KR101858102B1 - 클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 - Google Patents

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

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코에이 쿠리바야시
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

막을 형성하는 처리를 수행한 후의 처리실 내의 클리닝 효율을 향상시킨다.
기판 상에 막을 형성하는 처리가 수행된 후의 처리실 내를 클리닝하는 방법으로서, 30℃ 내지 100℃의 범위 내의 제1 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 공정; 상기 처리실 내의 온도를 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 제2 온도로 승온하는 공정; 및 상기 제2 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제1 온도는 상기 불소 가스가 활성화하지 않는 온도로 하고, 상기 제2 온도는 상기 불소 가스가 활성화하는 온도로 한다.

Description

클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램{CLEANING METHOD, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND PROGRAM}
본 발명은 클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 처리실 내에 수용된 기판 상에 막을 형성하는 성막 처리가 수행될 수 있다. 성막 처리를 수행하면 처리실 내에 퇴적물(堆積物)이 부착된다. 따라서 성막 처리를 수행한 후의 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하여, 처리실 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 클리닝 처리가 수행될 수 있다.
1. 일본 특개 2015-26660호 공보
본 발명은 막을 형성하는 처리를 수행한 후의 처리실 내의 클리닝 효율을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면 기판 상에 막을 형성하는 처리가 수행된 후의 처리실 내를 클리닝하는 방법으로서, 30℃ 내지 100℃의 범위 내의 제1 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 공정; 상기 처리실 내의 온도를 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 제2 온도로 승온하는 공정; 및 상기 제2 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제1 온도는 상기 불소 가스가 활성화하지 않는 온도로 하고, 상기 제2 온도는 상기 불소 가스가 활성화하는 온도로 하는 기술이 제공된다.
본 발명에 의하면 막을 형성하는 처리를 수행한 후의 처리실 내의 클리닝 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형(縱型) 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도(縱斷面圖)로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 일부의 개략 구성도이며, 처리로의 일부를 도 1의 A-A선을 따른 단면도로 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 성막 처리에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 처리에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 6a는 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 처리에서의 가스 공급의 타이밍의 변형예 1을 도시하는 도면이며, 도 6b는 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 처리에서의 가스 공급의 타이밍의 변형예 2를 도시하는 도면이며, 도 6c는 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 처리에서의 가스 공급의 타이밍의 변형예 3을 도시하는 도면이며, 도 6d는 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 처리에서의 가스 공급의 타이밍의 변형예 4를 도시하는 도면.
도 7a는 실시예에서 처리실 내의 클리닝 및 퍼지가 완료될 때까지의 경과를 도시하는 도면이며, 도 7b는 비교예에서 처리실 내의 클리닝 및 퍼지가 완료될 때까지의 경과를 도시하는 도면.
도 8a는 본 발명의 다른 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 도시하는 도면이며, 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 도시하는 도면.
<본 발명의 일 실시 형태>
이하 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 3을 이용해서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시하는 바와 같이 처리로(202)는 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응관(203)이 배설(配設)된다. 반응관(203)은 예컨대 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로부터 이루어지고, 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 반응관(203)의 하방(下方)에는 반응관(203)과 동심원 형상으로 매니폴드(209)가 배설된다. 매니폴드(209)는 예컨대 스텐레스 스틸(SUS) 등의 금속으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 매니폴드(209)의 상단부는 반응관(203)의 하단부에 감합(嵌合)하여 반응관(203)을 지지하도록 구성된다. 매니폴드(209)와 반응관(203) 사이에는 씰 부재로서의 O-링(220a)이 설치된다. 반응관(203)은 히터(207)와 마찬가지로 수직으로 설치된다. 주로 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통중공부(筒中空部)에는 처리실(201)이 형성된다. 또한 처리실(201)에는 처리 용기의 내벽도 포함된다. 처리실(201)은 복수 매의 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하도록 구성된다. 매니폴드(209)의 내주에는 커버(209a)가 설치된다. 커버(209a)는 예컨대 석영이나 SiC 등에 의해 구성되고, 매니폴드(209)의 내벽을 따라 매니폴드(209)의 내벽을 피복하도록 설치된다.
처리실(201) 내에는 노즐(249a, 249b, 249e)이 매니폴드(209)를 관통하도록 설치된다. 노즐(249a, 249b, 249e)은 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로부터 이루어진다. 노즐(249a, 249b, 249e)에는 가스 공급관(232a, 232b, 232e)이 각각 접속된다.
가스 공급관(232a, 232b, 232e)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241a, 241b, 241e)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(243a, 243b, 243e)가 각각 설치된다. 가스 공급관(232a, 232b, 232e)의 밸브(243a, 243b, 243e)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(232c, 232d, 232f)이 각각 접속된다. 가스 공급관(232c, 232d, 232f)에는 상류 방향으로부터 순서대로 MFC(241c, 241d, 241f) 및 밸브(243c, 243d, 243f)가 각각 설치된다.
노즐(249a, 249b)은 도 2에 도시하는 바와 같이 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에서의 원환 형상[圓環狀]의 공간에 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라 웨이퍼(200)의 배열 방향의 상방(上方)을 향해서 상승하도록 각각 설치된다. 즉 노즐(249a, 249b)은 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에 웨이퍼 배열 영역을 따라서 각각 설치된다. 노즐(249a, 249b)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250a, 250b)이 각각 설치된다. 가스 공급공(250a, 250b)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 각각 개구되어서 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능해진다. 가스 공급공(250a, 250b)은 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 설치된다.
노즐(249e)은 도 1에 도시하는 바와 같이 매니폴드(209)의 내벽과 커버(209a) 사이에서의 원환 형상의 공간(201a)(이하 퍼지 공간이라고도 말한다) 내에 가스를 분출시키도록 구성된다. 노즐(249e)의 선단부에는 가스 공급공이 상방을 향해서 개구하도록 설치된다. 가스 공급공은 노즐(249e)의 선단부의 측면에 설치되어도 좋고, 이 경우 가스 공급공은 수평 방향을 향해서 개구하도록 이루어진다.
가스 공급관(232a)으로부터는 처리 가스(원료 가스)로서 예컨대 소정 원소(주 원소)로서의 실리콘(Si)과 할로겐 원소를 포함하는 가스, 즉 할로실란 원료 가스가 MFC(241a), 밸브(243a) 및 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
원료 가스는 기체 상태의 원료, 예컨대 상온 상압 하에서 액체 상태인 원료를 기화하는 것으로 얻을 수 있는 가스 또는 상온 상압 하에서 기체 상태인 원료 등이다. 할로실란 원료는 할로겐기를 포함하는 원료다. 할로겐기(基)에는 클로로기, 플루오로기, 브로모기, 요오드기 등이 포함된다. 즉 할로겐기에는 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등의 할로겐 원소가 포함된다.
원료 가스로서는 예컨대 Si 및 Cl을 포함하는 할로실란 원료 가스, 즉 클로로실란 원료 가스를 이용할 수 있다. 클로로실란 원료 가스로서는 예컨대 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭:HCDS) 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는 처리 가스(반응 가스)로서 예컨대 산소(O)를 포함하는 가스가 MFC(241b), 밸브(243b) 및 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. O를 포함하는 가스는 후술하는 성막 처리에서 산화 가스, 즉 O소스로서 작용한다. 산화 가스로서는 예컨대 산소(O2) 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(232a)으로부터는 처리 가스(반응 가스)로서 예컨대 수소(H)를 포함하는 가스가 MFC(241a), 밸브(243a) 및 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. H를 포함하는 가스는 그 단체(單體)로는 산화 작용은 얻을 수 없지만, 후술하는 성막 처리에서 특정한 조건 하에서 O를 포함하는 가스와 반응하는 것에 의해 원자상 산소(atomic oxygen, O) 등의 산화종을 생성하여, 산화 처리의 효율을 향상시키도록 작용한다. 그렇기 때문에 H를 포함하는 가스는 O를 포함하는 가스와 마찬가지로 산화 가스에 포함시켜서 생각할 수 있다. H를 포함하는 가스로서는 예컨대 수소(H2) 가스를 이용할 수 있다.
또한 가스 공급관(232a, 232b)으로부터는 제1 클리닝 가스로서 예컨대 H 및 불소(F)를 포함하는 가스(H를 포함하는 불소계 가스)가 각각 MFC(241a, 241b), 밸브(243a, 243b) 및 노즐(249a, 249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 가스 공급관(232e)으로부터는 제1 클리닝 가스로서 예컨대 H 및 F를 포함하는 가스가 MFC(241e), 밸브(243e) 및 노즐(249e)을 개재하여 커버(209a)보다 내측의 퍼지 공간(201a) 내에 공급된다. H 및 F를 포함하는 가스로서는 예컨대 불화수소(HF) 가스를 이용할 수 있다.
또한 가스 공급관(232a, 232b)으로부터는 제2 클리닝 가스로서 예컨대 F를 포함하는 가스가 각각 MFC(241a, 241b), 밸브(243a, 243b) 및 노즐(249a, 249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 가스 공급관(232e)으로부터는 제2 클리닝 가스로서 예컨대 F를 포함하는 가스가 MFC(241e), 밸브(243e) 및 노즐(249e)을 개재하여 퍼지 공간(201a) 내에 공급된다. F를 포함하는 가스로서는 예컨대 불소(F2) 가스를 이용할 수 있다.
가스 공급관(232c, 232d, 232f)으로부터는 불활성 가스로서 예컨대 질소(N2) 가스가 각각 MFC(241c, 241d, 241f), 밸브(243c, 243d, 243f), 가스 공급관(232a, 232b, 232e) 및 노즐(249a, 249b, 249e)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
주로 가스 공급관(232a), MFC(241a) 및 밸브(243a)에 의해 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(232b), MFC(241b) 및 밸브(243b)에 의해 산화 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(232a), MFC(241a)및 밸브(243a)에 의해 H함유 가스 공급계가 구성된다. H함유 가스 공급계를 전술한 산화 가스 공급계에 포함시켜서 생각할 수도 있다. 또한 주로 가스 공급관(232a, 232b, 232e), MFC(241a, 241b, 241e) 및 밸브(243a, 243b, 243e)에 의해 H 및 F함유 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(232a, 232b, 232e), MFC(241a, 241b, 241e)및 밸브(243a, 243b, 243e)에 의해 F함유 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 가스 공급관(232c, 232d, 232f), MFC(241c, 241d, 241f) 및 밸브(243c, 243d, 243f)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다.
