KR20060127104A - 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법, 기판 처리 장치 및기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법, 기판 처리 장치 및기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

처리실에 피 처리 기판을 수용하고, 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실행하는 기판 처리 장치의 처리실을 청정화함에 있어서, 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 교대로 실행한다.

Description

기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{METHOD FOR CLEANING PROCESS CHAMBER OF SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은, 예를 들면, 반도체 장치의 제조 프로세스에서 사용되는 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법, 기판 처리 장치, 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 장치에 있어서의 회로 구조의 미세화에 따라, 반도체 장치의 제조 프로세스에서 사용되는 기판 처리 장치에 있어서는 반도체 기판이 수용되는 처리실에는 극히 높은 청정도가 요구된다.
이 때문에, 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 산세정(酸洗淨)에서 표면에 부착된 오염 물질을 용이하게 제거하는 것이 가능한 실리콘 결정체를, 처리실 내에 있어서 플라즈마에 면하는 부분에 배치하고, 처리실 내의 플라즈마에 노출되는 영역의 청정도를 높이는 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에서는, 질소 함유 화합물과 불소 함유 화합물을 포함하는 세정 가스를 퇴적 장치의 처리실 내에 도입하여 플라즈마를 발생시키고, 처리실 내의 잔류물을 휘발성의 생성물로 하여 제거하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 처리실에 가스를 도입하여 플라즈마화하고, 이 플라즈마의 스퍼터 에칭(sputter etching)에 의해, 처리실 내에 설치된 세라믹 부재로부터 오염 물질을 제거하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 상술한 바와 같은 종래 기술에서는 불소 함유 화합물과 같은 부식성 가스에 의한 처리실 내의 금속 부재의 부식이나 처리실 내에 있어서의 스퍼터링(sputtering)에 의한 부재 손상 및 스퍼터링된 오염 물질의 재부착 등에 의해, 최근 요구되는 청정도에는 대응할 수 없게 되어 있다.
예를 들면, 반도체 장치의 게이트 산화막의 형성 공정은, 트랜지스터의 특성을 좌우하는 중요한 공정이며, 철(Fe), 동(Cu) 등의 금속 오염 물질은 트랜지스터의 특성에 큰 악영향을 미치기 때문에, 종래에도 높은 청정도를 얻을 수 있는 오염 제거 기술이 요구되고 있었다.
한편, 처리실의 청정화의 다른 방법으로서, 대기 개방하여 순수한 물 또는 용제에 의한 불식 처리를 실행하는 것도 생각되지만, 상술한 바와 같이 청정도의 요구 레벨이 높을 경우에는, 대기 개방에 의한 오염 물질의 유입 등의 영향으로, 오히려 청정도의 저하가 우려된다. 또한, 대기 개방을 위해서는, 처리실의 분해나 재조립과 같은 번잡하고 장시간을 요하는 작업이 필요하고, 기판 처리 장치의 가동율이 현저하게 저하하는 기술적 과제도 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제 2002-353206 호 공보
특허문헌 2: 일본 특허 공개 제 1997-232299 호 공보
특허문헌 3: 일본 특허 공개 제 1999-3878 호 공보
발명의 요약
본 발명의 목적은, 기판 처리 장치의 가동율을 저하하는 일없이, 피 처리 기판이 수용되는 처리실을 신속하게 청정화하는 것이 가능한 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 플라즈마 처리 장치의 개시 시 등과 같이 처리실의 내부의 오염도가 비교적 높을 경우에 있어서도, 비교적 단시간에 피 처리 기판이 수용되는 처리실을, 원하는 기판 처리가 가능한 레벨까지 청정화하는 것이 가능한, 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 부식성 물질을 사용하는 것에 기인하는 처리실 내의 부식이 발생하지 않는 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 처리실 내에 있어서의 오염 물질의 스퍼터링이나 재부착 등에 기인하는 오염을 발생시키지 않고, 처리실 내를 청정화하는 것이 가능한 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이상과 같은 처리실 청정화가 가능한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은, 이상과 같은 처리실 청정화 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 관점에 의하면, 처리실에 피 처리 기판을 수용하고, 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법에 있어서, 상기 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 상기 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 적어도 1 사이클 교대로 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 처리실에 피 처리 기판을 수용하고, 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 상기 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 교대로 실시하여 상기 처리실을 청정화하도록, 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하는 소프트 웨어를 포함한, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 제 3 관점에 의하면, 피 처리 기판을 수용하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 기구와, 상기 처리실 내에 그 내부를 청정화하기 위한 플라즈마를 형성하는 플라즈마 형성 기구와, 상기 플라즈마 형성 기구를 제어하는 제어 기구를 구비하고, 상기 제어 기구는, 상기 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 상기 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 