KR20000035303A - 표면 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

그 표면에 산화막이 발생하고 있는 피처리체(W)는, 진공 분위기로 유지되는 처리 용기(10)내에 반입되고, N2가스와 H2가스의 혼합 가스가 플라즈마 발생부(30)에 도입되어 여기서 플라즈마화되고 각각의 활성화 가스종이 형성된다. 활성화 가스종은 피처리체를 향하여 유동되고, 이 유동에 NF3가스가 첨가되고 NF3가스가 활성화되어 활성화된 가스가 형성된다. 피처리체(W)는 냉각 수단(2)에 의해 소정의 온도 이하로 냉각되고 NF3가스의 활성화된 가스에 노출되며, 상기 가스와 반응하여 산화막은 변질되고 반응막이 형성된다. N2가스, H2가스 및 NF3가스의 처리 용기(10)로의 공급이 정지되고, 가열 수단(19)에서 피처리체를 소정의 온도로 가열하여 반응막이 승화되어 제거된다. 이상과 같은 피처리체로부터 산화막을 제거하는 표면 처리 방법과 그 장치가 개시된다. 또한, 본 발명의 표면 처리 장치와 다른 처리 장치 사이에서 피처리체가 비반응성 분위기중에서 반송가능하게, 이들 장치를 배치하는 클러스터 장치가 개시된다.

Description

표면 처리 방법 및 장치{SURFACE TREATMENT METHOD AND SURFACE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 표면에 형성된 산화막, 부착된 오염물 등, 특히 자연 산화막이나 부착된 산화물을 제거하기 위한 표면 처리 방법 및 그것에 이용하는 표면 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 집적 회로(이하, 반도체 소자라고 칭함)의 제조 공정에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여, 소정의 성막 처리와 패턴 에칭 처리 등을 반복 실시하여, 해당 기판상에 다수의 반도체 소자를 형성한다.
이와 같이 피처리체에 대하여, 소정의 처리를 실시할 때에는, 피처리체[예를 들면 반도체 웨이퍼(이하 "웨이퍼"라고 칭함)]는 각 처리 장치 사이에서 반송될 필요가 있다. 이 때문에, 웨이퍼를 대기에 노출되지 않도록 하는 것은 현실적으로 곤란하였다. 웨이퍼가 대기에 노출되면, 웨이퍼의 표면은 대기중의 산소나 수분과 반응하고, 그 결과 그 표면상에는 소위 자연 산화막이 발생하기 쉬웠다. 또한, 각종 처리중에, 대기, 처리 기체 혹은 처리액 등에 기인하여, 웨이퍼의 표면상에는 소위 화학 산화물(Chemical Oxide) 등의 오염물이 부착될 우려가 있었다.
이러한 자연 산화막 및 오염물은 반도체 소자의 특성, 예를 들어 전기적 특성을 열화시키는 원인이 된다. 이 원인을 피하기 위해서, 웨이퍼에 대한 성막 처리 등의 전 처리로서, 웨이퍼 표면상의 자연 산화막 등을 제거하기 위한 표면 처리가 실행된다.
종래, 자연 산화막 등을 제거하기 위한 상기 표면 처리로서는, 웨이퍼를 약액중에 침지하여, 웨이퍼의 표면의 자연 산화막 등을 제거하는, 소위 습식 세정이 일반적으로 채용되어 왔다. 반도체 소자의 고 집적화가 진행됨에 따라서, 소자 사이즈, 예를 들어 그 선폭, 콘택트 홀 직경 혹은 비아 홀(via hole) 직경은 미세하게 된다. 예를 들면, 콘택트 홀의 종횡비가 커짐과 동시에, 그 직경은 0.2 내지 0.3㎛ 정도, 혹은 그 이하(예를 들어 0.12㎛)로 되고 있다. 이 미세한 소자 구조 때문에, 상기 습식 세정에 있어서는, 약액이 이러한 미세한 콘택트 홀내에 충분히 스며들지 않거나, 혹은 콘택트 홀중에 들어간 약액이 그 표면 장력 때문에 거기에서 배출되지 않는다고 하는 사태가 발생하였다. 이 때문에, 콘택트 홀의 바닥부에 형성되어 있던 자연 산화막이 충분히 제거될 수 없거나, 물 자국(water mark)이 발생하는 등의 중대한 문제점이 발생하였다.
복수층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는 피처리체가 습식 세정되는 경우, 그 콘택트 홀 벽면을 구성하는 각 층의 에칭율이 상이하기 때문에, 홀 벽면에 요철이 발생되는 등의 문제점도 발생하였다.
도 8a 및 도 8b에는, 웨이퍼(W)상의 적층 구조로 형성된, 드레인이나 소스에 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀(302)이 도시되어 있다. 도 8a에 도시된 홀 직경(D)은 0.2 내지 0.3㎛ 정도이다. 이 홀(302)의 벽면은, 도 8a에 도시되는 바와 같이, 복수의 성막 공정에 의해 형성된 실리콘 산화막(SiO)으로 이루어지는 다층 구조, 예를 들어 3층 구조이다. 이 3층 구조에 있어서, 예를 들어 제 1 층째의 SiO막(304)은 열 산화에 의해 형성된 막이고, 제 2 층째의 SiO2막(306)은 스핀 코팅법(spin coating)에 의해 형성된 인 도핑 유리이며, 제 3 층째의 SiO막(308)은 실리카 유리에 의해 형성된 막이다. 도 8a에 도시되는 바와 같이, 자연 산화막(310)이 콘택트 홀(302)의 바닥부에 발생되어 있다.
이러한 다층 구조의 성막층에 있어서, 각 층의 습식 세정을 위한 약액에 대한 에칭 속도는 각각 다르다. 자연 산화막(310)을 제거하기 위해서, 습식 세정을 실시한 후, 도 8b에 도시되는 바와 같이, 홀(302)의 측벽에는, 전술한 에칭 속도의 차에 기인한 요철(309)이 발생하거나, 혹은 약액이 각 층간의 경계 부분에 침입하기 쉽기 때문에, 이 경계 부분이 과도하게 에칭된다(푹 들어간 부분 참조)고 하는 문제점을 종래의 습식 세정은 갖고 있었다.