전술한 각종 공급계 중 어느 하나 또는 모든 공급계는 밸브(243a 내지 243f)나 MFC(241a 내지 241f) 등이 집적되어서 이루어지는 집적형 가스 공급 시스템(248)으로 구성되어도 좋다. 집적형 가스 공급 시스템(248)은 가스 공급관(232a 내지 232f)의 각각에 대하여 접속되고 가스 공급관(232a 내지 232f) 내로의 각종 가스의 공급 동작, 즉 밸브(243a 내지 243f)의 개폐 동작이나 MFC(241a 내지 241f)에 의한 유량 조정 동작 등이 후술하는 컨트롤러(121)에 의해 제어되도록 구성된다. 집적형 가스 공급 시스템(248)은 일체형 또는 분할형의 집적 유닛으로서 구성되고, 가스 공급관(232a 내지 232f) 등에 대하여 집적 유닛 단위로 탈착을 수행할 수 있고, 가스 공급 시스템의 메인터넌스, 교환, 증설 등을 집적 유닛 단위로 수행하는 것이 가능하도록 구성된다.
반응관(203)에는 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치된다. 배기관(231)에는 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Automatic Pressure Controller)밸브(244)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속된다. APC밸브(244)는 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행할 수 있고 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초해서 밸브 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성된다. 주로 배기관(231), APC밸브(244) 및 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
매니폴드(209)의 하방에는 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치된다. 씰 캡(219)은 예컨대 SUS 등의 금속으로 이루어지고 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(219)의 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 당접(當接)하는 씰 부재로서의 O-링(220b)이 설치된다. 씰 캡(219)의 하방에는 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속된다. 회전 기구(267)는 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성된다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 씰 캡(219)을 승강시키는 것에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내외에 반입 및 반출하는 것이 가능하도록 구성된다. 보트 엘리베이터(115)는 보트(217) 즉 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외에 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성된다. 또한 매니폴드(209)의 하방에는 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)을 강하시키는 동안 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 개체로서의 셔터(219s)가 설치된다. 셔터(219s)는 예컨대 SUS 등의 금속으로 이루어지고 원반 형상으로 형성된다. 셔터(219s)의 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O-링(220c)이 설치된다. 셔터(219s)의 개폐 동작[승강 동작이나 회동(回動) 동작 등]은 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 제어된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는 복수 매, 예컨대 25매 내지 200매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉 간격을 두고 배열시키도록 구성된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로부터 이루어진다. 보트(217)의 하부에는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로부터 이루어지는 단열판(218)이 수평 자세로 다단으로 지지된다. 이 구성에 의해 히터(207)로부터의 열이 씰 캡(219)측에 전해지기 어려워진다. 단열판(218)을 설치하는 대신에, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로부터 이루어지는 통 형상의 부재로서 구성된 단열통을 설치해도 좋다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치된다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초해서 히터(207)로의 통전 상태를 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(263)는 반응관(203)의 내벽을 따라 설치된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는 CPU(121a)(Central Processing Unit), RAM(121b)(Random Access Memory), 기억 장치(121c) 및 I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(121b), 기억 장치(121c) 및 I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(121)에는 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속된다.
기억 장치(121c)는 플래시 메모리 또는 HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(121c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램, 후술하는 기판 처리의 순서 또는 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 및 후술하는 클리닝 처리의 순서 또는 조건 등이 기재된 클리닝 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 성막 처리에서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며 프로그램으로서 기능한다. 또한 클리닝 레시피는 후술하는 클리닝 처리에서의 각 순서를 컨트롤러(121)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며 프로그램으로서 기능한다. 이하 프로세스 레시피나 클리닝 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 말한다. 또한 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를 총칭하여 단순히 레시피라고도 말한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 프로세스 레시피, 클리닝 레시피 및 제어 프로그램 중 임의의 조합을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)는 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 저장되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 전술한 MFC(241a 내지 241f), 밸브(243a 내지 243f), 압력 센서(245), APC밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 및 셔터 개폐 기구(115s) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 응해서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(121a)는 판독한 레시피의 내용을 따라서 MFC(241a 내지 241f)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243f)의 개폐 동작, APC밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작 및 셔터 개폐 기구(115s)에 의한 셔터(219s)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(121)는 외부 기억 장치(123)[예컨대 하드 디스크 등의 자기(磁氣) 디스크, CD나 DVD 등의 광(光)디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB메모리 등의 반도체 메모리]에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 말한다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우 또는 그들의 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(123)를 이용하는 대신에, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용해도 좋다.
(2) 성막 처리
전술한 기판 처리 장치를 이용해서 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 막을 형성하는 시퀀스예에 대해서 도 4를 이용해서 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 4에 도시하는 성막 시퀀스에서는 처리 용기 내[처리실(201) 내]에 수용된 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스로서 HCDS가스를 공급하는 스텝1과, 가열된 대기압 미만의 압력 하에 있는 처리 용기 내에 O를 포함하는 가스로서의 O2가스와 H를 포함하는 가스로서의 H2가스를 공급하는 스텝2를 비(非)동시에, 즉 동기시키지 않고 수행하는 사이클을 소정 횟수(n회 이상) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 O를 포함하는 막으로서 실리콘 산화막(SiO2막, 이하 단순히 SiO막이라고도 말한다)을 형성한다.
본 명세서에서는 전술한 성막 처리를 편의상, 아래와 같이 표기할 수도 있다. 또한 이하의 다른 실시 형태의 설명에서도 같은 표기를 이용하는 것으로 한다.
(HCDS→O2+H2)×n ⇒ SiO
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우는 「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 포함시켜서 웨이퍼라고 칭하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 이용한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면(最表面)」을 의미하는 경우가 있다.
따라서 본 명세서에서 「웨이퍼에 대하여 소정의 가스를 공급한다」라고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면에 대하여 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나 「웨이퍼 상에 형성되는 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 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면 상에 소정의 층(또는 막)을 직접 형성한다」는 것을 의미하는 경우나 「웨이퍼 상에 형성되는 층이나 막 등의 상, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 이용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우와 동의다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)되면, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)를 이동시켜 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서 씰 캡(219)은 O-링(220b)을 개재하여 매니폴드(209)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
(압력 및 온도 조정 스텝)
처리실(201) 내, 즉 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초해서 APC밸브(244)가 피드백 제어된다. 진공 펌프(246)는 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 상시 작동시킨 상태를 유지한다. 또한 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 성막 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초해서 히터(207)로의 통전 상태가 피드백 제어된다. 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열은 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다. 또한 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 시작한다. 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전은 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
(성막 스텝)
계속해서 이하의 스텝1 및 스텝2를 순차 실행한다.
[스텝1]
이 스텝에서는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS가스를 공급한다.
밸브(243a)를 열어 가스 공급관(232a) 내에 HCDS가스를 흘린다. HCDS가스는 MFC(241a)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되어 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(243c)를 열어 가스 공급관(232c) 내에 N2가스를 흘린다. N2가스는 MFC(241c)에 의해 유량 조정되고, 가스 공급관(232a), 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되어 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한 노즐(249b, 249e) 내로의 HCDS가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(243d, 243f)를 열어 가스 공급관(232d, 232f) 내에 N2가스를 흘린다. N2가스는 가스 공급관(232b, 232e), 노즐(249b, 249e), 퍼지 공간(201a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되고 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 처리실(201) 내의 압력은 예컨대 1Pa 내지 4000Pa, 바람직하게는 67Pa 내지 2666Pa, 보다 바람직하게는 133Pa 내지 1333Pa의 범위 내의 압력으로 한다. HCDS가스의 공급 유량은 예컨대 1sccm 내지 2000sccm, 바람직하게는 10sccm 내지 1000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 각 가스 공급관으로부터 공급하는 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. HCDS가스의 공급 시간은 예컨대 1초 내지 120초, 바람직하게는 1초 내지 60초의 범위 내의 시간으로 한다. 히터(207)의 온도는 웨이퍼(200)의 온도가 예컨대 250℃ 내지 700℃, 바람직하게는 300℃ 내지 650℃, 보다 바람직하게는 350℃ 내지 600℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다.
웨이퍼(200)의 온도가 250℃ 미만이 되면 웨이퍼(200) 상에 HCDS가 화학 흡착하기 어려워져 실용적인 성막 속도가 얻을 수 없게 될 수 있다. 웨이퍼(200)의 온도를 250℃ 이상으로 하는 것에 의해 이것을 해소하는 것이 가능해진다. 웨이퍼(200)의 온도를 300℃ 이상, 또한 350℃ 이상으로 하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 HCDS를 보다 충분히 흡착시키는 것이 가능해져 보다 충분한 성막 속도를 얻을 수 있게 이루어진다.
웨이퍼(200)의 온도가 700℃를 초과하면 과잉한 기상(氣相) 반응이 발생하는 것에 의해 막 두께 균일성이 악화되기 쉬워져 그 제어가 곤란해진다. 웨이퍼(200)의 온도를 700℃ 이하로 하는 것에 의해 적절한 기상 반응을 발생시킬 수 있는 것에 의해 막 두께 균일성의 악화를 억제할 수 있어 그 제어가 가능해진다. 특히 웨이퍼(200)의 온도를 650℃ 이하 또한 600℃ 이하로 하는 것에 의해 기상 반응보다 표면 반응이 우세해지고, 막 두께 균일성을 확보하기 쉬워져 그 제어가 용이해진다.
