함유 가스인 H2O 가스를 흘린다. 가스 공급관(520) 내를 흐르는 H2O 가스는, MFC(522)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 H2O 가스는, 노즐(420)의 가스 공급 구멍(420a)으로부터 처리실(201) 내에 공급된다. 처리실(201) 내에 공급된 H2O 가스는, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 H2O 가스가 공급되게 된다. 즉, 웨이퍼(200)의 표면은 H2O 가스에 폭로되게 된다. 이때, 동시에 밸브(324)를 개방하여, 가스 공급관(320) 내에 N2 가스를 흘린다. 가스 공급관(320) 내를 흐르는 N2 가스는, MFC(322)에 의해 유량 조정된다. N2 가스는 H2O 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 노즐(410, 430) 내에의 H2O 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(314, 334)를 개방하여, 가스 공급관(310, 330) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(510, 530), 노즐(410, 430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
H2O 가스를 흘릴 때는, APC 밸브(243)를 적정하게 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 1 내지 1000Pa의 범위 내의 (소정의) 압력이며, 바람직하게는 10 내지 300Pa의 범위 내의 (소정의) 압력이며, 보다 바람직하게는 35 내지 55Pa의 범위 내의 (소정의) 압력으로 한다. 압력이 1000Pa보다 높으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 압력이 1Pa보다 낮으면, 충분한 성막 레이트가 얻어지지 않을 가능성이 있다. MFC(522)로 제어하는 H2O 탱크에 공급하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1000 내지 80000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 1000 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 1000 내지 2000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량은, 많을수록 H2O의 기화량, 즉 H2O 가스의 유량이 많아져, 원료 가스에서 유래되는 불순물의 TiO막 중에의 도입을 저감시킬 수 있기 때문에 바람직하지만, 80000sccm보다 많으면, 후술하는 잔류 가스 제거 스텝에서 충분히 잔류 가스를 제거할 수 없을 가능성이 있다. 유량이 1000sccm보다 적으면, H2O의 기화량, 즉 H2O 가스의 유량이 적어져 충분히 반응을 할 수 없을 가능성이 있다. H2O 탱크의 온도는, 예를 들어 20℃ 내지 50℃의 범위 내의 (소정의) 온도이며, 바람직하게는 20 내지 30℃의 범위 내의 (소정의) 온도이며, 보다 바람직하게는 27 내지 30℃의 범위 내의 (소정의) 온도로 한다. 온도가 50℃보다 높으면 H2O 가스의 기화량이 너무 많아지고, 20℃보다 낮으면 H2O 가스의 기화량이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. MFC(312, 322, 332)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 200 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 4000 내지 8000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 5000 내지 6000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 40000sccm보다 많으면, 성막 레이트가 너무 낮아질 가능성이 있고, 유량이 200sccm보다 적으면, H2O 가스가 충분히 웨이퍼(200)에 공급되지 않을 가능성이 있다. H2O 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 60초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 바람직하게는 1 내지 30초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 보다 바람직하게는 5 내지 15초의 범위 내의 (소정의) 시간으로 한다. 공급 시간은 길수록 원료 가스에서 유래되는 불순물의 TiO막 중에의 도입을 저감시킬 수 있기 때문에 바람직하지만, 60초보다 길면 스루풋이 악화될 가능성이 있다. 공급 시간이 1초보다 짧으면, TiCl4 가스와 충분히 반응할 수 없을 가능성이 있다. 이때의 히터(207)의 온도는, 원료 가스 공급 스텝과 마찬가지의 온도로 설정한다.
이때 처리실(201) 내에 흘리고 있는 가스는, H2O 가스와 N2 가스만이다. H2O 가스는, 원료 가스 공급 스텝에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 Ti 함유층의 적어도 일부와 치환 반응한다. 치환 반응 시에는, Ti 함유층에 포함되는 Ti와 H2O 가스에 포함되는 O가 결합하여, 웨이퍼(200) 상에 Ti와 O를 포함하는 TiO층이 형성된다.
(잔류 가스 제거 스텝)
TiO층을 형성한 후, 밸브(524)를 폐쇄하여, H2O 가스의 공급을 정지한다. 이때, 배기관(231)의 APC 밸브(243)는 개방한 채로 두고, 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 TiO층의 형성에 기여한 후의 H2O 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때 밸브(314, 324, 334)는 개방한 채로 두어, N2 가스의 처리실(201) 내에의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 TiO층의 형성에 기여한 후의 H2O 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다.
이때, 원료 가스 공급 스텝 후의 잔류 가스 제거 스텝과 마찬가지로, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 완전히 배제하지 않아도 되고, 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않아도 된다.
(소정 횟수 실시)
상기한 원료 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, O 함유 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝을 순서대로 시분할해서 행하는 사이클을 1회 이상(소정 횟수) 행함으로써, 즉, 원료 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝, O 함유 가스 공급 스텝, 잔류 가스 제거 스텝의 처리를 1 사이클로 하고, 이 처리를 n 사이클(n은 1 이상의 정수)만큼 실행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 소정의 두께의 TiO막을 형성한다. 본 명세서에서, 「처리(또는 공정, 사이클, 스텝 등이라고 칭함)를 소정 횟수 행하는」이란, 이 처리 등을 1회 또는 복수회 행하는 것을 의미한다. 즉, 처리를 1회 이상 행하는 것을 의미한다. 도 4는, 각 처리(사이클)를 n 사이클씩 반복하는 예를 나타내고 있다. n의 값은, 최종적으로 형성되는 TiO막에 있어서 필요해지는 막 두께에 따라서 적절히 선택된다. 즉, 상술한 각 처리를 행하는 횟수는, 목표로 하는 막 두께에 따라서 결정된다. 상술한 사이클은, 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 또한, TiO막의 두께는, 예를 들어 10 내지 150nm이며, 바람직하게는 50 내지 120nm이며, 보다 바람직하게는 70 내지 90nm로 한다. TiO막의 두께(막 두께)가 150nm보다 두꺼우면, 조도가 커져버릴 가능성이 있고, 10nm보다 얇으면, 바탕막과의 응력 차로 막 박리가 발생해버릴 가능성이 있다.
사이클을 복수회 행하는 경우, 적어도 2 사이클째 이후의 각 스텝에서, 「웨이퍼(200)에 대하여 가스를 공급한다」라고 기재한 부분은, 「웨이퍼(200) 상에 형성되어 있는 층에 대하여, 즉, 적층체로서의 웨이퍼(200)의 최표면에 대하여 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하고, 「웨이퍼(200) 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 부분은, 「웨이퍼(200) 상에 형성되어 있는 층의 위, 즉, 적층체로서의 웨이퍼(200)의 최표면 상에 소정의 층을 형성한다」는 것을 의미하고 있다. 이 점은, 후술하는 예에서도 마찬가지이다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
밸브(314, 324, 334)를 개방하여, 가스 공급관(310, 320, 330) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고, 처리가 끝난 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리가 끝난 웨이퍼(200)는, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 클리닝 처리
상술한 성막 처리를 행하면, 반응관(203)의 내벽, 노즐(410, 420, 430)의 표면, 매니폴드(209)의 내벽, 보트(217)의 표면, 시일 캡(219)의 상면, 단열판(218) 등에, TiO막 등의 박막을 포함하는 퇴적물이 누적된다. 즉, O를 포함하는 퇴적물(산화막)이, 가열된 처리실(201) 내의 부재의 표면 등에 부착되어 누적된다. 따라서, 이들 퇴적물의 양(퇴적물의 두께), 즉, 누적 막 두께가, 퇴적물에 박리나 낙하가 발생하기 전의 소정의 양(두께)에 달하기 전에, 클리닝 처리가 행하여진다.
