KR20000035733A

KR20000035733A - 열처리장치 및 그 세정방법

Info

Publication number: KR20000035733A
Application number: KR1019990053099A
Authority: KR
Inventors: 사이토유키마사; 무라타히토시; 야마모토히로유키
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2000-06-26
Also published as: US20020073923A1; KR100629457B1; US6383300B1; US6807971B2; TW463257B

Abstract

본 발명은 열처리장치 및 그 세정방법에 관한 것으로서,

반응관(11)내에 반도체웨이퍼(15)를 수납하고 반응관(11)내를 배기관(63)을 통하여 배기하면서 반응관(11)내에 암모니아와 디클로로실란을 공급하여 암모니아 및 디클로로실란의 반응에 의해 실리콘질화막을 퇴적하고, 계속해서 반응관(11)내를 배기관(63)을 통하여 배기하면서 반응관(11)내에 TEOS를 공급하고 TEOS의 분해에 의해 실리콘산화막을 퇴적하며, 실리콘질화막과 실리콘산화막의 적층막이 형성된 반도체웨이퍼(15)를 반응관(11)으로부터 꺼낸 후 불화수소를 반응관(11) 및 배기관(63)내에 도입함으로써 배기관내 및 반응관내에 부착한 반응생성물을 제거하여 세정하고, 배기관(63)의 선단은 2개의 배기구(71, 72)로 분기해 있으며, 성막시의 배기가스와 세정시의 HF가스는 다르지만 배기구(71, 72)로부터 배출되는 것을 특징으로 한다.

Description

열처리장치 및 그 세정방법{HEAT TREATMENT APPARATUS AND CLEANING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 열처리장치 및 그 세정방법에 관한 것으로, 특히 반응생성물의 장치내로의 부착을 방지할 수 있는 열처리장치 및 그 세정방법에 관한 것이다.

반도체디바이스의 여러 가지의 부분에 실리콘산화막(SiO₂막)이나 실리콘질화막(Si₃N₄막)이 사용되고 있다.

SiO₂막은 예를 들면 감압CVD장치이고, 알콕시실란을 분해함으로써 생성된다. 이 CVD장치에는 SiO₂막을 생성하는 과정에서 알콕시실란의 비완전분해물[(S₁C_xH_yO_z)_nx＝0. 1∼2, y＝1∼15, z＝0. 1∼5, n＞0]이 부착한다. 이 부착물이 생성막 도중에서 벗겨져서 떨어져 파티클로 되어 제조되는 반도체장치의 품질을 저하시키거나, 생산량을 낮게 하여 버리는 경우가 있다.

또 Si₃N₄막은 예를 들면 CVD장치에서 암모니아(NH₃)와 디클로로실란(SiH₂Cl₂)을 반응시킴으로써 생성된다. 그러나 실리콘질화막의 생성 중에 염화암모늄(NH₄Cl)이 반응관내의 저온부분에서 고화해 버리는 경우가 있다. 이 염화암모늄이 반도체기판의 로딩시 등에 승화하여 반도체기판에 흡착하면 그 후의 성막공정에서 이 염화암모늄이 원인으로 되어 기판표면에 파티클이 형성되는 경우가 있다. 또 승화한 염화암모늄과 분위기 속의 수분이 반응하여 형성되는 파티클이 반도체기판에 흡착하여 결함을 일으키는 경우가 있다.

특히 반응관의 분기부 및 배기부 근처와 배기관은 웨이퍼보트가 배치되는 성막처리영역에 비하여 온도가 낮은 것이나 배기컨덕턴스가 낮기 때문에 반응생성물이 다량으로 부착해 버린다.

따라서 종래의 열처리장치에서는 장치를 분해한 후에 각 구성부품을 세정하는 등 장기간의 가동정지를 동반하는 대규모의 관리를 실시하고 있다. 이 때문에 장치의 가동률이 낮았다.

클리닝작업에 의한 장치의 가동률의 저하를 방지하기 위해 실리콘산화막형성장치의 클리닝에 HF가스를 사용하는 방법이 일본국 공개특허공보 93-214339호에 개시되어 있다. 또 질화규소를 HF가스를 사용하여 클리닝하는 방법이 일본국 공개특허공보 92-333570호에 개시되어 있다. 그러나 이들의 문헌에는 HF가스를 이용하여 (SiC_xII_yO_z)_n을 제거하거나, 질화실리콘을 제거할 수 있는 것이 개시되어 있는 것에 지나지 않다. 즉 이들의 문헌에는 실시열처리장치에 있어서 어떻게 하여 성막처리를 실시하고, 또한 세정처리를 실시하는 것인가를 개시하고 있지 않다. 또 클리닝에 사용한 HF가스에 의한 환경오염을 방지하는 기술은 개시되어 있지 않다.

또 반도체디바이스를 제조하는 여러 가지 경우에서 SiO₂/Si₃N₄라는 2층막이나 SiO₂/Si₃N₄/SiO₂라는 3층막이 사용되고 있다. 그러나 종래는 SiO₂막과 Si₃N₄막을 각각의 장치에서 생성하고 있기 때문에 장치와 장치의 사이에서 웨이퍼를 반송할 때에 웨이퍼표면에 자연산화막이 부착하거나 파티클이 부착하여 제조되는 반도체장치의 품질을 저하시키거나 생산량을 저하시켜 버리는 요인의 하나로 되고 있다.

따라서 SiO₂막과 Si₃N₄막을 함께 성막할 수 있는 장치가 요망되고 있다. 그러나 그와 같은 장치에 적합한 파티클의 방지장치는 아직 제안되고 있지 않다.

본 발명은 상기 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 열처리장치를 효율 있게 클리닝하는 것이다.

또 본 발명은 복수 종류의 막을 생성 가능한 장치의 클리닝을 효율 있게 실시하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 HF가스를 이용하여 열처리장치를 클리닝할 때에 환경오염을 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 관점에 관련되는 열처리장치는,

피처리체(15)를 수납 가능한 반응관(11)과,

상기 반응관(15)에 일단이 접속되고, 반응관내의 가스를 배출하기 위한 배기관(배기포트(61), 또는 배기관(63))과,

상기 반응관(11)내에 삽입되어 있으며, 반응관내에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스공급관(31)과,

불화수소의 가스원(35d)에 접속되는 HF용 배관(33)과, 상기 HF용 배관에 설치되어 상기 가스원으로부터의 불화수소가스의 공급을 제어하는 HF용 밸브(VB6)와, 상기 가스원으로부터 상기 HF용 배관을 통하여 공급된 불화수소를 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내에 인도하는 인렛(64)을 구비하는 HF가스공급부를 구비하고,

HF용 밸브를 열어서 상기 가스원으로부터의 불화수소가스를 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내에 인도함으로써 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내를 세정하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 반응가스공급관과는 별개로 배치된 HF가스공급용의 인렛이 반응관에 배치되고 HF용 밸브를 엶으로써 HF가스를 반응관(11), 또는 배기관내(61, 63)에 도입하여 세정을 실시할 수 있다. 따라서 간단한 처리로 열처리장치의 세정을 실시할 수 있다.

한편 일본국 특허공개공보 93-214339호에 개시된 구성에서는 동일 출원의 도 2에 나타내어져 있는 바와 같이 HF가스와 반응가스가 동일한 공급구로부터 반응관내에 도입되어 있으며, 성막처리시에 반응가스가 오염될 위험이 있다.

또 일본국 특허공개공보 92-333570호에는, (1) 박막형성장치내에 HF가스를 도입하는 방법, (2) 박막형성장치 자체를 클리닝장치내에 넣고 HF가스를 클리닝장치내에 도입하는 방법이 언급되고 있다. 그러나 「박막형성장치내에 HF가스를 효율 있게 도입하여 세정을 실시하기 위한 구성」에 대해서는 전혀 개시하고 있지 않다.

상기 배기관(61, 63)의 타단을 제 1 배기구와 제 2 배기구로 분기하고, 상기 제 1 배기구와 제 2 배기구의 사이에 HF가스가 배기되어 있는 기간에는 배기가스를 제 2 배기구에 인도하고, HF가스가 배기되어 있지 않은 기간에는 배기가스를 제 1 배기구에 인도하는 밸브(69)를 배치해도 좋다.

이 구성에 따르면, 성막처리에서 발생하는 생성물과 클리닝에 사용한 HF가스를 구별하여 처리하는 것이 가능하게 된다. 또한 제 2 배기구에 HF가스용 스크러버, 제 1 배기구에 그 밖의 가스용 스크러버를 배치해도 좋다.

상기 배기관내의 반응생성물을 제거하는 복수의 트랩(TRP1, TRP2)과, 상기 복수의 트랩의 사이에 배치되어 반응관 및 배기관내의 압력을 소정값으로 유지하기 위한 압력제어밸브(CV)를 추가로 구비해도 좋다.

성막 및 세정을 실시하기 위해서는 반응관(11) 및 배기관(61, 63)내의 압력을 적절한 값으로 유지할 필요가 있다. 이 압력의 제어를 압력제어밸브(CV)가 단독으로 또는 다른 장치와 함께 실시한다. 또 복수의 트랩의 사이에 배치함으로써 반응생성물이 압력제어밸브(통상이라면 반응생성물이 부착하기 쉽다)에 부착하는 것을 방지할 수 있다.