따라서 웨이퍼(200)의 온도는 250℃ 내지 700℃, 바람직하게는 300℃ 내지 650℃, 보다 바람직하게는 350℃ 내지 600℃의 범위 내의 온도로 하는 것이 좋다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200)의 최표면 상에 제1층(초기층)으로서 예컨대 1원자층 미만으로부터 수원자층(1분자층 미만으로부터 수분자층)정도의 두께의 Cl을 포함하는 Si함유층이 형성된다. Cl을 포함하는 Si함유층은 Cl을 포함하는 Si층이어도 좋고, HCDS의 흡착층이어도 좋고, 그들의 양방을 포함해도 좋다.
제1층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫아 HCDS가스의 공급을 정지한다. 이때 APC밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 제1층 형성에 기여한 후의 HCDS가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때 밸브(243c, 243d, 243f)는 연 상태로 하고 N2가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용한다.
원료 가스로서는 HCDS가스 외에 예컨대 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭:DCS) 가스, 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭:MCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭:STC) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭:TCS) 가스, 트리실란(Si3H8, 약칭:TS) 가스, 디실란(Si2H6, 약칭:DS) 가스, 모노실란(SiH4, 약칭:MS) 가스 등의 무기 원료 가스 또는 테트라키스디메틸아미노실란(Si[N (CH3)2]4, 약칭:4DMAS) 가스, 트리스디메틸아미노실란(Si[N(CH3)2]3H, 약칭:3DMAS) 가스, 비스디에틸아미노실란(Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭:BDEAS) 가스, 비스터셔리부틸아미노실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭:BTBAS) 가스 및 디이소프로필아미노실란(SiH3N[CH(CH3)2]2, 약칭:DIPAS) 가스 등의 유기 원료 가스를 이용할 수 있다.
불활성 가스로서는 N2가스 외에 예컨대 Ar가스, He가스, Ne가스 및 Xe가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
[스텝2]
스텝1이 종료된 후, 처리실(201) 내에 O2가스와 H2가스를 별도로 공급하고, 이들의 가스를 처리실(201) 내에서 혼합시켜서 반응시킨다.
이 스텝에서는 밸브(243b 내지 243d, 243f)의 개폐 제어를 스텝1에서의 밸브(243a, 243c, 243d, 243f)의 개폐 제어와 마찬가지인 순서로 수행한다. O2가스는 MFC(241b)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 이때 동시에 밸브(243a)를 열어 가스 공급관(232a) 내에 H2가스를 흘린다. H2가스는 MFC(241a)에 의해 유량 조정되고, 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. O2가스와 H2가스는 처리실(201) 내에서 처음으로 혼합해서 반응하고, 그 후 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때 처리실(201) 내의 압력은 대기압 미만, 예컨대 1Pa 내지 1333Pa의 범위 내의 압력으로 한다. O2가스의 공급 유량은 예컨대 1000sccm 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. H2가스의 공급 유량은 예컨대 1000sccm 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. O2가스 및 H2가스의 공급 시간은 예컨대 1초 내지 120초의 범위 내의 시간으로 한다. 다른 처리 조건은 예컨대 스텝1과 마찬가지인 처리 조건으로 한다.
전술한 조건 하에서 O2가스 및 H2가스를 처리실(201) 내에 공급하는 것에 의해 O2가스 및 H2가스는 가열된 감압 분위기 하에서 논-플라즈마로 열적으로 활성화(여기)되고 반응하고, 그에 따라서 원자상 산소(O) 등의 산소를 포함하는 수분(H2O) 비함유의 산화종이 생성된다. 그리고 주로 이 산화종에 의해 스텝1에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층에 대하여 산화 처리가 수행된다. 이 산화종이 가지는 에너지는 제1층 중에 포함되는 Si-Cl, Si-H 등의 결합 에너지보다 높기 때문에 이 산화종의 에너지를 제1층에 주는 것에 의해 제1층 중에 포함되는 Si-Cl결합, Si-H결합 등은 분리된다. Si와의 결합이 분리된 H, Cl 등은 막 중으로부터 제거되어 Cl2 및 HCl 등으로서 배출된다. 또한 H, Cl 등과의 결합이 분리되는 것으로 남은 Si의 결합수는 산화종에 포함되는 O와 결합하여 Si-O결합이 형성된다. 이와 같이 하여 제1층은 제2층, 즉 Cl 등의 불순물의 함유량이 적은 SiO층에 변화시킬 수 있다(개질된다). 이 산화 처리에 의하면, O2가스를 단독으로 공급하는 경우나 수증기(H2O)를 공급하는 경우에 비해 산화력을 대폭 향상시킬 수 있다. 즉 감압 분위기 하에서 O2가스에 H2가스를 첨가하는 것에 의해 O2가스를 단독으로 공급하는 경우나 H2O가스를 공급하는 경우에 비해 대폭적인 산화력 향상 효과를 얻을 수 있다.
(잔류 가스 제거)
제1층을 제2층(SiO층)으로 변화시킨 후, 밸브(243b, 243a)를 닫아 O2가스 및 H2가스의 공급을 각각 정지한다. 그리고 스텝1과 같은 처리 순서, 처리 조건에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 O2가스나 H2가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다.
O를 포함하는 가스로서는 O2가스 외에 오존(O3) 가스 등을 이용할 수 있다. H를 포함하는 가스로서는 H2가스 외에 중수소(D2) 가스 등을 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서 4DMAS가스나 3DMAS가스 등의 아미노실란 원료 가스를 이용하는 경우는 O를 포함하는 가스로서 O3가스를 이용하도록 하면, H를 포함하는 가스를 이용할 일 없이 충분한(마찬가지인) 성막 레이트로 성막할 수도 있다. 불활성 가스로서는 N2가스 외에 예컨대 스텝1에서 예시한 각종 희가스를 이용할 수 있다.
[소정 횟수 실시]
전술한 스텝1, 2를 비동시에, 즉 동기시키지 않고 수행하는 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiO막을 형성할 수 있다. 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다. 즉 1사이클당 형성되는 제2층의 두께를 원하는 막 두께보다 작게 하여 제2층을 적층하는 것에 의해 형성되는 막의 막 두께가 원하는 막 두께가 될 때까지 전술한 사이클을 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
(애프터 퍼지 스텝 및 대기압 복귀 스텝)
성막 스텝이 종료되고 소정 막 두께의 SiO막이 형성되면, 가스 공급관(232c, 232d, 232f)의 각각으로부터 N2가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 이에 의해 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스에 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어 매니폴드(209)의 하단이 개구되는 것과 함께, 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단에서 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후는 셔터(219s)를 이동시켜 매니폴드(209)의 하단 개구가 O-링(220c)을 개재하여 셔터(219s)에 의해 밀봉된다(셔터 클로즈). 처리 완료된 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부에 반출된 후, 보트(217)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 클리닝 처리
전술한 성막 처리를 수행하면 처리실(201) 내의 부재의 표면, 예컨대 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 내벽 및 표면, 커버(209a)의 표면, 보트(217)의 표면, 매니폴드(209)의 내벽 등에 SiO막 등의 박막이나 반응 부생성물을 포함하는 퇴적물이 누적한다. 즉 O를 포함하는 퇴적물이 가열된 처리실(201) 내의 부재의 표면에 부착되어 누적한다. 또한 노즐(249a)의 내벽에는 노즐(249a)의 내벽에 HCDS가스가 부착되는 것에 의해 퇴적된 Si를 주성분으로 하는 Si계의 퇴적물 또는 노즐(249a) 내에 부착된 HCDS와 노즐(249a) 내에 침입한 O2가스가 노즐(249a) 내에서 반응하는 것에 의해 형성된 SiOx막 등의 SiO계의 퇴적물 등도 부착된다. 그래서 이들의 퇴적물의 양, 즉 누적 막 두께가 퇴적물에 박리(剝離)나 낙하가 발생하기 전의 소정의 양(두께)에 도달했을 때 클리닝 처리가 수행된다.
도 5에 도시하는 클리닝 처리에서는 제1 온도로 가열한 처리실(201)(처리 용기) 내에 HF가스를 공급하는 HF클리닝 스텝과, 처리실(201) 내의 온도를 제1 온도보다 높은 제2 온도로 승온하는 승온 스텝과, 제2 온도로 가열한 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하는 F2클리닝 스텝을, 제1 온도를 F2가스가 활성화하지 않는 온도로 하고 제2 온도를 F2가스가 활성화하는 온도로 하여 수행한다.
이하 본 실시 형태에서의 클리닝 처리의 일 예를 도 5를 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
(보트 반입 스텝)
셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)를 이동시켜 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 빈 보트(217), 즉 웨이퍼(200)를 장전하지 않는 보트(217)가 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려서 처리실(201) 내에 반입된다. 이 상태에서 씰 캡(219)은 O-링(220b)을 개재하여 매니폴드(209)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
(압력 및 온도 조정 스텝)
처리실(201) 내가 소정의 압력이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 진공 펌프(246)는 적어도 클리닝 처리가 종료될 때까지의 동안은 상시 작동시킨 상태를 유지한다. 또한 처리실(201) 내가 소정의 온도(제1 온도)가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 또한 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전을 시작한다. 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열, 보트(217)의 회전은 적어도 F2클리닝 스텝이 완료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다. 단, 보트(217)는 회전시키지 않아도 좋다.
(HF클리닝 스텝)
이 스텝에서는 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 처리(성막 처리)를 수행한 후의 처리실(201) 내, 즉 SiO2막 등의 O함유 막을 포함하는 퇴적물이 부착된 처리실(201) 내에 적어도 HF가스를 연속적으로 공급한다.
이 스텝에서는 밸브(243a, 243c, 243d, 243f)의 개폐 제어를 성막 처리의 스텝1에서의 밸브(243a, 243c, 243d, 243f)의 개폐 제어와 마찬가지인 순서로 수행한다. HF가스는 MFC(241a)에 의해 유량 조정되어 가스 공급관(232a), 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 가스 공급관(232c)으로부터 N2가스를 흘려서 HF가스를 가스 공급관(232a) 내로 희석하는 것에 의해서, 처리실(201) 내에 공급하는 HF가스의 농도를 제어할 수 있다. 이때 동시에 밸브(243b, 243e)를 열고, 가스 공급관(232b, 232e) 내에 HF가스를 흘리고, 노즐(249b, 249e)을 개재하여 HF가스를 처리실(201) 내에 공급해도 좋다. 또한 이 스텝에서는 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급은 수행하지 않는다.