이하, 본 실시 형태에서의 클리닝 처리의 일례를, 도 5의 (a)를 참조하면서 설명한다. 도 5의 (a)의 전반 부분(ClF3 Etching 및 N2 Purge)이 클리닝 처리에 대응하고 있다. 또한, ClF3 Etching만을 클리닝 처리라고 칭하는 경우도 있다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 5의 (a)에 나타내는 클리닝 처리에서는, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스로서 ClF3 가스를 처리실(201) 내에 공급하여, 처리실(201) 내의 부재에 부착된 O를 포함하는 퇴적물(산화막)을 제거한다. 여기서, O를 포함하는 퇴적물(산화막)을 제거하는 공정은, 성막 처리에 있어서 TiO막(산화막)을 형성하는 공정보다도 높은 온도에서 행하여진다.
(보트 로드)
빈 보트(217), 즉, 웨이퍼(200)를 장전하고 있지 않은 보트(217)가 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은, O링(220b)을 개재해서 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내가 후술하는 소정의 에칭 압력으로 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 진공 펌프(246)는, 적어도, 후술하는 퍼지 처리에 있어서의 H2O 사이클 퍼지 스텝이 종료될 때까지의 동안은 항상 작동시킨 상태를 유지한다. 또한, 처리실(201) 내가 후술하는 소정의 에칭 온도로 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 또한, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전을 개시한다. 보트(217)의 회전은, 적어도 H2O 사이클 퍼지 스텝이 완료될 때까지의 동안은, 계속해서 행하여진다. 단, 보트(217)는 회전시키지 않아도 된다.
(ClF3 에칭 스텝)
이 스텝에서는, 웨이퍼(200) 상에 TiO막을 형성하는 처리를 행한 후의 처리실(201) 내, 즉, O 함유막을 포함하는 퇴적물이 부착된 처리실(201) 내에, ClF3 가스를 공급한다.
밸브(534)를 개방하여, 가스 공급관(530) 내에 ClF3 가스를 흘린다. ClF3 가스는, MFC(532)에 의해 유량 조정되어, 가스 공급관(530), 노즐(430)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 또한 이때, 밸브(334)를 개방하여, 가스 공급관(330) 내에 N2 가스를 흘려서, ClF3 가스를 가스 공급관(530) 내에서 희석하도록 해도 된다. N2 가스의 공급 유량을 제어함으로써, 처리실(201) 내에 공급하는 ClF3 가스의 농도를 제어할 수 있다. 또한, 노즐(410, 420) 내에의 ClF3 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(314, 324)를 개방하여, 가스 공급관(310, 320) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(510, 520), 노즐(410, 420)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
처리실(201) 내에 공급된 ClF3 가스는, 처리실(201) 내를 통과해서 배기관(231)으로부터 배기될 때, 처리실(201) 내의 부재의 표면, 예를 들어 반응관(203)의 내벽, 노즐(410, 420, 430)의 표면, 매니폴드(209)의 내벽, 보트(217)의 표면, 시일 캡(219)의 상면, 단열판(218) 등에 접촉한다. 이때, 열화학 반응에 의해, 처리실(201) 내의 부재에 부착되어 있던 O 함유막을 포함하는 퇴적물(산화막)이 제거되게 된다. 즉, ClF3과 퇴적물과의 에칭 반응에 의해, 퇴적물이 제거되게 된다. 또한, 에칭 반응이 진행될 때는, 퇴적물에 포함되는 Ti와, ClF3에 포함되는 F가 결합함으로써, 처리실(201) 내에 TiF4 등이 발생하게 된다. 이와 같이, O 함유막을 포함하는 퇴적물이 부착된 처리실(201) 내에 ClF3 가스를 공급함으로써, 논 플라즈마의 분위기 하에서, 상술한 퇴적물의 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능하게 된다.
이때 APC 밸브(243)를 적정하게 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 1 내지 20000Pa의 범위 내의 (소정의) 압력(에칭 압력)이며, 바람직하게는 10 내지 15000Pa의 범위 내의 (소정의) 압력이며, 보다 바람직하게는 13000 내지 14000Pa의 범위 내의 (소정의) 압력으로 한다. 압력이 20000Pa보다 높으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 압력이 1Pa보다 낮으면, 에칭 반응의 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. MFC(532)로 제어하는 ClF3 가스의 공급 유량은, 예를 들어 200 내지 2000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 800 내지 1200sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 900 내지 1100sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 2000sccm보다 많으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 유량이 200sccm보다 적으면, 에칭 반응의 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. MFC(312, 322, 332)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 200 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 1000 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 5000 내지 15000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 40000sccm보다 많으면, ClF3 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있고, 유량이 200sccm보다 적으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있다. ClF3 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉, 가스 공급 시간(에칭 시간)은, 예를 들어 1 내지 3600초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 바람직하게는 1 내지 1800초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 보다 바람직하게는 1000 내지 1400초의 범위 내의 (소정의) 시간으로 한다. 시간이 3600초보다 길면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행하여지지 않을 가능성이 있고, 시간이 1초보다 짧으면, ClF3 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. 이때의 히터(207)의 온도는, 처리실(201) 내의 온도가, 예를 들어 100 내지 400℃의 범위 내의 (소정의) 온도(에칭 온도)이며, 바람직하게는 200 내지 360℃의 범위 내의 (소정의) 온도이며, 보다 바람직하게는 290 내지 350℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도로 설정한다. 400℃보다 높은 온도에서는 ClF3 가스의 열분해가 촉진되어버림으로써, 에칭 레이트가 너무 높아져버리는 경우가 있다. 한편, 100℃보다 낮은 온도에서는, 에칭의 반응성이 낮아져 에칭이 곤란해질 가능성이 있다.
클리닝 처리의 ClF3 에칭 스텝에서의 처리 온도는, 성막 처리의 원료 가스 공급 스텝 및 O 함유 가스 공급 스텝에서의 처리 온도보다도 높은 온도로 되어 있다.
(잔류 가스 제거 스텝)
ClF3 가스를 소정 시간 공급한 후, 밸브(534)를 폐쇄하여, ClF3 가스의 공급을 정지한다. 이때, 배기관(231)의 APC 밸브(243)는 개방한 채로 두고, 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 퇴적물의 에칭 반응에 기여한 후의 ClF3 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때 밸브(314, 324, 334)는 개방한 채로 두어, N2 가스의 처리실(201) 내에의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 퇴적물의 에칭 반응에 기여한 후의 ClF3 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다.
(4) 퍼지 처리
상술한 클리닝 처리를 행하면, 즉, ClF3 에칭 스텝을 행하면, 상술한 바와 같이, 처리실(201) 내에 TiF4 등이 발생한다. 즉, TiF4 등으로서 F 성분이 잔류하게 된다. 이러한 잔류 F 성분은, 후에 다시 TiO막의 성막 처리를 행할 때, TiO막 중에 F 성분이 혼입되는 요인이 된다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 클리닝 처리에 이어서, 잔류 F 성분, 즉, 클리닝 가스를 처리실(201) 내에 공급했을 때 처리실(201) 내에 잔류하는 할로겐 원소(클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소)를 처리실(201) 내로부터 제거하기 위한 퍼지 처리가 행하여진다.
이하, 본 실시 형태에서의 퍼지 처리의 일례를, 도 5의 (a)를 참조하면서 설명한다. 도 5의 (a)의 후반 부분(H2O Cycle Purge)이 퍼지 처리에 대응하고 있다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 5의 (a)에 나타내는 퍼지 처리에서는, 클리닝 처리에 있어서 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스로서의 ClF3 가스에 의해 내부의 부재에 부착된 O를 포함하는 퇴적물(산화막)이 제거된 처리실(201) 내에, H 및 O를 포함하는 퍼지 가스로서 H2O 가스를, 제1 프로세스 조건(처리 조건)에서 공급해서 배기하는 공정과, H2O 가스를 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정 후, H2O 가스를, 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건(처리 조건)에서 처리실(201) 내에 공급해서 배기하는 공정을 갖는다.
여기서, 제1 프로세스 조건은 제2 프로세스 조건보다, 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성이 높은 프로세스 조건이다.