반응관(11)은 예를 들면 상단이 개방된 내관(13)과, 소정의 간격을 갖고 내관을 둘러싸서 상단이 닫힌 외관(12)을 구비한다. 이 경우 상기 인렛은 내관내에 HF가스를 인도하고, 상기 배기관은 상기 외관에 접속되며, 내관과 외관의 간격으로부터 가스를 배출하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 인렛(64a)으로부터 분출한 HF가스는 내관(13)의 내면을 세정하면서 상단부에 이르고, 또한 내관(13)과 외관(12)의 사이를 지나서 배기관(61, 63)에 이른다. 따라서 이른바 종형의 이중관로를 효율 있게 세정할 수 있다.

상기 인렛(64d)은 상기 배기관(61)의 입구부근(최상류부)에 배치되는 것이 바람직하다. 배기가스가 반응관으로부터 배기관에 들어가는 부분에서 컨덕턴스가 변화한다. 이 때문에 배기관의 입구부분에는 반응생성물이 부착하기 쉽다. 인렛(64d)을 배기관(61)의 입구부근에 배치함으로써 부착물을 효율 있게 제거할 수 있다.

또 상기 배기관(61, 63)이 굴곡부를 갖고 있는 경우 상기 인렛(64d)은 상기 배기관(63)의 굴곡부 근처에서, 반응관에서 본 유로의 상류측에 배치되는 것이 바람직하다. 굴곡부는 컨덕턴스가 낮아서 반응생성물이 부착하기 쉽다. 인렛을 굴곡부의 상류측의 근처에 배치함으로써 굴곡부의 부착물을 효율 있게 제거할 수 있다.

상기 배기관에 트랩(TRP1)이 배치되어 있는 경우에는 인렛(64c)은 트랩의 근처에서, 반응관에서 본 유로의 상류측에 배치되는 것이 바람직하다. 트랩도 컨덕턴스가 낮아 반응생성물이 부착하기 쉬운 부위이다. 인렛을 트랩의 상류측 근처에 배치함으로써 트랩의 부착물을 효율 있게 제거할 수 있다.

상기 반응가스공급관(31)은 예를 들면 피처리체(15)의 위에 실리콘산화막을 형성하기 위해 상기 반응관내에 알콕시실란을 인도하고, 또는 피처리체의 위에 실리콘질화막을 형성하기 위해 암모니아와 실리콘화합물(예를 들면 모노실란(SiH₄), 디클로로실란(SiH₂Cl₂), 4염화규소(SiCl₄))를 반응관내에 인도하고, 상기 반응관은 알콕시실란의 분해에 의해 피처리체의 위에 실리콘산화막을 형성하고, 또는 암모니아와 실리콘화합물의 반응에 의해 피처리체의 위에 실리콘질화막을 형성한다.

이와 같은 구성으로 함으로써 1대의 열처리장치에서 실리콘산화막과 실리콘질화막을 연속하여 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한 실리콘산화막의 성막시에 발생한 생성물과 실리콘질화막의 성막시에 발생한 생성물을 HF가스에 의해 효율 있게 제거할 수 있다.

상기 배기관에 상기 배기관내의 알콕시실란의 분해에 의해 생성되는 반응생성물을 제거하는 SiO₂생성물트랩(예를 들면 디스크트랩)과, 상기 배기관내의 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 생성되는 반응생성물을 제거하는 SiN생성물트랩(예를 들면 물트랩)과, 상기 SiO₂생성물트랩을 100℃∼150℃로 가열하는 히터를 배치해도 좋다.

상기 압력제어밸브를 SiO₂생성물트랩과 SiN생성물트랩의 사이에 배치하고, 또한 히터로 가열하는 것이 바람직하다.

상기 압력제어밸브는 상기 배기관내를 10kPa 이상의 압력으로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 배기관을 100℃∼200℃로 가열하는 히터를 추가로 구비해도 좋다.

상기 반응관을 승온하는 히터를 추가로 구비하고,

상기 히터는 상기 배기관을 100℃∼200℃로 가열한다.

상기 배기관내의 불화수소의 압력을 변동시키는 압력콘트롤러를 추가로 구비해도 좋다. 불화수소의 압력을 변동시킴으로써 컨덕턴스가 낮은 부위나 데드스페이스(오목부나, 접합부분의 간격 등과 같이 가스가 흐르지 않는 부분)에도 불화수소가 널리 퍼져서 장치 전체를 얼룩 없이 세정할 수 있다.

압력콘트롤러는 예를 들면 상기 배기관내의 압력을 0. 1kPa∼30kPa의 사이에서 변동시킨다. 이 정도의 압력변동에 의해 불화수소를 남김 없이 널리 퍼지게 할 수 있다.

상기 압력콘트롤러는 상기 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간과 10kPa 미만이 되는 기간을 반복하고, 또한 상기 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간이 10kPa 미만이 되는 기간보다도 길어지도록 상기 배기관내의 압력을 변동시키는 것이 보다 바람직하다.

상기 배기관내, 또는 상기 반응관내로 퍼지용 가스를 공급하는 퍼지용 가스공급수단과, 상기 HF가스공급수단이 불화수소의 공급을 정지한 후 상기 퍼지용 가스공급수단과 배기수단에 의해 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내로의 퍼지용 가스의 공급과 배기를 복수사이클 반복하는 동시에, 해당 복수사이클의 사이에 상기 성막용 가스공급수단에 의해 성막용 가스를 공급하는 제어수단을 추가로 구비해도 좋다.

세정종료 후는 신속히 HF가스를 퍼지하고 싶다. 이 구성에 따르면, 퍼지공정을 복수회 반복하는 사이에 성막가스를 공급하므로 단시간에 퍼지공정을 완료할 수 있다.

상기 성막용 가스공급수단은 예를 들면 상기 성막용 가스로서 알콕시실란을 공급하고, 상기 퍼지가스공급수단은 예를 들면 퍼지용 가스로서 질소가스를 공급한다.

또 본 발명의 제 2 관점에 관련되는 세정방법은,

열처리장치의 반응관과 해당 반응관에 접속된 배기관의 적어도 한쪽을 세정하는 세정방법이고,

반응관내에 피처리체를 로드하는 스텝과,

반응관내에 제 1 반응가스를 공급하고, 피처리체상에 제 1 막을 성막하는 제 1 성막스텝과,

반응관내에 제 1 반응가스와 다른 제 2 반응가스를 공급하고, 피처리체상에 제 2 막을 성막하는 제 2 성막공정과,

배기관을 통하여 반응관내를 배기하면서 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 불화수소가스를 공급함으로써, 상기 반응관과 상기 배기관의 적어도 한쪽에 부착해 있는, 제 1 성막스텝에서의 생성물과 제 2 성막스텝에서의 생성물을 제거하는 세정스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

세정시 반응관을 승온하고 배기관을 100℃∼200℃로 가열하여 배기관내를 10kPa∼30kPa의 압력으로 유지하는 것이 바람직하다.

배기관내의 압력을 0. 1kPa∼30kPa의 사이에서 변동시키면서 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 불화수소가스를 공급함으로써 세정해도 좋다.

이 경우 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간과 10kPa 미만이 되는 기간을 반복하고, 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간이 10kPa 미만이 되는 기간보다도 길어지도록 배기관내의 압력을 변동시키는 것이 바람직하다.

상기 제 1 성막스텝은 예를 들면 피처리체상에 알콕시실란의 분해에 의해 실리콘산화막을 형성하는 스텝으로 구성되고, 상기 제 2 성막스텝은 예를 들면 피처리체상에 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 실리콘질화막을 형성하는 스텝으로 구성된다. 이 경우 상기 세정스텝은 배기관을 통하여 반응관내를 배기하면서 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 불화수소가스를 공급함으로써 상기 반응관과 상기 배기관의 적어도 한쪽에 부착해 있는, 알콕시실란의 분해에 의해 생성된 반응생성물과 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 생성된 반응생성물을 제거한다.

배기관의 복수부분에서 배기 중의 불순물을 트랩에 의해 제거하고, 복수의 트랩의 사이에서 배기관의 관로의 열림정도를 제어함으로써 불화수소가스의 압력을 제어하는 것도 가능하다.

불화수소가스의 공급을 정지한 후 배기관내를 감압하고, 퍼지가스의 공급과 배기관내의 감압을 소정 횟수 실시한 후 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 성막용 가스를 공급하고, 다시 퍼지가스의 공급과 배기관내의 감압을 소정 횟수 반복함으로써 불화수소가스를 제거해도 좋다.

이 경우 상기 퍼지가스는 예를 들면 질소가스로 구성되고, 상기 성막가스는 예를 들면 알콕시실란을 포함한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 구조를 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 종형 열처리장치로부터 열처리용 웨이퍼보트를 꺼낸 상태를 나타내는 도면.

도 3은 반응관내의 파티클이 배기되는 모양을 모식적으로 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 반응관내를 세정할 때의 압력변동을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 동작을 설명하기 위한 순서도.

도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 동작을 설명하기 위한 순서도.

도 7은 본 발명의 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 변형예를 나타내는 도면.

도 8A와 도 8B는 인렛의 구성예를 설명하기 위한 도면이며, 도 8A는 분기관과 배기배관의 횡단면도이고, 도 8B는 배기포트의 단면도.

