KR20020027529A - 처리 장치 및 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

활성 가스종을 피처리체의 산화막에 반응시켜 생성막을 형성하는 저온 공정과, 피처리체를 소정의 온도로 가열함으로써 생성막을 기화시키는 가열 공정을 교대로 연속해서 행하는 것이 가능한 처리 장치 및 처리 방법을 제공한다. 이 처리 장치(12)는 피처리체(W)와 투과창(28) 사이에 끼웠다 뺐다할 수 있는 차폐판(103)을 마련하며, 이 차폐판(103)이 닫힌 상태에서, 투과창(28)으로부터의 방사열을 차단하는 상태로 피처리체의 표면에 형성된 자연 산화막에 NF3가스의 활성 가스종을 저온 상태로 반응시켜 생성막을 형성하며, 그 후에, 차폐판(103)이 개방된 상태에서, 가열 램프(36)로부터의 방사열을 투과창(28)을 통과시켜 생성막에 가하여, 자연 산화막을 제거하도록 되어 있다. 또, 저온에서 자연 산화막에 NF3를 반응시키는 저온 처리실(207)과 생성막을 가열하는 가열실(209)을 별도로 구비하고 있다.

Description

처리 장치 및 처리 방법{PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING METHOD}
종래, 웨이퍼에 형성된 미세한 홀 내의 자연 산화막을 유효하게 제거하는 방법으로서는 예컨대, 다음과 같은 표면 처리 방법이 있다.
우선, N2가스와 H2가스의 혼합 가스를 플라즈마로 활성화하여 활성 가스종을 형성하고, 이 활성 가스종의 하강 기류에 NF3가스를 첨가하여 NF3가스를 활성화한다. 이 NF3가스의 활성 가스종을 웨이퍼 표면의 자연 산화막과 반응시켜 생성막을 형성하고, 그 후 웨이퍼를 소정 온도로 가열함으로써 상기 생성막을 승화시켜 제거한다.
이러한 방법에 사용되는 장치로서는, 내부에 웨이퍼를 수납하는 처리 용기와, NF3가스의 활성 가스종을 생성하는 NF3활성 가스종 생성 장치와, 웨이퍼를 가열하기 위해서 처리 용기의 외부에 설치된 가열 수단과, 이 가열 수단과 상기 피처리체 사이에 설치되어 가열 수단으로부터의 열 에너지를 투과시키는 투과창을 구비한 처리 장치가 알려져 있다. 그리고, 웨이퍼의 표면에 형성된 자연 산화막에, NF3가스의 활성 가스종을 저온에서 반응시켜 생성막을 형성하고, 이 생성막을 가열 수단으로 소정 온도로 가열하여 승화시켜, 상기 자연 산화막을 제거하는 식으로 되어 있다.
그러나, 상기 처리 장치에서는 피처리 웨이퍼의 가열 처리후에, 새로운 피처리 웨이퍼를 처리 용기에 도입하여 저온 처리를 하려고 하면, 전회의 가열 처리시의 열이 투과창에 축적되어 있어, 이 투과창으로부터의 열 방사에 의해서 웨이퍼가 가열되어 버린다. 이 때문에, 투과창이 소정 온도까지 냉각되는 것을 기다리지 않으면 안되어, 처리 능률이 현저히 저하된다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 피처리체 표면에 형성된 산화막을 제거하는 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 처리 장치를 도시하는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 처리 장치의 가동 셔터를 나타내는 II-II 선을 따르는 개략 평면도이다.
도 3은 도 2에서 III-III 선을 따르는 개략 단면도이다.