(H2O 사이클 퍼지 스텝)
이 스텝에서는, 처리실(201) 내를 H 및 O를 포함하는 가스로서의 H2O 가스로 퍼지하는 공정(H2O 퍼지 스텝)과, 처리실(201) 내를 불활성 가스로서의 N2 가스로 퍼지하는 공정(N2 퍼지 스텝)과, 처리실(201) 내를 감압 배기하는 공정(진공 스텝)을 교대로 반복함으로써, 처리실(201) 내의 잔류 F 성분을 처리실(201) 내로부터 배제한다. H2O 퍼지 스텝과 N2 퍼지 스텝과 진공 스텝을 교대로 반복하는 것, 즉, 복수회 행하는 것을, 본 명세서에서는, 사이클 퍼지, 또는, 사이클릭 퍼지라고도 칭한다.
H2O 퍼지 스텝은, 진공 펌프(246)에 의한 처리실(201) 내의 배기를, 처리실(201) 내에의 H2O 가스 및 N2 가스의 공급을 실시한 상태에서 행한다. 즉, 밸브(524)를 개방해서 H2O 가스를 공급함과 함께, 밸브(314, 324, 334) 중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 모두를 개방해서 N2 가스를 공급하고, APC 밸브(243)를 개방함으로써 처리실(201) 내의 배기를 행한다.
H2O 퍼지 스텝에서, H2O 가스는, TiF4 등에 포함되는 잔류 F 성분과 반응하여, 잔류 F 성분을 처리실(201) 내로부터 제거하는 반응성의 퍼지 가스로서 작용한다. 예를 들어, TiF4 등에 포함되는 F와, H2O에 포함되는 H가 결합함으로써, 잔류 F 성분이 HF로 되어서 제거된다. 즉, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소와, H 및 O를 포함하는 퍼지 가스에 포함되는 H가 결합함으로써, 잔류 할로겐 원소가 할로겐화수소로 되어서 제거된다. 또한, N2 가스는, 불활성의 퍼지 가스로서 작용한다.
이때, MFC(522)로 제어하는 H2O 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1000 내지 80000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 1000 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 1000 내지 2000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. MFC(522)로 제어하는 H2O 탱크에 공급하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1000 내지 80000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 1000 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 1000 내지 2000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 80000sccm보다 많으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 유량이 1000sccm보다 적으면, H2O의 기화량, 즉 H2O 가스의 유량이 적어져 H2O 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. H2O 탱크의 온도는, 예를 들어 20℃ 내지 50℃의 범위 내의 (소정의) 온도이며, 바람직하게는 20 내지 30℃의 범위 내의 (소정의) 온도이며, 보다 바람직하게는 27 내지 30℃의 범위 내의 (소정의) 온도로 한다. 온도가 50℃보다 높으면, H2O 가스의 기화량이 너무 많아지고, 20℃보다 낮으면, H2O 가스의 기화량이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 또한, MFC(312, 322, 332)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각, 예를 들어 200 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 4000 내지 8000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 5000 내지 6500sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량이 40000sccm보다 많으면, H2O 가스의 반응 속도를 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있고, 유량이 200sccm보다 적으면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있다. APC 밸브(243)의 개방도는, 완전 개방으로 해도 되고, 또는, 처리실(201) 내의 압력이 일정하게 유지되도록 그 개방도를 피드백 제어하도록 해도 된다. H2O 퍼지 스텝의 실시 시간은, 예를 들어 1 내지 60초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 바람직하게는 1 내지 30초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 보다 바람직하게는 5 내지 15초의 범위 내의 (소정의) 시간으로 한다. 실시 시간이 60초보다 길어지면, 후술하는 잔류 가스 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있고, 실시 시간이 1초보다 적어지면, H2O 가스의 반응이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다.
또한, H2O 퍼지 스텝에서, N2 가스의 동시 공급을 실시하지 않도록 해도 된다.
N2 퍼지 스텝은, 진공 펌프(246)에 의한 처리실(201) 내의 배기를, 처리실(201) 내에의 H2O 가스의 공급은 정지한 상태이면서 또한 N2 가스의 공급은 실시한 상태에서 행한다. 즉, 밸브(524)는 폐쇄한 상태이며 또한 밸브(314, 324, 334) 중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 모두를 개방한 상태에서, APC 밸브(243)를 개방함으로써, 처리실(201) 내의 배기를 행한다.
N2 퍼지 스텝에서, N2 가스는, 불활성의 퍼지 가스로서 작용한다. 이때, MFC(312, 322, 332)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각, 예를 들어 200 내지 40000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 바람직하게는 10000 내지 20000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량이며, 보다 바람직하게는 13000 내지 17000sccm의 범위 내의 (소정의) 유량으로 한다. 유량은 많으면 많을수록 좋다. 한편, 유량이 200sccm보다 적으면, 잔류 가스의 제거가 충분히 행하여지지 않아, 퍼지가 불완전하게 되는 경우가 있다. APC 밸브(243)의 개방도는, 완전 개방으로 해도 되고, 또는, 처리실(201) 내의 압력이 일정하게 유지되도록 그 개방도를 피드백 제어하도록 해도 된다. N2 퍼지 스텝의 실시 시간은, 예를 들어 1 내지 60초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 바람직하게는 3 내지 30초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 보다 바람직하게는 8 내지 12초의 범위 내의 (소정의) 시간으로 한다. 실시 시간은 길면 길수록 좋다. 한편, 실시 시간이 1초보다 적어지면, 잔류 가스의 제거가 충분히 행하여지지 않아, 퍼지가 불완전하게 되는 경우가 있다.
진공 스텝은, 진공 펌프(246)에 의한 처리실(201) 내의 배기(감압 배기, 또는, 진공 배기라고도 함)를, 처리실(201) 내에의 H2O 가스 및 N2 가스의 공급을 정지한 상태에서 행한다. 즉, 밸브(524)를 폐쇄한 상태이면서 또한 밸브(314, 324, 334)를 폐쇄한 상태에서, APC 밸브(243)를 개방함으로써 처리실(201) 내의 배기를 행한다. 이와 같이 하여 행하는 진공 배기를 진공화라고도 한다. 이때, APC 밸브(243)의 상태를 풀 오픈, 즉, APC 밸브(243)의 개방도를 완전 개방으로 하는 것이 바람직하다. 진공 스텝의 실시 시간은, 예를 들어 1 내지 60초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 바람직하게는 3 내지 30초의 범위 내의 (소정의) 시간이며, 보다 바람직하게는 8 내지 12초의 범위 내의 (소정의) 시간으로 한다. 실시 시간은, 길면 길수록 잔류 가스의 제거가 충분히 행하여져 좋지만, 처리실(201) 내의 압력이 설정 압력으로 되기 위해서 필요한 시간이 있으면 되며, APC 밸브(243)의 개방도에 따라서도 적절히 선택된다. 한편, 실시 시간이 1초보다 적어지면, 잔류 가스의 제거가 충분히 행해지지 않는 경우가 있다. 또한, 처리실(201) 내에의 N2 가스의 공급을 정지한 상태란, 처리실(201) 내에의 N2 가스의 공급을 완전히 정지한 상태 외에, 처리실(201) 내에 N2 가스를 약간의 공급 유량으로 공급하는 상태도 포함한다. 즉, 밸브(314, 324, 334)를 폐쇄한 상태란, 이들 모든 밸브를 완전히 폐쇄한 상태 외에, 이들 밸브 중 적어도 어느 하나를 완전히 폐쇄하지 않고 약간 개방하는 상태도 포함한다.
H2O 사이클 퍼지 스텝에서는, H2O 가스를 공급해서 배기하는 공정을 포함하는 사이클이, 복수회 행하여지게 된다. 이와 같이, H2O 가스를 사이클 퍼지함으로써, 반응력이 강한 HF가 발생할 때마다, HF를 처리실(201) 내로부터 제거할 수 있다. 사이클 퍼지는, 예를 들어 40 사이클 이상, 또는 스텝 전체에서의 실시 시간이 20분 이상으로 될 때까지 계속하는 것이 바람직하다.