도 9와 도 10은 인렛의 구성예를 설명하기 위한 도면이며, 각각 분기관과 배기배관의 횡단면도.

도 11과 도 12는 인렛의 구성예를 설명하기 위한 도면이며, 각각 배기포트의 단면도.

도 13은 본 발명의 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 변형예를 나타내는 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 반응관 12: 외관

13: 내관 15: 피처리체

31: 반응가스공급관 33: HF용 배관

35d: 불화수소의 가스원 61, 63: 배기관

64a, 64b, 64c: 인렛 65: 히터

69: 밸브

(제 1 실시형태)

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치의 구성을 나타낸다.

이 종형 열처리장치는 실리콘질화막과 실리콘산화막을 함께 성막 가능한 장치이다. 이 종형 열처리장치는 도 1에 나타내는 바와 같이 긴쪽방향이 수직방향으로 향해진 원통상의 반응관(반응실)(11)을 구비하고 있다. 반응관(11)은 내열재료, 예를 들면 석영으로 이루어지는 하단개구의 외관(12)과, 외관(12)내에 그 내벽에 적당히 이간되어 동심원상으로 수용된 상하단개구의 내관(13)으로 구성된 이중관구조를 갖는다.

반응관(11)내에는 석영 등으로 이루어지는 웨이퍼보트(열처리용 보트)(14)가 설치되어 있다. 웨이퍼보트(14)에는 피처리체로서의 반도체기판(반도체웨이퍼)(15)이 수직방향으로 소정의 간격으로 적층되어 수용되어 있다.

반응관(11)의 주변부에는 반응관(11)을 둘러싸도록 형성된 저항발열체 등으로 이루어지는 승온용 히터(16)가 설치되어 있다.

외관(12)의 하부에는 외관(12) 및 내관(13)을 지지하는 분기관(17)이 설치되어 있다. 분기관(17)은 예를 들면 스테인레스, SiO₂, SiC 등으로 구성된다.

분기관(17)의 상단부에는 플랜지(18)가 환상으로 형성되어 있으며, 외관(12)의 하단부에 형성된 플랜지(19)와, 탄성부재로 이루어지는 O링(20)을 통하여 기밀봉지 가능하게 구성되어 있다. 또 내관(13)의 하단부는 분기관(17)의 내벽으로부터 안쪽으로 돌출하여 형성된 지지부(21)에 재치되어 있다.

분기관(17)의 일측면부에는 열처리부(윗쪽)를 향하여 구부러진 석영 등으로 이루어지는 제 1∼제 3 가스공급관(31a, 31b 및 31c)이 시일부재를 통하여 끼워 통해져 있다.

제 1 가스공급관(31a)에는 접합부(32a)를 통하여 제 1 가스배관(33a)이 접속되어 있다. 제 1 가스배관(33a)은 가스유량을 조정하는 매스플로우콘트롤러(MFC)(34a)와 가스의 흐름을 제어하는 밸브(VB1)를 통하여 제 1 가스원(35a)에 접속되어 있다. 제 1 가스원(35a)은 예를 들면 디클로로실란(SiH₂Cl₂) 등의 실리콘화합물의 가스원이다(또한 모노실란(SiH₂), 4염화규소(SiCl₄) 등이어도 좋다). 또 제 1 가스배관(33a)은 MFC(34a)와 밸브(VB3)를 통하여 질소가스원(36a)에도 접속되어 있다.

제 2 가스공급관(31b)에는 접합부(32b)를 통하여 제 2 가스배관(33b)이 접속되어 있다. 제 2 가스배관(33b)은 가스유량을 조정하는 매스플로우콘트롤러(MFC)(34b)와 가스의 흐름을 제어하는 밸브(VB2)를 통하여 제 2 가스원(35b)에 접속되어 있다. 제 2 가스원(35b)은 예를 들면 암모니아(NH₃)의 가스원이다. 또 제 2 가스배관(33b)은 MFC(34b)와 밸브(VB4)를 통하여 질소가스원(36b)에도 접속되어 있다.

제 3 가스공급관(31c)에는 접합부(32c)를 통하여 제 3 가스배관(33c)이 접속되어 있다. 제 3 가스배관(33c)은 MFC(34c)와 밸브(VB5)를 통하여 제 3 가스원(35c)에 접속되어 있다. 제 3 가스원(35c)은 예를 들면 알콕시실란, 바람직하게는 테트라에톡시실란(이하 단순히 TEOS라 부른다)의 가스원이다.

분기관(17)의 하단부에 형성된 플랜지(22)에는 원반상의 덮개체(51)가 탄성부재로 이루어지는 O링(52)을 통하여 기밀봉지 가능하게 설치되어 있다. 덮개체(51)의 상면에는 보온통(53)이 배치되고, 보온통(53)의 위에 웨이퍼보트(14)가 재치되어 있다. 덮개체(51)는 덮개체(51)에 재치되어 있는 보온통(53) 및 웨이퍼보트(14)를 반응관(11)에 반입·반출(로드·언로드)하기 위해 상하방향으로 이동하는 승강기구(54)에 부착되어 있다.

분기관(17)의 하단측부에는 세정용의 불화수소(HF)를 반응관(11)내에 인도하기 위한 인렛(64a)이 접속되어 있으며, 인렛(64a)은 제 4 가스배관(33d) 및 밸브(VB6)를 통하여 불화수소의 가스원인 제 4 가스원(35d)에 접속되어 있다.

또한 제 4 가스원(35d)은 밸브(VB6) 및 제 5 가스배관(33e)을 통하여 후술하는 인렛(64d)에도 접속되어 있으며, 또 밸브(VB6) 및 제 6 가스배관(33f)을 통하여 후술하는 인렛(64c)에도 접속되어 있다.

분기관(17)의 타측면부에는 배기포트(배기관)(61)가 접속되어 있다. 배기포트(61)는 스테인레스 등으로 이루어지고, 접합부(62)를 통하여 배기가스를 외부에 배기하기 위한 배기배관(63)에 접속되어 있다.

배기배관(63)은 배관(63a∼63c)을 구비한다. 배관(63a)은 접합부(62)를 통하여 배기포트(61)에 접속되고, 반응관(11)으로부터의 배기가스를 배관(63b)에 인도한다. 배관(63b)은 배기가스를 핫디스크트랩(TRP1)으로부터 콤비네이션밸브(CV) 및 전환트랩(TRP2)을 차례로 통하여 진공펌프(VP)의 흡기구에 인도한다. 배관(63c)은 일단이 진공펌프(VP)의 배기구에 접속되고, 타단이 2개의 배기구(71과 72)로 분기해 있다.

또 배관(63a)의 소정 위치에 배관(63a)내를 통과하는 배기가스를 이른바 공장배기로 인도하는 공장배기관(63d)이 접속되어 있다. 이 공장배기관(63d)에는 개폐식의 공장배기밸브(EV)와 도시하지 않는 댐퍼 등이 배치되어 있다.

또 이 종형 열처리장치는 배관(63a)과 콤비네이션밸브(CV)를 가열하기 위한 배기경로용 히터(65)를 구비하고 있다.

배관(63a)은 굴곡부를 갖고, 굴곡부의 상류측의 근처에는 상기와 같이 배관(63a)내에 불화수소를 인도하기 위한 인렛(64b)이 접속되어 있다. 인렛(64b)은 제 5 가스배관(33c) 및 밸브(VB6)를 통하여 제 4 가스원(35d)에 접속되어 있다.

또 배관(63a)의 핫디스크트랩(TRP1)의 가스도입구의 상류측 근처에는 핫디스크트랩(TRP1)내에 불화수소를 인도하기 위한 인렛(64c)이 접속되어 있다. 인렛(64c)은 상기와 같이 제 6 가스배관(33f) 및 밸브(VB6)를 통하여 제 4 가스원(35d)에 접속되어 있다.

핫디스크트랩(TRP1)은 TEOS로부터 SiO₂를 생성할 때에 발생하는 생성물인 탄화수소(C_xH_y(x와 y는 자연수)) 등을 흡착하는 것이며, 예를 들면 양단에 배기가스가 유입 및 유출하는 가스도입구 및 가스배출구를 갖는 하우징과, 이 하우징내에 수납되어 있는 디스크어셈블리 및 커버와 가열기를 구비한다.

가스도입구는 배관(63a)에 접속되어 있으며, 가스배출구는 배관(63b)을 통하여 콤비네이션밸브(CV)에 접속되어 있다.

디스크어셈블리는 양단이 개방되어 있는 통상을 이루고 있으며, 복수장의, 예를 들면 개구부를 갖는 원반상의 흡착재로 이루어지는 디스크를 서로 대치하면서 가스도입구로부터 가스배출구를 향하여 소정 간격마다 열을 이루어 나열하도록 유지하고 있다. 디스크어셈블리의 가스도입구를 향하는 측의 개방단은 커버에 의해 막혀 있다.

가열기는 디스크어셈블리에 유지되어 있는 디스크에 NH₄Cl이 부착하는 것을 방지하기 위해 디스크를 가열하는 것으로, 하우징의 주위를 둘러싸도록 구성되어 있어도 좋고, 하우징내에 설치되어 있어도 좋다.

