KR102264071B1 - 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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Abstract

기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 공급부 내의 클리닝 처리의 품질을 향상시킨다.
(a) 기판에 대하여 공급부로부터 처리 가스를 공급하여 기판을 처리한 후의 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 클리닝 가스와 반응하는 첨가 가스 중 어느 한쪽인 제1 가스를, 공급부로부터 공급하는 공정과, (b) 제1 가스의 공급을 정지한 후, 공급부 내에 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 첨가 가스 중 제1 가스와는 상이한 다른 쪽인 제2 가스를, 공급부로부터 공급하는 공정을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 공급부 내를 클리닝한다.

Description

클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램{METHOD OF CLEANING, 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 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 처리 용기 내의 기판에 대하여 공급부로부터 처리 가스를 공급하여 기판을 처리하는 공정이 행해지는 경우가 있다. 이 공정을 행함으로써, 공급부 내에 소정량의 퇴적물이 부착되면, 소정의 타이밍에 공급부 내의 클리닝 처리가 행해지는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2015-153956호 공보
본 발명의 목적은, 기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 공급부 내의 클리닝 처리의 품질을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태에 의하면,
(a) 기판에 대하여 공급부로부터 처리 가스를 공급하여 상기 기판을 처리한 후의 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 상기 클리닝 가스와 반응하는 첨가 가스 중 어느 한쪽인 제1 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 공정과,
(b) 상기 제1 가스의 공급을 정지한 후, 상기 공급부 내에 상기 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 클리닝 가스 및 상기 첨가 가스 중 상기 제1 가스와는 상이한 다른 쪽인 제2 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 공정
을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 공급부 내를 클리닝하는 기술이 제공된다.
본 발명에 의하면, 기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 공급부 내의 클리닝 처리의 품질을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 일부의 개략 구성도이며, 처리로의 일부를 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시 형태의 제1 클리닝 처리의 가스 공급 시퀀스를 도시하는 도면이며, (b)는 본 발명의 일 실시 형태의 제1 클리닝 처리의 가스 공급 시퀀스의 변형예를 도시하는 도면.
도 5의 (a), (b)는 각각, 본 발명의 일 실시 형태의 제1 클리닝 처리의 가스 공급 시퀀스의 변형예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태의 제1 클리닝 처리의 가스 공급 시퀀스의 변형예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태의 제1 클리닝 처리의 가스 공급 시퀀스의 변형예를 도시하는 도면.
도 8의 (a), (b)는 각각, 종형 처리로의 변형예를 도시하는 횡단면도이며, 반응관, 버퍼실 및 노즐 등을 부분적으로 빼내어 도시하는 도면.
<본 발명의 일 실시 형태>
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 도 1 내지 도 3, 도 4의 (a)를 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시한 바와 같이, 처리로(202)는 가열 기구(온도 조정부)로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판에 지지됨으로써 수직으로 설치되어 있다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원형으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되며, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)과 동심원형으로, 매니폴드(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되며, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸림 결합되어 있어, 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203) 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 마련되어 있다. 반응관(203)은 히터(207)와 마찬가지로 수직으로 설치되어 있다. 주로, 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성된다. 처리 용기의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하게 구성되어 있다. 이 처리실(201) 내에서 웨이퍼(200)에 대한 처리가 행해진다.
처리실(201) 내에는, 제1 내지 제3 공급부로서의 노즐(249a 내지 249c)이, 매니폴드(209)의 측벽을 관통하도록 각각 마련되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)을 제1 내지 제3 노즐이라고도 칭한다. 노즐(249a 내지 249c)은, 예를 들어 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)에는, 가스 공급관(232a 내지 232c)이 각각 접속되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)은 각각 상이한 노즐이며, 노즐(249a, 249c)의 각각은, 노즐(249b)에 인접하여 마련되어 있고, 노즐(249b)을 양측으로부터 사이에 두도록 배치되어 있다.
가스 공급관(232a 내지 232c)에는, 가스류의 상류측으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a 내지 241c) 및 개폐 밸브인 밸브(243a 내지 243c)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232d, 232e)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232d, 232e)에는, 가스류의 상류측으로부터 순서대로, MFC(241d, 241e), 밸브(243d, 243e)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a 내지 232c)의 밸브(243a 내지 243c)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232f 내지 232h)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232f 내지 232h)에는, 가스류의 상류측으로부터 순서대로, MFC(241f 내지 241h) 및 밸브(243f 내지 243h)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a 내지 232h)은, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 노즐(249a 내지 249c)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200) 사이에 있어서의 평면으로 보아 원환형 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라서, 웨이퍼(200)의 배열 방향 상방을 향하여 상승하도록 각각 마련되어 있다. 즉, 노즐(249a 내지 249c)은, 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평으로 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 마련되어 있다. 평면으로 보아, 노즐(249b)은 처리실(201) 내에 반입되는 웨이퍼(200)의 중심을 사이에 두고 후술하는 배기구(231a)와 일직선상으로 대향하도록 배치되어 있다. 노즐(249a, 249c)은, 노즐(249b)과 배기구(231a)의 중심을 통과하는 직선 L을, 반응관(203)의 내벽(웨이퍼(200)의 외주부)을 따라서 양측으로부터 사이에 두도록 배치되어 있다. 직선 L은, 노즐(249b)과 웨이퍼(200)의 중심을 통과하는 직선이기도 하다. 노즐(249c)은, 직선 L을 사이에 두고 노즐(249a)과 반대측에 마련되어 있다고 할 수도 있다. 노즐(249a, 249c)은, 직선 L을 대칭축으로 하여 선대칭으로 배치되어 있다. 노즐(249a 내지 249c)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)이 각각 마련되어 있다. 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)은, 각각이, 평면으로 보아 배기구(231a)와 대향(대면)하도록 개구되어 있어, 웨이퍼(200)를 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급 구멍(250a 내지 250c)은, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되어 있다.
가스 공급관(232a, 232c)으로부터는, 처리 가스, 즉, 후술하는 원료와는 화학 구조(분자 구조)가 상이한 반응체(리액턴트)로서, 예를 들어 질소(N) 함유 가스인 질화수소계 가스가, MFC(241a, 241c), 밸브(243a, 243c), 노즐(249a, 249c)을 통해 처리실(201) 내로 공급된다. 질화수소계 가스는, 질화 가스, 즉, N 소스로서 작용한다. 질화수소계 가스로서는, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 처리 가스, 즉, 원료(원료 가스)로서, 예를 들어 막을 구성하는 소정 원소(주 원소)로서의 Si 및 할로겐 원소를 포함하는 할로실란계 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 공급된다. 원료 가스란, 기체 상태의 원료, 예를 들어 상온 상압 하에서 액체 상태인 원료를 기화함으로써 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 원료 등이다. 할로실란이란, 할로겐기를 갖는 실란이다. 할로겐기에는, 클로로기, 플루오로기, 브로모기, 요오드기 등이 포함된다. 즉, 할로겐기에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등의 할로겐 원소가 포함된다. 할로실란계 가스로서는, 예를 들어 Si 및 Cl을 포함하는 원료 가스, 즉, 클로로실란계 가스를 사용할 수 있다. 클로로실란계 가스는, Si 소스로서 작용한다. 클로로실란계 가스로서는, 예를 들어 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스를 사용할 수 있다. HCDS 가스는, 후술하는 처리 조건 하에서 그것 단독으로 고체가 되는 원소(Si)를 포함하는 가스, 즉, 후술하는 처리 조건 하에서 그것 단독으로 막을 퇴적시킬 수 있는 가스이다.
가스 공급관(232d)으로부터는, 클리닝 가스로서, 불소계 가스가, MFC(241d), 밸브(243d), 가스 공급관(232b), 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 공급된다. 불소계 가스로서는, 예를 들어 불소(F2) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232e)으로부터는, 상술한 클리닝 가스와는 화학 구조(분자 구조)가 상이한 첨가 가스로서, 산화질소계 가스가, MFC(241e), 밸브(243e), 가스 공급관(232b), 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 공급된다. 산화질소계 가스는, 그것 단체로는 클리닝 작용을 발휘하지 않지만, 불소계 가스와 반응함으로써, 예를 들어 불소 라디칼이나 불화니트로실 화합물 등의 활성종을 생성하여, 불소계 가스의 클리닝 작용을 향상시키도록 작용한다. 산화질소계 가스로서는, 예를 들어 일산화질소(NO) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232f 내지 232h)으로부터는, 불활성 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스가, 각각 MFC(241f 내지 241h), 밸브(243f 내지 243h), 가스 공급관(232a 내지 232c), 노즐(249a 내지 249c)을 통해 처리실(201) 내로 공급된다. N2 가스는, 퍼지 가스, 캐리어 가스, 희석 가스 등으로서 작용한다.
주로, 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a), 및/또는, 가스 공급관(232c), MFC(241c), 밸브(243c)에 의해, 제2 처리 가스 공급계(반응체 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해, 제1 처리 가스 공급계(원료 공급계)가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232d), MFC(241d), 밸브(243d)에 의해, 클리닝 가스 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232e), MFC(241e), 밸브(243e)에 의해, 첨가 가스 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232f 내지 232h), MFC(241f 내지 241h), 밸브(243f 내지 243h)에 의해, 불활성 가스 공급계가 구성된다.
상술한 각종 공급계 중, 어느 것, 혹은, 모든 공급계는, 밸브(243a 내지 243h)나 MFC(241a 내지 241h) 등이 집적되어 이루어지는 집적형 공급 시스템(248)으로서 구성되어 있어도 된다. 집적형 공급 시스템(248)은, 가스 공급관(232a 내지 232h)의 각각에 대하여 접속되어, 가스 공급관(232a 내지 232h) 내로의 각종 가스의 공급 동작, 즉, 밸브(243a 내지 243h)의 개폐 동작이나 MFC(241a 내지 241h)에 의한 유량 조정 동작 등이, 후술하는 컨트롤러(121)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 집적형 공급 시스템(248)은, 일체형, 혹은, 분할형 집적 유닛으로서 구성되어 있어, 가스 공급관(232a 내지 232h) 등에 대하여 집적 유닛 단위로 착탈을 행할 수 있어, 집적형 공급 시스템(248)의 메인터넌스, 교환, 증설 등을, 집적 유닛 단위로 행하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
반응관(203)의 측벽 하방에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기구(231a)가 마련되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 배기구(231a)는, 평면으로 보아, 웨이퍼(200)를 사이에 두고 노즐(249a 내지 249c)(가스 공급 구멍(250a 내지 250c))과 대향(대면)하는 위치에 마련되어 있다. 배기구(231a)는, 반응관(203)의 측벽의 하부로부터 상부를 따라서, 즉, 웨이퍼 배열 영역을 따라서 마련되어 있어도 된다. 배기구(231a)에는 배기관(231)이 접속되어 있다. 배기관(231)에는, 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 통해, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(244)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, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해, 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜 생각해도 된다.
또한, 배기관(231)은, 내열성이나 내식성이 우수한 합금에 의해 구성되어 있다. 합금으로서는, SUS 외에, 예를 들어 니켈(Ni)에 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 등을 첨가함으로써 내열성, 내식성을 높인 하스텔로이(등록 상표)나, Ni에 Fe, Cr, 니오븀(Nb), Mo 등을 첨가함으로써 내열성, 내식성을 높인 인코넬(등록 상표) 등을 적합하게 사용할 수 있다.