이때 처리실(201) 내의 압력은 예컨대 6650Pa 내지 26600Pa(50Torr 내지 200Torr), 바람직하게는 13300Pa 내지 19950Pa(100Torr 내지 150Torr)의 범위 내의 압력으로 한다. HF가스의 공급 유량은 예컨대 1000sccm 내지 8000sccm, 바람직하게는 2000sccm 내지 8000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. HF가스를 처리실(201) 내에 공급하는 시간은 예컨대 60초 내지 1800초, 바람직하게는 120초 내지 1200초의 범위 내의 시간으로 한다. 히터(207)의 온도는 처리실(201) 내의 온도가 예컨대 30℃ 내지 100℃, 바람직하게는 35℃ 내지 70℃, 보다 바람직하게는 40℃ 내지 50℃의 범위 내의 온도(제1 온도)가 되는 온도로 설정한다.
처리실(201) 내의 온도가 30℃ 미만이 되면, 퇴적물의 에칭 반응이 진행하기 어려워지는 경우가 있다. 처리실(201) 내의 온도를 30℃ 이상으로 하는 것에 의해 퇴적물의 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능해진다.
처리실(201) 내의 온도가 100℃를 초과하면, 처리실(201) 내의 부재의 표면에 HF가 흡착하기 어려워져 퇴적물의 에칭을 수행하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 처리실(201) 내의 온도를 100℃ 이하로 하는 것에 의해 이것을 해결하는 것이 가능해진다. 처리실(201) 내의 온도를 70℃ 이하, 또한 50℃ 이하로 하는 것에 의해 HF에 의한 에칭 반응을 확실하게 진행시키는 것이 가능해진다.
따라서 처리실(201) 내의 온도는 30℃ 이상 100℃ 이하, 바람직하게는 35℃ 이상 70℃ 이하, 보다 바람직하게는 40℃ 이상 50℃ 이하의 범위 내의 온도로 하는 것이 좋다.
전술한 제1 온도는 후술하는 F2클리닝 스텝에서 처리실(201) 내에 공급하는 F2가스가 활성화하지 않는 온도다. 또한 F2가스가 활성화하지 않는다는 것은 F2가스가 완전히 활성화하지 않는 경우 외에 F2가스가 조금 활성화하지만 F2가스가 완전히 활성화하지 않는 경우와 실질적으로 마찬가지인 경우도 포함하는 것으로 한다.
처리실(201) 내에 공급된 HF가스는 처리실(201) 내를 통과해서 배기관(231)으로부터 배기될 때에 처리실(201) 내의 부재의 표면, 예컨대 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면, 커버(209a)의 표면, 보트(217)의 표면, 매니폴드(209)의 내벽, 씰 캡(219)의 상면 등에 접촉한다. 이때 열화학 반응에 의해 처리실(201) 내의 부재에 부착된 O함유 막을 포함하는 퇴적물이 제거되는 것으로 이루어진다. 즉 HF와 퇴적물과의 에칭 반응에 의해 퇴적물이 제거되는 것으로 이루어진다.
또한 HF가스는 F2가스 등의 다른 클리닝 가스와 비해서 비교적으로 저온(예컨대 30℃ 내지 100℃)의 온도대(溫度帶)에서 SiO2 등의 산화물계(SiO계)의 퇴적물을 에칭할 수 있는 가스다. 그렇기 때문에 전술한 조건 하에서 처리실(201) 내에 HF가스를 공급하는 것에 의해 히터(207)에 의해 가열되기 어려운 처리실(201) 내의 하부 영역(단열 영역, 저온 영역) 내의 부재에 부착된 퇴적물도 제거하는 것이 가능해진다. 예컨대 처리 용기[처리실(201)] 내의 하부에 형성되는 노구부[씰 캡(219) 부근, 단열판(218) 부근, 인렛 부근 등]의 내벽에 부착된 SiOx 등이 치밀하지 않은 막(파우더 형상의 막)을 포함하는 퇴적물도 제거하는 것이 가능해진다.
또한 HF가스는 SiC(탄화 규소, 탄화실리콘)에서 형성된 부재에 대해서는 에칭 특성을 나타내지 않는다. 이에 의해 예컨대 보트(217)가 SiC로 형성되어도 보트(217)에 데미지를 줄 일 없이 보트(217)의 표면에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다.
이와 같이 SiO2막이나 SiOx 등의 치밀하지 않은 막을 포함하는 퇴적물이 부착된 처리실(201) 내에 HF가스를 공급하는 것에 의해 논-플라즈마의 분위기 하에서 처리실(201) 내 전체에서 퇴적물의 에칭 반응을 적절하게 진행시키는 것이 가능해진다.
단, HF클리닝 스텝에서는 노즐(249a) 내에 부착된 Si를 주성분으로 하는 Si계의 퇴적물을 제거하는 것은 어렵다. 이로 인해 HF클리닝 스텝을 수행해도 노즐(249a) 내에는 Si계의 퇴적물이 잔류할 일이 있다. 이와 같이 노즐(249a) 내에 부착된 Si계의 퇴적물 등은 후술의 F2클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해 제거하는 것이 가능하다.
또한 HF클리닝 스텝에서는 처리실(201) 내에 HF가스와 같은 H 및 F를 포함하는 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 발명자 등은 HF클리닝 스텝에서 처리실(201) 내에 HF가스의 대신 불소(F2) 가스나 불화염소(ClF3) 가스를 공급한 경우, 전술한 에칭 반응을 진행시키는 것이 곤란해지는 것을 확인했다. 이는 SiO를 주성분으로 하는 퇴적물, 즉 O함유 막을 포함하는 퇴적물을 에칭하기 위해서는 HF가스와 같은 H 및 F를 포함하는 가스를 이용하는 것이 필요하지만, F2가스나 ClF3가스는 H를 포함하지 않는 불소계 가스이기 때문이라고 생각된다.
단 O함유 막을 포함하는 퇴적물을 에칭할 때에 HF가스와 같은 H 및 F를 포함하는 가스를 이용한 경우, 퇴적물(SiO)에 포함되는 O와 HF에 포함되는 H가 결합하는 것에 의해 처리실(201) 내에 수분(H2O)이 발생하는 것으로 이루어진다. 또한 퇴적물에 포함되는 Si와 HF에 포함되는 F가 결합하는 것에 의해 처리실(201) 내에 SiF4 등이 발생하는 것으로 이루어진다. 처리실(201) 내에 발생한 이들의 물질은 후술의 승온 스텝, 퍼지 스텝을 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내로부터 제거(배출)시키는 것이 가능하다.
불활성 가스로서는 N2가스 외에 예컨대 전술한 성막 처리에서 예시한 각종 희가스를 이용할 수 있다.
(승온 스텝 및 퍼지 스텝)
HF클리닝 스텝이 종료되면, 밸브(243a, 243b)를 닫아 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급을 정지한다. 그리고 처리실(201) 내가 전술한 제1 온도보다 높은 제2 온도(예컨대 250℃ 내지 450℃)가 되도록 처리실(201) 내를 히터(207)에 의해 가열한다(승온). 즉 처리실(201) 내의 온도를 후술하는 F2클리닝 스텝의 처리 온도까지 승온시킨다.
이 스텝에서는 처리실(201) 내의 온도를 F2클리닝 스텝의 처리 온도로 승온시킬 때에 처리실(201) 내에 발생한 수분이나 SiF4 등을 제거하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이 HF클리닝 스텝을 수행하면 처리실(201) 내에서 수분이나 SiF4 등이 발생한다. HF클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내에서 발생한 수분은 처리실(201) 내에 잔류하는 HF가스와 공존하는 것에 의해 처리실(201) 내의 금속 부재를 부식되거나 이에 의해 파티클을 발생시키는 요인이 된다. HF클리닝 스텝을 수행한 후, 처리실(201) 내를 배기할 때 처리실(201) 내의 온도를 전술한 제1 온도(30℃ 내지 100℃)로 유지한 상태에서는 처리실(201) 내로부터 수분(H2O)을 충분하게 효율적으로 제거하는 것은 곤란하다. 이것도 전술한 제1 온도는 물의 비점(100℃)보다 낮은 온도이며, 수분이 처리실(201) 내에 단독으로 존재한 경우에 이 수분이 처리실(201) 내에 액체 상의 상태에서 잔류하기 쉬운 온도, 즉 이 수분이 처리실(201) 내에 잔류하는 정도의 온도이기 때문이다. 이 온도 하에서는 수분은 단독으로는 증발하기 어렵고, 그 일부가 증발해도 처리실(201) 내에 액체 상으로 잔류하기 쉬워진다. 이것에 대하여 본 실시 형태에서는 HF클리닝 스텝이 종료된 후, 처리실(201) 내의 온도가 제1 온도보다 높은 제2 온도가 되도록 처리실(201) 내를 히터(207)에 의해 가열하는 것에 의해 처리실(201) 내에 존재하는 수분을 증발시켜서 제거할 수 있다.
단, 수분은 저온부에 잔류하기 쉬운 성질이 있다. 처리실(201) 내의 온도를 제2 온도로 가열해도 처리실(201) 내의 노구부(저온 영역)의 온도는 처리실(201) 내의 다른 영역, 즉 성막 처리를 수행할 때에 웨이퍼(200)가 배열되는 처리실(201) 내의 상부 영역(이하 프로덕트 영역, 고온 영역이라고도 말한다)의 온도보다 낮아지는 경향이 있다. 이 상태에서 전술한 승온 스텝이나 퍼지 스텝을 수행해도 노구부의 내벽 등의 처리실(201)의 저온 영역 내의 부재의 표면에는 수분이 잔류하는 경우가 있다. 이 잔류한 수분은 후술의 F2클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내로부터 배출하는 것이 가능하다.