종래의 습식 세정에 있어서의 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 에칭 가스를 이용하여 피처리체상의 자연 산화막을 제거하는 방법, 소위 드라이 세정(에칭)법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개공보 1993년 제 275392 호, 일본 특허 공개공보 1994년 제 338478 호, 일본 특허 공개공보 1997년 제 106977 호 참조).
도 9에는, 상기 일본 특허 공개공보 1993년 제 275392 호에 개시되어 있는 바와 같은 종래의 SiO2막을 드라이 에칭하는 방법이 도시되어 있다. 이 드라이 에칭 방법을 사용하여, 피처리체상의 자연 산화막을 제거하는 드라이 세정 방법을 설명한다. 도 9의 드라이 에칭 장치에 있어서, 개폐 밸브(450)가 폐쇄되어, Ar 가스원(454)으로부터의 Ar 가스가 차단된 상태로 되어 있다. 개폐 밸브(436, 438)가 개방되면, NF3가스원(444)과 H2가스원(446)으로부터 유량 제어기(MFC)(440, 442)에 의한 유량 조정을 거쳐서 NF3가스와 H2가스가 배관(432)으로 반송된다. 배관(432)에서, 양 가스는, 예컨대 NF3/H2혼합비 1:2, 전체 압력 0.2Torr인 혼합 가스로 된다. 마그네트론으로부터 주파수 2.45 GHz, 전력 50W인 마이크로파가 마이크로파 도파관(448)을 거쳐서 공급되어, 혼합 가스는 배관(432)내에서 플라즈마화된다. 이 플라즈마화에 의해서 생성된 불소 활성종(F*), 수소 활성종(H*), 질소 활성종(N*)은, 이 배관(432)내를 챔버(410)를 향하여 이동하여, 챔버(410)내의 버퍼실(430)에 들어가고, 그의 다공판(428)을 통과하여 하류상태로 서셉터(412)상에 탑재된 웨이퍼(W)상에 공급된다. 이 웨이퍼(W)는, 냉각 매체 공급 장치(418)로부터 서셉터(412)에 공급되는, 상온 이하로 냉각된 냉각 매체에 의해 냉각된다. 플라즈마에 의해 활성화된 활성종( F*, H*, N*)은 냉각된 웨이퍼(W)상으로 하강되고, 웨이퍼(W) 표면상의 자연 산화막에 흡착되어 SiO와 반응한다. 이 반응에 의한 생성물은, 기화하여 챔버(410)의 바닥부에 마련된 배기구(460)로부터 진공 펌프(466)에 흡인되어 시스템 외부로 배기된다.
이러한 종래의 플라즈마에 의해 생성된 불소 활성종(F*), 수소 활성종(H*), 질소 활성종(N*)에 의해, 냉각된 웨이퍼 표면의 자연 산화막을 제거하는 방법(일본 특허 공개공보 1993년 제 275392 호)에서는, NF3가 플라즈마화됨으로써 분해되고, 그 결과 F*, N*이 형성되기 때문에, NF3의 활성 가스가 효율적으로 형성될 수 없다. 또, H2가스는 단독 상태에서는 플라즈마 상태를 유지하기 어려운 특성을 갖기 때문에, 반드시 자연 산화막의 제거에 충분한 에칭율을 얻는 것이 어렵다.
또한, 다른 드라이 세정에 의한 자연 산화막의 제거 방법(일본 특허 공개공보 1994년 제 338478 호, 일본 특허 공개공보 1997년 제 106977 호)은, 모두 H2가스를 단독으로 사용하기 때문에, 충분히 자연 산화막을 제거하기 위해서 필요한 에칭율을 확보하는 것이 곤란하였다.
본 발명의 표면 처리 방법과 장치는, 종래의 자연 산화막 등의 산화막 제거 방법의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 있어서는, 10 내지 20 옹스트롬 정도의 막두께의 산화막을 피처리체의 표면으로부터 제거하기 위해서, H2가스와 N2가스를 플라즈마 가스로 하고, 이 플라즈마화한 이들 혼합 가스의 활성종의 유동중에 NF3가스(반응 가스)가 첨가된다. 피처리체는 상온 이하로 냉각되고, 피처리체상의 산화막은 해당 반응 가스와 반응하여, 반응막이 형성된다. 그 후, 피처리체는 소정 온도 이상으로 가열되고, 피처리체의 표면에 형성된 반응막은 제거된다.
본 발명의 제 1 관점에 따르면,
처리 용기내에, 그 표면상에 산화물을 갖는 피처리체를 반입하는 공정과,
해당 처리 용기내를 진공 배기하는 공정과,
N과 H를 포함하는 가스를 플라즈마 발생부에 도입하고, 해당 가스를 플라즈마화하여 활성화함으로써 각각의 활성 가스종을 형성하는 공정과,
해당 활성 가스종을 피처리체를 향하여 유동시키고, 유동하고 있는 해당 활성 가스종에 NF3가스를 첨가함으로써 NF3가스의 활성화된 가스를 형성하는 공정과,
해당 피처리체를 소정의 온도 이하로 냉각하는 공정과,
해당 NF3가스의 활성화된 가스를 해당 피처리체의 표면상의 산화물과 반응시킴으로써, 상기 산화물을 변질시키는 공정
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법이 제공된다.
이 표면 처리 방법에 있어서, 해당 N과 H를 포함하는 가스는 N2가스와 H2가스의 혼합 가스이고,
해당 산화물을 변질시키는 공정에 이어서, 해당 N2가스, H2가스 및 NF3가스의 해당 처리 용기로의 공급을 정지하고, 해당 피처리체를 소정의 온도로 가열함에 의해 해당 반응막을 승화시키는 공정과,
진공 배기를 정지하고, 산화막을 제거한 해당 피처리체를 해당 처리 용기로부터 반출하는 공정
을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 처리 방법에 있어서, 해당 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 상온 이하인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 방법에 있어서, 해당 피처리체를 냉각하는 소정의 온도가 20℃ 내지 -20℃의 범위인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 방법에 있어서, 해당 피처리체를 냉각하는 소정의 온도가 10℃ 내지 -20℃의 범위인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 방법에 있어서, 해당 반응막을 승화시키는 소정의 가열 온도가 100℃ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 관점에 따르면,
플라즈마 형성용 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생부와,
해당 플라즈마 발생부에 접속되어, 그 내부에 피처리체를 탑재하는 탑재대를 설치한 처리 용기와,
해당 탑재대에 탑재된 피처리체를 소정의 온도로 냉각하는 수단과,
해당 처리 용기내에서 해당 피처리체를 가열 위치로 상승시키는 승강 수단과,
해당 피처리체를 해당 가열 위치에서 소정의 온도로 가열하는 가열 수단
을 갖는 표면 처리 장치가 제공된다.