도 4는 가동 셔터의 다른 예를 도시하는 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 처리 장치를 도시하는 구성도이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 투과창에 잔존하고 있는 가열 처리시의 열에 의해서 피처리체의 온도가 상승하는 것을 방지하고, 이에 의해서, 연속적으로 피처리체를 처리할 수 있는 처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
청구항 1에 기재한 발명은 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 처리 장치로서, 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 활성 가스종을 생성하는 활성 가스종 생성 장치와, 처리 용기의 외부에 설치되어 피처리체를 가열하는 가열 수단과, 이 가열 수단과 피처리체 사이의 처리 용기에 설치된 것으로, 처리 용기의 내외를 기밀하게 차폐하는 동시에 가열 수단으로부터의 가열용 에너지를 투과시키는 투과창과, 피처리체와 투과창 사이에 끼우고 빼낼 수 있게 설치된 차폐판을 구비하고, 차폐판을 닫힌 상태로 하여 투과창으로부터의 방사열을 차단한 상태로, 피처리체의 표면에 형성된 산화막에 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하고, 그 후, 차폐판을 열린 상태로 하여, 가열 수단으로부터의 방사열을 투과창을 통해서 생성막에 가하고, 소정 온도로 가열하여 기화시켜, 생성막을 제거하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재한 발명은 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 처리 장치로서, 활성 가스종을 생성하는 활성 가스종 생성 장치를 구비하며 피처리체의 표면에 형성된 산화막에, 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하는 제1 처리실과, 피처리체를 가열하는 가열 수단을 구비하며 이 가열 수단에 의해 피처리체의 표면에 형성된 생성막을 소정 온도로 가열하여 기화시켜, 생성막을 제거하는 제2 처리실과, 이들 제1 처리실과 제2 처리실 사이에서 피처리체를 반송하는 반송 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재한 발명은 활성 가스종이 NF3가스의 활성 가스종인 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재한 발명은 차폐판에는, 이 차폐판을 냉각하는 냉각 수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재한 발명은 반송 수단이, 제1 처리실과 제2 처리실에 접속되는 동시에 내부가 비반응성 분위기로 이루어진 반송실 내에 설치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재한 발명은 활성 가스종 생성 장치가, 플라즈마 형성부를 갖는 플라즈마 형성관과, 이 플라즈마 형성관 내에 N2가스와 H2가스를 공급하는 플라즈마 가스 도입부와, 플라즈마 형성관 내에서 하강하여 흐르는 활성 가스종에 NF3가스를 첨가하는 NF3가스 공급부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재한 발명은 플라즈마 형성부가, 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생원과, 발생한 마이크로파를 플라즈마 형성관 내로 도입하는 도파관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 기재한 발명은 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 이 처리 용기의 외부에 설치되어 피처리체를 가열하는 가열 수단과, 이 가열 수단과 피처리체 사이의 처리 용기에 설치된 투과창과, 피처리체와 투과창 사이에 끼우고 빼낼 수 있게 설치된 차폐판을 갖는 처리 장치를 이용하여, 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 처리 방법으로서, 차폐판을 닫힌 상태로 하여 투과창으로부터의 방사열을 차단한 상태에서, 피처리체의 표면에 형성된 산화막에, 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하고, 그 후, 차폐판을 열린 상태로 하여, 가열 수단으로부터의 방사열을 투과창을 통해서 생성막에 가하고, 소정 온도로 가열하여 기화시켜, 생성막을 제거하는 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재한 발명은 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 처리 방법으로서, 제1 처리실에서, 피처리체의 표면에 형성된 산화막에 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하는 공정과, 생성막이 형성된 피처리체를 상기 제1 처리실에서 제2 처리실로 반송하는 공정과, 제2 처리실에서, 피처리체의 표면에 형성된 생성막을 소정 온도로 가열하고 기화시켜, 생성막을 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 처리 장치를 실시하기 위한 최적의 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 3은 처리 장치의 제1 실시예를 도시하는 구성도이다. 도 1에서, 이 처리 장치(12)는 N2가스와 H2가스의 혼합 가스를 플라즈마로 활성화하는 플라즈마 형성관(14)과, 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)에 대하여, 산화막, 특히 자연 산화막(대기 중의 산소나 세정액 등과의 접촉에 의해 의도하지 않게 형성된 산화막)을 제거하기 위한 소정의 표면 처리를 행하는 처리 용기(16)를 갖고 있다.