또한 본 실시 형태에서는 HF클리닝 스텝이 종료된 후, 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급을 정지한 상태에서 처리실(201) 내에 N2가스를 공급한다(퍼지).
이 스텝에서는 APC밸브(244)를 연 상태에서, 즉 처리실(201) 내의 배기를 계속한 상태에서, 밸브(243c, 243d, 243f)의 적어도 어느 하나를 열고(연 상태에서 유지하고) 처리실(201) 내로의 N2가스의 공급을 계속한다. 이에 의해 처리실(201) 내로부터 수분을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한 처리실(201) 내에 잔류하는 HF가스나 처리실(201) 내에 발생한 SiF4 등도 처리실(201)의 외부로 제거하는 것이 가능해진다. 처리실(201) 내의 퍼지가 종료되면, 처리실(201) 내로의 N2가스의 공급을 정지해서 처리실(201) 내를 진공 배기(VAC)한다.
불활성 가스로서는 N2가스 외에 예컨대 전술한 성막 처리에서 예시한 각종 희가스를 이용할 수 있다.
(F2클리닝 스텝)
승온 스텝, 퍼지 스텝이 종료되면, 제2 온도로 가열한 처리실(201) 내에 적어도 F2가스를 연속적으로 공급한다.
이 스텝에서는 HF클리닝 스텝으로 전부 제거할 수 없어 처리실(201) 내의 부재의 표면에 잔류한 퇴적물이나 노즐(249a) 내에 부착된 Si계의 퇴적물, 승온 스텝이나 퍼지 스텝에서 전부 제거할 수 없어 처리실(201)의 저온 영역에 잔류한 수분 등을 제거하는 것이 가능하다.
이 스텝에서는 밸브(243a, 243c, 243d, 243f)의 개폐 제어를 성막 처리의 스텝1에서의 밸브(243a, 243c, 243d, 243f)의 개폐 제어와 마찬가지인 순서로 수행한다. F2가스는 MFC(241a)에 의해 유량 조정되고, 가스 공급관(232a) 및 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 가스 공급관(232c)으로부터 N2가스를 흘리는 것에 의해 F2가스를 가스 공급관(232a) 내에서 희석하고, 처리실(201) 내에 공급하는 F2가스의 농도를 제어할 수 있다. 또한 이 스텝에서는 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급은 수행하지 않는다.
노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된 F2가스는 노즐(249a) 내나 처리실(201) 내에서 가열되어 에너지가 높은 상태로 활성화(여기)되어 화학 반응을 일으키기 쉬운 상태가 된다. 즉 여기 상태의 불소(F)(여기 상태의 불소의 활성종)가 다수 존재하는 상태가 된다.
이때 처리실(201) 내의 압력은 예컨대 6650Pa 내지 26600Pa(50Torr 내지 200Torr), 바람직하게는 13300Pa 내지 19950Pa(100Torr 내지 150Torr)의 범위 내의 압력으로 한다. F2가스의 공급 유량은 예컨대 500sccm 내지 5000sccm, 바람직하게는 1000sccm 내지 4000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 히터(207)의 온도는 처리실(201) 내의 온도가 예컨대 250℃ 내지 450℃ 바람직하게는 300℃ 내지 400℃의 범위 내의 온도(제2 온도)가 되는 온도로 설정한다. 기타의 처리 조건은 HF클리닝 스텝의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
처리실(201) 내의 온도가 250℃ 미만이 되면, F2가스가 활성화되지 않고, 화학 반응을 일으키기 어려운 상태, 즉 기저(基底) 상태의 F2분자가 다수 존재하는 상태가 되고, 퇴적물의 에칭 반응이 진행되기 어려워지는 경우가 있다. 처리실(201) 내의 온도를 250℃ 이상, 또한 300℃ 이상으로 하는 것에 의해 퇴적물의 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능해진다.
처리실(201) 내의 온도가 450℃를 초과하면 에칭 반응이 과잉이 되고, 처리실(201) 내의 부재가 데미지를 받을 경우가 있다. 처리실(201) 내의 온도를 450℃ 이하로 하는 것에 의해 에칭 반응을 적절하게 억제하고, 처리실(201) 내의 부재의 데미지를 회피할 수 있다. 처리실(201) 내의 온도를 400℃ 이하로 하는 것에 의해 에칭 반응을 보다 적절하게 억제하고, 처리실(201) 내의 부재의 데미지를 보다 확실하게 회피할 수 있다.
따라서 처리실(201) 내의 온도는 250℃ 이상 450℃ 이하, 바람직하게는 300℃ 이상 400℃ 이하의 범위 내의 온도로 하는 것이 좋다.
F2가스는 250℃ 내지 450℃의 온도대로 Si, Si3N4, SiO2 등의 퇴적물(Si계, SiO계의 퇴적물)을 제거할 수 있는 가스다. 그렇기 때문에 전술한 조건 하에서 처리실(201) 내에 F2가스(N2가스로 희석한 F2가스)를 공급하는 것에 의해 HF클리닝 스텝에서 전부 제거할 수 없어 처리실(201) 내의 부재의 표면에 잔류한 SiO계의 퇴적물을 열화학 반응에 의해 제거하는 것이 가능해진다.
또한 전술한 조건 하에서 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하는 것에 의해 HF클리닝 스텝에서 제거하는 것이 어려운 노즐(249a) 내에 부착된 Si를 주성분으로 하는 Si계의 퇴적물이나 HF클리닝 스텝에서 제거할 수 없어 노즐(249a) 내에 잔류한 SiOx막 등의 SiO계의 퇴적물을 제거하는 것도 가능해진다. 즉 처리실(201) 내를 제2 온도로 가열하는 것에 의해 노즐(249a)도 제2 온도로 가열된다. 제2 온도로 가열된 노즐(249a) 내를 F2가스가 유통하는 것에 의해 노즐(249a) 내에 부착된 퇴적물이 열화학 반응에 의해 제거되는 것으로 이루어진다. 즉 성막 처리를 수행하는 것에 의해 노즐(249a)의 내벽에 부착된 퇴적물은 제2 온도로 가열된 노즐(249a) 내를 유통하는 F2가스에 의해 에칭되고, 노즐(249a) 내로부터 제거된다.
즉 전술한 조건 하에서 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하는 것에 의해 F2가스는 가열된 분위기 하에서 논-플라즈마로 열적으로 활성화(여기)되어 여기 상태의 F의 활성종이 생성된다. 그리고 주로 이 활성종에 의해 노즐(249a) 내나 처리실(201) 내에 대하여 클리닝 처리가 수행된다. 이와 같이 제2 온도는 처리실(201) 내에 공급하는 F2가스가 활성화하는 온도 여기 상태의 F의 활성종이 생성되는 온도라고도 말할 수 있다. 또한 제2 온도 아래에서는 F2가스를 단독으로 이용하는 경우이어도 충분한 에칭 반응이 발생하는 것으로 이루어진다. 또한 F2가스가 활성화한다는 것은 F2가스가 모두 활성화하는 경우 외에 F2가스가 조금 활성화하지 않지만 F2가스가 모두 활성화하는 경우와 실질적으로 마찬가지인 경우도 포함하는 것으로 한다.
또한 전술한 조건 하에서 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하는 것에 의해서, 처리실(201) 내의 노구부의 온도가 처리실(201) 내의 프로덕트 영역의 온도보다 낮은 경우에도 처리실(201) 내의 노구부의 내벽 등의 처리실(201) 내의 저온 영역에 부착되어 있는 수분을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 이는 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하는 것에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 수분과 F2를 반응시키고, 이에 의해 처리실(201) 내에 잔류하는 수분을 HF나 O2 등의 처리실(201) 내로부터의 제거가 용이한 물질로 변환하는 것이 가능해지기 때문이다. 이 반응을 이용하는 것에 의해 처리실(201) 내로부터 수분을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 즉 전술한 승온 스텝, 퍼지 스텝에서 전부 제거할 수 없어 처리실(201) 내에 잔류한 수분을 제거하는 것도 가능해진다.
F를 포함하는 가스로서는 F2가스 외에 ClF3가스, 불화질소(NF3) 가스, F2가스와 HF가스의 혼합 가스, ClF3가스와 HF가스의 혼합 가스, NF3가스와 HF가스의 혼합 가스, F2가스와 H2가스의 혼합 가스, ClF3가스와 H2가스의 혼합 가스, NF3가스와 H2가스의 혼합 가스, F2가스와 NO가스의 혼합 가스, ClF3가스와 NO가스의 혼합 가스, NF3가스와 NO가스의 혼합 가스 등의 불소계 가스를 이용할 수 있다.
불활성 가스로서는 N2가스 외에 예컨대 전술한 희가스를 이용할 수 있다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀 스텝)
F2클리닝 스텝이 종료되면, 밸브(243a)를 닫아 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급을 정지한다. 또한 가스 공급관(232c, 232d, 232f)의 각각으로부터 처리실(201) 내에 N2가스의 공급을 계속해서 배기관(231)으로부터 배기한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 이에 의해 처리실(201) 내가 퍼지된다(애프터 퍼지). 이때 밸브(243c, 243d, 232f)의 개폐 동작을 반복하는 것에 의해 처리실(201) 내의 퍼지를 간헐적으로 수행하도록 해도 좋다(사이클 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 N2가스에 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드)
보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어 매니폴드(209)의 하단이 개구되는 것과 함께, 빈 보트(217)가 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후는 셔터(219s)를 이동시켜 매니폴드(209)의 하단 개구가 O-링(220c)을 개재하여 셔터(219s)에 의해 밀봉된다. 이들 일련의 공정이 종료되면, 전술한 성막 처리가 재개되는 것으로 이루어진다.