가스도입구로부터 유입한 가스는 디스크어셈블리와 하우징의 내벽의 간격에 흘러들고, 디스크어셈블리에 유지되어 있는 각 디스크의 사이에 있는 간격을 지나서 디스크어셈블리의 내측공간에 유입하며, 다음으로 가스배출구로부터 배출된다. TEOS로부터 SiO₂를 생성할 때에 발생하는 반응생성물인 탄화수소(C_xH_y) 등은 배출가스가 각 디스크의 사이에 있는 간격을 지날 때에 각 디스크에 흡착된다.

전환트랩(TRP2)은 배기가스 중의 NH₄Cl을 흡착하기 위한 것으로, 병렬로 배치되어 각자를 통과하는 배기가스 중의 NH₄Cl을 흡착하는 복수의 수냉트랩과, 전환부와, 세정실을 구비한다.

전환트랩(TRP2)이 구비하는 각 수냉트랩은 배기가스가 유입 및 유출하는 가스도입구 및 가스배출구를 갖는 하우징과, 해당 하우징내에 배치된 냉각부와, 냉각부내를 순환하는 냉각수의 유입출부를 구비하고 있다. 냉각부는 냉각수에 의해 냉각되는 냉각수순환부와, 냉각수순환부의 표면에 설치된 복수의 냉각핀을 구비하고 있다.

가스도입구로부터 유입한 가스는 냉각부에 닿아서 냉각핀에 접촉하여 냉각된다. 그에 따라 냉각에 의해 배기가스로부터 분리하는 물질, 예를 들면 암모니아 및 디클로로실란의 반응에 의해 실리콘질화막을 생성할 때에 발생하는 반응생성물인 염화암모늄(NH₄Cl)이 냉각부상에 석출하고, 이에 따라 배기가스로부터 NH₄Cl이 제거된다. NH₄Cl이 제거된 배기가스는 가스배출구로부터 진공펌프(VP)로 배출된다.

전환트랩(TRP2)의 하나의 트랩을 배기가스가 통과하고 있을 때 전환부는 조작부의 조작 등에 따라서 다른 트랩으로도 배기가스가 통과하도록 하고, 다음으로 종전부터 배기가스가 통과하고 있었던 쪽의 트랩에 흐르는 배기가스를 차단하며, 해당 트랩을 세정실에 접속한다. 그러면 세정실에 저장되어 있는 물이 세정실에서 구비하고 있는 펌프에 의해 가압되고, 세정실에 접속된 트랩에 유입한다. 유입한 물은 이 트랩이 수거한 NH₄Cl을 씻어 흘려서 세정실로 되돌리고 세정실로부터 배출되어 세정실에는 새로운 물이 저장된다.

이와 같은 순서를 반복함으로써 전환트랩(TRP2)의 각각의 트랩은 다른 어느 쪽인가의 트랩이 배기가스를 통과시키고 있는 사이에 세정되고, 따라서 전환트랩(TRP2)은 끊임 없이 배기가스를 통과시켜서 배기가스 중의 NH₄Cl을 흡착한다.

콤비네이션밸브(CV)는 반응관(11)내의 압력을 자동제어하면서 배기를 실시하기 위해 설치되어 있다. 콤비네이션밸브(CV)는 밸브와, 밸브제어부와, 압력검출부를 구비한다.

압력검출부는 배관(63a, 63b)내의 압력을 검출하여 밸브제어부에 통지하고, 밸브제어부는 압력검출부가 통지한 압력이 소정의 값으로 수렴되도록 밸브의 열림정도를 조정함으로써 핫디스크트랩(TRP1)으로부터 전환트랩(TRP2)으로 흐르는 배기가스의 유량을 제어한다.

이와 같은 동작에 의해 콤비네이션밸브(CV)는, 그것에 병렬로 배치되는 다른 밸브 등을 이용하는 일 없이 배관(63a, 63b)내의 압력을 실질적으로 0∼1013hPa의 범위의 임의의 값으로 조정하여 유지한다.

따라서 배기가스의 유로를 개폐하는 기구는 콤비네이션밸브(CV)를 이용함으로써 간소하게 구성되고, 복수의 밸브나 이들 복수의 밸브에 병렬로 배기가스를 인도하기 위한 배관 등을 포함한, 복잡하고, 또한 유로의 컨덕턴스의 저하를 초래하는 구성이 불필요하게 된다. 이 결과 배기가스의 유로내에 컨덕턴스가 저하하는 부분이 형성되는 것이 방지되어 후술하는 성막처리의 사이에 생성되는 생성물이 부착하는 부분의 증가가 억제된다.

진공펌프(VP)는 흡기구 및 배기구를 구비하고, 15000∼20000리터/분 정도의 배기용량을 갖는다.

진공펌프(VP)의 배기구는 배관(63c)의 일단에접속된다. 배관(63c)의 타단은 2개로 분기해 있다. 그 한쪽은 실리콘산화막(SiO₂) 및 실리콘질화막(Si3N₄)을 생성할 때의 배기가스를 배출하기 위한 제 1 배기구(71)를 형성하고, 다른쪽은 세정에 사용한 불화수소가스를 배출하기 위한 제 2 배기구(72)를 형성한다. 배관(63c)은 밸브(69)를 구비하고, 진공펌프(VP)로부터 배출된 배기가스는 제 1 및 제 2 배기구(71, 72) 중 밸브(69)의 전환에 의해 선택된 쪽으로부터 배출된다.

제 1 배기구(71)에는 성막시에 발생하는 알콕시실란의 비완전분해물(S₁C_xH_yO_z)_n, 염화암모늄(NH₄Cl), 암모니아 등을 무해화하는 제 1 스크러버(73)가 배치되어 있다. 제 2 배기구(72)에는 불화수소를 무해화하는 제 2 스크러버(74)가 배치되어 있다.

승온용 히터(16), 매스플로우콘트롤러(34a∼34c), 콤비네이션밸브(CV), 가스원(35a∼35d, 36a, 36b), 밸브(VB1∼VB6), 승강기구(54), 진공펌프(VP), 배기경로용 히터(65)에는 이들을 제어하기 위한 콘트롤러(75)가 접속되어 있다. 콘트롤러(75)는 이 종형 열처리장치의 각 부의 온도, 압력 등을 센서에 의해 측정하고, 이하에 설명하는 일련의 처리를 각 부에 제어신호 등을 공급함으로써 자동적으로 제어한다.

다음으로 이 종형 열처리장치의 동작을 실리콘산화막(SiO₂) 및 실리콘질화막(Si₃N₄)을 성막하고, 성막처리종료 후 이 종형 열처리장치의 내부를 세정하는 경우를 예로 하여 설명한다.

또한 이하에 설명하는 일련의 처리는 콘트롤러(75)에 의해 자동제어되어 실행된다.

우선 도 2에 나타내는 바와 같이 승강기구(54)가 내려져 있는 상태에 있어서, 반도체기판(15)이 재치된 웨이퍼보트(14)가 덮개체(51)상의 보온통(53)의 위에 재치된다. 이 때 승온용 히터(16)를 약 700℃∼800℃로 가열해 둔다.

다음으로 승강기구(54)를 상승시켜서 덮개체(51) 및 웨이퍼보트(14)를 윗쪽으로 이동시키고, 이에 따라 웨이퍼보트(14)를 반응관(11)내에 로드한다. 이 때 공장배기밸브(EV)를 닫은 상태에서 진공펌프(VP)를 구동하는 동시에 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 반응관(11)내의 압력(대기압)에 대해 -500Pa 정도의 압력차로 반응관(11)내의 가스를 흡인하면서 웨이퍼보트(14)를 로드한다. 이에 따라 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이 반응관(11)내의 파티클을 흡인하여 반도체기판(15)으로의 파티클의 부착을 방지한다.

웨이퍼보트(14)의 반응관(11)내로의 로드가 완료되고, 분기관(17)의 하단부에 형성된 플랜지(22)와 덮개체(51)가 O링(52)을 통하여 기밀상태에 도달하면 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 슬로우배기(즉 처리대상의 반도체기판(15)의 움직임이나 반응관(11)내에서의 반응생성물의 혼합이 일어나지 않는 배기속도에서의 배기)를 실시하고 반응관(11)내를 소정 압력, 예를 들면 0. 5∼0. 7Pa까지 감압한다.

반응관(11)내의 압력이 소정값에 도달하면 밸브(VB1과 VB2)를 열고 제 1 가스원(35a)으로부터 NH₃를, 제 2 가스원(35b)으로부터 SiH₂Cl₂를 반응관(11)내에 공급하는 동시에 승온용 히터(16)에 의해 반도체기판(15)의 온도를 600∼700℃로 조정하고, 배기경로용 히터(65)는 배관(63a)과 콤비네이션밸브(CV)를 약 100℃∼150℃로 가열하고 배관(63c)의 밸브(69)는 배기가스가 제 1 배기구(71)로부터 제 1 스크러버(73)를 지나서 무해화되어 배출되도록 유로를 선택한다.

또한 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하고 반응관(11)내의 압력을 25∼50Pa 정도로 제어한 상태에서 배기를 계속하고, 이 상태를 소정 시간, 예를 들면 2시간 유지한다.

이 동안 반응관(11)내에서는 화학식 (1)에 나타내는 반응이 일어나고, 반도체기판(15)의 표면에 실리콘질화막(Si₃N₄막)이 형성된다.