매니폴드(209)의 하방에는, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개체로서의 시일 캡(219)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되며, 원반형으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220b)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)의 하방에는, 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은, 시일 캡(219)을 관통하여 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 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출(반송)하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다. 매니폴드(209)의 하방에는, 시일 캡(219)을 강하시켜 보트(217)를 처리실(201) 내로부터 반출한 상태에서, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개체로서의 셔터(219s)가 마련되어 있다. 셔터(219s)는, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되며, 원반형으로 형성되어 있다. 셔터(219s)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220c)이 마련되어 있다. 셔터(219s)의 개폐 동작(승강 동작이나 회동 동작 등)은, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 제어된다.
기판 지지구로서의 보트(217)는, 복수매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를, 수평 자세로, 또한, 서로 중심을 일치시킨 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되는 단열판(218)이 다단으로 지지되어 있다.
반응관(203) 내에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에 대한 통전 상태를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(263)는, 반응관(203)의 내벽을 따라서 마련되어 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 버스(121e)를 통해, 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 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리에 있어서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 클리닝 레시피는, 후술하는 클리닝 처리에 있어서의 각 수순을, 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 프로세스 레시피, 클리닝 레시피, 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히, 프로그램이라고도 한다. 또한, 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를, 간단히, 레시피라고도 한다. 본 명세서에 있어서 프로그램이라는 용어를 사용한 경우에는, 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들의 양쪽을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(241a 내지 241h), 밸브(243a 내지 243h), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 온도 센서(263), 히터(207), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 셔터 개폐 기구(115s) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용에 따르도록, MFC(241a 내지 241h)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243h)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(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, 셔터 개폐 기구(115s)에 의한 셔터(219s)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(123)에 저장된 상술한 프로그램을, 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 외부 기억 장치(123)는, 예를 들어 HDD 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리 등을 포함한다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히, 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에 있어서 기록 매체라는 용어를 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들의 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터에 대한 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여 행해도 된다.
(2) 기판 처리 공정
상술한 기판 처리 장치를 사용하여, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 막을 형성하는 기판 처리 시퀀스예, 즉, 성막 시퀀스예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
본 실시 형태의 성막 시퀀스에서는,
처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대하여 원료로서 HCDS 가스를 공급하는 스텝 1과, 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대하여 반응체로서 NH3 가스를 공급하는 스텝 2를 비동시로 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에, 막으로서, Si 및 N을 포함하는 막인 실리콘 질화막(SiN막)을 형성한다.
본 명세서에서는, 상술한 성막 시퀀스를, 편의상, 이하와 같이 나타내는 경우도 있다. 이하의 변형예 등의 설명에 있어서도, 마찬가지의 표기를 사용한다.
(HCDS→NH3)×n ⇒ SiN
본 명세서에 있어서 「웨이퍼」라는 용어를 사용한 경우에는, 웨이퍼 그 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막과의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「웨이퍼의 표면」이라는 용어를 사용한 경우에는, 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 경우에는, 웨이퍼 그 자체의 표면 상에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 층 등의 상에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서 「기판」이라는 용어를 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 용어를 사용한 경우와 동의이다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)가 이동되어, 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내로 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은 O링(220b)을 통해 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태로 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 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되며, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다. 또한, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 온도가 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에 대한 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한, 회전 기구(267)에 의한 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 처리실(201) 내의 배기, 웨이퍼(200)의 가열 및 회전은, 모두, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 행해진다.
(성막 스텝)
그 후, 다음 스텝 1, 2를 순차적으로 실행한다.
[스텝 1]
이 스텝에서는, 처리 용기 내의 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스를 공급한다(HCDS 가스 공급 스텝). 구체적으로는, 밸브(243b)를 개방하여, 가스 공급관(232b) 내로 HCDS 가스를 흘린다. HCDS 가스는, MFC(241b)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스가 공급된다. 이때, 밸브(243f, 243h)를 개방하여, 노즐(249a, 249c)을 통해 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급한다. 이때, 밸브(243g)를 개방하여, 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급하도록 해도 된다.
본 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
HCDS 가스 공급 유량 : 0.01 내지 2slm, 바람직하게는 0.1 내지 1slm
N2 가스 공급 유량(가스 공급관마다) : 0 내지 10slm
각 가스 공급 시간 : 1 내지 120초, 바람직하게는 1 내지 60초
처리 온도 : 250 내지 800℃, 바람직하게는 400 내지 700℃
처리 압력 : 1 내지 2666Pa, 바람직하게는 67 내지 1333Pa
가 예시된다.
또한, 본 명세서에 있어서의 「250 내지 800℃」와 같은 수치 범위의 표기는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들어 「250 내지 800℃」란 「250℃ 이상 800℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.
상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200)의 최표면 상에, 제1층으로서, Cl을 포함하는 Si 함유층이 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, 웨이퍼(200)의 최표면에, HCDS가 물리 흡착되거나, HCDS의 일부가 분해된 물질(이하, SixCly)이 화학 흡착되거나, HCDS가 열 분해됨으로써 Si가 퇴적되거나 하는 것 등에 의해 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, HCDS나 SixCly의 흡착층(물리 흡착층이나 화학 흡착층)이어도 되고, Cl을 포함하는 Si층(Si 퇴적층)이어도 된다. 본 명세서에서는, Cl을 포함하는 Si 함유층을, 간단히, Si 함유층이라고도 칭한다.
제1층이 형성된 후, 밸브(243b)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내로의 HCDS 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(퍼지 스텝). 이때, 밸브(243f 내지 243h)를 개방하여, 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다.
원료로서는, HCDS 가스 외에, 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭 : MCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭 : DCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭 : TCS) 가스, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭 : STC) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭 : OCTS) 가스 등의 클로로실란계 가스를 사용할 수 있다. 이들 가스는, HCDS 가스와 마찬가지로, 상술한 처리 조건 하에서 그것 단독으로 막을 퇴적시킬 수 있는 가스이다.
불활성 가스로서는, N2 가스 외에, Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다. 이 점은, 후술하는 스텝 2 및 클리닝 처리 공정에 있어서도 마찬가지이다.
[스텝 2]
스텝 1이 종료된 후, 처리 용기 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층에 대하여 NH3 가스를 공급한다(NH3 가스 공급 스텝). 구체적으로는, 밸브(243a)를 개방하여, 가스 공급관(232a) 내로 NH3 가스를 흘린다. NH3 가스는, MFC(241a)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249a)을 통해 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스가 공급된다. 이때, 밸브(243g, 243h)를 개방하여, 노즐(249b, 249c)을 통해 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급한다. 이때, 밸브(243f)를 개방하여, 노즐(249a)을 통해 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급하도록 해도 된다.
본 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
NH3 가스 공급 유량 : 0.1 내지 10slm
N2 가스 공급 유량(가스 공급관마다) : 0 내지 2slm
NH3 가스 공급 시간 : 1 내지 120초, 바람직하게는 1 내지 60초
처리 압력 : 1 내지 4000Pa, 바람직하게는 1 내지 3000Pa
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 스텝 1에 있어서의 처리 조건과 마찬가지의 처리 조건으로 한다.
상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1층의 적어도 일부가 질화(개질)된다. 제1층이 개질됨으로써, 웨이퍼(200) 상에 Si 및 N을 포함하는 제2층, 즉, SiN층이 형성된다. 제2층을 형성할 때, 제1층에 포함되어 있던 Cl 등의 불순물은, NH3 가스에 의한 제1층의 개질 반응의 과정에 있어서, 적어도 Cl을 포함하는 가스상 물질을 구성하고, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 이에 의해, 제2층은, 제1층에 비해 Cl 등의 불순물이 적은 층이 된다.
제2층이 형성된 후, 밸브(243a)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내로의 NH3 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 스텝 1의 퍼지 스텝과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(퍼지 스텝).
반응체로서는, NH3 가스 외에, 예를 들어 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스를 사용할 수 있다.
[소정 횟수 실시]
상술한 스텝 1, 2를 비동시로, 즉, 동기시키지 않고 행하는 사이클을 소정 횟수(m회, m은 1 이상의 정수) 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에, 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다. 상술한 사이클은, 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 사이클을 1회 행할 때 형성되는 제2층의 두께를 원하는 막 두께보다도 얇게 하고, 제2층을 적층함으로써 형성되는 SiN막의 막 두께가 원하는 막 두께가 될 때까지, 상술한 사이클을 복수회 반복하는 것이 바람직하다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)
성막 스텝이 종료된 후, 노즐(249a 내지 249c)의 각각으로부터 퍼지 가스로서의 N2 가스를 처리실(201) 내로 공급하고, 배기구(231a)로부터 배기한다. 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 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고, 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후에는 셔터(219s)가 이동되어, 매니폴드(209)의 하단 개구가 O링(220c)을 통해 셔터(219s)에 의해 시일된다(셔터 클로즈). 처리 완료된 웨이퍼(200)는, 반응관(203)의 외부로 반출된 후, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 클리닝 처리 공정
상술한 기판 처리를 행하면, HCDS 가스를 공급하는 노즐(249b)의 내부에, SiN막 등의 박막을 포함하는 퇴적물이 부착되어 누적되는 경우가 있다. 왜냐하면, 상술한 스텝 2에 있어서, NH3 가스의 공급을 불실시로 하는 노즐(249b)로부터 N2 가스를 공급하여, 노즐(249b) 내로의 NH3 가스의 침입을 방지하려고 해도, 노즐(249b)의 내부에 소정량의 NH3 가스가 침입하는 경우가 있기 때문이다. 이와 같은 경우, 성막 온도로 가열된 노즐(249b)의 내부에 있어서, 잔류한 HCDS 가스와, 침입한 NH3 가스가 혼합되어, 상술한 성막 반응에 상당하는 반응이 진행되어, SiN막 등의 박막을 포함하는 퇴적물이 누적되는 경우가 있다.
또한, 상술한 스텝 1에 있어서, HCDS 가스의 공급을 불실시로 하는 노즐(249a, 249c)의 각각으로부터 N2 가스를 공급하여, 노즐(249a, 249c) 내로의 HCDS 가스의 침입을 방지하려고 해도, 노즐(249a, 249c)의 내부에 소정량의 HCDS 가스가 침입하는 경우가 있다. 또한, 상술한 스텝 2에 있어서, NH3 가스의 공급을 불실시로 하는 노즐(249c)로부터 N2 가스를 공급하여, 노즐(249c) 내로의 NH3 가스의 침입을 방지하려고 해도, 노즐(249c)의 내부에 소정량의 NH3 가스가 침입하는 경우가 있다. 이들의 결과, 노즐(249b)의 내부뿐만 아니라, 노즐(249a, 249c)의 내부에도, SiN막 등의 박막을 포함하는 퇴적물이 누적되는 경우가 있다.
또한, 상술한 기판 처리를 행하면, 노즐(249a 내지 249c)의 내부뿐만 아니라, 처리 용기의 내부, 예를 들어 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a 내지 249c)의 표면, 보트(217)의 표면 등에, SiN막 등의 박막을 포함하는 퇴적물이 누적되는 경우가 있다.