이 처리 용기(16)는 알루미늄에 의해 원통체형으로 성형되어 있고, 이 처리 용기(16) 내에는 상하 이동이 가능한 지지 부재(18)에 의해 지지된 석영제의 적재대(20)가 설치되어 있다. 처리 용기(16) 바닥부의 주연부에는 배기구(22)가 마련되어, 처리 용기(16) 내를 진공 탈기 가능하게 하고 있다. 또, 적재대(20) 아래쪽의 처리 용기(16) 바닥부에는 조사구(26)가 형성되어 있고, 이 조사구(26)에는 석영제의 투과창(28)이 기밀하게 설치되어 있다. 이 투과창(28)의 아래쪽에는 상기 적재대(20)를 하면측에서 가열하기 위한 할로겐 램프 등으로 이루어지는 다수의 가열 램프(36)가 설치되어 있고, 이 가열 램프(36)로부터 방출되는 가열용의 광선이 투과창(28)을 투과하여 웨이퍼(W)의 이면에 입사하게 되어 있다.
한편, 플라즈마 형성관(14)은 예컨대 석영에 의해 관상으로 성형되어 있고, 상기 처리 용기(16)의 천장부로 개구되는 동시에, 이 처리 용기(16)에 기립시킨 상태로 기밀하게 부착되어 있다. 이 플라즈마 형성관(14)의 상단에는 이 관 내에 N2가스와 H2가스로 이루어지는 플라즈마 가스를 도입하는 플라즈마 가스 도입부(44)가 마련된다. 이 플라즈마 도입부(44)는 플라즈마 형성관(14) 내에 삽입 관통된 도입 노즐(46)을 갖고 있고, 이 도입 노즐(46)에는 가스 통로(48)가 연결되어 있다. 이 가스 통로(48)에는 각각 매스플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(50)를 통해, N2가스가 충전된 N2가스원(52) 및 H2가스가 충전된 H2가스원(54)이 접속되어 있다.
또, 상기 도입 노즐(46)의 바로 아래에는 플라즈마 형성부(56)가 마련되어 있다. 이 플라즈마 형성부(56)는 2.45 GHz의 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생원(58)과, 상기 플라즈마 형성관(14)에 설치된 예컨대 에벤슨형의 도파관 등의 마이크로파 공급기(60)로 이루어져, 상기 마이크로파 발생원(58)에서 발생한 마이크로파를 직사각형 도파관(62)을 통해 상기 마이크로파 공급기(60)에 공급하도록 되어 있다. 그리고, 이 공급된 마이크로파에 의해 플라즈마 형성관(14) 내에 플라즈마를 발생시켜, H2가스와 N2가스의 혼합 가스를 활성화하여, 이것의 하강 기류를 형성할 수 있게 되어 있다.
상기 플라즈마 형성관(14)의 하단부인 유출구(64)에는 이것에 연통시켜, 아래 방향으로 우산형으로 넓어진 석영제의 덮개 부재(66)가 설치되어 있고, 적재대(20)의 윗쪽을 덮어 가스가 효율적으로 웨이퍼(W) 위로 흘러내리게 하도록 되어 있다. 그리고, 이 유출구(64)의 바로 아래에는 NF3가스를 공급하기 위한 NF3가스 공급부(68)가 설치된다. 이 NF3가스 공급부(68)는 석영제의 링형의 샤워 헤드(70)를 지니고, 이 샤워 헤드(70)에는 다수의 가스 구멍(72)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(70)는 연통관(74), 가스 통로(76), 유량 제어기(78)를 통해, NF3가스가 충전된 NF3가스원(80)에 접속되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 적재대(20)와 투과창(28) 사이에는 가동 셔터(101)가 설치되어 있다. 이 가동 셔터(101)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같은 것으로, 투과창(28)을 덮도록 회동 가능하게 배치된 차폐판(103)을 갖고 있다, 이 차폐판(103)에는 이 차폐판(103)을 회동시키는 회동축(105)이 설치되고, 이 회동축(105)은 처리 용기(16)의 외벽(107)을 관통하여 배치되어 있다. 이 회동축(105)과 외벽(107) 사이에는 이 회동축(105)과 외벽(107) 사이를 회동이 자유롭게 또한 기밀하게 유지하는 자성 유체 시일(109)이 설치되어 있다. 이회동축(105)에는 축측 기어(111)가 설치되어 있고, 이 축측 기어(111)에는 모터측 기어(113)를 통해 구동 모터(115)가 설치되어 있다.