10NH₃＋3SiH₂Cl₂→Si₃N₄＋6NH₄Cl＋6H₂····(1)

이 성막처리동안 핫디스크트랩(TRP1)의 가열부는 핫디스크트랩(TRP1)의 각 디스크를 100℃∼150℃ 정도로 가열한다. 이에 따라 배기가스가 이들 디스크에 의해 냉각되는 것이 저지되고, 따라서 배기가스 중의 NH₄Cl이 이들 디스크에 부착하는 것이 저지된다.

배기가스 중의 NH₄Cl은 이 성막처리동안 전환트랩(TRP2)에 의해 냉각되어 수거된다.

전환트랩(TRP2)으로부터 흘러나오는 배기가스는 진공펌프(VP)에 의해 흡기되고, 배관(63c)의 제 1 배기구(71)의 스크러버(73)에 의해 무해화되어 배출된다.

이 성막처리동안 반응관(11)의 내면이나 분기관(17), 배기포트(61), 배관(63)이나 트랩(TRP1, TRP2), 콤비네이션밸브(CV) 등에는 반응생성물인 Si₃N₄가부착하고, 또 반응생성물인 NH₄Cl도 약간 부착한다.

실리콘질화막(Si₃N₄)의 성막처리가 완료된 후 밸브(VB1와 VB2)를 닫아서 반응가스의 공급을 정지하며, 진공펌프(VP)를 구동시킨 채 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 슬로우배기를 실시함으로써 반응관(11)내를 다시 0. 1Pa 정도로까지 감압한다.

반응관(11)내의 압력이 소정값에 도달하면 밸브(VB5)를 열어서 제 3 가스원(35c)으로부터 알콕시실란(바람직하게는 TEOS)을 반응관(11)내에 공급하는 동시에 승온용 히터(16)에 의해 반도체기판(15)의 온도를 약 700℃로 조정한다. 또한 배기경로용 히터(65)는 배관(63a)과 콤비네이션밸브(CV)를 약 100℃∼150℃로 유지한다. 그리고 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 반응관(11)내의 압력을 약 60Pa로 제어한 상태에서 배기를 계속하고, 이 상태를 소정 시간, 예를 들면 20분간 유지한다.

제 3 가스원(35c)으로부터 공급하는 가스를 TEOS로 한 경우 반응관(11)내에서는 화학식 (2)에 나타내는 반응이 일어나고, 반도체기판(15)의 표면에 실리콘산화막(SiO₂막)이 형성된다.

TEOS→SiO₂＋C_xH_y＋H₂O····(2)

x, y는 함께 자연수

배기가스 중의 탄화수소(C_xH_y)는 핫디스크트랩(TRP1)에서 배기컨덕턴스가 저하하기 때문에 각 디스크에 부착하여 배기가스로부터 제거된다.

한편 배기가스에는 Si₃N₄막의 성막처리동안 분기관(17)이나 배기포트(61) 근처 등의 비교적 저온의 부분에 고착한 NH₄Cl이 승화하는 등의 원인으로 NH₄Cl도 포함되어 있다. 그러나 NH₄Cl은 핫디스크트랩(TRP1)의 가열부가 핫디스크트랩(TRP1)의 각 디스크를 100℃∼150℃ 정도로 가열하고 있기 때문에 각 디스크에는 부착하지 않고 전환트랩(TRP2)에 의해 수거된다.

전환트랩(TRP2)으로부터 흘러나오는 배기가스는 진공펌프(VP)를 거쳐서 배관(63c)의 밸브(69)에 의해 선택되어 있는 제 1 배기구(71)로부터 제 1 스크러버(73)에 의해 무해화되어 배출된다.

다만 이 성막처리동안 반응관(11)의 내면에 실리콘산화물(SiO₂)이 부착하거나 분기관(17)의 하단부나 배기포트(61), 배관(63a)의 굴곡부나 핫디스크트랩(TRP1)의 내부 등 유로의 컨덕턴스가 급격히 변화하는 부분이나 컨덕턴스가 낮은 부분, 또는 유로상의 데드스페이스(오목부나 접합부분의 간격 등과 같이 가스가 흐르지 않는 부분)에는 실리콘산화물(SiO₂)이나 탄화수소(C_xH_y) 등이 어느 정도 부착한다.

성막처리완료 후 밸브(VB5)를 닫아서 반응가스의 공급을 정지하며, 진공펌프(VP)에 의해 반응관(11)내를 다시 0. 5∼0. 7Pa까지 감압한다. 계속해서 콤비네이션밸브(CV)를 닫고 밸브(VB3와 VB4)를 열어서 질소가스원(36a, 36b)으로부터 반응관(11)내에 질소가스를 공급하고, 반응관(11)내를 상압상태(대기압)로 되돌린다.

이 후 소정의 시간, 예를 들면 15분간 방치하여 냉각한다.

그 후 콤비네이션밸브(CV)를 열고, 그 열림정도를 제어하면서 반응관(11)내의 압력(즉 대기압)에 대하여 －500Pa 정도의 압력차로 반응관(11)내의 가스를 흡인하면서 승강기구(54)를 구동하고, 도 2에 나타내는 바와 같이 웨이퍼보트(14)를 반응관(11)으로부터 하강시켜서 언로드하여 반도체기판(15)을 반출한다.

웨이퍼보트(14)의 언로드시에 반응관(11)내의 저온부 등에 부착해 있는 NH₄Cl은 열처리 후의 고온의 반도체기판(15)이 근처를 지날 때에 승화하고, 승화가스가 분위기 속의 수분과 반응하여 파티클이 생성되는 일이 있다. 그러나 이와 같은 언로드방법을 채용함으로써 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이 승화가스나 파티클이 조용히 흡인되고, 반도체기판(15)에 부착하는 일 없이 배출된다.

다음으로 웨이퍼보트(14)마다 반도체기판(15)을 반출하고, 필요에 따라서 반도체기판(15)을 카세트 등으로 이동재치한다.

계속해서 이 종형 열처리장치의 내부를 세정하기 위해 승강기구(54)를 상승시켜서 덮개체(51)를 윗쪽으로 이동시키고, 분기관(17)의 플랜지(22)와 덮개체(51)가 O링(52)을 통하여 기밀상태에 도달하도록 한다. 또한 웨이퍼보트(14)도 아울러서 세정하는 경우에는 반도체기판(15)을 이동재치한 후의 웨이퍼보트(14)를 보온통(53)의 위에 배치해 둔다.

또 배관(63c)의 밸브(69)는 배기가스가 제 2 배기구(72)로부터 배출되도록 유로를 선택한다.

진공펌프(VP)를 기동한 상태에서 콤비네이션밸브(CV)를 제어하여 배관(63a)내를 10kPa∼30kPa 정도까지 감압한다. 또 승온용 히터(16)에 의해 반응관(11)내를 약 50℃ 정도로 가열하고, 핫디스크트랩(TRP1)의 가열부는 핫디스크트랩(TRP1)의 각 디스크를 100℃∼150℃ 정도로 계속 가열하며, 또 배기경로용 히터(65)도 배관(63a)과 콤비네이션밸브(CV)를 약 100℃∼150℃로 계속 가열한다.

다음으로 밸브(VB6)를 열고 인렛(64a∼64c)에 불화수소를 소정 시간, 예를 들면 약 10분간 공급한다. 불화수소는 인렛(64a)으로부터 분기관(17)의 하단부로 유입하여 클리닝하고, 또한 내관(13)의 내면을 클리닝하여 서서히 상승해서 상단에 이른다. 그 후 내관(13)과 외관(12)의 사이의 간격내를 내려가서 이들 면을 클리닝하여 배기포트(61)로 흘러든다.

또 불화수소는 인렛(64b)으로부터 배관(63a)의 굴곡부의 상류측으로 유입하고, 인렛(64c)으로부터 핫디스크트랩(TRP1)의 가스도입구로 유입하며, 진공펌프(VP)를 향하여 흐른다.

인렛(64a∼64c)에 공급된 불화수소에 의해 반응관(11)의 내면에 부착한 실리콘질화물(Si₃N₄)이나 실리콘산화물(SiO₂)이나 분기관(17)의 하단부나 배관(63a)의 굴곡부나 핫디스크트랩(TRP1)의 내부 등 유로의 컨덕턴스가 낮은 부분에 부착한 탄화수소(C_xH_y) 등이 이들 부분으로부터 분리되고(즉 세정되고), 진공펌프(VP)를 통하여 배관(63c)의 밸브(69)에 의해 선택되어 있는 제 2 배기구(72)로부터 배출된다. 이 때 불화수소는 제 2 스크러버(74)에 의해 무해화된다.

세정완료 후 밸브(VB6)를 닫아서 불화수소의 공급을 정지하고, 진공펌프(VP)에 의해 반응관(11)내를 0. 5∼0. 7Pa까지 감압한다. 계속해서 밸브(VB3와 VB4)를 열고 질소가스원(36a, 36b)으로부터 반응관(11)내에 질소가스를 공급하여 퍼지를 실시한다. 이것을 수회 반복하고, 그 후 반응관(11)내를 상압상태(대기압)로 되돌린다.