또한, 그것 단독으로 고체가 되는 원소인 Si를 포함하는 HCDS 가스를 공급하는 노즐(249b)의 내부에는, 노즐(249a, 249c)의 내부에 비해, 퇴적물이 누적되기 쉽고, 또한, Si가 리치한 퇴적물이 누적되는 경향이 있다.
본 실시 형태에서는, 적어도 노즐(249b) 내에 누적된 퇴적물의 양이나, 처리 용기 내에 누적된 퇴적물의 양, 즉, 누적 막 두께가, 퇴적물에 박리나 낙하가 발생하기 전의 소정의 양(두께)에 도달할 즈음에, 노즐(249b) 내나 처리 용기 내 등을 클리닝한다. 본 명세서에서는, 노즐(249b) 내에 대하여 행하는 이 처리를, 제1 클리닝 처리라 칭한다.
본 실시 형태의 제1 클리닝 처리에서는,
웨이퍼(200)에 대하여 공급부로서의 노즐(249b)로부터 처리 가스로서의 HCDS 가스를 공급하여 웨이퍼(200)를 처리한 후의 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 클리닝 가스와 반응하는 첨가 가스 중 어느 한쪽의 가스를, 노즐(249b)로부터 공급하는 스텝 a와,
상술한 한쪽의 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249b) 내에 상술한 한쪽의 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 첨가 가스 중 상술한 한쪽의 가스와는 상이한 다른 쪽의 가스를, 노즐(249b)로부터 공급하는 스텝 b
를 포함하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행한다.
또한, 본 실시 형태의 제1 클리닝 처리에서는, 노즐(249b) 내로 클리닝 가스와 첨가 가스를 동시에 공급하는 타이밍은 존재하지 않는다. 즉, 스텝 a에 있어서 노즐(249b) 내로 클리닝 가스 및 첨가 가스 중 한쪽의 가스를 공급하는 경우, 스텝 a에 있어서 노즐(249b) 내로 공급되는 다른 쪽의 가스 유량을 제로로 한다. 또한, 스텝 b에 있어서 노즐(249b) 내로 상술한 다른 쪽의 가스를 공급하는 경우, 스텝 b에 있어서 노즐(249b) 내로 공급되는 상술한 한쪽의 가스의 유량을 제로로 한다.
이하, 클리닝 가스로서 F2 가스를, 첨가 가스로서 NO 가스를 각각 사용하는 제1 클리닝 처리의 일례를, 도 4의 (a)를 사용하여 설명한다. 도 4의 (a)는, 스텝 a에서 공급하는 상술한 한쪽의 가스로서 F2 가스를, 스텝 b에서 공급하는 상술한 다른 쪽의 가스로서 NO 가스를 각각 사용하는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 4의 (a)는, 스텝 a에 있어서, 처리 용기 내로 F2 가스를 공급하기 전에, N2 가스를 사용하여 처리 용기 내의 압력을 조정하는 압력 조정 스텝을 행하는 예를 나타내고 있다(Press. set). 또한, 도 4의 (a)는, 상술한 사이클을 행할 때, NO 가스의 공급을 정지한 후, 즉, 스텝 b를 실시한 후에, 노즐(249b) 내, 바람직하게는 노즐(249a 내지 249c) 내 및 처리 용기 내에 잔류하고 있는 가스를 제거하는 스텝 c를 행하는 예를 나타내고 있다(PRG).
도 4의 (a)에서는, 스텝 a 내지 c의 실시 기간을, 편의상, 각각 a 내지 c로 나타내고 있다. 또한, 스텝 a에 있어서 행하는 압력 조정 스텝의 실시 기간을, 편의상, a0으로 나타내고 있다. 또한, 노즐(249a 내지 249c)을 편의상, 각각 R1 내지 R3으로 나타내고 있다. 각 스텝의 실시 기간 및 각 노즐의 표기는, 후술하는 변형예의 가스 공급 시퀀스를 도시하는 도 4의 (b), 도 5의 (a), 도 5의 (b), 도 6, 도 7에 있어서도 마찬가지이다.
본 명세서에서는, 노즐(249b) 내에서 행해지는 제1 클리닝 처리의 가스 공급 시퀀스를, 편의상, 이하와 같이 나타내는 경우도 있다. 이하의 변형예의 설명에 있어서도, 마찬가지의 표기를 사용한다.
R2 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
(보트 로드)
셔터 개폐 기구(115s)에 의해 셔터(219s)가 이동되어, 매니폴드(209)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 그 후, 빈 보트(217), 즉, 웨이퍼(200)를 장전하지 않은 보트(217)가 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져 처리실(201) 내에 반입된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은 O링(220b)을 통해 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태로 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 또한, 처리실(201) 내가 원하는 온도가 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내의 부재, 즉, 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a 내지 249c)의 표면이나 내부(내벽), 보트(217)의 표면 등도, 원하는 온도로 가열된다. 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도에 도달한 후, 후술하는 제1 내지 제3 클리닝 처리가 완료될 때까지의 동안은, 그 온도가 유지되도록 제어한다. 계속해서, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전을 개시한다. 보트(217)의 회전은, 후술하는 제1 내지 제3 클리닝 처리가 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행해진다. 보트(217)는 회전시키지 않아도 된다.
(제1 클리닝 처리)
그 후, 다음 스텝 a 내지 c를 순서대로 실행한다.
[스텝 a]
처음에 스텝 a를 행한다. 본 스텝에서는, 이하에 나타내는 바와 같이, 압력 조정 스텝, F2 가스 공급 스텝을 순서대로 행한다.
먼저, 처리 용기 내를 향하여, N2 가스를 노즐(249a 내지 249c)로부터 공급하여, 처리 용기 내의 압력이 소정의 처리 압력이 되도록 조정한다(압력 조정 스텝). 구체적으로는, 밸브(243f 내지 243h)를 개방하여, 가스 공급관(232f 내지 232h) 내로 N2 가스를 각각 흘린다. N2 가스는, MFC(241f 내지 241h)에 의해 유량 조정되어, 가스 공급관(232a 내지 232c), 노즐(249a 내지 249c)을 통해 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여, APC 밸브(244)를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 압력이 소정의 처리 압력이 되도록 조정한다. 처리실(201) 내의 압력이 소정의 처리 압력이 된 후, 밸브(243f 내지 243h)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내로의 N2 가스의 공급을 정지한다.
계속해서, 처리 용기 내를 향하여, F2 가스를 노즐(249b)로부터 공급한다(F2 가스 공급 스텝). 즉, 처리 용기 내로 공급하는 가스를, N2 가스로부터 F2 가스로 전환한다. 구체적으로는, 밸브(243d)를 개방하여, 가스 공급관(232d) 내로 F2 가스를 흘린다. F2 가스는, MFC(241d)에 의해 유량 조정되어, 가스 공급관(232b), 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. F2 가스의 공급을 개시하고 나서 소정 시간이 경과한 후, 밸브(243d)를 폐쇄하여, 노즐(249b)을 통한 처리실(201) 내로의 F2 가스의 공급을 정지한다. 이때, 밸브(243f 내지 243h) 중 적어도 어느 것을 개방하여, 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 어느 것을 통해 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급하도록 해도 된다.
이들 스텝을 순서대로 행함으로써, 노즐(249b) 내에는, 가스 공급관(232d)으로부터 공급된 F2 가스의 일부가 잔류한 상태로 된다. 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스 중 일부의 가스는, 노즐(249b) 내에 부유하고 있어, 노즐(249b) 내로부터 처리실(201) 내를 향하여 이동한 상태로 되어 있다. 또한, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스 중 다른 일부의 가스는, 노즐(249b)의 내벽에 부착(물리 흡착)된 상태로 되어 있다. 또한, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스 중 또 다른 일부의 가스는, 노즐(249b)의 내벽을 구성하는 석영과 약간이지만 반응하여, 노즐(249b)의 내벽에 부착(화학 흡착)된 상태로 되어 있다.
스텝 a의 압력 조정 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
N2 가스 공급 유량(각 가스 공급관) : 0.5 내지 10slm
N2 가스 공급 시간 : 10 내지 180초
처리 압력 : 133 내지 26600Pa, 바람직하게는 6650 내지 19950Pa
처리 온도 : 30 내지 500℃, 바람직하게는 200 내지 300℃
가 예시된다.
스텝 a의 F2 가스 공급 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
F2 가스 공급 유량 : 0.1 내지 4slm, 바람직하게는 0.5 내지 2slm
N2 가스 공급 유량(각 가스 공급관) : 0 내지 10slm
각 가스 공급 시간 : 10 내지 120초, 바람직하게는 30 내지 60초
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 압력 조정 스텝에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
[스텝 b]
계속해서 스텝 b를 행한다. 본 스텝에서는, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리 용기 내를 향하여, NO 가스를 노즐(249b)로부터 공급한다(NO 가스 공급 스텝). 구체적으로는, 밸브(243e)를 개방하여, 가스 공급관(232e) 내로 NO 가스를 흘린다. NO 가스는, MFC(241e)에 의해 유량 조정되어, 가스 공급관(232b), 노즐(249b)을 통해 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다. 이때, 밸브(243f 내지 243h) 중 적어도 어느 것을 개방하여, 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 어느 것을 통해 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급하도록 해도 된다.
본 스텝을 행함으로써, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스와, 노즐(249b) 내로 공급된 NO 가스를 노즐(249b) 내에서 혼합시켜 반응시키는 것이 가능해진다. 이 반응에 의해, 노즐(249b) 내에서, 예를 들어 불소 라디칼(F*)이나 불화니트로실(FNO) 등의 활성종(이하, 이들을 총칭하여 FNO 등이라고도 칭함)을 생성하는 것이 가능해진다. 노즐(249b) 내에는, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스가 존재하게 된다. F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스는, 노즐(249b)의 내부에 접촉한다. 이때, 열화학 반응(에칭 반응)에 의해, 노즐(249b)의 내부에 부착되어 있던 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다. FNO 등은, F2 가스에 의한 에칭 반응을 촉진시켜, 퇴적물의 에칭 레이트를 증대시키도록, 즉, 에칭을 어시스트하도록 작용한다.
본 스텝에서는, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 또한, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, NO 가스를 노즐(249b) 내로 공급하기 때문에, 상술한 에칭 반응을, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 일부를 처리실(201) 내로 이동시키면서 진행시키는 것이 가능해진다. 즉, 본 스텝에서는, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 잔류량(농도, 분압)을 시간의 경과와 함께 감소시키면서, 상술한 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능해진다. 바꿔 말하면, 본 스텝에서는, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스에 대한 NO 가스의 체적 비율(이하, NO 가스/F2 가스의 체적 비율이라고도 함)을 시간의 경과와 함께 증가시키면서, 상술한 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능해진다.