또, 이 표면 처리 장치는, 피처리체의 표면에 형성된 자연 산화막을 제거하기 위한 장치인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치는,
해당 플라즈마 발생부에 플라즈마 형성용 가스로서 N2가스와 H2가스를 공급하는 플라즈마 형성용 가스 도입부와,
해당 플라즈마 발생부에서 활성화되어, 피처리체를 향하여 유동되는 N2가스와 H2가스의 활성 가스종에, NF3가스를 첨가하는 NF3가스 공급부
를 더 구비하고,
여기서, 해당 NF3가스의 첨가에 의해 NF3가스의 활성화된 가스가 형성되고, 해당 NF3가스의 활성화된 가스를 해당 피처리체상의 표면층과 반응시켜, 해당 표면층을 변질시키는
것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 탑재대에 탑재된 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 상온 이하인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 탑재대에 탑재된 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 20℃ 내지 -20℃의 범위인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 탑재대에 탑재된 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 10℃ 내지 -20℃의 범위인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 피처리체를 해당 가열 위치에서 가열하는 소정의 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 NF3가스 공급부는, 해당 처리 용기의 내벽에 형성된 다수의 가스 분출구를 구비하는 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 NF3가스 공급부는, 해당 처리 용기내에 형성된 다수의 가스 분출구를 갖는, 예를 들어 링 형상 또는 격자 형상의 샤워 헤드를 구비하는 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 NF3가스 공급부는, 해당 플라즈마 발생부의 단부로부터 피처리체의 방향으로 적어도 20㎝ 이격된 위치에서 해당 NF3가스를 해당 활성 가스종에 첨가하는 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 가열 수단은, 해당 피처리체의 상방에 설치된 열 방사 수단인 것이 바람직하다.
또, 이 표면 처리 장치에 있어서, 해당 가열 수단은, 해당 피처리체의 상방에 설치된 가열 램프인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 관점에 따르면, 해당 제 2 관점의 표면 처리 장치에 반송 챔버를 거쳐서 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버, 가열 챔버 및 로드 록 챔버를 피처리체가 비반응성 분위기중에서 반송되도록 마련한 클러스터 장치가 제공된다.
이 클러스터 장치에 있어서, 반송 챔버를 거쳐서, 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버, 가열 챔버, 냉각 챔버 및 로드 록 챔버를 피처리체가 비반응성 분위기중에서 반송되도록 설치하는 것이 바람직하다.
또, 이 클러스터 장치에 있어서, 해당 금속 배선 형성 챔버는 Al, Ti, TiN, Si, W, WN, Cu, Ta, TaN, SiN 중의 적어도 하나의 막을 형성하기 위한 챔버인 것이 바람직하다.
또, 이 클러스터 장치에 있어서, 해당 금속 배선 형성 챔버는, 적어도 100℃ 이상의 온도로 해당 피처리체를 가열하는 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 표면 처리 장치의 일 실시예의 모식적 구성도,
도 2a 및 도 2b는 각기 도 1에 도시된 표면 처리 장치에 이용될 수 있는 웨이퍼 리프트 기구의 일례를 나타내는 평면도와 측면도,
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 표면 처리 장치에 이용될 수 있는 NF3가스 공급부(샤워 헤드)의 대체 예를 나타내는 도면으로서, 도 3a는 링 형상의 샤워 헤드를, 도 3b는 격자 형상의 샤워 헤드를 웨이퍼 탑재대측에서 본 평면도,
도 4는 본 발명의 표면 처리 방법에 관한 실시예의 각 공정을 나타내는 플로우 차트,
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 표면 처리 방법에 의해, 산화물, 예를 들어 자연 산화막을 제거하는 공정을 도시한 도면으로, 도 5a는 웨이퍼에 부착된 자연 산화막의 부착 상태의 확대도, 도 5b는 웨이퍼의 표면에 형성된 반응막의 확대도, 도 5c는 램프에 의한 가열에 의해서 보호막으로부터 Si, N, H, F, O가 혼합된 가스가 승화하여 제거되어 가는 상태의 확대 모식도,
도 6은 도 1에 도시된 본 발명의 표면 처리 장치를 자연 산화막 제거 장치로서 이용하여 가열 장치 및 배선 형성 장치와 조합하여 구성한 진공 클러스터 장치의 개념도,
도 7은 도 1에 도시된 본 발명의 표면 처리 장치를 자연 산화막 제거 장치로서 이용하여 가열 장치, 배선 형성 장치 및 냉각 장치와 조합하여 구성한 진공 클러스터 장치의 개념도,
도 8a 및 도 8b는 자연 산화막을 제거하는 종래의 표면 처리 방법을 설명하는 도면으로, 도 8a는 웨이퍼의 콘택트 홀의 바닥부에 생성된 자연 산화막의 부착 상태를 나타내는 확대도, 도 8b는 콘택트 홀의 측벽에 에칭 속도의 차로 인해 요철 등이 형성된 상태를 나타내는 확대 모식도,
도 9는 종래의 NF3가스와, H2가스가 혼합된 중성 가스종에 의한 에칭에 의해 자연 산화막을 제거하는 방법에 이용되는 에칭 장치의 모식도,
도 10은 본 발명의 표면 처리 장치에 이용될 수 있는 NF3가스 공급부의 대체 예를 나타낸 개념도,
도 11은 본 발명의 표면 처리 장치에 있어서 웨이퍼를 냉각하는 온도와 에칭 속도의 관계를 나타내는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 처리 용기 11 : 상부판
12 : 바닥판 13, 14 : 석영(SiO2)제 라이닝
15 : 덮개 17 : 시일 부재
19 : 가열 램프 26 : 반응 가스 공급관
30 : 플라즈마 형성관 30a : 개구부
31 : 플라즈마 캐비티
첨부한 도면은, 명세서의 일부와 연휴하고, 또한 그 일부를 구성하며, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 그리고 도면은, 상기한 일반적인 기술과, 이하에 설명하는 바람직한 실시예에 관한 상세한 설명에 의해, 본 발명의 설명에 이바지하는 것이다.