(4) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 의하면 이하에 기재한 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(a) 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 성막 처리를 수행한 후 HF클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해서, 처리실(201) 내의 부재의 표면에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다. 특히 HF클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해서, 예컨대 반응관(203)의 하부에 형성되는 노구부의 내벽 등의 처리실(201)의 저온 영역 내의 부재의 표면에 부착된 퇴적물을 제거하는 것도 가능해진다. 이에 의해 그 후에 수행되는 성막 처리의 품질을 향상시키는 것이 가능해진다.
한편 F2클리닝 스텝만을 실시하는 경우는 처리실(201)의 저온 영역 내의 부재에 부착된 퇴적물의 제거를 수행하는 것이 어렵다. F2클리닝 스텝에서는 처리실(201) 내(의 프로덕트 영역)의 온도를 제2 온도로 유지해도 처리실(201) 내의 노구부의 온도는 예컨대 100℃ 내지 200℃정도로 낮아진다. 그렇기 때문에 처리실(201) 내에 F2가스를 공급해도 노구부에서는 에칭 반응을 진행시키는 것이 곤란해진다.
(b) 승온 스텝을 수행하는 것에 의해서, HF클리닝 스텝에서 처리실(201) 내에 발생한 수분을 처리실(201) 내로부터 제거할 수 있다. 이에 의해 잔류 수분에 의한 처리실(201) 내의 금속 부재의 부식을 억제할 수 있고, 부식에 의해 처리실(201) 내에 파티클이 발생하는 것을 회피할 수 있다.
(c) HF클리닝 스텝의 후에 F2클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해서, HF클리닝 스텝에서 전부 제거할 수 없어 처리실(201) 내의 부재의 표면에 잔류하는 퇴적물을 제거하는 것도 가능해진다. 이에 의해 그 후에 수행되는 성막 처리의 품질을 확실하게 향상시킬 수 있다.
(d) 또한 F2클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해서, 노즐(249a) 내의 클리닝을 수행하는 것이 가능해진다. 즉 노즐(249a) 내에 부착된 Si계의 퇴적물이나 HF클리닝 스텝에서 전부 제거할 수 없어 노즐(249a) 내에 잔류하는 SiO계의 퇴적물을 제거하는 것도 가능해진다. 이에 의해 노즐(249a)을 취외(取外)할 일이 없이 노즐(249a) 내의 클리닝을 수행할 수 있고, 클리닝 처리 전체의 소요 시간을 단축시킬 수 있어 기판 처리 장치의 다운타임을 짧게 하는 것이 가능해진다. 또한 노즐(249a)의 취외가 불필요하기 때문에 노즐(249a)을 취외할 때의 처리 용기 내의 대기 개방이 불필요하다. 그 결과 처리 용기 내의 분위기를 청정하게 유지할 수 있어 성막 처리의 품질을 향상시킬 수 있다.
(e) 또한 승온 스텝의 후에 F2클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해서, 승온 스텝 등에서 전부 제거할 수 없어 처리실(201) 내에 잔류하는 수분을 제거하는 것도 가능해진다. 특히 처리실(201) 내의 단열 영역에 잔류하는 수분을 제거하는 것이 가능해진다. 결과적으로 처리실(201) 내로부터의 수분의 제거 효율을 보다 높이는 것이 가능해진다.
(f) 퇴적물의 에칭을 논-플라즈마의 환경 하에서 실시할 수 있기 때문에, 기판 처리 장치의 구성을 간소화할 수 있고, 그 제조 비용이나 메인터넌스 비용을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한 처리실(201) 내의 부재에 대한 플라즈마 데미지를 회피하는 것도 가능해진다.
(g) 전술한 효과는 원료 가스로서 HCDS가스 이외의 가스를 이용하는 경우, 반응 가스로서 O를 포함하는 가스로서 O2가스 이외의 가스를 이용하는 경우 또는 H를 포함하는 가스로서 H2가스 이외의 가스를 이용하는 경우에서도 마찬가지로 얻을 수 있다.
(5) 클리닝 처리의 변형예
본 실시 형태에서의 클리닝 처리는 전술한 형태에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 변형예와 같이 변경할 수 있다.
(변형예1)
예컨대 전술한 퍼지 스텝에서는 처리실(201) 내에 F2가스나 알코올을 공급하도록 해도 좋다. 이때 승온 스텝의 시작과 함께 처리실(201) 내에 F2가스나 알코올을 공급하도록 해도 좋다. 알코올로서는 예컨대 메탄올(CH3OH)을 이용할 수 있다. 또한 CH3OH는 알코올 가스(CH3OH가스)로서 공급하는 것이 된다. 이에 의해 HF클리닝 스텝에서 처리실(201) 내에 발생한 수분의 제거 효율을 보다 높이는 것이 가능해진다.
(변형예2)
또한 성막 처리에서 노즐(249b) 내에 HCDS가스가 침입하여 노즐(249b) 내의 내벽에 퇴적물이 부착될 수 있다. 그래서 예컨대 F2클리닝 스텝에서는 노즐(249b)로부터 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하도록 해도 좋다. 이에 의해 F2클리닝 스텝에서 노즐(249b) 내의 클리닝을 수행하는 것도 가능해진다.
또한 예컨대 F2클리닝 스텝에서는 노즐(249a)뿐만 아니라, 노즐(249b, 249e) 중 적어도 어느 하나의 노즐로부터도 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하도록 해도 좋다. 즉 F2클리닝 스텝에서는 노즐(249a)의 클리닝과 동시에 노즐(249b, 249e)의 클리닝을 수행해도 좋다. 이 경우, 예컨대 노즐(249a)로부터의 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급 시간[노즐(249a)으로부터의 F2가스의 공급 시간 T1]과 노즐(249b, 249e)로부터의 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급 시간[노즐(249b, 249e)로부터의 F2가스의 공급 시간T2]을 마찬가지(T1=T2)로 해도 좋다. 또한 예컨대 노즐(249a) 내에 부착되는 퇴적물의 양보다는 노즐(249b, 249e) 내에 부착되는 퇴적물의 양이 적기 때문에 공급 시간T2를 공급 시간T1 미만(T2<T1)으로 해도 좋다. 즉 노즐(249b, 249e)로부터의 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급을 노즐(249a)로부터의 처리실(201) 내로의 가스의 공급의 실시 기간 중 초기, 중기, 후기의 어느 하나만으로 수행하도록 해도 좋다.
(변형예3)
전술의 실시 형태에서는 커버(209a)가 설치되는 경우를 예로 설명했지만, 커버(209a)는 설치되지 않아도 좋다. 또한 예컨대 노즐(249e)의 대신에 주로 처리실(201) 내의 노구부의 주변에 N2가스를 공급하는 링 형상의 노즐(N2퍼지 링)이 설치되어도 좋다. 이 경우, F2클리닝 스텝에서 N2퍼지 링으로부터 처리실(201) 내에 F2가스(N2가스로 희석한 F2가스)를 공급하도록 해도 좋다.
(변형예4)
또한 예컨대 HF클리닝 스텝에서는 빈 보트(217)를 처리실(201) 내에 수용한 상태에서 처리실(201) 내에 HF가스를 공급하고, F2클리닝 스텝에서는 빈 보트(217)를 처리실(201) 외에 반출한 상태에서 처리실(201) 내에 F2가스를 공급하도록 해도 좋다. 그 결과 F2가스에 의해 보트(217)가 데미지를 받는 것을 회피하는 것이 가능해진다. 예컨대 SiC로 형성되는 보트의 400℃의 조건 하에서의 F2에 대한 에칭 레이트는 석영으로 형성된 보트의 에칭 레이트보다 3배 내지 5배정도 높다. 이로 인해 보트(217)가 SiC로 형성되는 경우, 제2 온도로 가열한 처리실(201) 내에 보트(217)를 수용한 상태에서 F2클리닝 스텝을 수행하면, 보트(217)가 데미지를 받는 경우가 있다. 이것에 대하여 F2클리닝 스텝을 보트(217)를 처리실(201) 외에 반출한 상태에서 수행하는 것에 의해 보트(217)가 데미지를 받는 것을 확실하게 회피하는 것이 가능해진다.
이때 F2클리닝 스텝을 매니폴드(209)의 하단 개구를 셔터(219s)에 의해 밀봉한 상태에서 수행하는 것에 의해서, 보트(217)를 씰 캡(219)으로부터 취외할 일이 없이 F2클리닝 스텝을 수행하는 것이 가능해진다. 결과적으로 클리닝 처리 전체의 소요 시간을 또한 단축시키는 것이 가능해지고, 기판 처리 장치의 다운타임을 또한 짧게 하는 것이 가능해진다. 또한 보트(217)의 파손이나 보트(217)로부터의 파티클의 발생을 억제하는 것도 가능해진다.
또한 본 변형예에서는 보트 언로드 및 셔터 클로즈가 종료된 후, 승온 스텝을 시작하도록 해도 좋고, 보트 언로드의 시작과 함께 승온 스텝을 시작하도록 해도 좋다. 또한 승온 스텝이 종료된 후에 보트 언로드를 시작하도록 해도 좋다.