여기서, 노즐(249b) 내에서 진행되는 상술한 에칭 반응의 활성도는, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 잔류량(농도, 분압)의 감소에 수반하여, 즉, NO 가스/F2 가스의 체적 비율의 증가에 수반하여 변화된다. 구체적으로는, 스텝 b의 개시 전, 노즐(249b) 내에는 NO 가스가 존재하지 않기 때문에, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율은 제로이며, 상술한 에칭 반응은, 거의, 혹은, 전혀 진행되지 않는다. 스텝 b를 개시한 후, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율이 제로보다도 커지면, 상술한 에칭 반응이 진행되기 시작하고, 반응이 점차 활성화된다. 노즐(249b) 내로의 NO 가스의 공급을 계속하여, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율이 소정의 크기에 도달하면, 상술한 에칭 반응이 가장 활성화되고, 반응의 활성도는 피크를 맞이한다. 노즐(249b) 내로의 NO 가스의 공급을 더 계속함으로써, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율이 더욱 커지면, 상술한 에칭 반응이 점차 감쇠(비활성화)된다. 그리고, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스가 노즐(249b) 내로부터, 거의, 혹은, 모두 배출되고, 노즐(249b) 내의 전역에 NO 가스가 충만되어, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율이 무한대에 근접하면, 노즐(249b) 내에 있어서의 에칭 반응은, 거의, 혹은, 전혀 진행되지 않게 된다.
본 실시 형태와 같이, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 잔류량(농도, 분압)을 시간의 경과와 함께 감소시키면서 상술한 에칭 반응을 진행시키는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 잔류량을 일정하게 유지하는 경우에 비해, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응이 소프트하게 진행되는 경향이 있다. 왜냐하면, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 잔류량(농도, 분압)을 시간의 경과와 함께 감소시키면서 상술한 에칭 반응을 진행시키는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응이 가장 활성화되는 기간은, 스텝 b의 실시 기간 전체 중, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율이 소정의 크기에 도달한 일부의 기간 내에 한정되게 되기 때문이다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 노즐(249b) 내의 에칭 반응은, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율이 소정의 크기로 유지되도록 노즐(249b) 내로 F2 가스와 NO 가스를 동시에 계속해서 공급하는 경우에 비해, 소프트하게 진행되게 된다. 즉, 본 실시 형태와 같이, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율을 시간의 경과와 함께 제로로부터 무한대로 증가시키는 경우, 노즐(249b)의 내부에서 에칭 반응이 과잉으로 진행되는 것을 억제하여, 노즐(249b)의 내벽이 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태와 같이, 상술한 에칭 반응을, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 일부를 처리실(201) 내를 향하여 이동시키면서 진행시키는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트, 즉, F2 가스와 NO 가스의 반응이 가장 활성화되어 퇴적물의 에칭양이 최대가 되는 개소는, 노즐(249b) 내의 가스류의 상류측(도 1의 하방측, 즉, 노즐(249b)의 근원측)으로부터 하류측(도 1의 상방측, 즉, 노즐(249b)의 선단측)을 향하여 이동하게 된다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, 노즐(249b) 내에 있어서의 상술한 에칭 반응이 가장 활성화되는 피크 포인트, 즉, 퇴적물의 에칭 레이트가 최대가 되는 개소를, 스텝 b를 개시한 후의 시간의 경과와 함께, 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측을 향하여 이동시키면서, 상술한 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 실시 형태에서는, 상술한 에칭 반응을, 노즐(249b) 내에 있어서의 특정 좁은 영역에서만 집중적으로 진행시키는 것이 아니라, 노즐(249b) 내의 광역에 있어서, 바람직하게는 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측에 걸치는 전역에 있어서, 구석구석까지 균등하게 진행시키는 것이 가능해진다.
또한, 상술한 에칭 처리는, F2 가스와 NO 가스의 반응에 의한 반응열을 발생시킨다. 본 실시 형태와 같이, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 일부를 처리실(201) 내를 향하여 이동시키면서, 상술한 에칭 반응을 진행시키는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응에 의한 반응열의 발열량이 최대가 되는 개소, 즉, 발열량의 피크 포인트를, 스텝 b를 개시한 후의 시간의 경과와 함께, 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측을 향하여 이동시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 실시 형태에서는, 노즐(249b)의 일부가 국소적으로 온도 상승하는 것을 피하는 것이 가능해진다.
NO 가스의 공급을 개시하고 나서 소정 시간이 경과한 후, 밸브(243e)를 폐쇄하여, 노즐(249b)을 통한 처리실(201) 내로의 NO 가스의 공급을 정지한다. 노즐(249b) 내에는, 가스 공급관(232e)으로부터 공급된 NO 가스의 일부가 잔류한 상태로 된다. 노즐(249b) 내에 잔류한 NO 가스 중 일부의 가스는, 노즐(249b) 내에 부유하고 있어, 노즐(249b) 내로부터 처리실(201) 내를 향하여 이동한 상태로 되어 있다. 또한, 노즐(249b) 내에 잔류한 NO 가스 중 다른 일부의 가스는, 노즐(249b)의 내벽에 부착(물리 흡착)된 상태로 되어 있다.
스텝 b, 즉, NO 가스 공급 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
NO 가스 공급 유량 : 0.05 내지 2slm, 바람직하게는 0.1 내지 1slm
NO 가스 공급 시간 : 10 내지 120초, 바람직하게는 30 내지 60초
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 스텝 a에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
[스텝 c]
계속해서 스텝 c를 행한다. 본 스텝에서는, 노즐(249b) 내로의 NO 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249b) 내, 바람직하게는 노즐(249a 내지 249c) 내 및 처리 용기 내에 잔류하는 가스를 제거한다(잔류 가스 제거 스텝). 구체적으로는, APC 밸브(244)를 개방한 상태에서, 밸브(243f 내지 243h)를 개방하여, 가스 공급관(232f 내지 232h) 내로 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, MFC(241f 내지 241h)에 의해 유량 조정되어, 가스 공급관(232a 내지 232c), 노즐(249a 내지 249c)을 통해 처리실(201) 내로 공급되고, 배기구(231a)로부터 배기된다.
스텝 c, 즉, 잔류 가스 제거 스텝에 있어서의 처리 조건으로서는,
N2 가스 공급 유량(가스 공급관마다) : 0.5 내지 20slm, 바람직하게는 1 내지 10slm
N2 가스 공급 시간 : 10 내지 180초, 바람직하게는 10 내지 120초
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 스텝 a에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
본 스텝을 행함으로써, 노즐(249b) 내를 퍼지할 수 있어, 노즐(249b) 내에 잔류되어 있는 NO 가스 등을, 노즐(249b) 내로부터 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 노즐(249b) 내의 분위기를 N2 가스로 치환하는 것이 가능해진다. 결과로서, 다음 사이클의 스텝 a에서 처리실(201) 내를 향하여 노즐(249b)로부터 F2 가스를 공급하였을 때, 노즐(249b) 내에서 상술한 에칭 반응이 의도치 않게 진행되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
또한, 본 스텝에 있어서의 처리 조건을 적정하게 설정함으로써, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내도 퍼지할 수 있어, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내에 잔류하는 NO 가스 등을, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내로부터 각각 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내의 분위기를 각각 N2 가스로 치환하는 것이 가능해진다. 결과로서, 다음 사이클의 스텝 a에서 처리실(201) 내를 향하여 노즐(249b)로부터 F2 가스를 공급하였을 때, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내에서 상술한 에칭 반응이 의도치 않게 진행되는 것을 각각 피하는 것이 가능해진다.
또한, 본 스텝을 행함으로써, 스텝 b에 있어서 F2 가스와 NO 가스의 반응열에 의해 상승한 노즐(249b)의 온도를 적정하게 강하시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 다음 사이클의 스텝 a에서 처리실(201) 내를 향하여 노즐(249b)로부터 F2 가스를 공급하였을 때, 고온 상태의 노즐(249b)의 내부에 F2 가스가 접촉함으로써 노즐(249b)의 내벽이 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
[소정 횟수 실시]
상술한 스텝 a 내지 c를 포함하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 행함으로써, 노즐(249b) 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다.
클리닝 가스로서는, F2 가스 외에, 불화수소(HF) 가스, 불화염소(ClF3) 가스, 불화질소(NF3) 가스, 혹은, 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.
첨가 가스로서는, NO 가스 외에, 수소(H2) 가스, 산소(O2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 이소프로필알코올((CH3)2CHOH, 약칭 : IPA) 가스, 메탄올(CH3OH) 가스, 수증기(H2O 가스), HF 가스, 혹은, 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.
이들의 점은, 후술하는 제2, 제3 클리닝 처리에 있어서도 마찬가지이다.
또한, 첨가 가스로서 HF 가스를 사용하는 경우에는, 클리닝 가스로서, F2 가스, ClF3 가스, NF3 가스, 혹은, 이들의 혼합 가스 중 어느 것의 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 클리닝 가스로서 HF 가스를, 첨가 가스로서 IPA 가스, 메탄올 가스, H2O 가스, 혹은, 이들의 혼합 가스 중 어느 것의 가스를 사용하는 경우에는, 제1 내지 제3 클리닝 처리에 있어서의 상술한 처리 온도를, 예를 들어 30 내지 300℃, 바람직하게는 50 내지 200℃의 범위 내의 소정의 온도로 하는 것이 바람직하다.
(제2 클리닝 처리)
제1 클리닝 처리를 행함으로써, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를 처리실(201)의 내부에도 접촉시킬 수 있어, 처리실(201) 내에 부착된 퇴적물의 적어도 일부를 제거하는 것도 가능해진다. 단, 처리실(201) 내에 부착된 퇴적물의 일부는, 제거되지 않고 처리실(201) 내에 잔류하는 경우가 있다. 따라서, 제1 클리닝 처리가 종료된 후, 필요에 따라, 처리실(201) 내의 클리닝 처리를 행한다. 본 명세서에서는, 처리실(201) 내에 대하여 행하는 이 처리를, 제2 클리닝 처리라 칭한다.
구체적으로는, APC 밸브(244)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내의 배기를 정지한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스와 NO 가스를 동시에 공급한다(스텝 d). 처리실(201) 내의 압력이 소정의 처리 압력까지 상승한 후, 처리실(201) 내의 배기를 정지한 상태에서, 처리실(201) 내를 향한 F2 가스와 NO 가스의 공급을 정지하고, 처리실(201) 내에 F2 가스와 NO 가스를 봉입한 상태를 소정 시간 유지한다(스텝 e). 소정의 봉입 시간이 경과한 후, APC 밸브(244)를 개방하여, 처리실(201) 내를 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다(스텝 f). 제2 클리닝 처리에서는, 스텝 d 내지 f를 1사이클로 하여, 이 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 행한다.
제2 클리닝 처리를 행함으로써, F2 가스와 NO 가스를 처리실(201) 내에서 혼합시켜 반응시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 처리실(201) 내에 있어서 FNO 등을 발생시켜, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를 처리실(201)의 내부에 접촉시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 처리실(201)의 내부에서 에칭 반응을 진행시켜, 처리실(201) 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 노즐(249a 내지 249c)의 내벽의 오버 에칭을 피하기 위해, 상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를 가스 공급관(232a, 232c)에 각각 접속하거나 하여, F2 가스의 공급에 사용하는 노즐과, NO 가스의 공급에 사용하는 노즐을, 상이한 노즐로 하는 것이 바람직하다.