H2O 사이클 퍼지 스텝에는, H2O 가스를 공급해서 배기하는 공정을 포함하는 사이클이 1회 또는 일련의 복수회 행하여지는 제1 기간과, 제1 기간보다 후에, 이러한 사이클이 1회 또는 일련의 복수회 행하여지는 제2 기간이 포함된다. 제1 기간에서의 프로세스 조건을, 제1 프로세스 조건이라 칭하고, 제2 기간에서의 프로세스 조건을, 제2 프로세스 조건이라 칭하기로 한다. 즉, H2O 사이클 퍼지 스텝은, H2O 가스를, 제1 프로세스 조건에서 처리실(201)에 공급해서 배기하는 공정과, H2O 가스를 제1 프로세스 조건에서 처리실(201) 내에 공급해서 배기하는 공정 후, H2O 가스를, 제2 프로세스 조건에서 처리실(201) 내에 공급해서 배기하는 공정을 갖는다.
여기서, 제1 프로세스 조건은, 제2 프로세스 조건보다, 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성(즉, 잔류 할로겐 원소와 H 및 O를 포함하는 퍼지 가스와의 반응성)이 높아지도록, 제2 프로세스 조건과 상이하게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이하와 같은 이점이 얻어진다. 먼저, 잔류 F 성분이 많은 상태의 처리실(201)에 대하여 제1 프로세스 조건에서, 즉, 반응 에너지가 높은 상태의 H2O를 사용해서 퍼지를 행함으로써, 잔류 F 성분과의 반응을 보다 한층 촉진시키는 것이 가능하게 되어, 당해 반응에 의해 생긴 반응물인 HF를 보다 많이 제거할 수 있다. 제1 프로세스 조건에서 퍼지를 행함으로써, 잔류 F 성분이 제거되어, 즉, TiF4 등의 부착물이 제거되어, 처리실(201) 내의 부재 표면의 적어도 일부가 노출된다. 그 후, 제2 프로세스 조건에서, 즉, 제1 프로세스 조건과 비교해서 반응 에너지가 낮은 상태의 H2O를 사용해서 퍼지를 행함으로써, 잔류 F 성분과의 반응을 적당히 촉진시키는 것이 가능하게 되어, 당해 반응에 의해 생긴 반응물인 HF가 처리실(201) 내의 부재(석영제나 금속제의 부재)와 반응하는 것을 억제할 수 있으므로, 처리실(201) 내의 부재에 발생하는 데미지가 경감되어, 처리실(201) 내의 부재를 보호할 수 있다.
제1 프로세스 조건에 있어서, 제2 프로세스 조건보다, 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성이 높아지도록 하기 위해서는, 예를 들어 제1 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도를, 제2 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도보다 높게 하는 것, 즉, 제2 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도를, 제1 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도보다 낮게 하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 예를 들어 H2O 사이클 퍼지 스텝에서의 처리실(201) 내의 온도를, H2O 사이클 퍼지 스텝의 개시 시부터 종료 시를 향해서, 서서히 낮게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, H2O 사이클 퍼지 스텝의 개시 시의 처리실(201) 내의 온도를, 클리닝 처리 시의 온도(산화막을 제거할 때의 온도)와 동일한 온도, 즉 100 내지 400℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도이며, 바람직하게는 200 내지 360℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도이며, 보다 바람직하게는 290 내지 350℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도로 설정할 수 있고, H2O 사이클 퍼지 스텝의 종료 시의 처리실(201) 내의 온도를, 성막 처리 시의 온도(산화막을 형성할 때의 온도)와 동일한 온도, 즉 25 내지 130℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도이며, 바람직하게는 50 내지 100℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도이며, 보다 바람직하게는 65 내지 85℃의 범위 내의 (소정의) 온도가 되는 온도로 설정할 수 있다. 즉, 퍼지 처리에 있어서, 클리닝 처리 시의 온도로부터 성막 처리 시의 온도까지(성막 처리 시의 온도에 근접하도록) 서서히 온도를 변화시킬(낮게 할) 수 있다. 또한, 즉, 제1 프로세스 조건 및 제2 프로세스 조건에서는, 클리닝 처리 시의 온도로부터 성막 처리 시의 온도에 근접하도록 서서히 온도를 낮게 할 수 있다. 또한, 도 5의 (a)에는 예시적으로 직선적인 온도 변화를 나타내고 있지만, H2O 사이클 퍼지 스텝에서 온도를 변화시키는 방법은, 직선적인 것에 한정되지 않고, 필요에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
(5) 프리코팅 처리
상술한 퍼지 처리를 행하고, 처리실(201) 내의 온도가 성막 처리의 온도까지 저하된 후, TiO막의 프리코팅 처리를 행한다. 프리코팅 처리에서는, 빈 보트(217)가 처리실(201) 내에 반입된 상태에서, 상술한 성막 처리에서의 TiO막 형성 스텝과 마찬가지의 조건에서 마찬가지의 처리를 행함으로써, 반응관(203)의 내벽, 노즐(410, 420, 430)의 표면, 매니폴드(209)의 내벽, 보트(217)의 표면, 시일 캡(219)의 상면, 단열판(218) 등의 표면에, 예를 들어 40nm 이상의 (소정의) 두께 정도의 TiO막을 형성한다. 이에 의해, H2O 사이클 퍼지 스텝에서도 전부 제거할 수 없었던 잔류 F 성분을 봉입하는 것이 가능하게 된다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
프리코팅 처리를 행한 후, 밸브(314, 324, 334)를 개방하여, 가스 공급관(310, 320, 330) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드)
보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고, 빈 보트(217)가 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출된다(보트 언로드). 그 후, 상술한 성막 처리가 재개되게 된다.
(6) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) ClF3 가스를 사용한 클리닝 처리 후에, H2O 가스를 사용한 퍼지 처리를 행함으로써, 클리닝 가스에서 유래되는 잔류 F 성분을, 처리실(201) 내로부터 제거할 수 있다.
(b) 퍼지 처리에서는, H2O 가스를 제1 프로세스 조건에서 처리실(201) 내에 공급해서 배기하는 공정과, 그 후, H2O 가스를 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건에서 처리실(201) 내에 공급해서 배기하는 공정을 행하고, 제1 프로세스 조건은, 제2 프로세스 조건보다, 잔류 F 성분과 H2O와의 반응성이 높은 프로세스 조건으로 하는 것이 바람직하다.
먼저, 제1 프로세스 조건에서 퍼지를 행함으로써, 잔류 F 성분과 H2O와의 반응을 촉진시켜서 HF를 생성시킴으로써, 많은 잔류 F 성분을 효율적으로 제거할 수 있다. 그 후, 제2 프로세스 조건에서 퍼지를 행함으로써, 잔류 F 성분과 H2O를 반응시키면서, 그 반응을 적절하게 억제함으로써, HF와 처리실(201) 내의 부재와의 반응으로 처리실(201) 내의 부재에 발생하는 데미지를 억제하면서, 잔류 F 성분을 제거할 수 있다.
(c) 예를 들어, 제2 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도를, 제1 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도보다 낮게 함으로써, 제1 프로세스 조건에서 제2 프로세스 조건보다 잔류 F 성분과 H2O와의 반응성이 높아지도록 할 수 있다. 예를 들어, 처리실(201) 내의 온도를, 퍼지 처리의 개시 시부터 종료 시를 향해서 서서히 낮게 함으로써, 이러한 처리 온도 조건을 실현할 수 있다.
(d) 성막 처리 후에, 클리닝 처리가 행하여지고, 클리닝 처리 후에, 퍼지 처리가 행하여지고, 퍼지 처리 후에, 다시 성막 처리가 행하여진다. 클리닝 처리 시의 처리 온도는, 성막 처리 시의 처리 온도보다도 높게 되어 있다. 그 때문에, 클리닝 처리 후, 다시 성막 처리를 행하기 위해서는, 처리실(201) 내의 온도를, 클리닝 처리 시의 처리 온도로부터, 다음번의 성막 처리 시의 처리 온도를 향해서 저하시키게 된다.