(변형예5)
도 6a에 도시하는 클리닝 시퀀스와 같이 HF클리닝 스텝에서는 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급을 간헐적으로 수행하도록 해도 좋다. 본 변형예에서도, 도 5에 도시하는 클리닝 시퀀스와 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다. 또한 HF가스의 공급을 간헐적으로 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내에서의 수분이나 SiF4의 양을 적절하게 제어할 수 있고, 에칭 반응이 진행하기 쉬운 환경을 갖추는 것이 가능해진다. 또한 HF가스의 공급을 간헐적으로 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내에 압력 변동을 발생시켜 퇴적물에 대하여 압력의 변동에 따른 충격을 줄 수 있다. 이에 의해 퇴적물에 크랙이나 박리 등을 발생시켜 퇴적물의 에칭을 효율적으로 진행시키는 것이 가능해진다. 또한 HF가스의 공급을 간헐적으로 수행하는 것에 의해 처리실(201) 내에 HF가스의 유속 변동을 발생시켜 처리실(201) 내 전체까지 확실하게 HF가스를 공급하는 것이 가능해진다. 또한 HF가스의 공급을 간헐적으로 수행하는 것에 의해 HF가스의 사용량을 적절하게 억제할 수 있고, 클리닝 처리의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
(변형예6)
도 6b에 도시하는 클리닝 시퀀스와 같이 F2클리닝 스텝에서는 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급을 간헐적으로 수행하도록 해도 좋다. 본 변형예에서도 도 5에 도시하는 클리닝 시퀀스와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한 처리실(201) 내에 압력 변동을 발생시켜 퇴적물의 에칭을 효율적으로 진행시키는 것이 가능해진다. 또한 처리실(201) 내에서 F2가스의 유속 변동을 발생시켜 처리실(201) 내 전체까지 확실하게 F2가스를 공급하는 것이 가능해진다. 또한 F2가스의 사용량을 적절하게 억제할 수 있고, 클리닝 처리의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
(변형예7)
도 6c에 도시하는 클리닝 시퀀스와 같이 HF클리닝 스텝에서는 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급을 간헐적으로 수행하고, F2클리닝 스텝에서는 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급을 간헐적으로 수행하도록 해도 좋다. 본 변형예에서도 도 5에 도시하는 클리닝 시퀀스 또는 전술한 변형예 5, 6과 같은 효과를 얻을 수 있다.
(변형예8)
도 6d에 도시하는 클리닝 시퀀스와 같이 HF클리닝 스텝에서의 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급 유량을 연속적으로 변동(증감)시키고, F2클리닝 스텝에서의 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급 유량을 연속적으로 변동시켜도 좋다. 또한 HF클리닝 스텝에서의 처리실(201) 내로의 HF가스의 공급 유량을 연속적으로 변동시키거나 또는 F2클리닝 스텝에서의 처리실(201) 내로의 F2가스의 공급 유량을 연속적으로 변동시켜도 좋다. 본 변형예에서도 도 5에 도시하는 클리닝 시퀀스나 전술한 변형예 5, 6과 같은 효과를 얻을 수 있다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했다. 단, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경 가능하다.
전술한 실시 형태에서는 HCDS가스, O2가스, H2가스를 이용해서 고온 조건 하에서 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 본 발명은 예컨대 3DMAS가스나 BTBAS가스 등의 아미노실란 원료 가스를 이용해서 중온 조건 하에서 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 경우나 피리딘(C5H5N) 등의 아민계 촉매를 이용해서 저온 조건 하에서 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 경우 등에서도 바람직하게 적용 가능하다. 또한 예컨대 본 발명은 BTBAS가스 등의 아미노실란 원료 가스와 플라즈마 여기한 O2가스를 이용해서 저온 조건 하에서 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 경우 등에서도 바람직하게 적용 가능하다. 즉 본 발명은 예컨대 이하에 도시하는 성막 시퀀스에 의해 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 처리를 수행한 처리실 내를 클리닝하는 경우에서도 바람직하게 적용 가능하다.
(3DMAS→O3)×n ⇒ SiO
(HCDS+피리딘→H2O+피리딘)×n ⇒ SiO
(BTBAS→O2 plasma)×n ⇒ SiO
또한 예컨대 본 발명은 웨이퍼(200) 상에 SiO막을 형성하는 경우에 한정되지 않고, 웨이퍼(200) 상에 실리콘 산탄질화막(SiOCN막), 실리콘 산탄화막(SiOC막), 실리콘 산질화막(SiON막) 등의 Si계 산화막을 형성하는 경우에서도 바람직하게 적용 가능하다. 즉 본 발명은 웨이퍼(200) 상에 SiO막 이외의 Si계 산화막을 형성하는 처리를 수행한 처리실 내를 클리닝하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
또한 예컨대 본 발명은 웨이퍼(200) 상에 Si계 산화막을 형성하는 경우에 한정되지 않고, 웨이퍼(200) 상에 예컨대 금속 원소를 포함하는 산화막을 형성하는 경우에서도 바람직하게 적용 가능하다. 즉 본 발명은 웨이퍼(200) 상에 금속계 산화막을 형성하는 처리를 수행한 처리실 내를 클리닝하는 경우에서도 바람직하게 적용 가능하다.
이상 서술한 바와 같이 본 발명은 Si계 산화막 등의 반도체계 산화막이나 금속계 산화막을 포함하는 퇴적물을 제거하는 것에 의해 처리실 내를 클리닝하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다. 이 경우에서도 클리닝 처리의 처리 순서 처리 조건은 전술한 실시 형태와 같은 처리 순서 처리 조건으로 할 수 있다. 이 경우에서도 전술한 실시 형태나 각 변형예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
기판 처리에 이용되는 레시피(처리 순서나 처리 조건 등이 기재된 프로그램)는 처리 내용(형성하는 막의 막종, 조성비, 막질, 막 두께, 처리 순서 처리 조건 등)에 따라 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 개재하여 기억 장치(121c) 내에 격납하는 것이 바람직하다. 그리고 기판 처리를 시작할 때 CPU(121a)가 기억 장치(121c) 내에 격납된 복수의 레시피 중에서 처리 내용에 따라 적절한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해 1대의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을 재현성 좋게 형성할 수 있도록 이루어진다. 또한 오퍼레이터의 부담(처리 순서나 처리 조건 등의 입력 부담 등)을 저감할 수 있고, 조작 미스를 회피하면서 기판 처리를 신속히 시작할 수 있도록 이루어진다.
전술한 레시피는 새롭게 작성하는 경우에 한하지 않고, 예컨대 기판 처리 장치에 이미 인스톨된 기존의 레시피를 변경하는 것에 의해 준비해도 좋다. 레시피를 변경하는 경우는 변경 후의 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 기판 처리 장치에 인스톨해도 좋다. 또한 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하고, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되고 있었던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 좋다.
전술한 실시 형태에서는 한번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치(batch)식의 기판 처리 장치를 이용해서 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예컨대 한번에 1매 또는 복수 매의 기판을 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판 처리 장치를 이용해서 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 전술한 실시 형태에서는 핫 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용해서 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 콜드 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용해서 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 이 경우에서도 처리 순서 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지인 처리 순서 처리 조건으로 할 수 있다.
예컨대 도 8a에 도시하는 처리로(302)를 구비한 기판 처리 장치를 이용해서 막을 형성하는 경우에도 본 발명은 바람직하게 적용할 수 있다. 처리로(302)는 처리실(301)을 형성하는 처리 용기(303)와, 처리실(301) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 가스 공급부로서의 샤워 헤드(303s)와, 1매 또는 복수 매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 지지하는 지지대(317)와, 지지대(317)를 하방으로부터 지지하는 회전축(355)과, 지지대(317)에 설치된 히터(307)를 구비한다. 샤워 헤드(303s)의 인렛(가스 도입구)에는 가스 공급 포트(332a, 332b)가 접속된다. 가스 공급 포트(332a)에는 전술한 실시 형태의 원료 가스 공급계, H함유 가스 공급계, H 및 F함유 가스 공급계 및 F함유 가스 공급계와 같은 가스 공급계가 접속된다. 가스 공급 포트(332b)에는 전술한 실시 형태의 산화 가스 공급계, H 및 F함유 가스 공급계 및 F함유 가스 공급계와 같은 가스 공급계가 접속된다. 샤워 헤드(303s)의 아웃렛(가스 배출구)에는 처리실(301) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 가스 분산판(미도시)이 설치된다. 샤워 헤드(303s)는 처리실(301) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 표면과 상대(대면)하는 위치에 설치된다. 처리 용기(303)에는 처리실(301) 내를 배기하는 배기 포트(331)가 설치된다. 배기 포트(331)에는 전술한 실시 형태의 배기계와 같은 배기계가 접속된다.
또한 예컨대 도 8b에 도시하는 처리로(402)를 구비한 기판 처리 장치를 이용해서 막을 형성하는 경우에도 본 발명은 바람직하게 적용할 수 있다. 처리로(402)는 처리실(401)을 형성하는 처리 용기(403)와, 1매 또는 복수 매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 지지하는 지지대(417)와, 지지대(417)를 하방으로부터 지지하는 회전축(455)과, 처리 용기(403) 내의 웨이퍼(200)를 향해서 광조사(光照射)를 수행하는 램프 히터(407)와, 램프 히터(407)의 광을 투과시키는 석영창(403w)을 구비한다. 처리 용기(403)에는 가스 공급 포트(432a, 432b)가 접속된다. 가스 공급 포트(432a)에는 전술한 실시 형태의 원료 가스 공급계, H함유 가스 공급계, H 및 F함유 가스 공급계 및 F함유 가스 공급계와 같은 가스 공급계가 접속된다. 가스 공급 포트(432b)에는 전술한 실시 형태의 산화 가스 공급계, H 및 F함유 가스 공급계 및 F함유 가스 공급계와 같은 가스 공급계가 접속된다. 가스 공급 포트(432a, 432b)는 처리실(401) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 단부의 측방, 즉 처리실(401) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 표면과 대향하지 않는 위치에 각각 설치된다. 처리 용기(403)에는 처리실(401) 내를 배기하는 배기 포트(431)가 설치된다. 배기 포트(431)에는 전술한 실시 형태의 배기계와 같은 배기계가 접속된다.
이들의 기판 처리 장치를 이용하는 경우에서도 전술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지인 처리 순서 처리 조건에서 성막 처리나 클리닝 처리를 수행할 수 있고, 전술한 실시 형태나 변형예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한 전술한 실시 형태나 변형예 등은 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 순서 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 처리 순서 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
이하 전술한 실시 형태나 변형예에서 얻을 수 있는 효과를 뒷받침하는 실험 결과에 대해서 설명한다.