제2 클리닝 처리에 있어서의 처리 조건으로서는,
F2 가스 공급 유량 : 0.5 내지 10slm
NO 가스 공급 유량 : 0.5 내지 10slm
N2 가스 공급 유량 : 0.01 내지 20slm, 바람직하게는 0.01 내지 10slm
각 가스 공급 시간 : 10 내지 300초, 바람직하게는 20 내지 120초
처리 압력 : 1330 내지 53320Pa, 바람직하게는 9000 내지 15000Pa
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 제1 클리닝 처리에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
(제3 클리닝 처리)
제1, 제2 클리닝 처리를 행함으로써, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를 배기관(231)의 내부에도 접촉시킬 수 있어, 배기관(231) 내에 부착된 퇴적물의 적어도 일부를 제거하는 것도 가능해진다. 단, 배기관(231) 내에 부착된 퇴적물의 일부는, 제거되지 않고 배기관(231) 내에 잔류하는 경우가 있다. 따라서, 제1, 제2 클리닝 처리가 종료된 후, 필요에 따라, 배기관(231) 내의 클리닝 처리를 행한다. 본 명세서에서는, 배기관(231) 내에 대하여 행하는 이 처리를, 제3 클리닝 처리라 칭한다.
구체적으로는, APC 밸브(244)를 개방하여, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스와 NO 가스를 동시에 공급한다(스텝 g). 소정의 시간이 경과한 후, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 처리실(201) 내를 향한 F2 가스와 NO 가스의 공급을 정지하고, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내나 배기관(231) 내로부터 배제한다(스텝 h). 제3 클리닝 처리에서는, 스텝 g, h를 1사이클로 하여, 이 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 행한다.
제3 클리닝 처리를 행함으로써, F2 가스와 NO 가스를 처리실(201) 내나 배기관(231) 내에서 혼합시켜 반응시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내에 있어서 FNO 등을 발생시켜, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를 배기관(231)의 내부에 접촉시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 배기관(231)의 내부에서 에칭 반응을 진행시켜, 배기관(231) 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 노즐(249a 내지 249c)의 내벽의 오버 에칭을 피하기 위해, 상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를 가스 공급관(232a, 232c)에 각각 접속하거나 하여, F2 가스의 공급에 사용하는 노즐과, NO 가스의 공급에 사용하는 노즐을, 상이한 노즐로 하는 것이 바람직하다.
제3 클리닝 처리에 있어서의 처리 조건으로서는,
F2 가스 공급 유량 : 0.5 내지 10slm
NO 가스 공급 유량 : 0.5 내지 10slm
N2 가스 공급 유량 : 0.01 내지 20slm, 바람직하게는 0.01 내지 10slm
각 가스 공급 시간 : 10 내지 300초, 바람직하게는 20 내지 120초
가 예시된다. 다른 처리 조건은, 제2 클리닝 처리에 있어서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.
(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)
제1 내지 제3 클리닝 처리가 종료된 후, 상술한 기판 처리 공정에서의 애프터 퍼지와 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내를 퍼지한다(애프터 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(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). 이들 일련의 공정이 종료되면, 상술한 기판 처리 공정이 재개된다.
(4) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) 웨이퍼(200)에 대하여 노즐(249b)로부터 HCDS 가스를 공급하여 웨이퍼(200)를 처리한 후의 처리실(201) 내를 향하여, F2 가스를, 노즐(249b)로부터 공급하는 스텝 a와, F2 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여, NO 가스를, 노즐(249b)로부터 공급하는 스텝 b를 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 각 사이클에 있어서, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스와, 노즐(249b) 내에 공급된 NO 가스를, 노즐(249b) 내에서 혼합시켜 반응시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, FNO 등의 어시스트 작용을 이용하여, 노즐(249b)의 내부에서 에칭 반응을 적정하게 진행시켜, 노즐(249b)의 내벽에 대미지를 주지 않고, 노즐(249b) 내에 누적된 퇴적물을 실용적인 레이트로 제거하는 것이 가능해진다.
(b) 스텝 b에서는, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 또한, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여, NO 가스를, 노즐(249b)로부터 공급함으로써, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 잔류량(농도, 분압)을 시간의 경과와 함께 감소시키는 것, 즉, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스/F2 가스의 체적 비율을 시간의 경과와 함께 증가시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응을 소프트하게 진행시켜, 노즐(249b)의 내부에서 에칭 반응이 과잉으로 진행되는 것을 억제하여, 노즐(249b)의 내벽이 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
또한, 노즐(249b)로부터 F2 가스와 NO 가스를 처리실(201) 내를 향하여 동시에 공급하는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스의 농도, 분압은 일정해져, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응을 소프트하게 진행시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 결과로서, 노즐(249b)의 내부에서 에칭 반응이 과잉으로 진행되어, 노즐(249b)의 내벽이 오버 에칭되는 경우가 있다.
(c) 스텝 b에서는, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 또한, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여, NO 가스를, 노즐(249b)로부터 공급함으로써, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 일부를 처리실(201) 내로 이동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트를, 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측을 향하여 이동시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리를, 노즐(249b) 내의 광역에 있어서, 바람직하게는 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측에 걸치는 전역에 있어서, 구석구석까지 균등하게 진행시키는 것이 가능해진다. 즉, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 노즐(249b)로부터 F2 가스와 NO 가스를 처리실(201) 내를 향하여 동시에 공급하는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트를 이동시킬 수 없어, 노즐(249b)의 일부에서 에칭 반응이 국소적으로 진행되어, 노즐(249b)의 내벽의 일부가 국소적으로 오버 에칭되는 경우가 있다.
(d) 스텝 b에서는, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 또한, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여, NO 가스를, 노즐(249b)로부터 공급함으로써, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 일부를 처리실(201) 내로 이동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응에 의한 반응열의 발열량의 피크 포인트를, 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측을 향하여 이동시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 노즐(249b)의 일부가 국소적으로 온도 상승하는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 고온 상태의 노즐(249b)의 내부에 F2 가스가 접촉함으로써, 노즐(249b)의 내벽의 일부가 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
또한, 노즐(249b)로부터 F2 가스와 NO 가스를 처리실(201) 내를 향하여 동시에 공급하는 경우, 노즐(249b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응에 의한 반응열의 발열량의 피크 포인트를 이동시킬 수 없어, 노즐(249b)의 일부가 국소적으로 고온이 되는 경우가 있다. 이에 의해, 노즐(249b) 내에서 에칭 반응이 국소적으로 진행되어, 노즐(249b)의 내벽의 일부가 국소적으로 오버 에칭되는 경우가 있다.
(e) 스텝 b에서는, 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여, NO 가스를, 가스 공급관(232b) 및 노즐(249b)을 통해 공급함으로써, 가스 공급관(232b) 내에 F2 가스가 잔류되어 있던 경우라도, 잔류되어 있던 F2 가스의 일부를 가스 공급관(232b) 내로부터 처리실(201) 내로 이동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 가스 공급관(232b) 내에서 F2 가스와 NO 가스의 반응이 발생한 경우라도, 가스 공급관(232b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트, 즉, F2 가스와 NO 가스의 반응에 의한 반응열의 발열량의 피크 포인트를, 가스 공급관(232b)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 이동시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 가스 공급관(232b)의 일부가 국소적으로 온도 상승하는 것을 피하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 고온 상태의 가스 공급관(232b)의 내부에 F2 가스가 접촉함으로써 가스 공급관(232b)의 내벽이 부식되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
또한, 가스 공급관(232b) 및 노즐(249b)을 통해 F2 가스와 NO 가스를 처리실(201) 내를 향하여 동시에 공급하는 경우, 가스 공급관(232b) 내에 있어서의 F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트를 이동시킬 수 없어, 가스 공급관(232b)의 일부가 국소적으로 고온이 되는 경우가 있다. 이에 의해, 가스 공급관(232b) 내에서 에칭 반응이 국소적으로 진행되어, 가스 공급관(232b)의 내벽의 일부가 국소적으로 부식되는 경우가 있다.
(f) 노즐(249b) 내로의 NO 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249b) 내에 잔류하는 NO 가스 등을 제거하고, 노즐(249b) 내의 분위기를 N2 가스로 치환하는 스텝 c를 행함으로써, 다음 사이클의 스텝 a에서 처리실(201) 내를 향하여 노즐(249b)로부터 F2 가스를 공급하였을 때, 노즐(249b) 내에서 상술한 에칭 반응이 의도치 않게 진행되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
(g) 스텝 c에 있어서의 처리 조건을 적정하게 설정하고, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내에 잔류하는 NO 가스 등을, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내로부터 각각 제거하고, 이들 내부의 분위기를 각각 N2 가스로 치환하도록 한 경우, 노즐(249a, 249c) 내 및 처리실(201) 내에서 상술한 에칭 반응이 의도치 않게 진행되는 것을, 각각 피하는 것이 가능해진다.
(h) 노즐(249b) 내로의 NO 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249b) 내에 잔류하는 NO 가스 등을 제거하고, 노즐(249b) 내의 분위기를 N2 가스로 치환하는 스텝 c를 행함으로써, F2 가스와 NO 가스의 반응열에 의해 상승한 노즐(249b)의 온도를 적정하게 강하시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 다음 사이클의 스텝 a에서 처리실(201) 내를 향하여 노즐(249b)로부터 F2 가스를 공급하였을 때, 고온 상태의 노즐(249b)의 내부에 F2 가스가 접촉함으로써, 노즐(249b)의 내벽이 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
(i) F2 가스 공급 스텝을, 노즐(249b) 내로의 N2 가스의 공급을 정지한 상태에서 행함으로써, 노즐(249b) 내로부터 처리실(201) 내를 향한 F2 가스의 이동을 억제하여, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부를 잔류시키는 것이 용이해진다.
또한, F2 가스 공급 스텝을, 노즐(249b) 내로 N2 가스를 공급한 상태에서 행하도록 해도 된다. 이 경우, 노즐(249b) 내로 공급되는 F2 가스의 농도를 원하는 농도로 저하시키는 것이 용이해진다.
또한, F2 가스 공급 스텝을, 노즐(249a, 249c) 내로의 N2 가스의 공급을 정지한 상태에서 행함으로써, 노즐(249a, 249c) 내로 F2 가스를 침입(역확산)시켜, 후술하는 바와 같이, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리를 행할 때, 노즐(249a, 249c) 내의 클리닝 처리를 아울러 진행시키는 것이 가능해진다.
또한, F2 가스 공급 스텝을, 노즐(249a, 249c) 내로 N2 가스를 공급한 상태에서 행하도록 해도 된다. 이 경우, 노즐(249a, 249c) 내로의 F2 가스의 침입을 억제하고, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리를 행할 때, 노즐(249a, 249c) 내의 클리닝 처리의 진행을 억제하는 것이 가능해진다.
(j) NO 가스 공급 스텝을, APC 밸브(244)를 개방하여 처리실(201) 내를 배기한 상태에서 행함으로써, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 처리실(201) 내로의 이동을 재촉하는 것이 가능해진다. 이에 의해, NO 가스/F2 가스의 체적 비율을 시간의 경과와 함께 증가시키는 것에 의한 상술한 효과, F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트를 이동시키는 것에 의한 상술한 효과, 및 F2 가스와 NO 가스의 반응에 의해 발생하는 반응열의 발열량의 피크 포인트를 이동시키는 것에 의한 상술한 효과를, 각각 확실하게 얻는 것이 가능해진다.