퍼지 처리는, 클리닝 처리와 다음번의 성막 처리와의 사이에 행하여진다. 이 때문에, 제1 프로세스 조건에서 제2 프로세스 조건보다 잔류 F 성분과 H2O와의 반응성을 높게 하는 것을, 제1 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도를, 제2 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도보다 높게 함으로써, 즉, 제2 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도를, 제1 프로세스 조건에서의 처리실(201) 내의 온도보다 낮게 함으로써, 행하도록 하는 것은, 클리닝 처리 시의 처리 온도로부터 다음번의 성막 처리 시의 처리 온도를 향해서 처리실(201) 내의 온도를 저하시키는 온도 변화를 이용해서 행할 수 있으므로 바람직하다.
(e) 퍼지 처리의 개시 시의 온도를, 클리닝 처리 시의 온도와 동일한 온도로 함으로써, 퍼지 처리의 개시 시기를 빠르게 할 수 있어, 스루풋 향상을 도모할 수 있다. 또한, 퍼지 처리의 종료 시의 온도를, 성막 처리 시의 온도와 동일한 온도로 함으로써, 퍼지 처리의 종료 후 바로 다음번의 성막 처리(또는 프리코팅 처리)를 행할 수 있어, 스루풋 향상을 도모할 수 있다.
(f) H2O 가스를 사이클 퍼지함으로써, 반응력이 강한 HF가 발생할 때마다, HF를 처리실(201) 내로부터 제거할 수 있다. 이에 의해, 처리실(201) 내의 부재가 보호되는 효과 외에, H2O의 액화가 방지되는 효과가 얻어진다.
(g) H2O 퍼지 스텝에서, H2O 가스 외에 N2 가스도 동시에 공급함으로써, H2O 가스를, N2 가스에 의해 푸쉬해서 공급할 수 있다. 이에 의해, 처리실(201) 내의 전압을 올릴 수 있어, H2O와 잔류 F 성분과의 반응성을 높일 수 있다. 또한, H2O 가스의 분압이 내려가기 때문에, N2 가스 공급량을 적정하게 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 가령 노즐 내에 잔류 F 성분이 존재하는 경우에는, N2 푸쉬에 의해 노즐 내의 내압을 올릴 수 있기 때문에, H2O와 잔류 F 성분의 반응성을 높이는 것이 가능하게 된다.
(7) 퍼지 처리의 변형예
본 실시 형태에서의 퍼지 처리는, 상술한 형태에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 변형예와 같이 변경할 수 있다. 또한, 이하의 변형예에서, 퍼지 처리 이외의 처리에 대해서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지이다. 이하의 변형예에서도, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(변형예 1)
도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, H2O 사이클 퍼지 스텝에서 성막 처리 시의 처리 온도까지 강온한 후에, N2 가스를 사용한 퍼지를 추가해도 된다. 추가된 N2 가스를 사용한 퍼지에 의해, H2O 사이클 퍼지 스텝에서 사용한 H2O의 제거를 보다 확실하게 할 수 있다.
(변형예 2)
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, H2O 사이클 퍼지 스텝에서 성막 처리 시의 처리 온도까지는 강온시키지 않고, H2O 사이클 퍼지 스텝의 종료 후, 성막 처리 시의 처리 온도까지 강온시키면서 행하는 N2 가스를 사용한 퍼지를 추가해도 된다. 추가된 N2 가스를 사용한 퍼지에 의해, 성막 처리 시의 처리 온도까지 강온시키는 공정을 이용하면서, H2O 사이클 퍼지 스텝에서 사용한 H2O의 제거를 보다 확실하게 할 수 있다.
(변형예 3)
또한, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, H2O 사이클 퍼지 스텝을, 클리닝 처리 시의 처리 온도와 동일한 일정 온도에서 행한 후에, 성막 처리 시의 처리 온도까지 강온시키면서 행하는 N2 가스에 의한 퍼지를 추가할 수도 있다.
상술한 실시 형태(및 변형예)에서는, 제1 프로세스 조건에서 제2 프로세스 조건보다 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성이 높아지도록 하기 위해서, 제1, 제2 프로세스 조건의 온도를 상이하게 하는 예에 대해서 설명하였다.
제1 프로세스 조건에서 제2 프로세스 조건보다 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성이 높아지도록 하기 위해서는, 또한 예를 들어, 제1 프로세스 조건에서의 H2O 가스의 공급량을, 제2 프로세스 조건에서의 H2O 가스의 공급량보다 많게 하는 것, 즉, 제2 프로세스 조건에서의 H2O 가스의 공급량을, 제1 프로세스 조건에서의 H2O 가스의 공급량보다 적게 하도록 해도 된다. 예를 들어, H2O 가스의 공급량을 적게 하는 경우에, H2O 가스의 공급 시간을 짧게 하는 것, 및, H2O 가스의 공급 유량을 적게 하는 것 중 적어도 한쪽을 행할 수 있다.
(변형예 4)
예를 들어, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, H2O 사이클 퍼지 스텝의 H2O 퍼지 스텝에서의 H2O 가스의 공급 시간을, H2O 가스의 공급 유량은 일정하게 유지하면서, H2O 사이클 퍼지 스텝의 개시 시로부터 종료 시를 향해서, 서서히 짧게 할 수 있다.
(변형예 5)
또한 예를 들어, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, H2O 사이클 퍼지 스텝의 H2O 퍼지 스텝에서의 H2O 가스의 공급 유량을, H2O 가스의 공급 시간은 일정하게 유지하면서, H2O 사이클 퍼지 스텝의 개시 시로부터 종료 시를 향해서, 서서히 적게 할 수 있다.
잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성을, H2O 가스의 공급량으로 제어하도록 하는 것은, 예를 들어 온도가 높은 상태에서, 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성을 온도로는 제어하기 어려운 경우에, 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성을 제어하는 방법으로서 유효하다.
또한, 필요에 따라, 변형예 4, 5에서 설명한 바와 같은 H2O 가스의 공급량의 제어를, 상술한 실시 형태에서 설명한 바와 같은 처리실(201) 내의 온도 제어와 조합해서 행해도 된다. 상술한 실시 형태에서 설명한 바와 같은 처리실(201) 내의 온도 제어, 및, 변형예 4, 5에서 설명한 바와 같은 H2O 가스의 공급량의 제어 중 적어도 한쪽을 행함으로써, 제1 프로세스 조건에서 제2 프로세스 조건보다 잔류 F 성분과 H2O 가스와의 반응성이 높아지도록 할 수 있다.
<본 발명의 제2 내지 제4 실시 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 제2 내지 제4 실시 형태에 대해서, 각각, 도 8 내지 도 10을 사용해서 설명한다. 도 8 내지 도 10은, 각각, 본 발명의 제2 내지 제4 실시 형태에서 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치(10)의 처리 로(202)의 개략 구성도이며, 처리 로(202) 부분을 종단면도로 도시하는 도면이다. 이하, 각 실시 형태에 대해서, 주로, 제1 실시 형태에서 설명한 기판 처리 장치(10)와의 차이에 대해서 설명한다. 또한, 기판 처리 장치(10)를 사용한 각 처리는, 제1 실시 형태에서 설명한 각 처리와 마찬가지이다. 제2 내지 제4 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 제1 내지 제4 실시 형태의 구조는, 적절히 조합해서 사용해도 된다.
도 8을 참조하여, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 가스 공급관(520)에 접속하는 노즐(420)의 구조가, 제1 실시 형태와 상이하다. 가스 공급관(510, 530)에 접속하는 노즐(410, 430)의 구조에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 노즐(420)에 관한 도시를 용이하게 하기 위해서, 노즐(410, 430)에 대해서는, 도시를 적절히 간략화하고 있다.