그리고, 구동 모터(115)를 작동시킴으로써, 축측 기어(111)와 모터측 기어(113)를 통해 차폐판(103)을 회동시켜, 도 2에 도시하는 것과 같은 개방 위치와 도 3에 도시한 바와 같은 폐쇄 위치로 배치시킬 수 있게 되어 있다.
또, 차폐판(103) 및 회동축(105)의 내부에는 냉매 통로(117)가 형성되어 있다. 이 냉매 통로(117)는 회동축(105)의 하단부에서 처리 용기(16)의 외부로 뻗어, 처리 용기(16) 외부에 마련된 냉매 순환 수단(119)에 접속되어 있다. 그리고, 이 냉매 순환 수단(119)에 의해서 냉매 통로(117)에 물 등의 냉매를 흘림으로써, 차폐판(103)을 냉각하도록 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 투과창(28)으로부터의 복사열이 차폐판(103)에 도달하여 차폐판(103)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 차폐판(103)으로부터의 복사열이 웨이퍼(W)에 도달하여 웨이퍼의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 4는 다른 가동 셔터(121)의 예를 도시하는 도면이다. 이 가동 셔터(121)는 투과창(28)을 덮는 차폐판(123)을 갖고 있다. 이 차폐판(123)에는 2개의 구동축(125, 125)이 접속되어 있고, 이 구동축(125, 125)의 타단에는 유압 실린더(127)의 피스톤 로드가 연결되어 있다. 또한, 구동축(125)이 처리 용기(16)의 외벽(129)을 관통하는 부분에는 이 구동축(125)과 외벽(129) 사이에 자성 유체 시일(131)이 설치되어 있고, 구동축(125)과 외벽(129) 사이를 기밀하게 유지하면서 구동축을 외벽에 대하여 이동할 수 있게 되어 있다. 그리고, 유압 실린더(127)를작동시킴으로써, 차폐판(123)을 개방 위치와 폐쇄 위치로 배치시킬 수 있게 되어 있다.
이 경우에도, 도 3에 도시하는 경우와 같이, 차폐판(123) 및 구동축(125) 내부에 냉매 통로를 형성하고, 처리 용기(16)의 외부에 위치하는 냉매 통로의 단부에, 처리 용기(16)의 외부에 설치한 냉매 순환 수단을 접속하여, 차폐판(123)을 냉각할 수 있게 구성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 차폐판(123)으로부터의 복사열에 의한 웨이퍼(W)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
다음에, 이상과 같이 구성된 장치를 이용하여 행해지는 자연 산화막의 제거 방법에 관해서 설명한다. 우선, 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)를, 도시하지 않는 게이트 밸브를 통해 처리 용기(16) 내에 도입하여, 이것을 적재대(20) 위에 얹어 놓는다. 이 웨이퍼(W)에는 예컨대 전단계에서 컨택트홀 등이 형성되어 있고, 그 바닥부의 표면에 자연 산화막이 발생하고 있다.
웨이퍼(W)를 처리 용기(16) 내에 반입했으면, 처리 용기(16) 내부를 밀폐하여, 내부를 진공 탈기한다. 그리고, N2가스원(52) 및 H2가스원(54)으로부터 N2가스 및 H2가스를 각각, 소정의 유량으로 플라즈마 가스 도입부(44)로부터 플라즈마 형성관(14) 내로 도입한다. 이와 동시에, 마이크로파 형성부(56)의 마이크로파 발생원(58)으로부터 2.45 GHz의 마이크로파를 발생하여, 이것을 마이크로파 공급기(60)로 유도하고, 이로부터 플라즈마 형성관(14) 내로 도입한다. 이에 따라, N2가스와 H2가스는 마이크로파에 의해 플라즈마화되는 동시에 활성화되어, 활성 가스종이 형성된다. 이 활성 가스종은 처리 용기(16) 내의 진공 탈기에 의해 하강 기류를 형성하여 플라즈마 형성관(14) 속을 유출구(64)를 향해서 흘러 내리게 된다.