이와 같이 하여 이 제 1 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치에 따르면, 복수종류의 막을 성막하는 열처리장치에 있어서, 성막시의 배기가스에 포함되는 반응생성물을 적절히 제거하고, 또한 장치를 분해·착탈하는 일 없이 부착해 버린 생성물(주생성물 및 반응부생성물)을 간단히 세정할 수 있다. 따라서 장치의 이용효율을 향상하고 유지비용을 저감하는 것이 가능하다.

또한 세정시에 불화수소와 다른 가스의 혼합가스를 반응관(11) 및 배기배관(63)에 공급해도 좋다. 예를 들면 세정시에 밸브(VB6와 VB3)(또는 VB4)를 열어서 불화수소와 질소를 반응관(11) 및 배기배관(63)에 도입해도 좋다.

또 세정시의 반응관(11)의 온도는 50℃에 한정되는 것은 아니고 30∼200℃ 정도의 사이에서 적절히 설정 가능하다.

(제 2 실시형태)

제 1 실시형태에서는 성막처리종료 후 인렛(64a∼64c)에 불화수소를 공급하여 세정할 때에 배관(63a)내를 10kPa∼30kPa 정도로 유지하고 있다.

일반적으로 이와 같이 불화수소를 공급하여 세정할 때에는 10kPa 이상에서 세정의 효과가 나타나고, 20kPa 정도에서 가장 부착물을 분리시키기 쉬운 상태로 된다. 그러나 압력을 10kPa∼30kPa 정도의 일정값으로 유지한 상태에서는 컨덕턴스가 낮은 부분이나 가스의 흐름이 멈춘 부분에 불화수소가 도달하기 어려워서 부착물이 분리되지 않고 잔류하는 경우가 있다. 예를 들면 반응관(11)의 하단으로 되는 분기관(17)은 가스공급관(31a∼31c)이 끼워통해져 있는 것 등에서 요철부가 많아 불화수소가스가 침투하기 어렵다. 배기배관(63) 속의 굴곡부 근처나 관의 접속부분에 대해서도 마찬가지로 불화수소가 도달하기 어렵다. 이 때문에 분기관(17)이나 배기배관(63)의 내면에 부착한 생성물(주생성물 및 반응부생성물)이 잔류하여 적절히 제거할 수 없을 염려가 있다.

그래서 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치에서는 세정시 반응관(11)내의 압력을 반복변동시킴으로써 불화수소가스의 침투를 재촉하여 부착물을 보다 적절히 제거할 수 있게 된다.

본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치는 상기 제 1 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치와 똑같은 구성을 갖고 있다.

그리고 세정시에는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 승강기구(54)를 상승시켜서 덮개체(51)를 윗쪽으로 이동시키고, 분기관(17)의 플랜지(22)와 덮개체(51)가 O링(52)을 통하여 기밀상태에 도달하도록 한다. 또한 웨이퍼보트(14)도 아울러서 세정하는 경우에는 반도체기판(15)을 이동재치한 후의 웨이퍼보트(14)를 보온통(53)에 배치해 둔다.

다음으로 진공펌프(VP)를 기동한 상태에서 콤비네이션밸브(CV)를 제어하여 배관(63a)내를 10kPa 정도까지 감압한다. 또 승온용 히터(16)에 의해 반응관(11)내를 약 50℃ 정도로 가열하고, 핫디스크트랩(TRP1)의 가열부는 핫디스크트랩(TRP1)의 각 디스크를 100℃∼150℃ 정도로 계속 가열하며, 또 배기경로용 히터(65)도 배관(63a)과 콤비네이션밸브(CV)를 약 100℃∼150℃로 계속 가열한다.

다음으로 밸브(VB6)를 열고 인렛(64a∼64c)에 불화수소를 소정 시간, 예를 들면 약 10분간 공급한다. 불화수소는 인렛(64a)으로부터 분기관(17)의 하단부로 유입하고, 인렛(64b)으로부터 배관(63a)의 굴곡부의 상류측으로 유입하며, 인렛(64c)으로부터 핫디스크트랩(TRP1)의 가스도입구로 유입하고, 진공펌프(VP)를 향하여 흐른다.

인렛(64a∼64c)에 공급된 불화수소에 의해 반응관(11)의 내면에 부착한 실리콘질화물(Si₃N₄), 실리콘산화물(SiO₂) 자체나 분기관(17)의 하단부나 배관(63a)의 굴곡부나 핫디스크트랩(TRP1)의 내부 등 유로의 컨덕턴스가 낮은 부분에 부착한 탄화수소(C_xH_y) 등이 이들 부분으로부터 분리되고(즉 세정되고), 진공펌프(VP)를 통하여 배관(63c)의 밸브(69)에 의해 선택되어 있는 제 2 배기구(72)로부터 배출된다.

이 때 콤비네이션밸브(CV)를 제어하여 배관(63a)내의 압력을 예를 들면 0. 1kPa∼30kPa 정도의 사이에서 변동시킨다.

즉 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 크게 하여 진공펌프(VP)에 의해 배관(63a)내를 감압하고, 0. 1kPa 정도로 감압한 후 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 작게 하여 배관(63a)내의 압력을 20∼30kPa 정도로 승압한다.

배관(63a)내의 압력을 변동시키는 범위는 진공펌프(VP)의 배기능력 등에 의해 정해지는데, 반응관(11)이나 배기관(63)내의 컨덕턴스가 낮은 부분에 불화수소가스가 침투할 수 있으면 좋다. 특히 압력변동의 범위의 하한은 0. 1kPa에 한정되는 것은 아니고, 불화수소의 침투를 재촉하여 적절히 세정을 실시할 수 있을 정도의 압력, 예를 들면 2kPa(1∼3kPa)이면 좋다.

도 4는 이와 같은 반응관(11)내의 압력을 반복변동시켜서 세정을 실시할 때의 배관(63a)의 압력변동의 한 예를 나타내는 도면이다.

도시하는 예에서는 배관(63a)내의 압력을 약 2kPa∼30kPa의 사이에서 변동시키고 있다. 또 배관(63a)내의 압력이 10kPa 이상으로 되는 기간과 10kPa 미만으로 되는 기간을 주기적으로 반복하도록 배관(63a)내의 압력을 변동시키고 있다.

이 때 상기와 같이 불화수소가스를 공급하는 것에 의한 세정의 효과는 10kPa 이상에서 나타난다. 이 때문에 배관(63a)내의 압력이 10kPa 이상으로 되는 기간이 가능한 한 길어지도록 콤비네이션밸브(CV) 및 진공펌프(VP)를 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 반응관(11)내의 압력을 변동시키는 것으로 반응관(11)내 및 배기배관(63)내의 컨덕턴스가 낮은 부위 등에도 불화수소가스가 침투하여 부착한 생성물을 효과적으로 제거할 수 있다.

(제 3 실시형태)

상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서 세정에 이용한 불화수소가스를 제ㅐ거하는 방법으로서는 질소가스(퍼지가스)의 공급과 진공당김을 번갈아 반복하는 방법이 생각된다.

예를 들면 도 5의 순서도에 나타내는 바와 같이 불화수소가스에 의한 클리닝과 그 후의 진공당김 후에 질소가스의 공급과 진공당김을 11회(11사이클) 반복하여 반응관(11) 및 배기배관(63)에 잔류하는 불화수소가스를 제거하는 것이 생각된다.

그러나 불화수소는 컨덕턴스가 낮은 부분에 체류하거나, 또 반응관(11)이나 배기배관(63) 등에 흡착해 있어서 질소가스의 공급과 진공당김을 번갈아 반복하는 것만으로는 효율 있게 제거할 수 없다. 예를 들면 도 5의 순서도에 나타내는 처리에서는 약 5시간을 허비함에도 불구하고 반응관(11) 및 배기배관(63)내에는 10ppm 이상의 불화수소가 잔류한다.

그래서 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치는 알콕시실란(바람직하게는 TEOS)을 이용하여 세정 후에 반응관(11)내 등에 잔류하는 불화수소를 단시간으로 제거할 수 있도록 한다.

본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치는 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 관련되는 종형 열처리장치와 마찬가지로 구성된다.

도 6은 세정에 이용한 불화수소가스를 제거하기 위한 종형 열처리장치의 동작을 나타내는 순서도이다.

이하 도 6의 순서도에 나타내어지는 종형 열처리장치의 동작에 대하여 설명한다.

이 종형 열처리장치는 불화수소를 이용하여 반응관(11) 및 배기배관(63)내를 세정한 후 밸브(VB6)를 닫아서 불화수소의 공급을 정지하고, 진공펌프(VP)를 기동하여 반응관(11)내를 감압시킨다.

다음으로 진공펌프(VP)를 기동한 채 밸브(VB3와 VB4)를 열어서 질소가스원(36a, 36b)으로부터 반응관(11)내에 질소가스를 공급하고, 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 반응관(11)내를 30kPa 정도로 되돌린다. 또 승온용 히터(16)에 의해 반응관(11)내를 약 650℃ 정도로 가열한다.

이 후 밸브(VB3와 VB4)를 닫아서 반응관(11)내로의 질소가스의 공급을 정지하며, 진공펌프(VP)에 의해 다시 반응관(11)내를 감압한다.

이와 같이 반응관(11)내의 감압과 질소가스의 공급을 소정 횟수, 예를 들면 3회(3사이클) 반복한다.