잔류 F 성분이 TiF4 등으로서 부착되기 쉬운 것은, 처리실(201)의 하부이며 웨이퍼(200)가 존재하지 않는(배치되지 않는) 영역, 즉, 노구부이다. 따라서, 제2 실시 형태에서는, H2O 가스를 흘리는 가스 공급관(520)에, 상술한 바와 같이 노즐(420) 외에, 노즐(421)이 접속된 구조로 하고 있으며, 노즐(421)은, 노구부에 H2O 가스가 흐르기 쉽도록, 노구부의 상단 이하의 높이이고, 단부가 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구된 단관 노즐로서 구성되어 있다. 노즐(421)로부터 노구부에 H2O 가스를 흘림으로써, 잔류 F 성분의 제거를 더욱 효과적으로 행할 수 있다. 또한, 노즐(421)은 상술한 단관 노즐로서 구성되는 것 외에, L자형의 쇼트 노즐로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 노즐(421)의 수직부는, 반응관(203)의 내벽과 보트(217)와의 사이에 형성되는 원환 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽을 따라 상방(웨이퍼(200)의 적재 방향 상방)을 향해서 상승되도록 설치되어 있어도 된다. 이때, 노즐(421)의 수직부의 높이는, 보트(217)의 아래쪽이며, 바람직하게는 웨이퍼 적재 영역보다 아래쪽까지의 높이로 하고, 노즐(421)의 측면에 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 가스를 공급하는(분출시키는) 가스 공급 구멍이 형성된다.
도 9를 참조하여, 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 제3 실시 형태에서는, 가스 공급관(520)에 접속하는 노즐(420)의 구조가, 제1 실시 형태와 상이하다. 가스 공급관(510, 530)에 접속하는 노즐(410, 430)의 구조에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 노즐(420)에 관한 도시를 용이하게 하기 위해서, 노즐(410, 430)에 대해서는 도시를 적절히 간략화하고 있다.
제2 실시 형태에서 설명한 바와 같이, F 성분이 잔류하기 쉬운 것은 노구부이다. 따라서, 제3 실시 형태에서는, 노즐(420)에, 상술한 바와 같은, 노구부보다도 상방에 형성된 가스 공급 구멍(420a) 외에, 가스 공급 구멍(420b)을 형성한 구조로 하고 있으며, 가스 공급 구멍(420b)은, 노구부의 상단 이하의 높이에서, 노즐(420)의 측면에 복수 형성되고, 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 있다. 가스 공급 구멍(420b)으로부터 노구부에 H2O 가스를 흘림으로써, 잔류 F 성분의 제거를 더욱 효과적으로 행할 수 있다.
도 10을 참조하여, 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 제4 실시 형태에서는, 가스 공급관(510, 520, 530)의 구조가, 제1 실시 형태와 상이하고, TiCl4 가스를 흘리는 가스 공급관(510)에, ClF3 가스를 흘리는 가스 공급관(530)과, H2O 가스를 흘리는 가스 공급관(520)을 각각 접속한 구조로 하고 있다.
성막 처리에 있어서, TiCl4를 흘리는 노즐(410) 내에, TiO막이 형성되어버리는 경우가 있다. 가스 공급관(510)에 가스 공급관(530)과 가스 공급관(520)이 접속되어 있음으로써, 클리닝 처리 시에는 노즐(410) 내에도 ClF3 가스가 흘러서, 노즐(410) 내의 클리닝을 행할 수 있고, 또한 퍼지 처리 시에는 노즐(410) 내에도 H2O 가스가 흘러서, 노즐(410) 내의 잔류 F 성분의 제거를 행할 수 있다. 즉, ClF3 가스는, TiCl4 가스를 공급하는 라인과는 독립된 라인 및 TiCl4 가스를 공급하는 라인으로부터 처리실(201) 내에 공급되고, H2O 가스는, TiCl4 가스를 공급하는 라인과는 독립된 라인 및 TiCl4 가스를 공급하는 라인으로부터 처리실(201)내에 공급된다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 퍼지 처리 시에, H2O 가스를 탱크나 배관에 저류하여, 단숨에 처리실(201) 내에 공급해도 된다(플래시 플로우). 처리실(201) 내는 감압 제어하고, APC 밸브(243)의 압력 조절에 의해, 처리실(201) 내에 흐름을 만들면 된다. 이에 의해, H2O 가스를 처리실(201) 내에 균등하게 확산시켜서, 잔류 F 성분의 제거 효율을 높이는 것이 가능하게 된다. 이러한 플래시 플로우를 행할 수 있는 기판 처리 장치(10)의 구성예를, 도 11에 도시한다. H2O 가스를 흘리는 가스 공급관(520)에, 탱크(527)가 설치되고, 탱크(527)의 상류측과 하류측에, 각각 밸브(526, 528)가 설치되어 있다.
또한 예를 들어, 퍼지 처리 시에, H2O 가스를 흘리는 가스 공급관(520)의 배관 온도를, 클리닝 처리시보다 높여도 된다. 온도를 높임으로써, 압력, 수량, 에너지가 높아진다. 이에 의해, 잔류 F 성분의 제거 효율을 향상시키는 것이 가능하다고 생각된다. 이러한 가스 공급관(520)의 배관 온도 상승을 행할 수 있는 기판 처리 장치(10)의 구성예를, 도 11에 도시한다. 예를 들어 밸브(524)보다 하류측에, 가스 공급관(520)을 덮는 테이프 히터(529)가 설치되어 있다. 테이프 히터(529)에 의해, 가스 공급관(520)을 (통상의 예를 들어 75℃에 대하여) 예를 들어 120℃까지 상승시킨다. 상승시키는 온도는, 결로가 발생하지 않는 온도이면 된다.
또한 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 클리닝 가스로서 ClF3 가스를 예시했지만, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스라면, 다른 클리닝 가스를 사용할 수도 있다. 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스로서는, ClF3 가스 외에, 예를 들어 불소(F2) 가스, 3불화질소(NF3) 가스 등의 불소를 포함하는 클리닝 가스 등을 사용할 수 있다.
또한 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소를 제거하는 퍼지 처리에 사용하는 퍼지 가스로서, H2O 가스를 예시했지만, H 및 O를 포함하는 퍼지 가스라면, 다른 퍼지 가스를 사용할 수도 있다. H 및 O를 포함하는 퍼지 가스로서는, H2O를 수증기로서 공급하는 것 외에, H2와 O2를 따로따로 공급해도 되고, H2 및 O2를 활성화시켜서 수소 라디칼 및 산소 라디칼, 원자 형상 수소 및 원자 형상 산소로서 사용해도 되고, 처리실(201) 내에서 H2O를 발생시켜도 된다. 또한, 성막 처리 시에 사용되는 O 함유 가스와, 퍼지 처리 시에 사용되는 H 및 O를 포함하는 퍼지 가스가, 동일한 가스(동일종의 가스)일 것은 필수가 아니다. 단, 성막 처리 시에 사용되는 O 함유 가스와, 퍼지 처리 시에 사용되는 H 및 O를 포함하는 퍼지 가스를 동일한 가스로 함으로써, 처리 가스의 종류를 줄일 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 불활성 가스로서 N2 가스를 예시했지만, 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
또한 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 성막 처리에서 금속 원소로서 Ti를 사용한 TiO막을 형성한 후의 클리닝 처리 및 퍼지 처리에 대해서 예시했지만, 적용 가능한 막종은 TiO막에 한정되지 않고, 할로겐 원소를 포함하는 클리닝 가스를 사용해서 가스 클리닝을 행하는 막종이면 된다. 예를 들어, Ti 이외의 원소로서, 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 코발트(Co), 이트륨(Y), 루테늄(Ru), 알루미늄(Al), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo) 등의 원소를 포함하는 산화막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
상술한 원소를 포함하는 막을 형성하는 경우, 원료 가스로서 티타늄(Ti) 함유 가스 이외에도, 탄탈륨(Ta) 함유 가스, 텅스텐(W) 함유 가스, 코발트(Co) 함유 가스, 이트륨(Y) 함유 가스, 루테늄(Ru) 함유 가스, 알루미늄(Al) 함유 가스, 하프늄(Hf) 함유 가스, 지르코늄(Zr) 함유 가스, 몰리브덴(Mo) 함유 가스 등을 사용하는 것이 가능하다.