한편, NF3가스 공급부(68)의 링형의 샤워 헤드(70)로부터는 NF3가스원(80)으로부터 공급된 NF3가스가 N2가스와 H2가스로 이루어진 혼합 가스의 하강 기류의 활성 가스종에 첨가된다. 이 결과, 첨가된 NF3가스도 하강 기류의 활성 가스종에 의해 활성화되게 된다. 이와 같이 NF3가스도 활성 가스화되어, 상기한 하강 기류의 활성 가스종과 더불어 웨이퍼(W) 표면의 자연 산화막과 반응하여, Si, N, H, F가 혼합된 생성막을 형성하게 된다.
이 처리는 저온에서 반응이 촉진되기 때문에, 이 처리 중에는 웨이퍼(W)는 가열되어서는 안되어, 실온 상태에서 생성막을 형성한다.
여기서, 이 처리 중에는 가동 셔터(103)는 닫힌 상태로 되어 있다. 이것은 전회의 가열 처리 중에 가열된 투과창(28)으로부터의 복사열이 웨이퍼(W)에 도달하여, 웨이퍼의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위해서이다.
이 때의 프로세스 조건은 가스의 유량에 관해서는 H2, NF3, N2이, 각각 10 sccm, 150 sccm, 1400 sccm이다. 프로세스 압력은 4 Torr, 플라즈마 전력은 400 W, 프로세스 시간은 1분이다. 이와 같은 식으로, 웨이퍼 표면에 자연 산화막과 반응한 생성막을 형성한다. 이 경우, 적재대(20)의 윗쪽은 우산형의 덮개 부재(66)에 의해 덮여져 있기 때문에 하강 기류의 활성 가스종의 분산이 억제되어, 이것이효율적으로 웨이퍼면 위로 흘러 내려, 효율적으로 생성막을 형성할 수 있다.
이와 같이 생성막의 형성이 완료되면, H2, NF3, N2의 각각의 가스 공급을 정지하는 동시에, 마이크로파 발생원(58)의 구동도 정지하여, 처리 용기(16) 속을 진공 탈기하여 잔류 가스를 배제한다. 그 후, 가동 셔터(103)를 열린 상태로 배치시키고, 가열 램프(36)를 점등시켜 웨이퍼(W)를 소정의 온도, 예컨대 100℃ 이상으로 가열한다. 이 가열에 의해, 상기 생성막은 승화(기화)된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 자연 산화막이 제거되어 웨이퍼 표면에 Si면이 나타나게 된다. 이 때의 프로세스 조건은 프로세스 압력이 1 mTorr 이하, 프로세스 시간은 2분 정도이다.
이상 설명한 바와 같이, 이 처리 장치에서는 웨이퍼(W)와 투과창(28) 사이에 끼우고 빼낼 수 있는 가동 셔터(101)가 마련되어 있으므로, 활성화된 NF3가스가 웨이퍼 표면의 자연 산화막과 반응하여, Si, N, H, F가 혼합된 생성막을 형성하는, 소위 저온 처리시에, 전회의 가열 처리시에 가열된 투과창(28)으로부터의 복사열에 의해 웨이퍼(W)가 가열되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 복수의 웨이퍼에 대해, 저온 처리와 가열 처리를 순차 반복 행하는 경우에, 저온 처리 중에 전회의 가열 처리에 의한 복사열에 의해 웨이퍼가 가열되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 저온 처리와 가열 처리를 연속적으로 간격을 두지 않고 할 수 있어, 산화막 제거 작업을 효율적으로 행할 수 있다.
또, 이 처리 장치의 가동 셔터에 있어서는 처리 용기 밖에 배치된 모터(115)와 처리 용기 내의 차폐판(103)을 자성 유체 시일(109)에 의해 밀봉된 회전축(105)으로 연결하고 있으므로, 구동원을 처리 용기 내에 설치할 필요가 없고, 따라서 처리 용기를 소형으로 할 수 있는 동시에, 오염을 방지할 수 있다. 이러한 작용 효과는 도 4에 도시하는 왕복 운동형의 가동 셔터(121)에서도 마찬가지로 발휘된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 것이다. 이 처리 장치(201)는 저온 처리실과 가열 처리실을 따로 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 처리 장치(201)는 중앙부에 반송실(203)을 갖고 있다. 이 반송실(203)에는 웨이퍼 반송용의 반송 장치가 설치된다. 이 반송실(203)의 내부는 비반응성 분위기, 예컨대 진공으로 이루어져 있고, 웨이퍼(W)의 반송 중에, 웨이퍼(W)에 자연 산화막이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 반송실(203)에는 피처리 웨이퍼를 반송실(203) 내에 반입하기 위한 로드록실(205)이 마련되어 있다.