이하, 본 발명의 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
표면 처리(산화물 제거) 장치의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 표면 처리 장치의 개념 구성도이다. 해당 표면 처리 장치는 피처리체(예를 들면, 반도체 웨이퍼)[이하, "웨이퍼(W)"라고 칭함]의 표면에 발생한, 막두께가 10 내지 20 옹스트롬 이하의 오염물(예를 들면, 자연 산화막, 혹은 의도하지 않고서 자연스럽게 그 표면에 부착 혹은 형성된 화학 산화물)(이하, "자연 산화막"이라고 칭함)의 제거에 이용될 수 있다. 도 1에 도시되는 표면 처리 장치(1)는 N2가스와 H2가스의 혼합 가스를 플라즈마화하고, 해당 가스를 활성화하는 플라즈마 형성관(30)과, 웨이퍼(W)의 표면에 발생한 자연 산화막을 제거하기 위한 처리 용기(10)와, NF3가스원으로부터 NF3가스(반응 가스)를 처리 용기(10)내에 공급하는 반응 가스 공급관(26)을 구비하고 있다.
처리 용기(10)는 알루미늄 재료로 구성될 수 있고, 그 내벽은 석영(SiO2)제 라이닝(13, 14)이 설치됨으로써, 금속 오염, 침식 등으로부터 보호될 수 있다. 이 처리 용기(10)는 통형상의 하우징체일 수 있고, 그 횡단면은 원형, 사각형, 다각형 등, 여러가지의 형상으로 될 수 있다. 이 처리 용기(10)의 바닥부에는, 소정 두께의 바닥판(12)이 고정된다. 이 바닥판(12)상에는 기대(29)가 배치될 수 있다. 이 기대(29)상에는 원통형의 웨이퍼 탑재대(서셉터)(20)가 설치될 수 있다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 탑재대(20)의 상면에 탑재되고, 석영제의 클램프 링(21)에 의해 결합될 수 있다. 원통형의 탑재대(20)의 내부에는, 냉각 매체(칠러 : chiller)를 수납하는 재킷(혹은 파이프)(22)과 열 교환체(23)가 마련된다. 재킷(혹은 파이프)(22)은 열 교환체(23)와 일체적으로 마련되어도 좋다. 냉각 매체 공급 장치(42)로부터 냉각 매체가 냉각관로(43)를 거쳐서 재킷(혹은 파이프)(22)내에 공급되고, 웨이퍼(W)는 소정 온도, 예를 들어 상온 이하로 냉각된다.
탑재대(20)에는, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼 리프트 수단이 설치될 수 있다. 이 웨이퍼 리프트 수단은 웨이퍼(W)를 가열할 때에, 웨이퍼(W)를 탑재대(20)로부터 소정의 가열 위치(L2)로 상승시켜, 소정의 처리후 웨이퍼(W)를 다시 하강시켜 탑재대로 귀환시키는 기구로서, 핀 구동 기구(25), 지지핀(24a) 및 아암(24)을 구비할 수 있다. 이 웨이퍼 리프트 수단의 일례가, 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 처리 용기(10)의 하부에 설치된 기대(29)의 하면에, 액압 실린더(25)(핀 구동 기구)가 배치되고, 그 실린더 로드(25a)의 선단부에 말굽 형상의 지지편(24b)이 고정된다. 이 지지편(24a)으로부터 반경방향 내측으로 연장된 아암(24)의 소정 개소(예를 들면, 3개소)에 지지핀(24a)이 고정된다. 지지핀(24a)은 상방으로 돌출된 선단부에 첨두부를 가질 수 있고, 이 첨두부에 의해 웨이퍼(W)를 3점에서 수평으로 지지한다. 열 방사 수단(예를 들면, 가열 램프)(19)에 의한 웨이퍼 가열시에, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 리프트 수단에 의해, 도 1에 도시되는 가열 위치(L2)로 상승(UP)된다.
처리 용기(10)의 바닥부에 고정된 바닥판(12)의 가장자리에는 배기관(예를 들면, 4개의 배기관)(40)이 설치될 수 있다. 이들 배기관(40)에 접속된 배기 수단(예를 들면, 진공 펌프)(41)에 의해 처리 용기(10)내는 진공 배기된다.
처리 용기(10)의 상부에는 상부판(11)(예를 들면, 알루미늄재로 제조됨)이 고정될 수 있다. 상부판(11)에는 시일 부재(예를 들면, 고무제 O 링)(17)를 거쳐서, 플랜지부(16)를 구비한 석영제의 덮개(돔)(15)가 설치될 수 있다. 덮개(15)는 석영제의 플라즈마 형성관(30)과 일체로 형성될 수 있고, 그 형상은 돔 형상 뿐만 아니라, 평탄한 형상 등 여러가지 형상으로 될 수 있다. 시일 부재(17)가 설치된 시일부에는, 압력 센서 등의 감시 기기가 배치될 수 있다. 이들 감시 기기에 의해, 시일부의 체결 압력, 시일부로부터의 가스 누설의 유무 등이 감시된다.
웨이퍼(W)를 위로부터 가열하기 위한 열 방사 수단으로서, 덮개(15)의 상방에 다수의 가열 램프(19)가 설치될 수 있다. 가열 램프(19)는 급속하게 웨이퍼(W)를 가열할 수 있도록 하기 위해서, 할로겐 램프로 할 수 있다. 이들 가열 램프(19)로부터 방출되는 열선은, 투명한 석영제의 돔(15)을 투과하고, 가열 위치로 상승된 웨이퍼(W)의 표면에 입사하여, 웨이퍼(W)를 100℃ 이상의 온도(예를 들면, 120℃)로 가열한다.
가열 램프(19)를 금속 등으로 이루어진 커버(18)에 의해 덮음으로써, 가열 램프(19)로부터 외부로 방사되는 열선 및 광선을 차단할 수 있음과 동시에, 석영제의 돔(15)이 가령 파손된 경우에도, 플라즈마 가스 혹은 반응 가스가 외부로 확산, 혹은 누출되는 것을 막을 수 있다.
처리 용기(10)의 측벽에는 반송실, 로드 록 실 등과 연통되는 게이트 밸브(10a)가 설치된다. 게이트 밸브(10a)는 웨이퍼(W)의 반출입시에 개폐된다.