상술한 원소를 포함하는 막을 형성하는 경우, 원료 가스로서는, 예를 들어 TiCl4 이외에, 4불화티타늄(TiF4), 테트라키스디에틸아미노티탄(Ti[(C2H5)2N]4, 약칭: TDEAT), 테트라키스디메틸아미노티탄(Ti[N(CH3)2]4, 약칭: TDMAT), 5염화탄탈륨(TaCl5), 5불화탄탈륨(TaF5), 펜타에톡시탄탈륨(Ta(OC2H5)5, 약칭: PET), 6염화텅스텐(WCl6), 6불화텅스텐(WF6), 비스(터셔리부틸이미노)비스(터셔리부틸아미노)텅스텐((C4H9NH)2W(C4H9N)2), 텅스텐헥사카르보닐(W(CO)6), 2염화코발트(CoCl2), 2불화 코발트(CoF2), 비스(에틸시클로펜타디에닐)코발트(C14H18Co), 코발트헥사카르보닐(CoCO)6), 3염화이트륨(YCl3), 3불화이트륨(YF3), 트리스(부틸시클로펜타디에닐)이트륨(Y(C5H4CH2(CH2)2CH3)3), 3염화루테늄(RuCl3), 3불화루테늄(RuF3), 비스(에틸시클로펜타디에닐)루테늄(C14H18Ru), 3염화알루미늄(AlCl3), 3불화알루미늄(AlF3), 트리메틸알루미늄((CH3)3Al, 약칭: TMA), 4염화하프늄(HfCl4), 4불화하프늄(HfF4), 테트라키스에틸메틸아미노하프늄(Hf[N(CH3)CH2CH3]4, 약칭: TEMAH), 테트라키스디메틸아미노하프늄(Hf[N(CH3)2]4, TDMAH), 테트라키스디에틸아미노하프늄(Hf[N(C2H5)2]4, 약칭: TDEAH), 4염화지르코늄(ZrCl4), 4불화지르코늄(ZrF4), 테트라키스에틸메틸아미노지르코늄(Zr[N(CH3)CH2CH3]4, 약칭: TEMAZ), 테트라키스디메틸아미노지르코늄(Zr[N(CH3)2]4, TDMAZ), 테트라키스디에틸아미노지르코늄(Zr[N(C2H5)2]4, 약칭: TDEAZ) 등을 사용하는 것도 가능하다.
상술한 원소를 포함하는 막을 형성하는 경우, 반응 가스로서는, 예를 들어 H2O 가스 이외에, 오존(O3), 플라즈마 여기한 산소(O2), 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 아산화질소(N2O), 플라즈마 여기한 O2+H2의 혼합 가스 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, H2O를 수증기로서 공급하는 것 외에, H2와 O2를 따로따로 공급해도 되고, H2 및 O2를 활성화시켜서 수소 라디칼 및 산소 라디칼, 원자 형상 수소 및 원자 형상 산소로서 사용해도 되고, 처리실(201) 내에서 H2O를 발생시켜도 된다.
상술한 원소를 포함하는 막으로서는, TiO막 외에, 예를 들어 탄탈륨 산화막(TaO막), 텅스텐 산화막(WO막), 코발트 산화막(CoO막), 이트륨 산화막(YO막), 루테늄 산화막(RuO막), 알루미늄 산화막(AlO막), 하프늄 산화막(HfO막), 지르코늄 산화막(ZrO)막 등의 산화막을 들 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 TiO막 이외의 산화막을 포함하는 퇴적물을 제거하는 클리닝 처리를 행하고, 그 후, 클리닝 가스에서 유래되는 잔류 할로겐 원소를 제거하는 퍼지 처리를 행하는 경우에도, 바람직하게 적용 가능하다. 이들 경우에 있어서도, 클리닝 처리의 처리 수순, 처리 조건이나, 퍼지 처리의 처리 수순, 처리 조건은, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건으로 할 수 있다. 이들 경우에 있어서도, 상술한 실시 형태나 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
기판 처리에 사용되는 레시피(처리 수순이나 처리 조건 등이 기재된 프로그램)는, 처리 내용(형성하는 막의 막종, 조성비, 막질, 막 두께, 처리 수순, 처리 조건 등)에 따라서 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 통해서 기억 장치(121c) 내에 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 기판 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서, 처리 내용에 따라 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1대의 기판 처리 장치에서 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을, 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한, 오퍼레이터의 부담(처리 수순이나 처리 조건 등의 입력 부담 등)을 저감할 수 있어, 조작 미스를 회피하면서, 기판 처리를 신속히 개시할 수 있게 된다.
상술한 레시피는, 새롭게 작성하는 경우에 한하지 않고, 예를 들어 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우에는, 변경 후의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 통해서, 기판 처리 장치에 인스톨해도 된다. 또한, 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 한번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식의 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 예에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 한번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 경우에도, 바람직하게 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 핫월형의 처리 로를 갖는 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 콜드월형의 처리 로를 갖는 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 경우에도, 바람직하게 적용할 수 있다. 이러한 경우에 있어서도, 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 12에 나타내는 처리 로(602)를 구비한, 매엽식의 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 경우에도, 본 발명은 바람직하게 적용할 수 있다. 처리 로(602)는, 처리실(601)을 형성하는 처리 용기(603)와, 처리실(601) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 가스 공급부로서의 샤워 헤드(603s)와, 1매 또는 수매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 지지하는 지지대(617)와, 지지대(617)를 하방으로부터 지지하는 회전축(655)과, 지지대(617)에 설치된 히터(607)를 구비하고 있다. 샤워 헤드(603s)의 인렛(가스 도입구)에는, 가스 공급 포트(632a), (632b, 632c)가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(632a)에는, 상술한 실시 형태의 원료 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(632b)에는, 상술한 실시 형태의 O 함유 가스 공급계, H 및 O를 포함하는 퍼지 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(632c)에는, 상술한 실시 형태의 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계가 접속되어 있다. 샤워 헤드(603s)의 아울렛(가스 배출구)에는, 처리실(601) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 가스 분산판이 설치되어 있다. 샤워 헤드(603s)는, 처리실(601) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 표면과 대향(대면)하는 위치에 설치되어 있다. 처리 용기(603)에는, 처리실(601) 내를 배기하는 배기 포트(631)가 형성되어 있다. 배기 포트(631)에는, 상술한 실시 형태의 배기계와 마찬가지의 배기계가 접속되어 있다.
단, 매엽식의 기판 처리 장치(10)를 사용하여, H2O 가스를 사용한 퍼지 처리를 행하는 경우, 처리실(601) 내에 H2O가 잔류해버리는(H2O 잔류 분위기로 되는) 것을 생각할 수 있다. 또한, 샤워 헤드(603s) 내에 F가 잔류한 경우, 샤워 헤드(603s) 내에 H2O를 넣으면 액화해버릴 가능성도 있다. 따라서, H2O 가스를 사용한 퍼지 처리 후에, N2 퍼지를 행하고, N2 퍼지 시에, 샤워 헤드(603s) 내를 진공화하면 된다. 샤워 헤드(603s) 내를 진공화하면서, 처리실(601) 내에 N2 가스를 흘려서 진공화함으로써, 처리실(601) 내에 잔류하는 H2O가, 샤워 헤드(603s) 위로 흘려져서 제거된다.