한편, 상기 반송실(203)의 로드록실(205)과 반대측에는 2개의 저온 처리실(207, 207)이 각각 마련되어 있다. 이 저온 처리실(207)은 도 1에 도시하는 처리 장치(12)로부터 가동 셔터(101)와 가열 램프(36)를 없앤 것이다. 이 경우, 처리 용기(16)의 바닥부가 기밀하게 막힐 필요는 있지만, 처리 용기(16)의 바닥부를 막기 위한 부재가 도 1의 경우의 투과창(28)과 같이 광 투과성을 지닐 필요는 없다. 따라서, 도 1의 경우의 투과창(28) 대신에, 예컨대 알루미늄판으로 처리 용기(16)의 바닥부를 막는 식으로 하더라도 좋다. 이 저온 처리실(207)에서는 활성화된 NF3가스가 웨이퍼 표면의 자연 산화막과 반응하여, Si, N, H, F가 혼합된 생성막을 형성한다.
또, 반송실(203)에는 가열실(209)이 마련되어 있다. 이 가열실(209)의 내부에는 가열 수단, 예컨대 공지된 저항 가열식 스테이지 히터가 설치되고, 이 스테이지 히터에 의해 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 이 가열실(209)에서는 저온 처리후의 웨이퍼(W)를 소정의 온도, 예컨대 100℃ 이상으로 가열하여, 이 가열에 의해 상기 생성막은 승화(기화)한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 자연 산화막이 제거된다.
또, 반송실(203)에는 냉각실(211)이 마련되어 있다. 이 냉각실(211)은 가열 처리후의 웨이퍼를 냉각하기 위한 것이다. 처리후의 웨이퍼는 수지제의 카세트에 수납되어 반출되도록 되어 있지만, 웨이퍼가 고온 그대로라면 수지제 카세트를 상하게 할 우려가 있다. 이 때문에, 카세트에 수납하기 전에 웨이퍼를 냉각하도록 하고 있다.
이러한 처리 장치(201)에서, 자연 산화막이 표면에 형성된 피처리 웨이퍼는 로드록실(205)로부터 반송실(203)로 반입된다. 이어서, 이 웨이퍼는 저온 처리실(207)에 반송되어, 여기에서 소위 저온 처리를 실시한다. 여기서, 이 처리 장치(201)에서는 저온 처리실(207)에 대응하여 가열실(209)이 별도로 설치되므로, 전회의 가열 처리중인 열이 잔존하여 저온 처리에 악영향을 미치게 하는 것을 방지할 수 있다. 그 후, 피처리 웨이퍼는 가열실(209)로 보내진다. 여기서, 저온 처리후의 웨이퍼(W)를 소정의 온도, 예컨대 100℃ 이상으로 가열하여, 이 가열에 의해 상기 생성막은 승화(기화)한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 자연 산화막이 제거된다. 그 후, 이 가열된 웨이퍼는 냉각실(211)로 보내진다. 웨이퍼는 여기서 냉각되고 나서, 카세트에 수납되어 반출된다. 따라서, 고온 그대로의 웨이퍼가 수지제카세트를 상하게 할 우려를 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 이 처리 장치(201)에서는 저온 처리실(207)과 가열 처리실(209)이 각각 별도로 마련되므로, 활성화된 NF3가스가 웨이퍼 표면의 자연 산화막과 반응하여, Si, N, H, F가 혼합한 생성막을 형성하는, 소위 저온 처리시에, 가열 처리의 영향에 의해서 웨이퍼가 가열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 저온 처리와 가열 처리를 연속적으로 간격을 두지 않고서 할 수 있고, 따라서 산화막 제거 작업을 효율적으로 행할 수 있다.