NF3가스는 금속면을 거의 에칭하지 않기 때문에, 게이트 밸브(10a)의 내면을 석영으로 보호하는 것은 통상 필요없다. 일반적으로, 처리 용기의 금속 내면을 석영으로 덮는 것은, 금속 표면이, 플라즈마에 의해 활성화된 활성화종의 수명을 짧게 하는 것을 막기 위해서 실시된다. 이 의미에서, 게이트 밸브(10a)의 내면도 석영으로 덮는 것이 바람직하다.
플라즈마 가스를 형성하기 위한 석영제의 플라즈마 형성관(30)이, 석영제의 덮개(15)의 상부 중앙에 용융 접합 등에 의해 일체화되어 설치될 수 있고, 플라즈마 형성관(30)은 덮개(15)의 중앙에서 처리 용기(10)로 개구되며, 플라즈마는 개구로부터 처리 용기(10)로 도입된다. 플라즈마 가스의 형성 및 도입을 위한, 균일한 표면 처리를 가능하게 하는 어떠한 구성도 채용될 수 있다. 예를 들면, 덮개(15)의 중앙에서 벗어난 위치로부터 플라즈마를 도입하는 구성이나, 처리 용기(10)의 측부로부터 플라즈마를 도입하는 구성도 채용될 수 있다.
이 플라즈마 형성관(30)의 상단부에는, 플라즈마 형성용 가스의 도입부(33)가 접속된다. N2가스원(35) 및 H2가스원(36)으로부터, 유량 제어기(MFC)(34)를 거쳐서, 가스 통로(33a)에 N2가스와 H2가스가 공급된다. 이들 혼합 가스(N2+H2)는 도입부(33)를 통하여, 플라즈마 캐비티(31) 내부의 플라즈마 형성관(30)의 플라즈마 발생부에 공급된다.
플라즈마 캐비티(31)에는 마이크로파 발생원(32)이 접속될 수 있다. 이 마이크로파 발생원(32)에서 발생된 마이크로파(예를 들면, 2.45 GHz의 마이크로파)는 플라즈마 캐비티(31)에 인가되고, 플라즈마 형성관(30)내에서 플라즈마 형성용 가스를 여기하여, N2과 H2의 혼합 가스를 활성화하며, N*래디컬과 H*래디컬의 활성 가스종을 형성한다. 그들 활성 가스종은 플라즈마 형성관(30)의 개구부(30a)로부터 처리 용기(10)내로 공급된다.
플라즈마 형성관(30)의 개구부(30a)의 하방 위치(L1)에 NF3가스를 공급하는 다수의 가스 분출구(26a)가 설치된다. 이 위치(L1)는 플라즈마 형성관(30)(플라즈마 발생부)의 플라즈마 캐비티(31)의 하단으로부터 적어도 20㎝ 이상의 위치가 바람직하고, 30㎝ 이상의 위치가 더욱 바람직하다. NF3가스원(28), 유량 제어기(MFC)(27), 도통관(導通管 : 26), 처리 용기(10)의 외벽 주위를 둘러싸게 설치된 배관(26b) 및 처리 용기(10)의 벽을 관통하게 설치된 도통관(26c)을 거쳐서, 소정 유량의 NF3가스가 가스 분출구(26a)로 공급될 수 있다.
도 1에 있어서, 가스 분출구(26a)는 처리 용기(10)의 내벽면으로부터 약간 내측으로 돌출된 구조로서 도시되어 있다. 그러나, 이 가스 분출구(26a) 및 도통관(26)으로부터 가스 분출구(26a)에 도달하는 가스 공급 구조는, 도 1에 도시된 구조에 한정되지 않는다. 도 10에 다른 실시예가 설명되어 있다. 도 10에 있어서, 배관(26b) 및 도통관(26c)은 알루미늄으로 제조될 수 있는 처리 용기(10)의 벽 내부에 설치된다. 이 배관(26b) 및 도통관(26c)은 처리 용기(10)의 벽 내부에 있어서, 해당 벽과 일체적인 구조로 될 수 있다. 도 10에 있어서, 가스 분출구(26a)는 처리 용기(10)의 내벽면으로부터 돌출되지 않은 구조로 되어 있다. 이 구조는 가스를 처리 용기내로 균일하게 확산시킬 수 있음과 동시에, 상류로부터의 플라즈마 가스의 흐름을 교란시키지 않는다.
도 1에 도시된 가스 분출구(26a)의 대체 구조로서, 샤워 헤드(261b)가 도 3a에 도시되어 있다. 이 샤워 헤드(261b)는 링 형상으로, 석영으로 제조된다. 샤워 헤드(261b)는 다수의 가스 분출구(261a)를 갖고 있다. 이들 가스 분출구(261a)는 샤워 헤드(261b)의 원주상에서, 하방[탑재대(20) 방향], 횡방향, 혹은 경사 방향을 향하여 설치될 수 있다. 도통관(261)이 링 형상의 샤워 헤드(261a)에 접속된다. 이 샤워 헤드(261a)는 처리 용기(10)내의 소정 위치에 수평으로 배치되고, NF3가스가 처리 용기(10)내에 공급된다.
도 3b에는, 다수의 가스 분출구(262a)를 갖는 격자 형상의 샤워 헤드(262b)가 도시되어 있다. 이 격자 형상의 샤워 헤드(262b)에 있어서도, 가스 분출구(262a)는 하방, 횡방향, 혹은 경사 방향을 향하여 형성될 수 있다.
또한, 플라즈마 형성관(30)의 개구부(30a)에, 플라즈마 가스의 흐름을 조정하는 수단(도시안함)을 설치할 수 있다. 이 조정 수단은, 개구부(30a)로부터 탑재대(20)를 향하여 개구된 원통형 혹은 우산 형상의 덮개로 될 수 있다.
이하, 표면 처리(자연 산화막 제거) 방법을 설명한다.
이상과 같이 구성된 표면 처리(자연 산화막 제거) 장치에 있어서, 본 발명의 표면 처리(자연 산화막 제거) 방법을, 도 4의 플로우 차트에 근거하여 설명한다.