또한 예를 들어, 도 13에 나타내는 처리 로(702)를 구비한 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 경우에도, 본 발명은 바람직하게 적용할 수 있다. 처리 로(702)는, 처리실(701)을 형성하는 처리 용기(703)와, 1매 또는 수매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 지지하는 지지대(717)와, 지지대(717)를 하방으로부터 지지하는 회전축(755)과, 처리 용기(703)의 웨이퍼(200)를 향해서 광 조사를 행하는 램프 히터(707)와, 램프 히터(707)의 광을 투과시키는 석영창(703w)을 구비하고 있다. 처리 용기(703)에는, 상술한 원료 가스를 공급하는 가스 공급 포트(732a)와, 상술한 반응 가스를 공급하는 가스 공급 포트(732b)가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(732a)에는, 상술한 실시 형태의 원료 가스 공급계와 마찬가지의 원료 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(732b)에는, 상술한 실시 형태의 반응 가스 공급계와 마찬가지의 반응 가스 공급계가 접속되어 있다. 처리 용기(703)에는, 처리실(701) 내를 배기하는 배기 포트(731)가 형성되어 있다. 배기 포트(731)에는, 상술한 실시 형태의 배기계와 마찬가지의 배기계가 접속되어 있다.
램프 히터(707)는, 예를 들어 수은의 휘선 발광을 이용해서 자외광(UV)을 발생시키는 수은 램프이어도 된다. 또한, 석영관의 내부에, 수은과 금속의 합금인 아말감(amalgam)을 코팅한 램프이어도 된다. 또한, 램프 히터(707)로서는, 복수의 직관형의 수은 램프가 서로 병행하게 배열되어 있어도 되고, 복수의 U자형의 수은 램프가 서로 병행하게 배열되어 있어도 되고, 말굽 형상의 수은 램프를 사용해도 된다.
이들 기판 처리 장치를 사용하는 경우에 있어서도, 상술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 시퀀스, 처리 조건에서, 성막 처리나 클리닝 처리나 퍼지 처리를 행할 수 있으며, 상술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 상술한 실시 형태나 변형예 등은, 적절히 조합해서 사용할 수 있다. 또한, 이때의 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건으로 할 수 있다.
10 : 기판 처리 장치 121 : 컨트롤러
200 : 웨이퍼 201 : 처리실
202 : 처리 로 410, 420, 430 : 노즐
510, 520, 530 : 가스 공급관 512, 522, 532 : MFC
514, 524, 534 : 밸브

Claims (16)

  1. 불소를 포함하는 클리닝 가스에 의해 내부의 부재에 부착된 산화막이 제거된 처리실 내에, 수소 및 산소를 포함하는 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정과,
    상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정 후, 상기 퍼지 가스를, 상기 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정
    을 포함하고, 상기 제1 프로세스 조건은 상기 제2 프로세스 조건보다, 상기 클리닝 가스를 상기 처리실 내에 공급했을 때 상기 처리실 내에 잔류하는 불소와 상기 퍼지 가스와의 반응성이 높은 프로세스 조건인, 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 프로세스 조건에서의 상기 처리실 내의 온도는, 상기 제1 프로세스 조건에서의 상기 처리실 내의 온도보다 낮은, 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부의 부재에 산화막이 부착되었을 때의 상기 처리실 내의 온도를 제1 온도로 하고, 상기 클리닝 가스에 의해 상기 산화막을 제거했을 때의 상기 처리실 내의 온도를 상기 제1 온도보다도 높은 제2 온도로 하고, 상기 제1 프로세스 조건 및 상기 제2 프로세스 조건에서는, 상기 제2 온도로부터 상기 제1 온도에 근접하도록 서서히 상기 처리실 내의 온도를 낮게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프로세스 조건에서의 상기 처리실 내의 온도는, 상기 클리닝 가스에 의해 상기 산화막이 제거될 때와 동일한 온도인, 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 처리실 내에 수용된 기판에 대하여 원료 가스와 산소 함유 가스를 공급해서 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 클리닝 가스를 상기 처리실 내에 공급하여, 상기 처리실 내의 부재에 부착된 상기 산화막을 제거하는 공정
    을, 상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정 전에 행하고, 상기 산화막을 제거하는 공정은, 상기 기판 상에 상기 산화막을 형성하는 공정보다 높은 온도에서 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산소 함유 가스와 상기 퍼지 가스는 동일한 가스인, 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정을 복수회 행한 후, 상기 퍼지 가스를 상기 제2 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정을 복수회 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 프로세스 조건에서의 상기 퍼지 가스의 공급량은, 상기 제1 프로세스 조건에서의 상기 퍼지 가스의 공급량보다 적은, 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 산화막을 형성하는 공정에서는 상기 산소 함유 가스를 상기 기판이 존재하는 영역에 공급하고,
    상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정 및 상기 퍼지 가스를 상기 제2 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정에서는, 상기 퍼지 가스를 상기 기판이 존재하는 영역 및 상기 처리실의 하부이며 상기 기판이 존재하지 않는 영역에 공급하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정 및 상기 퍼지 가스를 상기 제2 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 공정에서는, 상기 처리실 내의 압력을 감압 제어한 상태에서, 상기 퍼지 가스를 순간적으로 공급하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 클리닝 가스는, 상기 원료 가스를 공급하는 라인과는 독립된 라인으로부터 상기 처리실 내에 공급하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 클리닝 가스는, 상기 독립된 라인과는 별도로 상기 원료 가스를 공급하는 라인으로부터도 상기 처리실 내에 공급하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 상기 원료 가스를 공급하는 라인과는 독립된 라인 및 상기 원료 가스를 공급하는 라인으로부터 상기 처리실 내에 공급하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 처리실 내에 기판을 반입하는 공정과,
    상기 기판을 제1 온도로 한 상태에서, 상기 기판에 대하여 원료 가스와 산소 함유 가스를 공급해서 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막이 형성된 상기 기판을 상기 처리실로부터 반출하는 공정과,
    상기 처리실을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 유지한 상태에서, 상기 클리닝 가스를 상기 처리실 내에 공급하여, 상기 처리실 내의 부재에 부착된 상기 산화막을 제거하는 공정과, 상기 처리실 내에, 상기 퍼지 가스를 공급해서 배기하여, 상기 처리실 내에 잔류하는 불소를 제거하는 공정으로서, 상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정과 상기 퍼지 가스를 상기 제2 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 공정을 포함하는 공정
    을 포함하고, 상기 불소를 제거하는 공정에서는, 상기 제2 온도로부터 상기 제1 온도에 근접하도록 서서히 상기 처리실 내의 온도를 낮게 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실 내에, 수소 및 산소를 포함하는 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급계와,
    상기 처리실 내를 배기하는 배기계와,
    불소를 포함하는 클리닝 가스에 의해 상기 기판을 처리했을 때 상기 처리실 내의 부재에 부착된 산화막이 제거된 상기 처리실 내에, 상기 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 처리와, 상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 처리 후, 상기 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 처리를 행하고, 상기 제1 프로세스 조건은 상기 제2 프로세스 조건보다, 상기 클리닝 가스를 상기 처리실 내에 공급했을 때 상기 처리실 내에 잔류하는 불소와 상기 퍼지 가스와의 반응성이 높은 프로세스 조건이도록, 상기 퍼지 가스 공급계 및 상기 배기계를 제어하도록 구성되는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 불소를 포함하는 클리닝 가스에 의해 내부의 부재에 부착된 산화막이 제거된 처리실 내에, 수소 및 산소를 포함하는 퍼지 가스를, 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 단계와,
    상기 퍼지 가스를 상기 제1 프로세스 조건에서 공급해서 배기하는 수순 후, 상기 퍼지 가스를, 상기 제1 프로세스 조건과는 상이한 제2 프로세스 조건에서 상기 처리실 내에 공급해서 배기하는 단계
    를 포함하고, 상기 제1 프로세스 조건은 상기 제2 프로세스 조건보다, 상기 클리닝 가스를 상기 처리실 내에 공급했을 때 상기 처리실 내에 잔류하는 불소와 상기 퍼지 가스와의 반응성이 높은 프로세스 조건인 단계를 행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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