이렇게 하여 반응관(11)내의 감압과 질소가스의 공급을 반복한 후 반응관(11)내가 감압된 상태에서 밸브(VB5)를 열고 제 3 가스원(35c)으로부터 알콕시실란, 바람직하게는 TEOS를 반응관(11)내에 공급한다. 그리고 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 반응관(11)내의 압력을 약 133Pa 정도로 제어한 상태에서 배기를 계속하고, 이 상태를 소정 시간, 예를 들면 2분간 유지한다.

다음으로 밸브(VB5)를 닫아서 반응가스의 공급을 정지하고, 밸브(VB3와 VB4)를 열어서 질소가스원(36a, 36b)으로부터 반응관(11)내에 질소가스를 공급하고, 콤비네이션밸브(CV)의 열림정도를 제어하여 반응관(11)내를 30kPa 정도로 되돌린다. 이 후 소정의 시간, 예를 들면 15분간 방치하여 냉각한다.

그리고 진공펌프(VP)와, 밸브(VB3 및 VB4)와, 콤비네이션밸브(CV)를 제어하고, 다시 반응관(11)내의 감압과 질소가스의 공급을 소정 횟수, 예를 들면 3회(3사이클) 반복한다.

이에 따라 반응관(11)내에 잔류하는 불화수소를 약 4시간 정도로 완전히 제거할 수 있다. 즉 내부에 부착한 반응생성물을 제거하기 위해 요하는 시간을 단축할 수 있다.

또한 TEOS공급 전후에 있어서의 질소가스의 공급 및 진공당김의 사이클수와 계속시간은 각각 3사이클에서 72분으로 한정되지 않고 불화수소를 제거할 수 있다면 임의의 사이클수 및 계속시간으로 설정할 수 있다.

또 불화수소의 제거를 위해 공급하는 가스도 실리콘산화막성막용의 알콕시실란에 한정되지 않고 실리콘질화막성막용의 NH₃와 SiH₂Cl₂이어도 좋다. 즉 반응관(11)내에서 성막되어야 할 막의 성막용 가스를 공급할 수 있다.

본 발명은 상기 제 1∼제 3 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지의 변형 및 응용이 가능하다.

예를 들면 상기 실시형태에 있어서는 반응관(11)으로부터 진공펌프(VP)에 이르는 유로를 개폐하기 위해 콤비네이션밸브(CV)를 이용했지만, 콤비네이션밸브(CV)에 대신하여 메인밸브와, 그 유로를 개폐하는 서브밸브를 구비하고, 메인밸브를 가로질러서 배치되는 바이패스관을 배치해도 좋다. 이와 같은 구성에 있어서, 상기한 성막처리에 있어서 슬로우배기를 실시하는 경우나 반도체기판(15)의 언로드시의 배기의 경우에는 메인밸브를 닫은 채 서브밸브의 열림정도를 조정함으로써 슬로우배기나 언로드시의 배기를 실시하도록 하면 좋다.

또 세정용의 불화수소의 주입위치는 임의이며, 배기가스의 온도를 저하시키거나 배기가스의 컨덕턴스를 저하시키는 등 때문에 성막처리동안에 발생하는 생성물이 부착할 위험이 있는 임의의 부분에 인렛을 설치하고, 이들 인렛을 통하여 제 4 가스원(35d)에 저장되어 있는 불화수소를 배기가스의 유로내에 주입하면 된다.

예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 인렛(64a)에 대신하여 접합부(62)에 인접한 위치에 인렛(64d)을 설치하고, 배기포트(61) 및 배기배관(63)내만을 세정하도록 해도 좋다.

인렛(64d)의 구성예를 도 8A, 도 8B를 참조하여 설명한다. 도 8A, 8B에 나타내는 예에서는 인렛(64d)을 구성하는 HF도입관(81)은 배기배관(63a)(배기포트(61)이어도 좋다)의 측벽에 형성된 관통구멍을 지나서 내부에 인도되고, 배기배관(63a) 및 배기포트(61)의 내주면을 따라서 배기포트(61)의 입구개구(61a) 부근까지 배관되어 있다. HF도입관(81)의 선두부는 배기포트(61)의 입구개구(61a)의 근처에서 배기포트(61)의 중심부를 향하여 직각으로 굴곡되어 있다.

이 구성에 따르면, HF도입관(81)의 배기구(81a)가 배기포트(61)의 내벽면에 대향해 있기 때문에 제 4 가스원(35d)으로부터 공급된 HF가스는 도 8B에 화살표시 AR로 나타내는 바와 같이 배출구(81a)로부터 배기포트(61)의 내벽면을 향하여 분출하고, 내벽에 충돌하여 상류 및 하류로 나뉘어서 흐른다. 다만 진공펌프(VP)에 의해 가스 전체가 하류측으로 흐르고 있기 때문에 분출한 HF가스 전체로서는 하류측으로 향하여 배기포트(61) 및 배기배관(63)의 내벽 전체에 공급되며, 반응생성물이 얼룩 없이 제거된다. 반응관(11)과 배기포트(61)의 접속부분에서 배기컨덕턴스가 급격히 작아진다. 이 때문에 배기포트(61)의 내면에는 반응생성물이 부착하기 쉽다. 인렛(64d)을 도 8A, 8B에 나타내는 바와 같이 구성함으로써 배기포트(61)의 내벽면에 부착한 반응생성물을 효율 있게 제거할 수 있다. 또 HF가스가 내관(13)에 직접 내뿜어지는 일이 없어서 내관(13)의 측벽이 에칭되는 것을 방지하고 있다.

인렛(64d)을 도 9∼도 12에 나타내는 구성으로 하는 것도 가능하다.

도 9에 나타내는 구성에서는 HF도입관(81)이 배기배관(63a)의 관벽으로부터 내부로 삽입되고, 그 선단부가 배기포트(61)의 입력측개구부(61a)보다 약간 상류측의 부위에서 구부러지며, 배기구(81a)가 배기포트(61)의 입구측개구(61a)에 임하는 위치에서 하류를 향하도록 구성되어 있다.

도 10의 구성에서는 HF도입관(81)이 분기관(17)의 측벽으로부터 내부에 삽입되고, 분기관(17)의 내벽을 따라서 배관된 HF도입관(81)의 배출구(81a)가 배기포트(61)의 입구측개구부(61a)에 임하는 위치로 되도록 구성되어 있다.

도 11의 구성에서는 HF도입관(81)이 직각으로 구부러져 있는 부위에 HF가스를 배출하는 2개의 구멍(83, 85)이 형성되어 있다. 이 구성에 따르면, 배기포트(61)의 내벽면을 따라서 HF가스를 공급할 수 있기 때문에 배기포트(61)의 내벽에 부착한 반응생성물을 효율 있게 제거할 수 있다. 선단의 배출구(81a)를 막고, 2개의 구멍(83과 85)만으로부터 HF가스가 불어나오도록 구성해도 좋다.

도 12의 구성은 HF도입관(81)의 선단부를 2갈래로 분기하고, 대향하는 2방향으로부터 HF가스를 공급할 수 있도록 구성한 것이며, 반응생성물을 제거하는 효율을 높이는 것이다.

도 8A와 8B, 도 9 또는 도 10에 나타내는 구성과, 도 11 또는 도 12에 나타내는 구성을 조합하는 것도 가능하다. 예를 들면 HF공급관(81)을 도 8A, 8B, 도 9 또는 도 11에 나타내는 바와 같이 구성하고, 그 선단부에 2개의 구멍을 배치한 구성으로 하여 배기포트(61)의 축방향 및 내주면을 따른 복수의 방향으로 HF가스의 공급을 할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한 인렛의 수나 배치위치는 도 1 또는 도 7에 나타내는 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 인렛(64a)만을 배치하고 반응관(11)에 불화수소를 주입하여 반응관(11)으로부터 유출하는 불화수소에 의해 배기배관(63)을 세정하도록 해도좋다.

또 제 3 실시형태에 있어서, 불화수소배출시에 공급하는 성막가스를 성막시에 성막가스를 공급하는 배관과는 별개의 배관으로부터 반응관(11), 또는 배기배관(63)에 공급해도 좋다.

또 전환트랩(TRP2)에 대신하여, 예를 들면 전환트랩(TRP2)이 구비하는 것과 실질적으로 동일한 수냉트랩이 1개 배치되어 있어도 좋다.

또 핫디스크트랩(TRP1) 및 콤비네이션밸브(CV)를 서로 접속하는 부분을 이루는 배관이나, 또 콤비네이션밸브(CV) 및 전환트랩(TRP2)을 서로 접속하는 부분을 이루는 배관을 배기경로용 히터(65)가 가열을 실시하고 있는 기간과 같은 기간 중, 예를 들면 100℃∼150℃로 가열하도록 해도 좋다. 이에 따라 이들 배관에 탄화수소(C_xH_y) 등이나 NH₄Cl이 부착할 염려가 감소한다.

상기 실시형태에서는 진공펌프(VP)에 의해 배기하면서 반도체기판(15)을 반응관(11)내에 로드, 또는 언로드했지만, 반응관(11)내를 배기하는 방법은 임의이다. 예를 들면 웨이퍼보트(14)의 로드/언로드시에 콤비네이션밸브(CV)를 닫고 공장배기밸브(EV)를 열어서 반응관(11)내의 가스가 대기압에 대하여 －50∼－700Pa 정도의 압력차로 되도록 댐퍼로 제어하여 배기해도 좋다.