공정 (a). 도 1에 도시된 표면 처리 장치(1)의 게이트 밸브(10a)가 개방되고, 한 장의 웨이퍼(W)가, 반송실로부터 게이트 밸브(10a)를 통하여, 비반응성 분위기(예를 들면, 진공)중에서 처리 용기(10)내로 반입되어 탑재대(서셉터)(20)상에 탑재되며 클램프 링(21)에 의해 탑재대(20)에 결합된다. 이 웨이퍼(W)상에는, 이전의 공정에서 콘택트 홀(302)(도 8a 참조) 등이 형성되어 있고, 이 홀 바닥부의 표면에는 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이 산화물(예를 들면, 자연 산화막)(80)이 형성되어 있다.
공정 (b). 웨이퍼(W)가 처리 용기(10)내에 삽입된 후, 게이트 밸브(10a)는 폐쇄되고, 처리 용기(10)내는 배기관(40)을 통해서 진공 펌프(41)에 의해 진공 배기되어, 처리 용기(10)내는 진공 분위기[예를 들면, 1mTorr 이하(133pa 이하)]로 된다.
공정 (c). 냉각 매체 공급 장치(42)로부터 서셉터(20)에 공급된 냉각 매체에 의한 냉각에 의해 웨이퍼(W)는 상온 이하로 된다.
공정 (d). N 가스원(35) 및 H 가스원(36)으로부터, N2(질소) 가스 및 H2(수소) 가스가 유량 제어기(MFC)(34)에 의해 유량이 제어되고, 가스 통로(33a)에 공급되어 혼합 가스(N+H)로 되며, 플라즈마 형성용 가스로서 플라즈마 가스 도입부(33)로부터 플라즈마 형성관(30)내로 공급된다.
공정 (e). 마이크로파 발생원(32)으로부터의 마이크로파(2.54 GHz)가 플라즈마 형성관(30)의 플라즈마 발생부 주위에 형성된 캐비티에 도입된다. 마이크로파에 의해, 플라즈마 발생부에 공급된 N2가스와 H2가스의 혼합 가스는 플라즈마화되어, 활성화되고, 활성 가스종인 N*래디컬과, H*래디컬이 형성된다. 특히, 플라즈마화되기 어려운 H2가스는 N2가스의 도움을 받아서 효율적으로 플라즈마화되고, 또한 활성화될 수 있다. 이들 활성 가스종 N*과 H*는 처리 용기(10)내의 진공 분위기로 당겨져서, 플라즈마 형성관(30)내의 플라즈마 발생부로부터 개구(유출구)(30a)를 향하여 유동한다.
공정 (f). 처리 용기(10)의 외측에 설치된 NF3가스원(28)으로부터 유량 제어기(MFC)(27)를 거쳐서, 반응 가스 NF3가 반응 가스 공급관(26)에 공급되고, 다수의 가스 분출구(26a)로부터 처리 용기(10)내에 샤워 상태로 공급된다. 공급된 NF3가스는 플라즈마 형성관(30)의 개구부(30a)로부터 유동되어 오는 N 가스와 H 가스의 플라즈마화에 의해 형성된 활성 가스종 N*과 H*래디컬에 첨가된다. 이 결과, 첨가된 NF3가스는 유동되어 오는 활성 가스종 N*과 H*에 의해 활성화된다.
공정 (g). 이 NF3가스의 활성 가스화와, 유동되어 오는 활성 가스종 N*과 H*의 상승 작용에 의해, 도 5a에 도시되는 웨이퍼(W)의 자연 산화막(80)은 변질되고, 도 5b에 도시되는 바와 같이, Si, N, H, F, O가 혼합된 반응막(82)이 형성된다. 이 자연 산화막(80)을 변질시키는 단계에서는, 도 1에 도시되는 냉각 매체 공급 장치(42)에 의한 냉각 매체(예를 들면, 에틸렌 글리콜)가 탑재대(20)내에 공급되어 탑재대(20)상의 웨이퍼(W)는 상온 이하로 냉각된다.
이 냉각에 의해, NF3활성 가스에 의한 에칭율은 높아진다. 또, 이 때의 프로세스 조건은, 가스의 유량은 H2, NF3, N2가 각각 10sc㎝, 30sc㎝, 100sc㎝, 프로세스 압력은 3Torr, 플라즈마 전력이 50W, 프로세스 시간은 약 3분이 바람직하다.
NF3가스와 H2플라즈마 가스의 반응에 의해서 형성된 에칭종의 에칭 속도는 느리기 때문에, 반응 표면에 이들 가스가 흡착되어 반응 속도가 결정된다. 상온 이하의 저온으로 웨이퍼를 냉각함으로써, 상기 흡착 속도가 상승하여 반응 속도가 상승될 수 있다.
전술한 바와 같이, NF3가스의 활성 가스화, 활성 가스종 N*및 H*의 상승 작용에 의해, 웨이퍼(W)상의 자연 산화막(80)을 변질하는 공정은, 상온 이하의 온도에서 실행하는 것이 바람직하다. 도 11은 이 공정에 있어서의, 냉각 온도와 반응 속도의 관계를 나타내고 있다. 도 11에 있어서, 세로 축은 에칭율을, 가로 축은 당해 공정의 개시시에 있어서의 웨이퍼(W)의 냉각 온도를 나타내고 있다. 도 11에 있어서, 6개의 경우에 관한 냉각 온도와 에칭율의 관계가 나타나 있으며, 이 도면으로부터 냉각 온도가 20℃를 초과하면 에칭의 제어 특성이 불안정하게 되기 때문에 실온 이하인 것이 바람직하고, 20℃ 내지 -20℃의 범위가 더욱 바람직하며, 10℃ 내지 -20℃의 범위가 더욱 바람직한 것이 도시되어 있다. 이 도 11에 도시된 데이터에 요구된 실험의 조건은 다음과 같다. [자연 산화막(80)을 변질하는 공정] H2/NF3/N2의 비율…300/60/400sc㎝, 압력…4Torr, 전력…300W, 처리 시간…1분간, (승화 공정) 온도…140℃, 승화 공정의 시간…1분간, 승화 공정의 분위기…진공.
공정 (h). 산화막을 변질시킨 후, H2, N2, NF3가스의 공급은 정지되고, 마이크로파 발생원(32)의 구동도 정지되며, 마이크로파의 플라즈마 형성관(30)으로의 도입도 정지된다. 처리 용기(10)내는 배기관(40)으로부터 더욱 진공 배기된다.