본 발명에서는 피처리체와 투과창 사이에 끼우고 빼낼 수 있게 차폐판을 설치하고 있다. 따라서, 차폐판을 닫힌 상태로 하여 투과창으로부터의 방사열을 차단하여, 저온 상태에서 산화막에 활성 가스종을 반응시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 산화막에 활성 가스종을 반응시키는 저온 처리와 그 후의 가열 처리를 별도의 실에서 실행하고 있다. 따라서, 저온 처리와 가열 처리를 연속해서 할 수 있어, 산화막 제거 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

Claims (9)

  1. 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 처리 장치로서,
    피처리체를 수납하는 처리 용기와,
    활성 가스종을 생성하는 활성 가스종 생성 장치와,
    상기 처리 용기의 외부에 설치되어 상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과,
    상기 가열 수단과 상기 피처리체 사이의 상기 처리 용기에 설치된 것으로, 상기 처리 용기의 내외를 기밀하게 차폐하는 동시에 상기 가열 수단으로부터의 가열용의 에너지를 투과시키는 투과창과,
    상기 피처리체와 상기 투과창 사이에 끼우고 빼낼 수 있게 설치된 차폐판을 구비하고,
    상기 차폐판을 닫힌 상태로 하여 상기 투과창으로부터의 방사열을 차단한 상태에서, 피처리체의 표면에 형성된 산화막에 상기 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하고,
    그 후, 상기 차폐판을 열린 상태로 하여, 상기 가열 수단으로부터의 방사열을 상기 투과창을 통해서 상기 생성막에 가하고, 소정 온도로 가열하여 기화시켜, 상기 생성막을 제거하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  2. 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 처리 장치로서, 활성 가스종을 생성하는 활성 가스종 생성 장치를 구비하며 피처리체의 표면에 형성된 산화막에, 상기 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하는 제1 처리실과,
    상기 피처리체를 가열하는 가열 수단을 구비하며 이 가열 수단에 의해 상기 피처리체의 표면에 형성된 생성막을 소정 온도로 가열하고 기화시켜, 상기 생성막을 제거하는 제2 처리실과,
    이들 제1 처리실과 제2 처리실 사이에서 상기 피처리체를 반송하는 반송 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 활성 가스종은 NF3가스의 활성 가스종인 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차폐판에는 이 차폐판을 냉각하는 냉각 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 반송 수단은 상기 제1 처리실과 상기 제2 처리실에 접속되는 동시에 내부가 비반응성 분위기로 이루어진 반송실 내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 활성 가스종 생성 장치는 플라즈마 형성부를 갖는 플라즈마 형성관과, 이 플라즈마 형성관 내에 N2가스와 H2가스를 공급하는 플라즈마 가스 도입부와, 상기 플라즈마 형성관 내에서 하강하여 흐르는 활성 가스종에 NF3가스를 첨가하는 NF3가스 공급부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 플라즈마 형성부는 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생원과, 발생한 마이크로파를 상기 플라즈마 형성관 내에 도입하는 도파관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  8. 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 이 처리 용기의 외부에 설치되어 상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과, 이 가열 수단과 상기 피처리체 사이의 상기 처리 용기에 설치된 투과창과, 상기 피처리체와 상기 투과창 사이에 끼우고 빼낼 수 있게 설치된 차폐판을 갖는 처리 장치를 이용하여, 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 처리 방법으로서,
    상기 차폐판을 닫힌 상태로 하여 상기 투과창으로부터의 방사열을 차단한 상태에서, 상기 피처리체의 표면에 형성된 산화막에 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하고,
    그 후, 상기 차폐판을 열린 상태로 하여, 상기 가열 수단으로부터의 방사열을 상기 투과창을 통해서 상기 생성막에 가하고, 소정 온도로 가열하여 기화시켜,상기 생성막을 제거하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
  9. 피처리체의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 처리 방법으로서,
    제1 처리실에서, 피처리체의 표면에 형성된 산화막에 활성 가스종을 저온 상태에서 반응시켜 생성막을 형성하는 공정과,
    상기 생성막이 형성된 피처리체를 상기 제1 처리실에서 제2 처리실로 반송하는 공정과,
    상기 제2 처리실에서, 상기 피처리체의 표면에 형성된 상기 생성막을 소정 온도로 가열하고 기화시켜, 상기 생성막을 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
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