또한, NO 가스 공급 스텝을, APC 밸브(244)를 폐쇄하여 처리실(201) 내의 배기를 정지한 상태에서 행하도록 해도 된다. 이 경우, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 처리실(201) 내로의 이동을 적정하게 억제하는 것이 가능해져, F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트의 이동 속도를 적정하게 저하시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 노즐(249b) 내에 있어서, 반응의 피크 포인트가 통과하는 영역에 있어서의 퇴적물의 제거 효과를 높이는 것이 가능해진다.
또한, NO 가스 공급 스텝을, 노즐(249b) 내로의 N2 가스의 공급을 정지한 상태에서 행함으로써, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 처리실(201) 내로의 이동을 적정하게 억제하여, F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트의 이동 속도를 적정하게 저하시키는 것이 가능해진다. 결과로서, 노즐(249b) 내에 있어서, 반응의 피크 포인트가 통과하는 영역에 있어서의 퇴적물의 제거 효과를 높이는 것이 가능해진다.
또한, NO 가스 공급 스텝을, 노즐(249b) 내로 N2 가스를 공급한 상태에서 행하도록 해도 된다. 이 경우, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스의 처리실(201) 내로의 이동을 재촉하는 것이 가능해진다. 이에 의해, NO 가스/F2 가스의 체적 비율을 시간의 경과와 함께 증가시키는 것에 의한 상술한 효과, F2 가스와 NO 가스의 반응의 피크 포인트를 이동시키는 것에 의한 상술한 효과, 및 F2 가스와 NO 가스의 반응에 의해 발생하는 반응열의 발열량의 피크 포인트를 이동시키는 것에 의한 상술한 효과를, 각각 확실하게 얻는 것이 가능해진다.
또한, NO 가스 공급 스텝을, 노즐(249a, 249c) 내로의 N2 가스의 공급을 정지한 상태에서 행함으로써, 노즐(249a, 249c) 내로 NO 가스를 침입(역확산)시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 스텝 a를 행함으로써 노즐(249a, 249c) 내로 침입한 F2 가스와, 스텝 b를 행함으로써 노즐(249a, 249c) 내로 침입한 NO 가스를 반응시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 노즐(249a, 249c) 내에 있어서 FNO 등을 발생시켜, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를, 노즐(249a, 249c)의 내부에 접촉시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249a, 249c)의 내부에서 에칭 반응을 진행시켜, 노즐(249a, 249c) 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다. 즉, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리를 행할 때, 노즐(249a, 249c) 내의 클리닝 처리를 아울러 진행시키는 것이 가능해진다.
또한, NO 가스 공급 스텝을, 노즐(249a, 249c) 내로 N2 가스를 공급한 상태에서 행하도록 해도 된다. 이 경우, 노즐(249a, 249c) 내로의 NO 가스의 침입을 억제하여, 노즐(249a, 249c) 내에 있어서의 클리닝 처리의 진행을 억제하는 것이 가능해진다.
(k) 제1 클리닝 처리를 행함으로써, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를, 노즐(249b)의 내부뿐만 아니라, 처리실(201)의 내부나 배기관(231)의 내부에도 접촉시킬 수 있어, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내에 부착된 퇴적물의 적어도 일부를 제거하는 것도 가능해진다. 또한, 제1 클리닝 처리 후에, 처리실(201) 내에 부착된 퇴적물의 일부가 처리실(201) 내에 잔류한 경우에는, 필요에 따라 제2 클리닝 처리를 행함으로써, 처리실(201) 내에 잔류한 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 클리닝 처리 후에, 배기관(231) 내에 부착된 퇴적물의 일부가 제거되지 않고 배기관(231) 내에 잔류한 경우에는, 필요에 따라 제3 클리닝 처리를 행함으로써, 배기관(231) 내에 잔류한 퇴적물을 제거하는 것이 가능해진다.
(l) 상술한 효과는, 클리닝 처리 공정에 있어서, F2 가스 이외의 클리닝 가스를 사용하는 경우나, NO 가스 이외의 첨가 가스를 사용하는 경우나, N2 가스 이외의 불활성 가스를 사용하는 경우에도, 마찬가지로 얻는 것이 가능하다. 또한, 상술한 효과는, 기판 처리 공정에 있어서, HCDS 가스 이외의 처리 가스(원료)를 사용하는 경우나, NH3 가스 이외의 처리 가스(반응체)를 사용하는 경우나, N2 가스 이외의 불활성 가스를 사용하는 경우에도, 마찬가지로 얻는 것이 가능하다.
(5) 변형예
제1 클리닝 처리는, 도 4의 (a)에 도시한 양태에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 변형예와 같이 변경할 수 있다. 이들 변형예는 임의로 조합할 수 있다. 특별히 설명이 없는 한, 각 변형예의 각 스텝에 있어서의 처리 수순, 처리 조건은, 도 4의 (a)에 도시한 각 스텝에 있어서의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
(변형예 1)
도 4의 (b)나 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스와 같이, 웨이퍼(200)에 대하여 노즐(249b)로부터 HCDS 가스를 공급하여 웨이퍼(200)를 처리한 후의 처리실(201) 내를 향하여, NO 가스를, 노즐(249b)로부터 공급하는 스텝 a와, NO 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249b) 내에 NO 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여, F2 가스를, 노즐(249b) 내로부터 공급하는 스텝 b를 포함하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행하도록 해도 된다. 본 변형예의 스텝 a에 있어서도, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리와 마찬가지로, NO 가스를 공급하기 전에, 도면 중 a0으로 나타내는 압력 조정 스텝을 행한다. 또한, F2 가스의 공급을 정지한 후에, 도면 중 c로 나타내는 잔류 가스 제거 스텝을 행한다.
R2 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
본 변형예에 있어서도, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
즉, 본 변형예에 있어서는, 노즐(249b) 내에 잔류한 NO 가스와, 노즐(249b) 내에 공급된 F2 가스를, 노즐(249b) 내에서 혼합시켜 반응시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, FNO 등의 어시스트 작용을 이용하여, 노즐(249b)의 내부에서 에칭 반응을 진행시켜, 노즐(249b) 내에 누적된 퇴적물을 실용적인 레이트로 제거하는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 있어서는, 노즐(249b) 내에 잔류한 NO 가스의 일부를 처리실(201) 내로 이동시키면서, 상술한 에칭 반응을 진행시키는 것이 가능해진다. 즉, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스의 잔류량(농도, 분압)을 시간의 경과와 함께 감소시키면서, 상술한 에칭 처리를 진행시키는 것이 가능해진다. 바꿔 말하면, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스에 대한 F2 가스의 체적 비율(이하, F2 가스/NO 가스의 체적 비율이라고도 함)을 시간의 경과와 함께 증가시키면서, 상술한 에칭 처리를 진행시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스와 F2 가스의 반응을 소프트하게 진행시켜, 노즐(249b)의 내부에서 에칭 반응이 과잉으로 진행되는 것을 억제하여, 노즐(249b)의 내벽이 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 있어서는, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스와 F2 가스의 반응의 피크 포인트를, 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측을 향하여 이동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리를, 노즐(249b) 내의 광역에 있어서, 바람직하게는 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측에 걸치는 전역에 있어서, 구석구석까지 균등하게 진행시키는 것이 가능해진다. 즉, 노즐(249b) 내의 클리닝 처리의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 있어서는, 노즐(249b) 내에 있어서의 NO 가스와 F2 가스의 반응에 의한 반응열의 발열량의 피크 포인트를, 노즐(249b)의 근원측으로부터 선단측을 향하여 이동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노즐(249b)의 일부가 국소적으로 온도 상승하는 것을 억제하고, 다음 사이클의 스텝 a에서, 고온 상태의 노즐(249b)의 내부에 F2 가스가 접촉함으로써, 노즐(249b)의 내벽의 일부가 오버 에칭되는 것을 피하는 것이 가능해진다.
(변형예 2)
도 5의 (a)나 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스와 같이, 도면 중 a0으로 나타내는 압력 조정 스텝에 있어서, F2 가스를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하여, 처리실(201) 내에 F2 가스를 충만시키도록 해도 된다.
R2 : (F2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
본 변형예에 있어서도, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 변형예의 스텝 a에서는, F2 가스를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하여, 처리실(201) 내에 F2 가스를 충만시킴으로써, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부를 잔류시키는 것이 용이해진다. 이에 의해, 그 후에 스텝 b를 행하였을 때, 노즐(249b) 내에 잔류한 F2 가스와, 노즐(249b) 내로 공급된 NO 가스를, 노즐(249b) 내에서 효율적으로 혼합시켜 반응시켜, 노즐(249b) 내에 누적된 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 스텝 a에 있어서의 처리 수순을 간소화시키는 것이 가능해진다. 또한, 본 변형예에 의하면, 스텝 a에 있어서, F2 가스를 처리실(201) 내 전체에 충만시키기 때문에, 노즐(249b) 내뿐만 아니라, 노즐(249a, 249c) 내, 처리실(201) 내, 배기관(231) 내에 누적된 퇴적물의 제거 효율(효과)을 높이는 것도 가능해진다.
또한, 압력 조정 스텝에서는, F2 가스와 N2 가스의 양쪽을 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하도록 해도 된다. 이 경우, 상술한 효과가 얻어지는 것 외에, 처리실(201) 내의 압력이 처리 압력에 도달할 때까지의 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
(변형예 3)
도 5의 (b)나 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스와 같이, 도면 중 a0으로 나타내는 압력 조정 스텝에 있어서, NO 가스를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하여, 처리실(201) 내에 NO 가스를 충만시키도록 해도 된다.
R2 : (NO-Press. set→NO→F2→PRG)×n
본 변형예에 있어서도, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 변형예의 스텝 a에서는, NO 가스를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하여, 처리실(201) 내에 NO 가스를 충만시킴으로써, 노즐(249b) 내에 NO 가스의 일부를 잔류시키는 것이 용이해진다. 이에 의해, 그 후에 스텝 b를 행하였을 때, 노즐(249b) 내에 잔류한 NO 가스와, 노즐(249b) 내로 공급된 F2 가스를, 노즐(249b) 내에서 효율적으로 혼합시켜 반응시켜, 노즐(249b) 내에 누적된 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 스텝 a에 있어서의 처리 수순을 간소화시키는 것이 가능해진다. 또한, 본 변형예에 의하면, 스텝 a에 있어서, NO 가스를 처리실(201) 내 전체에 충만시키기 때문에, 노즐(249b) 내뿐만 아니라, 노즐(249a, 249c) 내, 처리실(201) 내, 배기관(231) 내에 누적된 퇴적물의 제거 효율(효과)을 높이는 것도 가능해진다.
또한, 압력 조정 스텝에서는, NO 가스와 N2 가스의 양쪽을 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하도록 해도 된다. 이 경우, 상술한 효과가 얻어지는 것 외에, 처리실(201) 내의 압력이 처리 압력에 도달할 때까지의 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
(변형예 4)
상술한 실시 형태에서는, F2 가스 공급 스텝을, APC 밸브(244)를 개방하여 처리실(201) 내를 배기한 상태에서 행하는 예에 대하여 설명하였지만, F2 가스 공급 스텝을, APC 밸브(244)를 폐쇄하여 처리실(201) 내의 배기를 정지한 상태에서 행하도록 해도 된다. 본 변형예에 있어서도, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 변형예에서는, 노즐(249b) 내로부터 처리실(201) 내를 향한 F2 가스의 이동을 억제하여, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부를 잔류시키는 것이 용이해진다.