공정 (i). 웨이퍼 리프트 수단이 구동되어 웨이퍼(W)는 웨이퍼 탑재대(20)로부터 적어도 5㎜ 이상 이격된 가열 위치까지 상승된다.
공정 (j). 가열 램프(19)가 점등되어 웨이퍼(W)는 상방으로부터 가열되고, 그 표면은 실온으로부터 급속히 100℃ 이상(예를 들면, 약 120℃)의 온도로 가열된다.
공정 (k). 가열 램프(19)에 의한 가열에 의해서, Si, N, H, F, O가 혼합된 반응막(82)은, 도 5c에 도시되는 바와 같이, Si, N, H, F, O가 혼합된 가스(84)로 승화하여 제거되며, 배기관(40)으로부터 배기된다. 이 승화에 의해서, 웨이퍼(W)로부터 자연 산화막(80)[반응막(82)]은 제거되어 웨이퍼(W)의 표면에 Si면이 나타난다. 이 때의 프로세스 조건은, 프로세스 압력이 1mTorr 이하, 프로세스 시간은 약 2분인 것이 바람직하다.
공정 (l). 가열 램프(19)가 소등된다.
공정 (m). 마지막으로, 진공 배기가 정지된다.
공정 (n). 게이트 밸브(10a)가 개방됨과 동시에 웨이퍼 리프트 수단이 구동되어 웨이퍼(W)가 하강되어 탑재대(20)상으로 복귀된다. 자연 산화막이 제거된 웨이퍼(W)가 처리 용기(10)내로부터 반출되어 인접하는 챔버(예를 들면, 반송실)로 진공 분위기중에서 반송된다.
또, 본 발명의 표면 처리 방법의 대상이 되는 산화막은 SiO2이외에, W, Ti, Al, Ni, Co 및 이들의 실리사이드상에 성장한 매우 얇은(10 내지 20 옹스트롬 정도) 산화막도 포함된다.
본 발명의 표면 처리 장치는, 다른 처리 장치(예를 들면, 금속 배선 형성 챔버, 가열 챔버, 냉각 챔버, 반송 챔버 및 로드 록 챔버) 등과 조합되어, 멀티 챔버 방식의 클러스터 장치를 구성할 수 있다. 클러스터 장치의 구성을 설명한다.
도 6에 도시되는 진공 클러스터 장치(100)는 웨이퍼를 비반응성 분위기(예를 들면, 진공 분위기)중에서 반송가능하게 한 장치(100)이다. 이 진공 클러스터 장치(100)에 있어서, 본 발명의 표면 처리(자연 산화막 제거) 장치는 자연 산화막 제거 챔버(101)이며, 이것에 반송 챔버(105)를 거쳐서, 가열 챔버(102), 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버(103) 및 로드 록 챔버(104)를 설치하고 있다. 금속 배선 형성 챔버(103)는 Al, Ti, TiN, Si, W, WN, Cu, Ta, SiN의 금속 배선을 피처리체상에 금속 CVD에 의해 형성한다. 각 챔버 사이는 게이트 밸브(107)가 설치됨과 동시에, 반송 챔버(105)내에는 반송 로봇(106)이 설치되어 있다.
웨이퍼를 수용한 웨이퍼 카세트는 로드 록 챔버(104)내로 이송되고, 반송 챔버(105)에서 웨이퍼를 배향 플랫을 기준으로 한 정렬 등을 실행한다. 게이트 밸브(107)가 개방되고, 반송 로봇(106)에 의해 웨이퍼가 1장씩, 자연 산화막 제거 챔버(101)로 반입되고, 웨이퍼의 표면의 산화막이 제거된 후, 가열 챔버(102)에서 미리 가열되며, 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버(103)내에서, 웨이퍼의 콘택트 홀내에 금속 CVD 등에 의해 Al, Ti 등의 금속 배선이 형성되며, 마지막으로, 웨이퍼(W)는 로드 록 챔버(104)에 반출된다.
도 7에 도시된 진공 클러스터 장치(200)는 마찬가지로 비반응성 분위기중에서 웨이퍼를 반송할 수 있다. 본 발명의 자연 산화막 제거 챔버(201)에 반송 챔버(206)를 거쳐서, 가열 챔버(202), 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버(203), 냉각 챔버(204) 및 로드 록 챔버(205)를 구비하고 있다. 각 챔버 사이에 게이트 밸브(208)가 설치되고, 반송 챔버(206)내에는 반송 로봇(207)이 설치되어 있다.
통상 약 500℃의 온도로 가열되는 금속 배선 형성 챔버(203)로부터, 배선 형성 후의 웨이퍼를 로드 록 챔버(205)로 반송할 때에는, 웨이퍼의 온도를 로드 록 챔버(205)가 받아들일 수 있는 온도(약 150℃)로 하강시킬 필요가 있다. 이 때문에, 이 진공 클러스터 장치(200)는 특히 냉각 챔버(204)를 구비한다.
또, 도 6과 도 7에 도시된 진공 클러스터 장치에 있어서, 가열 챔버(102) 및 가열 챔버(202)가 100℃ 이상의 온도로 가열하는 수단을 구비하고 있는 경우에는, 자연 산화막 제거 챔버(101, 201)의 가열 수단은 생략될 수 있다.
이상과 같이 진공 클러스터 장치를 구성하는 것에 의해, 웨이퍼를 대기중에서 반송하는 것에 의한 자연 산화막의 재생성을 막을 수 있다. 자연 산화막 제거로부터 성막까지의 시간 관리가 불필요하게 되고, 물 자국의 발생도 방지할 수 있고, 제 위치 작업에서 웨이퍼의 자연 산화막을 제거할 수 있고, 스루풋이 대폭 향상되는 등의 효과가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 표면 처리 방법 및 그 장치에 따르면, N과 H를 포함하는 가스를 플라즈마화에 의해 활성화하여, 활성 가스종을 형성하고, 이 활성 가스종에 의해 반응 가스(NF3가스)를 활성화하며, 피처리체를 상온 이하로 냉각하면서, 이들 3개의 가스와 피처리체 표면에 발생한 산화막을 반응시켜 변질시켜 반응막을 형성하며, 가열에 의해 이 반응막을 승화시킴으로써, 매우 효율적이며 또한 높은 에칭율로 피처리체의 표면의 산화막, 예를 들어 자연 산화막을 제거할 수 있다.