실시예로서 전술한 실시 형태에서의 기판 처리 장치를 이용해서 도 4에 도시하는 성막 시퀀스에 의해 복수 매의 웨이퍼 상에 SiO막을 형성하는 성막 처리를 수행했다. 원료 가스로서는 HCDS가스를 O를 포함하는 가스로서는 O2가스를 H를 포함하는 가스로서는 H2가스를 이용했다. 성막 처리의 처리 조건은 전술한 실시 형태에 기재된 처리 조건 범위 내의 조건으로 했다. 그 후, 도 5에 도시하는 클리닝 시퀀스에 의해 HF클리닝 스텝(HF Cleaning)과 승온 스텝(Heating)과 F2클리닝 스텝(F2 Cleaning)을 수행했다. 기타의 처리 조건은 전술한 실시 형태에 기재된 처리 조건 범위 내의 조건으로 했다. 그 후, 처리실 내를 퍼지(VAC/N2PRG/VAC)했다.
비교예로서 전술한 실시 형태에서의 기판 처리 장치를 이용해서 도 4에 도시하는 성막 시퀀스에 의해 복수 매의 웨이퍼 상에 SiO막을 형성하는 성막 처리를 수행했다. 처리 순서나 처리 조건은 실시예의 처리 순서 처리 조건과 마찬가지로 했다. 그 후, F2클리닝 스텝과, 처리실 내의 온도를 제2 온도(250℃ 내지 450℃)보다 낮은 제1 온도(30℃ 내지 100℃)로 강온하는 강온 스텝(Cooling)과, HF클리닝 스텝을 수행했다. 그리고 처리실 내를 배기하면서 처리실 내의 온도를 제2 온도까지 다시 승온하여 처리실 내로부터 수분을 제거하는 수분 제거 스텝을 수행한 후, 처리실 내를 퍼지(VAC/N2PRG/VAC)했다. F2클리닝 스텝, HF클리닝 스텝의 처리 조건은 전술한 실시 형태에 기재된 처리 조건 범위 내의 조건이며, 실시예와 마찬가지인 조건이 되도록 설정했다.
도 7a는 실시예에서 처리실 내의 클리닝 및 퍼지가 완료될 때까지의 경과를 도시하는 도면이며, 도 7b는 비교예에서 처리실 내의 클리닝 및 퍼지가 완료될 때까지의 경과를 도시하는 도면이다. 모두 횡축은 경과 시간을 종축은 처리실 내의 온도를 도시하고 있다. 또한 모두 성막 처리에 대해서는 도시를 생략한다.
도 7a 및 도 7b에 의하면, 비교예보다 실시예 쪽이 클리닝 처리 전체의 소요 시간을 단축할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉 실시예에서는 HF클리닝 스텝을 수행한 후에 F2클리닝 스텝을 수행하는 것에 의해 처리실 내의 승온을 1회 수행하면 좋다. 이것에 대하여 비교예에서는 F2클리닝 스텝을 수행한 후에 HF클리닝 스텝을 수행하므로, 처리실 내의 강온과 승온을 각각 1회씩 수행할 필요가 있다.
비교예에서는 처리실 내의 강온을 수행한다. 강온은 승온보다 시간이 걸리는 것을 확인한다. 예컨대 비교예에서는 처리실 내의 온도가 제2 온도로부터 제1 온도로 강온할 때까지 약 5시간이나 시간을 요하는 것을 확인한다. 결과적으로 처리실 내의 강온이 불필요한 실시예 쪽이 비교예보다 클리닝 처리 전체의 소요 시간을 확실하게 단축하는 것이 가능해진다.
또한 실시예에서는 승온 스텝에서의 승온과 F2클리닝 스텝에서의 F2가스로 수분 제거를 수행하는 것에 비해서, 비교예에서는 수분 제거 스텝에서의 승온만으로 수분 제거를 수행한다. 그렇기 때문에 비교예보다 실시예 쪽이 수분의 제거 효율이 높고, 클리닝 처리 전체의 소요 시간을 단축할 수 있다. 또한 비교예보다 실시예 쪽이 처리실 내의 금속 부재의 부식을 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
또한 비교예보다 실시예 쪽이 처리실 내의 퇴적물을 확실하게 제거하고, 그 후에 수행되는 성막 처리의 품질을 보다 향상시키는 것이 가능해지는 것을 확인하였다. 실시예에서는 저온(제1 온도)의 HF클리닝 스텝을 수행한 후에 고온(제2 온도)의 F2클리닝 스텝을 수행한다. 이에 비해서, 비교예에서는 고온의 F2클리닝 스텝을 수행한 후에 저온의 HF클리닝 스텝을 수행한다. 그렇기 때문에 처리실 내의 퇴적물이 개질되기 쉽다. 예컨대 노구부의 내벽 등에 부착된 치밀하지 않은(무른) SiOx막이 어닐링되어 치밀한 막으로 개질될 수 있다. 또한 예컨대 SiOx막 등의 퇴적물이 처리실 내에 잔류하는 F2가스에 의해 개질되어 SiOF막이 될 수도 있다. 이와 같은 치밀한 막이나 SiOF막은 HF가스 등으로는 에칭되기 어렵고, 결과적으로 처리실 내에 퇴적물이 잔류하기 쉬워질 수 있다. 실시예에 의하면, HF클리닝에 의해 노구부의 내벽 등에 부착된 SiOx막을 먼저 제거하기 때문에 그 후의 F2클리닝 시에 처리실 내를 고온으로 해도 비교예와 같은 퇴적물의 잔류를 발생시킬 것은 없다. 그렇기 때문에 클리닝 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
200: 웨이퍼(기판) 201: 처리실
203: 반응관 206: 히터
209: 매니폴드 232a 내지 232f: 가스 공급관
249a, 249b, 249e: 노즐 121: 컨트롤러

Claims (18)

  1. 기판 상에 막을 형성하는 처리가 수행된 후의 처리실 내를 클리닝하는 방법으로서,
    30℃ 내지 100℃의 범위 내의 제1 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 공정;
    상기 처리실 내의 온도를 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 제2 온도로 승온하는 공정; 및
    상기 제2 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 온도는 상기 불소 가스가 활성화하지 않는 온도로 하고, 상기 제2 온도는 상기 불소 가스가 활성화하는 온도로 하는 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불화수소 가스를 공급하는 공정에서는, 내부에 상기 처리실을 구성하는 처리 용기의 하부에 형성되는 노구부에 부착된 퇴적물을 제거하고,
    상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는, 상기 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행할 때에 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 노즐 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것과 함께 상기 처리실의 내벽에 부착된 퇴적물을 제거하는 클리닝 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승온하는 공정에서는 상기 처리실 내에 상기 불소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 승온하는 공정에서는 상기 처리실 내에 알코올을 공급하는 클리닝 방법.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는 상기 불화수소 가스를 공급하는 공정에서 상기 노구부에 발생한 수분을 제거하는 클리닝 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는, 상기 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행할 때에 상기 처리 가스로서의 원료 가스를 공급하는 노즐로부터 상기 처리실 내에 상기 불소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는, 상기 노구부에 설치된 노즐로부터 상기 처리실 내에 상기 불소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는, 상기 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행할 때에 상기 처리 가스로서의 반응 가스를 공급하는 노즐로부터 상기 처리실 내에 상기 불소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 불화수소 가스를 공급하는 공정에서는 상기 기판을 보지(保持)하는 기판 지지구를 상기 처리실 내에 수용한 상태에서 상기 처리실 내에 상기 불화수소 가스를 공급하고, 상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는 상기 기판 지지구를 상기 처리실 외에 반출한 상태에서 상기 처리실 내에 상기 불소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 지지구는 탄화 규소로 형성되는 클리닝 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 불화수소 가스를 공급하는 공정에서는 상기 처리실 내로의 상기 불화수소 가스의 공급을 간헐적으로 수행하는 클리닝 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 불소 가스를 공급하는 공정에서는 상기 처리실 내로의 상기 불소 가스의 공급을 간헐적으로 수행하는 클리닝 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 불화수소 가스를 공급하는 공정에서의 상기 처리실 내로의 상기 불화수소 가스의 공급 유량 또는 상기 불소 가스를 공급하는 공정에서의 상기 처리실 내로의 상기 불소 가스의 공급 유량의 적어도 어느 하나를 연속적으로 변동시키는 클리닝 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 불화수소 가스 및 상기 불소 가스의 양방(兩方)의 가스의 공급 유량을 연속적으로 변동시키는 클리닝 방법.
  16. 처리실 내에서 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행하는 공정; 및
    상기 막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
    을 포함하고,
    상기 처리실 내를 클리닝하는 공정에서는 30℃ 내지 100℃의 범위 내의 제1 온도로 가열된 상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 공정;
    상기 처리실 내의 온도를 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 제2 온도로 승온하는 공정; 및
    상기 제2 온도로 가열된 상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 온도는 상기 불소 가스가 활성화하지 않는 온도로 하고, 상기 제2 온도는 상기 불소 가스가 활성화하는 온도로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행하는 처리실;
    상기 처리실 내를 가열하는 가열부;
    상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 수소 및 불소 함유 가스 공급계; 및
    상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 불소 함유 가스 공급계;
    를 포함하고,
    상기 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝할 때에 30℃ 내지 100℃의 범위 내의 제1 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 온도를 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 제2 온도로 승온하는 처리와, 상기 제2 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 처리를 수행하도록 하고, 상기 제1 온도는 상기 불소 가스가 활성화하지 않는 온도로 하고 상기 제2 온도는 상기 불소 가스가 활성화하는 온도로 하도록, 상기 가열부, 상기 수소 및 불소 함유 가스 공급계 및 상기 불소 함유 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치.
  18. 기판 상에 막을 형성하는 처리를 수행한 후의 처리실 내를 클리닝하는 순서이며, 30℃ 내지 100℃의 범위 내의 제1 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 단계;
    상기 처리실 내의 온도를 250℃ 내지 450℃의 범위 내의 제2 온도로 승온하는 단계; 및
    상기 제2 온도로 가열한 상기 처리실 내에 불소 가스를 공급하는 단계
    를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키도록 매체에 저장된 프로그램으로서,
    상기 제1 온도는 상기 불소 가스가 활성화하지 않는 온도로 하고, 상기 제2 온도는 상기 불소 가스가 활성화하는 온도로 하는 기록 매체에 저장된 프로그램.
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