(변형예 5)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232a)에 접속하거나 하여, 노즐(249a) 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스에 의해 행하도록 해도 된다.
R1 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R1 : (F2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R1 : (NO-Press. set→NO→F2→PRG)×n
본 변형예에 의하면, 노즐(249a) 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해지고, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(변형예 6)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232c)에 접속하거나 하여, 노즐(249c) 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스에 의해 행하도록 해도 된다.
R3 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R3 : (F2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (NO-Press. set→NO→F2→PRG)×n
본 변형예에 의하면, 노즐(249c) 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 것이 가능해지고, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(변형예 7)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232a, 232c) 중 적어도 어느 것의 가스 공급관에 접속하거나 하여, 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 2개 이상의 노즐 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예의 수순으로 순차적으로 행하도록 해도 된다.
이때, 노즐(249a 내지 249c) 내의 클리닝 처리의 실시 순서는, 임의로 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, R2→R1의 순으로 클리닝 처리를 행해도 되고, R2→R3의 순으로 클리닝 처리를 행해도 되고, R2→R1→R3의 순으로 클리닝 처리를 행해도 된다.
본 변형예에 의하면, 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 2개 이상의 노즐 내에 부착된 퇴적물을 각각 제거하는 것이 가능해지고, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(변형예 8)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232a, 232c)의 각각에 접속하거나 하여, 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 2개 이상의 노즐 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스에 의해 동시에 행하도록 해도 된다.
R1 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
본 변형예에 의하면, 노즐(249a 내지 249c) 중 적어도 2개 이상의 노즐 내에 부착된 퇴적물을 각각 제거하는 것이 가능해지고, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 복수의 노즐 내의 클리닝 처리를 동시에 행하기 때문에, 클리닝 처리의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
(변형예 9)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232a, 232c) 중 적어도 어느 것의 가스 공급관에 접속하거나 하여, 노즐(249a, 249b) 내의 클리닝 처리, 혹은, 노즐(249b, 249c) 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스에 의해 동시에 행하도록 해도 된다.
R1 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
즉, 스텝 a에 있어서, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스를 노즐(249b)로부터 공급하는 경우, 스텝 a에서는, 처리실(201) 내를 향하여 NO 가스를 노즐(249b)과는 상이한 노즐(249a) 혹은 노즐(249c)로부터 공급해도 된다. 또한, 스텝 b에 있어서, 노즐(249b) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여 NO 가스를 노즐(249b)로부터 공급하는 경우, 스텝 b에서는, NO 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249a) 혹은 노즐(249c) 내에 NO 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스를 노즐(249a) 혹은 노즐(249c)로부터 공급하도록 해도 된다.
또한, 스텝 a에 있어서, 처리실(201) 내를 향하여 NO 가스를 노즐(249b)로부터 공급하는 경우, 스텝 a에서는, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스를 노즐(249b)과는 상이한 노즐(249a) 혹은 노즐(249c)로부터 공급해도 된다. 또한, 스텝 b에 있어서, 노즐(249b) 내에 NO 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스를 노즐(249b)로부터 공급하는 경우, 스텝 b에서는, F2 가스의 공급을 정지한 후, 노즐(249a) 혹은 노즐(249c) 내에 F2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 처리실(201) 내를 향하여 NO 가스를 노즐(249a) 혹은 노즐(249c)로부터 공급하도록 해도 된다.
본 변형예에 의하면, 노즐(249a, 249b) 내에 부착된 퇴적물을 각각 제거하거나, 노즐(249b, 249c) 내에 부착된 퇴적물을 각각 제거하거나 하는 것이 가능해진다. 또한, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 복수의 노즐 내의 클리닝 처리를 동시에 행하기 때문에, 클리닝 처리의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 스텝 a, b 중 어느 스텝에 있어서도, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스와 NO 가스가 동시에 공급되기 때문에, 처리실(201) 내에 있어서 FNO 등을 효율적으로 발생시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, F2 가스에 FNO 등이 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를, F2 가스나 NO 가스의 공급을 불실시로 하는 노즐 내로 역확산시켜 이 노즐의 내부에 접촉시키거나, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내로 확산시켜 처리실(201)의 내부나 배기관(231)의 내부에 접촉시키거나 하는 것을, 확실하게 행할 수 있게 된다. 즉, F2 가스나 NO 가스의 공급을 실시하는 노즐 내의 클리닝 처리와, F2 가스나 NO 가스의 공급을 불실시로 하는 노즐 내의 클리닝 처리, 처리실(201) 내의 클리닝 처리, 및 배기관(231) 내의 클리닝 처리를, 동시에 또한 효율적으로 진행시키는 것이 가능해진다.
(변형예 10)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232a, 232c)의 각각에 접속하거나 하여, 노즐(249a, 249c) 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 도 6이나 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스에 의해 동시에 행하도록 해도 된다.
R1 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
본 변형예에 의하면, 노즐(249a, 249c) 내에 부착된 퇴적물을 각각 제거하는 것이 가능해지고, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 복수의 노즐 내의 클리닝 처리를 동시에 행하기 때문에, 클리닝 처리의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 스텝 a, b 중 어느 스텝에 있어서도, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스와 NO 가스가 동시에 공급되기 때문에, 변형예 9와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
(변형예 11)
상술한 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계, 및 상술한 첨가 가스 공급계와 마찬가지의 가스 공급계를, 가스 공급관(232a, 232c)의 각각에 접속하거나 하여, 노즐(249a 내지 249c) 내의 클리닝 처리를, 예를 들어 도 7이나 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스에 의해 동시에 행하도록 해도 된다.
R1 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R1 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
R2 : (N2-Press. set→NO→F2→PRG)×n
R3 : (N2-Press. set→F2→NO→PRG)×n
본 변형예에 의하면, 노즐(249a 내지 249c) 내에 부착된 퇴적물을 각각 제거할 수 있고, 이때, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 복수의 노즐 내의 클리닝 처리를 동시에 행하기 때문에, 클리닝 처리의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 의하면, 스텝 a, b 중 어느 스텝에 있어서도, 처리실(201) 내를 향하여 F2 가스와 NO 가스가 동시에 공급되기 때문에, 변형예 9와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.
(변형예 12)
스텝 c의 실시 타이밍은, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 각 변형예에서 예시한 타이밍에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이하에 나타내는 가스 공급 시퀀스와 같이, 제1 클리닝 처리의 최후의 사이클에서만 스텝 c를 실시하거나, 사이클을 소정 횟수 실시할 때마다 스텝 c를 실시하거나 해도 된다. 또한, 이하에 나타내는 n, 및 n1 내지 n3은, 각각, 1 이상의 정수이다.
R2 : (N2-Press. set→F2→NO)×n→PRG
R2 : (N2-Press. set→NO→F2)×n→PRG
R2 : (F2-Press. set→F2→NO)×n→PRG
R2 : (NO-Press. set→NO→F2)×n→PRG
R2 : 〔[(N2-Press. set→F2→NO)×n1→PRG]×n2〕×n3
R2 : 〔[(N2-Press. set→NO→F2)×n1→PRG]×n2〕×n3
R2 : 〔[(F2-Press. set→F2→NO)×n1→PRG]×n2〕×n3
R2 : 〔[(NO-Press. set→NO→F2)×n1→PRG]×n2〕×n3
본 변형예에 의하면, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 스텝 c의 실시 빈도를 저하시킴으로써, 클리닝 처리의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
(변형예 13)
상술한 제1 내지 제3 클리닝 처리는, 이하에 나타내는 바와 같이, 임의의 순서로 실시할 수 있다. 또한, 상술한 제1 내지 제3 클리닝 처리 중, 제1 클리닝 처리를 포함하는 2개의 처리를 임의로 선택하고, 이들을 임의의 순서로 실시할 수 있다.
제1 클리닝 처리→제2 클리닝 처리→제3 클리닝 처리
제1 클리닝 처리→제3 클리닝 처리→제2 클리닝 처리
제2 클리닝 처리→제1 클리닝 처리→제3 클리닝 처리
제2 클리닝 처리→제3 클리닝 처리→제1 클리닝 처리
제3 클리닝 처리→제1 클리닝 처리→제2 클리닝 처리
제3 클리닝 처리→제2 클리닝 처리→제1 클리닝 처리
제1 클리닝 처리→제2 클리닝 처리
제1 클리닝 처리→제3 클리닝 처리
제2 클리닝 처리→제1 클리닝 처리
제3 클리닝 처리→제1 클리닝 처리
본 변형예에 있어서도, 도 4의 (a)에 도시한 제1 클리닝 처리나 상술한 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 제1 클리닝 처리나 제2 클리닝 처리에서는, 배기관(231) 내의 클리닝 처리를 행할 수 있기 때문에, 제1 클리닝 처리나 제2 클리닝 처리를 제3 클리닝 처리보다도 선행하여 행함으로써, 제3 클리닝 처리의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
(변형예 14)
상술한 실시 형태나 각 변형예에서는, 제1 클리닝 처리에 있어서, N2 가스, F2 가스, NO 가스, F2 가스+N2 가스, NO 가스+N2 가스 중 어느 하나를 사용하여 압력 조정 스텝을 행하는 예에 대하여 설명하였지만, 제2 클리닝 처리나 제3 클리닝 처리에 있어서는, N2 가스, F2 가스, NO 가스 중 적어도 어느 하나를 사용하여 압력 조정 스텝을 행하도록 해도 된다. 제2 클리닝 처리나 제3 클리닝 처리에 있어서, F2 가스, NO 가스, F2 가스+N2 가스, NO 가스+N2 가스 중 어느 하나를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하는 효과에 대해서는, 상술한 변형예 2, 3에 있어서의 효과와 마찬가지이다.
제2 클리닝 처리나 제3 클리닝 처리에 있어서, F2 가스+NO 가스+N2 가스를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하는 경우, F2 가스+N2 가스, 또는, NO 가스+N2 가스를 사용하여 압력 조정을 행하는 경우와 마찬가지의 효과가 얻어지는 것 외에, 압력 조정 시부터, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내에서 F2 가스와 NO 가스를 혼합시켜 반응시킬 수 있기 때문에, 압력 조정 시부터, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내의 클리닝 처리를 행하는 것이 가능해져, 각각의 클리닝 처리(제2 클리닝 처리, 제3 클리닝 처리)의 소요 시간을 단축시키는 것이 가능해진다. 또한, 제2 클리닝 처리나 제3 클리닝 처리에 있어서, F2 가스+NO 가스를 사용하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 행하는 경우, F2 가스+NO 가스+N2 가스를 사용하여 압력 조정을 행하는 경우에 얻어지는 상술한 효과 중, 후자의 효과, 즉, 각각의 클리닝 처리의 소요 시간 단축 효과를 보다 높이는 것이 가능해진다.