실시예에 있어서는, N과 H를 포함하는 가스로서 N2가스와 H2가스가 채용되었지만, 이 N과 H를 포함하는 가스로서는, 암모니아 등의 다른 가스도 사용될 수 있다.
또, 본 발명의 활성화된 가스를 분출시키는 샤워 헤드로서, 링 형상 및 격자 형상의 구조가 설명되었지만, 이 샤워 헤드로서는 어떠한 다른 구조도 채용될 수 있다.
또, 본 발명의 표면 처리 장치와 다른 처리 장치를 비반응성 분위기, 예를 들어 진공중에서, 피처리체를 진공 반송가능하게 클러스터화함으로써, 반송중에 산화막의 발생이 없고 전체적으로 스루풋이 향상된다.
또 다른 특징 및 변경이, 당해 기술 분야의 당업자에게 인식된다. 그 때문에, 본 발명은 보다 넓은 관점에 입각한 것으로, 특정한 상세한 설명 및 본 명세서에 개시된 대표적인 실시예에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 청구항에 정의된 넓은 발명 개념 및 그 균등물의 해석과 범위에 있어서, 거기에서 이탈되지 않고서, 여러가지 변경을 실행할 수 있다.

Claims (22)

  1. 처리 용기내에 그 표면상에 산화물을 갖는 피처리체를 반입하는 공정과,
    상기 처리 용기내를 진공 배기하는 공정과,
    N과 H를 포함하는 가스를 플라즈마 발생부에 도입하고, 해당 가스를 플라즈마화하여 활성화함으로써 각각의 활성 가스종을 형성하는 공정과,
    상기 활성 가스종을 피처리체를 향하여 유동시키고, 유동되고 있는 상기 활성 가스종에 NF3가스를 첨가함으로써 NF3가스의 활성화된 가스를 형성하는 공정과,
    상기 피처리체를 소정의 온도 이하로 냉각하는 공정과,
    해당 NF3가스의 활성화된 가스를 해당 피처리체의 표면상의 해당 산화물과 반응시킴으로써, 상기 산화물을 변질시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    표면 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 N과 H를 포함하는 가스는 N2가스와 H2가스의 혼합 가스이고,
    상기 산화물을 변질시키는 공정에 이어서, 상기 N2가스, H2가스 및 NF3가스의 상기 처리 용기로의 공급을 정지하고, 상기 피처리체를 소정의 온도로 가열함으로써 상기 반응막을 승화시키는 공정과,
    진공 배기를 정지하고, 산화막을 제거한 상기 피처리체를 상기 처리 용기로부터 반출하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    표면 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리체를 냉각하는 소정의 온도가 상온 이하인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리체를 냉각하는 소정의 온도가 20℃ 내지 -20℃의 범위인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리체를 냉각하는 소정의 온도가 10℃ 내지 -20℃의 범위인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 반응막을 승화시키는 소정의 가열 온도가 100℃ 이상의 온도인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 방법.
  7. 플라즈마 형성용 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생부와,
    상기 플라즈마 발생부에 접속되고, 그 내부에 피처리체를 탑재하는 탑재대를 설치한 처리 용기와,
    상기 탑재대에 탑재된 피처리체를 소정의 온도로 냉각하는 수단과,
    상기 처리 용기내에서 상기 피처리체를 가열 위치로 상승시키는 승강 수단과,
    상기 피처리체를 상기 가열 위치에서 소정의 온도로 가열하는 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 표면 처리 장치는 피처리체의 표면에 형성된 자연 산화막을 제거하기 위한 장치인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부에 플라즈마 형성용 가스로서 N2가스와 H2가스를 공급하는 플라즈마 형성용 가스 도입부와,
    상기 플라즈마 발생부에서 활성화되어 피처리체를 향하여 유동되고 있는 N2가스와 H2가스의 활성 가스종에, NF3가스를 첨가하는 NF3가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 NF3가스의 첨가에 의해 NF3가스의 활성화된 가스가 형성되고, 상기 NF3가스의 활성화된 가스를 상기 피처리체상의 표면층과 반응시켜 상기 표면층을 변질시키는
    표면 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 탑재대에 탑재된 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 상온 이하인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 탑재대에 탑재된 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 20℃ 내지 -20℃의 범위인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 탑재대에 탑재된 피처리체를 냉각하는 소정의 온도는 10℃ 내지 -20℃의 범위인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 피처리체를 상기 가열 위치에서 가열하는 소정의 온도는 100℃ 이상의 온도인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 NF3가스 공급부는 상기 처리 용기의 내벽에 설치된 다수의 가스 분출구를 포함하는 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 NF3가스 공급부는 상기 처리 용기내에 형성된 다수의 가스 분출구를 갖는 샤워 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 NF3가스 공급부는 상기 플라즈마 발생부의 단부로부터 피처리체의 방향으로 적어도 20㎝ 이격된 위치에서 상기 NF3가스를 상기 활성 가스종에 첨가하는 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  17. 제 7 항에 있어서,
    상기 가열 수단은 상기 피처리체의 상방에 설치된 열 방사 수단인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  18. 제 7 항에 있어서,
    상기 가열 수단은 상기 피처리체의 상방에 설치된 가열 램프인 것을 특징으로 하는
    표면 처리 장치.
  19. 제 7 항에 기재된 표면 처리 장치에, 반송 챔버를 거쳐서 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버, 가열 챔버 및 로드 록 챔버를 설치하여 피처리체가 비반응성 분위기중에서 반송되도록 한
    클러스터 장치.
  20. 제 7 항에 기재된 표면 처리 장치에, 반송 챔버를 거쳐서 1개 혹은 복수개의 금속 배선 형성 챔버, 가열 챔버, 냉각 챔버 및 로드 록 챔버를 설치하여 피처리체가 비반응성 분위기중에서 반송되도록 한
    클러스터 장치.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 금속 배선 형성 챔버는 A1, Ti, TiN, Si, W, WN, Cu, Ta, TaN, SiN 중 적어도 하나의 막을 형성하기 위한 챔버인 것을 특징으로 하는
    클러스터 장치.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 금속 배선 형성 챔버는 적어도 100℃ 이상의 온도로 상기 피처리체를 가열하는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    클러스터 장치.
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