상기 실시형태에 있어서는 암모니아와 실리콘화합물의 반응에 의해 실리콘질화막을 성막하고, 알콕시실란의 분해에 의해 실리콘산화막을 성막하는 경우를 예로 본 발명을 설명했지만, 원료가스는 임의이며, 다른 원료가스를 사용하는 것도 가능하다.

또 본 발명은 실리콘질화막 및 실리콘산화막을 성막하는 경우를 예로 한정되지 않고, 여러 가지 성막처리에 응용 가능하다. 예를 들면 TiCl₄가스와 NH₃가스를 반응시켜서 피처리기판에 TiN막을 형성하는 경우(반응부생성물로서 NH₄Cl이 생성된다)에도 이용할 수 있다. 또 알콕시실란 이외의 유기실리콘화합물을 원료가스로서 이용하는 경우에도 적용할 수 있다. 또 다층절연막 이외의 박막을 형성하는 경우에도 이용할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 반도체기판(반도체웨이퍼)상에 성막하는 열처리장치를 예로 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 유리기판 등의 임의의 피처리체상에 성막하는 장치에 적용 가능하다.

상기 실시형태에 있어서는, 질소가스원(36a, 36b)에 의해 질소가스를 공급하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이 배관(33d)에 밸브(VB7)를 통하여 질소가스원(36c)을 접속하고, 밸브(VB7)의 열림정도를 콘트롤러에 의해 제어하여 질소가스를 공급하도록 해도 좋다.

Claims

피처리체(15)를 수납 가능한 반응관(11)과,

상기 반응관(15)에 일단이 접속되고, 반응관내의 가스를 배출하기 위한 배기관(61, 63)과,

상기 반응관(11)내에 삽입되어 있으며, 반응관내에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스공급관(31)과,

불화수소의 가스원(35d)에 접속되는 HF용 배관(33)과, 상기 HF용 배관(33)에 설치되어 상기 가스원(35d)으로부터의 불화수소가스의 공급을 제어하는 HF용 밸브(VB6)와, 상기 가스원(35d)으로부터 상기 HF용 배관을 통하여 공급된 불화수소를 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내에 인도하는 인렛(64)을 구비하는 HF가스공급부를 구비하고,

HF용 밸브를 열어서 상기 가스원으로부터의 불화수소가스를 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내에 인도함으로써 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내를 세정하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기관(61, 63)의 타단은 제 1 배기구와 제 2 배기구로 분기하고,

상기 제 1 배기구와 제 2 배기구의 사이에 HF가스가 배기되어 있는 기간에는 배기가스를 제 2 배기구에 인도하고, HF가스가 배기되어 있지 않은 기간에는 배기가스를 제 1 배기구에 인도하는 밸브(69)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기관에 배치되어 상기 배기관내의 반응생성물을 제거하는 복수의 트랩(TRP1, TRP2)과, 상기 복수의 트랩의 사이에 배치되어 반응관(11) 및 배기관(61, 63)내의 압력을 임의의 값으로 유지하기 위한 압력제어밸브(CV)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

반응관(11)은 상단이 개방된 내관(13)과, 소정의 간격을 갖고 내관을 둘러싸서 상단이 닫힌 외관(12)을 구비하고,

상기 인렛(64a)은 내관(13)내에 HF가스를 인도하고, 상기 배기관(61, 63)은 상기 외관(12)에 접속되며, 내관과 외관의 간격으로부터 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기관(61, 63)은 굴곡부를 갖고,

상기 인렛(64d)은 상기 배기관(63)의 굴곡부 근처의, 반응관에서 본 유로의 상류측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 3 항에 있어서,

상기 인렛(64c)은 상기 배기관의 트랩(TRP1) 근처에서, 반응관에서 본 유로의 상류측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 반응가스공급관(31)은 피처리체(15)의 위에 실리콘산화막을 형성하기 위해 상기 반응관내에 알콕시실란을 인도하고, 또는 피처리체의 위에 실리콘질화막을 형성하기 위해 암모니아와 실리콘화합물을 반응관내에 인도하며,

상기 반응관은 알콕시실란의 분해에 의해 피처리체의 위에 실리콘산화막을 형성하고, 또는 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 피처리체의 위에 실리콘질화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 7 항에 있어서,

상기 배기관에는 상기 배기관내의 알콕시실란의 분해에 의해 생성되는 반응생성물을 제거하는 SiO₂생성물트랩(TRP1)과,

상기 배기관내의 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 생성되는 반응생성물을 제거하는 SiN생성물트랩(TRP2)과,

상기 SiO₂생성물트랩을 100℃∼150℃로 가열하는 히터(65)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 8 항에 있어서,

상기 SiO₂생성물트랩과 SiN생성물트랩의 사이에 배기관의 배기가스의 유로의 열림정도를 조정함으로써 상기 배기관내의 압력을 임의의 값으로 유지하기 위한 압력제어밸브(CV)와, 해당 압력제어밸브를 가열하는 히터(65)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 3 항에 있어서,

상기 압력제어밸브는 상기 배기관내를 10kPa 이상의 압력으로 유지하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기관을 100℃∼200℃로 가열하는 히터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기관내의 불화수소의 압력을 변동시키는 압력콘트롤러를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 12 항에 있어서,

상기 압력콘트롤러는 상기 배기관내의 압력을 0. 1kPa∼30kPa의 사이에서 변동시키는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 12 항에 있어서,

상기 압력콘트롤러는 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간과 10kPa 미만이 되는 기간을 반복하고, 또한 상기 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간이 10kPa 미만이 되는 기간보다도 길어지도록 상기 배기관내의 압력을 변동시키는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기관내, 또는 상기 반응관내로 퍼지용 가스를 공급하는 퍼지용 가스공급부와, 상기 배기관에 접속된 배기장치를 구비하고,

상기 HF가스공급부가 불화수소의 공급을 정지한 후 상기 퍼지용 가스공급부와 배기수단에 의해 상기 배기관내, 또는 상기 반응관내로의 퍼지용 가스의 공급과 배기를 복수사이클 반복하는 동시에, 해당 복수 사이클의 사이에 상기 반응가스공급관으로부터 성막용의 반응가스를 공급하는 제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제 15 항에 있어서,

상기 반응가스공급관은 상기 성막용의 가스로서 알콕시실란을 공급하고, 상기 퍼지가스공급부는 퍼지용 가스로서 질소가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
열처리장치의 반응관과 해당 반응관에 접속된 배기관의 적어도 한쪽을 세정하는 세정방법이며,

반응관(11)내에 피처리체(15)를 로드하는 스텝과,

반응관(11)내에 제 1 반응가스를 공급하고, 피처리체(11)상에 제 1 막(SiO₂)을 성막하는 제 1 성막스텝과,

반응관내로의 제 1 반응가스의 공급을 정지하고, 계속해서 제 1 반응가스와 다른 제 2 반응가스를 공급하며, 피처리체상에 제 2 막(SiN)을 성막하는 제 2 성막공정과,

배기관을 통하여 반응관내를 배기하면서 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 불화수소가스를 공급함으로써 상기 반응관과 상기 배기관의 적어도 한쪽에 부착해 있는 제 1 성막스텝에서의 생성물과 제 2 성막스텝에서의 생성물을 제거하는 세정스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 17 항에 있어서,

반응관을 승온하여 배기관을 100℃∼200℃로 가열하고,

배기관내를 10kPa∼30kPa의 압력으로 유지하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 17 항에 있어서,

배기관내의 압력을 0. 1kPa∼30kPa의 사이에서 변동시키면서 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 불화수소가스를 공급함으로써 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 17 항에 있어서,

배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간과 10kPa 미만이 되는 기간을 반복하여 배기관내의 압력이 10kPa 이상이 되는 기간이 10kPa 미만이 되는 기간보다도 길어지도록 배기관내의 압력을 변동시키는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 17 항에 있어서,

배기관의 복수부분에서 배기 중의 불순물을 트랩에 의해 제거하고,

복수의 트랩의 사이에서 배기관의 관로의 열림정도를 제어함으로써 불화수소가스의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 17 항에 있어서,

불화수소가스의 공급을 정지한 후 배기관내를 감압하고,

퍼지가스의 공급과 배기관내의 감압을 소정 횟수 실시한 후 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 성막용 가스를 공급하고,

다시 퍼지가스의 공급과 배기관내의 감압을 소정 횟수 반복함으로써 불화수소가스를 제거하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 22 항에 있어서,

상기 퍼지가스는 질소가스로 구성되고,

상기 성막가스는 알콕시실란을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 17 항에 있어서,

상기 제 1 성막스텝은 피처리체상에 알콕시실란의 분해에 의해 실리콘산화막을 형성하는 스텝으로 구성되고,

상기 제 2 성막스텝은 피처리체상에 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 실리콘질화막을 형성하는 스텝으로 구성되며,

상기 세정스텝은 배기관을 통하여 반응관내를 배기하면서 반응관과 배기관의 적어도 한쪽에 불화수소가스를 공급함으로써 상기 반응관과 상기 배기관의 적어도 한쪽에 부착해 있는 알콕시실란의 분해에 의해 생성된 반응생성물과 암모니아 및 실리콘화합물의 반응에 의해 생성된 반응생성물을 제거하는 것을 특징으로 하는 세정방법.