<다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였다. 단, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
상술한 실시 형태에서는, 처리 용기 내의 웨이퍼 상에 SiN막을 형성한 후, 노즐 내나 처리 용기 내를 클리닝하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상술한 클리닝 처리는, 처리 용기 내의 웨이퍼 상에, 실리콘산화막(SiO막), 실리콘산탄질화막(SiOCN막), 실리콘산탄화막(SiOC막), 실리콘산질화막(SiON막), 실리콘탄질화막(SiCN막), 실리콘붕탄질화막(SiBCN막), 실리콘붕질화막(SiBN막) 등의 실리콘계 절연막을 포함하는 각종 막을 형성한 후, 노즐 내나 처리 용기 내를 클리닝하는 경우에도, 적합하게 적용 가능하다.
기판 처리나 클리닝 처리에 사용되는 레시피는, 처리 내용에 따라 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 통해 기억 장치(121c) 내에 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 기판 처리나 클리닝 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서, 기판 처리나 클리닝 처리의 내용에 따라서, 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1대의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을, 재현성 좋게 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 처리 용기(처리실(201)) 내나 공급부(노즐) 내에 부착된 다양한 막을 포함하는 퇴적물에 따라, 적정한 클리닝 처리를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있어, 조작 미스를 피하면서, 처리를 신속하게 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 통해, 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, 제1 내지 제3 공급부로서의 제1 내지 제3 노즐(노즐(249a 내지 249c))의 각각이, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따르도록 직선형으로 마련되어 있는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어 제1 내지 제3 노즐 중 적어도 어느 것의 노즐이, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부의 사이의 임의의 개소에 있어서 예를 들어 U자형으로 굴곡되어 있는 부위(굴곡 부위)를 갖는 U자형 노즐(리턴 노즐)로서 구성되어 있어도 된다. U자형 노즐을 사용하는 경우라도, FNO 등의 어시스트 작용을 이용하여, 이 노즐 내에 누적된 퇴적물을 노즐의 근원측으로부터 선단측에 이르는 전역에 있어서 실용적인 레이트로 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 노즐의 내벽의 오버 에칭을 피하면서, 클리닝 처리의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 내지 제3 공급부로서의 제1 내지 제3 노즐(노즐(249a 내지 249c))이 반응관의 내벽을 따르도록 처리실 내에 마련되어 있는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 8의 (a)에 종형 처리로의 단면 구조를 도시한 바와 같이, 반응관의 측벽에 버퍼실을 마련하고, 이 버퍼실 내에, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 구성의 제1 내지 제3 노즐을, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 배치로 마련해도 된다. 도 8의 (a)에서는, 반응관의 측벽에 공급용의 버퍼실과 배기용의 버퍼실을 마련하고, 각각을, 웨이퍼를 사이에 두고 대향하는 위치에 배치한 예를 도시하고 있다. 또한, 공급용의 버퍼실과 배기용의 버퍼실의 각각은, 반응관의 측벽의 하부로부터 상부를 따라서, 즉, 웨이퍼 배열 영역을 따라서 마련되어 있다. 또한, 도 8의 (a)에서는, 공급용의 버퍼실을 복수(3개)의 공간으로 구획하고, 각각의 공간에 각 노즐을 배치한 예를 도시하고 있다. 버퍼실의 3개의 공간의 배치는, 제1 내지 제3 노즐의 배치와 마찬가지가 된다. 제1 내지 제3 노즐이 배치되는 각각의 공간을, 제1 내지 제3 버퍼실이라 칭할 수도 있다. 제1 노즐 및 제1 버퍼실, 제2 노즐 및 제2 버퍼실, 제3 노즐 및 제3 버퍼실을, 각각, 제1 공급부, 제2 공급부, 제3 공급부라 생각할 수도 있다. 또한 예를 들어, 도 8의 (b)에 종형 처리로의 단면 구조를 도시한 바와 같이, 도 8의 (a)와 마찬가지의 배치로 버퍼실을 마련하고, 버퍼실 내에 제2 노즐을 마련하고, 이 버퍼실의 처리실과의 연통부를 양측으로부터 사이에 둠과 함께 반응관의 내벽을 따르도록 제1, 제3 노즐을 마련하도록 해도 된다. 제1 노즐, 제2 노즐 및 버퍼실, 제3 노즐을, 각각, 제1 공급부, 제2 공급부, 제3 공급부라 생각할 수도 있다. 도 8의 (a), 도 8의 (b)에서 설명한 버퍼실이나 반응관 이외의 구성은, 도 1에 도시한 처리로의 각 부의 구성과 마찬가지이다. 이들 처리로를 사용한 경우라도, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 처리실 내나 공급부(노즐, 버퍼실) 내의 클리닝 처리를 행할 수 있어, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
상술한 실시 형태에서는, 한 번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식의 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 한 번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 핫월형 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 콜드월형 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다.
이들 기판 처리 장치를 사용하는 경우에 있어서도, 상술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 시퀀스, 처리 조건에서 기판 처리나 클리닝 처리를 행할 수 있어, 상술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 상술한 실시 형태나 변형예 등은, 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 이때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.

Claims (21)

  1. (a) 기판에 대하여 공급부로부터 그것 단독으로 고체가 되는 원소인 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 공급하여 상기 기판을 처리한 후의 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 단체로는 클리닝 작용을 발휘하지 않지만 상기 클리닝 가스와 반응하여 활성종을 생성시키는 첨가 가스 중 어느 한쪽인 제1 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 공정과,
    (b) 상기 제1 가스의 공급을 정지한 후, 상기 공급부 내에 상기 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 클리닝 가스 및 상기 첨가 가스 중 상기 제1 가스와는 상이한 다른 쪽인 제2 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 공정
    을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 공급부 내를 클리닝하는 공정을 갖는 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (b)를, 상기 처리 용기 내를 배기한 상태에서 행하는 클리닝 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (b)를, 상기 공급부 내에 잔류한 상기 제1 가스의 일부를 상기 처리 용기 내로 이동시키면서 행하는 클리닝 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 공급부 내에 있어서의 상기 제1 가스의 잔류량을 시간의 경과와 함께 감소시키는 클리닝 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 공급부 내에 있어서의 상기 제1 가스의 농도를 시간의 경과와 함께 감소시키는 클리닝 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 공급부 내에 있어서의 상기 제1 가스에 대한 상기 제2 가스의 체적 비율을 시간의 경과와 함께 증가시키는 클리닝 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 공급부 내에 있어서의 상기 제1 가스와 상기 제2 가스의 반응의 피크 포인트를 이동시키는 클리닝 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    (b)에서는, 상기 공급부 내에 있어서의 상기 제1 가스와 상기 제2 가스의 반응에 의해 발생하는 반응열의 발열량의 피크 포인트를 이동시키는 클리닝 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사이클은, (c) 상기 제2 가스의 공급을 정지한 후, 상기 공급부 내에 잔류하는 가스를 제거하는 공정을 더 포함하는 클리닝 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    (c)에서는, 상기 공급부 내 및 상기 처리 용기 내에 잔류하는 가스를 제거하는 클리닝 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 제1 가스를 사용하여 상기 처리 용기 내의 압력 조정을 행하여, 상기 처리 용기 내에 상기 제1 가스를 충만시키는 클리닝 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스는 상기 클리닝 가스이며, 상기 제2 가스는 상기 첨가 가스인 클리닝 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스는 상기 첨가 가스이며, 상기 제2 가스는 상기 클리닝 가스인 클리닝 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 제2 가스를, 상기 공급부와는 상이한 다른 공급부로부터 공급하고,
    (b)에서는, 상기 제2 가스의 공급을 정지한 후, 상기 다른 공급부 내에 상기 제2 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 제1 가스를, 상기 다른 공급부로부터 공급하는 클리닝 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다른 공급부는, 상기 기판을 처리할 때, 상기 제1 처리 가스를 공급하는 공급부인 클리닝 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    (a)에서는, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 제1 가스를, 상기 공급부와는 상이한 다른 공급부로부터 공급하고,
    (b)에서는, 상기 제1 가스의 공급을 정지한 후, 상기 다른 공급부 내에 상기 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 제2 가스를, 상기 다른 공급부로부터 공급하는 클리닝 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다른 공급부는, 상기 기판을 처리할 때, 상기 제1 처리 가스를 공급하는 공급부인 클리닝 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝 가스는, 불소 가스, 불화수소 가스, 불화염소 가스, 불화질소 가스, 혹은, 이들의 혼합 가스를 포함하고, 상기 첨가 가스는, 일산화질소 가스, 수소 가스, 산소 가스, 아산화질소 가스, 이소프로필알코올 가스, 메탄올 가스, 수증기, 불화수소 가스, 혹은, 이들의 혼합 가스를 포함하는 클리닝 방법.
  19. 처리 용기 내의 기판에 대하여 공급부로부터 그것 단독으로 고체가 되는 원소인 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정과,
    상기 기판을 처리한 후의 상기 공급부 내를 클리닝하는 공정
    을 갖고, 상기 공급부 내를 클리닝하는 공정에서는,
    (a) 상기 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 단체로는 클리닝 작용을 발휘하지 않지만 상기 클리닝 가스와 반응하여 활성종을 생성시키는 첨가 가스 중 어느 한쪽인 제1 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 공정과,
    (b) 상기 제1 가스의 공급을 정지한 후, 상기 공급부 내에 상기 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 클리닝 가스 및 상기 첨가 가스 중 상기 제1 가스와는 상이한 다른 쪽인 제2 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 공정
    을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 공급부 내를 클리닝하는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 기판에 대한 처리가 행해지는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내로 그것 단독으로 고체가 되는 원소인 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 공급하는 공급부와,
    상기 처리 용기 내로 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계와,
    상기 처리 용기 내로 단체로는 클리닝 작용을 발휘하지 않지만 상기 클리닝 가스와 반응하여 활성종을 생성시키는 첨가 가스를 공급하는 첨가 가스 공급계와,
    (a) 기판에 대하여 상기 공급부로부터 상기 제1 처리 가스를 공급하여 상기 기판을 처리한 후의 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 클리닝 가스 및 상기 첨가 가스 중 어느 한쪽인 제1 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 처리와, (b) 상기 제1 가스의 공급을 정지한 후, 상기 공급부 내에 상기 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 클리닝 가스 및 상기 첨가 가스 중 상기 제1 가스와는 상이한 다른 쪽인 제2 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 공급부 내를 클리닝하도록, 상기 클리닝 가스 공급계 및 상기 첨가 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 제어부
    를 갖는 기판 처리 장치.
  21. (a) 기판에 대하여 공급부로부터 그것 단독으로 고체가 되는 원소인 실리콘을 포함하는 제1 처리 가스를 공급하여 상기 기판을 처리한 후의 기판 처리 장치의 처리 용기 내를 향하여, 클리닝 가스 및 단체로는 클리닝 작용을 발휘하지 않지만 상기 클리닝 가스와 반응하여 활성종을 생성시키는 첨가 가스 중 어느 한쪽인 제1 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 수순과,
    (b) 상기 제1 가스의 공급을 정지한 후, 상기 공급부 내에 상기 제1 가스의 일부가 잔류한 상태에서, 상기 처리 용기 내를 향하여, 상기 클리닝 가스 및 상기 첨가 가스 중 상기 제1 가스와는 상이한 다른 쪽인 제2 가스를, 상기 공급부로부터 공급하는 수순
    을 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써 상기 공급부 내를 클리닝하는 수순을 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.
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