적어도 1 사이클 교대로 실시하여 상기 처리실을 청정화하도록 상기 플라즈마 형성 기구를 제어하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 관점에 의하면, 처리실 내에 있어서, 산소를 포함하는 가스 의 플라즈마의 형성과, 질소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성을 적어도 1 사이클 교대로 실시하여 처리실을 청정화하는 공정과, 그 후 상기 처리실 내에서, 산소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성 또는 질소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성을 적어도 1회 실행하여 처리실을 시즈닝하는 공정과, 그 후, 상기 처리실 내에 피 처리 기판을 도입하고, 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 공정을 갖는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치, 예를 들면 플라즈마 처리를 실행하는 처리 장치의 개시 시나, 원하는 처리의 전후 등의 타이밍에 있어서, 현장에서 처리실 내에 산소 플라즈마와 질소 플라즈마를 교대로 반복 형성하는 처리실 청정화 처리를 실행함으로써, 예를 들면, 오직 산소 플라즈마 또는 오직 질소 플라즈마 등의 단독 플라즈마에서 청정화를 실행할 경우나, 처리실의 대기 개방에 의한 청정화 방법 등에 비교하여, 고 청정도로 단시간에 확실하게 도달시키는 것이 가능해진다.
이 때문에, 기판 처리 장치의 가동율이나 생산량을 저하하는 일없이, 피 처리 기판이 수용되는 기판 처리 장치의 처리실을 원하는 청정도까지 청정화할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치의 개시 시 등과 같이 처리실의 내부의 오염도가 비교적 높은 경우에 있어서도, 비교적 단시간에 피 처리 기판이 수용되는 처리실을, 원하는 기판 처리가 가능한 레벨까지 확실하게 청정화할 수 있다.
또한, 산소 플라즈마나 질소 플라즈마 등의 플라즈마를 사용함으로써 부식성 의 물질을 사용하는 것에 기인하는 처리실 내의 부식을 발생시키는 일없이, 고 청정도를 얻을 수 있다.
또한, 처리실 청정화 시의 플라즈마 처리를 저 전자 온도 플라즈마로 함으로써, 처리실 내의 부재에의 스퍼터링 손상이나 스퍼터링에 의한 오염, 오염원에 의한 오염 물질의 재부착 등에 기인하는 오염을 발생시키는 일없이, 처리실 내를 한층 청정화하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 청정화 시의 플라즈마는, 저 전자 온도 플라즈마가 바람직하다. 저 전자 온도 플라즈마는, 전자 온도가 0.5eV∼3eV 정도의 플라즈마를 의미한다. 또한, 이 경우의 저 전자 온도 플라즈마는, 전자 온도가 2eV 이하인 것이 바람직하다. 전자 온도로서는, 평균 제곱 속도에서 정의한 것을 이용할 수 있다. 또한, 챔버 내벽 근방에 있어서의 전자 온도가 2eV 이하인 것이 보다 바람직하다. 플라즈마는, 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나에서 상기 처리실 내에 마이크로파를 도입하여 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 원하는 저 전자 온도 플라즈마가 실현된다.
또한, 처리 장치에서 행하여지는 소정의 처리로서는 저 전자 온도 플라즈마 처리가 바람직하다. 또한, 이 처리는 질화 처리 또는 산화 처리인 것이 바람직하다. 더욱, 상기 산소를 포함하는 가스는 산소 가스가 바람직하고, 상기 질소를 포함하는 가스는 질소 가스가 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 처리실 청정화 방법을 실시하는 플라즈마 처리 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 형태인 플라즈마 처리 장치의 제어부의 구성의 일례를 개시하는 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 형태인 처리실 청정화 방법의 일례를 개시하는 타이밍 차트,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태인 처리실 청정화 방법의 다른 예를 개시하는 타이밍 차트,
도 5는 본 발명의 처리실 청정화 방법을 실제로 실행하였을 경우의 오염도를 도시하는 그래프,
도 6은 본 발명의 처리실 청정화 방법을 실제로 실행하였을 경우의 오염도를 도시하는 그래프,
도 7은 비교를 위해, 질소 플라즈마 만으로 처리실의 청정화를 실행하였을 경우의 오염도를 도시하는 그래프,
도 8은 비교를 위해, 질소 플라즈마 만으로 처리실의 청정화를 실행하였을 경우의 오염도를 도시하는 그래프,
도 9a는 질소 플라즈마 처리 시의 압력을 126.7Pa로 하여, 본 발명의 처리실 청정화 방법을 실제로 실행하였을 경우의 청정화 처리 전후의 오염도를 도시하는 그래프,
도 9b는 질소 플라즈마 처리 시의 압력을 66.7Pa로 하여, 본 발명의 처리실 청정화 방법을 실제로 실행하였을 경우의 청정화 처리 전후의 오염도를 도시하는 그래프,
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태인 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법을 실시하는 플라즈마 처리 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도, 도 2는 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 제어부의 구성의 일례를 개시하는 블럭도, 도 3은 본 실시 형태의 처리실 청정화 방법의 일례를 개시하는 타이밍 차트, 도 4는 본 실시 형태의 처리실 청정화 방법의 다른 예를 개시하는 타이밍 차트이다.
이 플라즈마 처리 장치(200)는, 마이크로파 플라즈마에 의해 예컨대 질화 처리나 산화 처리 등을 실행하는 장치이며, 기밀하게 구성되어, 접지된 대략 원통형의 챔버(71)를 갖고 있다. 챔버(71)의 바닥벽(71a)의 중앙부에는 원형의 개구부(80)가 형성되고 있고, 바닥벽(71a)에는 이 개구부(80)와 연통하고, 하방을 향해서 돌출하는 배기실(81)이 설치된다. 챔버(71) 내에는 피 처리 기판인 웨이퍼(W)나 더미 웨이퍼(dummy wafer; Wd)를 수평으로 지지하기 위한 AlN 등의 세라믹스로 이루어진 서셉터(72)가 설치된다. 이 서셉터(72)는, 배기실(81)의 바닥부 중앙으로부터 위쪽으로 연기되는 원통형의 지지 부재(73)에 의해 지지되어 있다. 서셉터(72)의 외주연부에는 웨이퍼(W)를 안내하기 위한 가이드 링(74)이 설치된다. 또한, 서셉터(72)에는 저항 가열형 히터(75)가 매설되어 있고, 이 히터(75)는 히터 전원(76)으로부터 급전됨으로써 서셉터(72)를 가열하고, 그 열로 피 처리체인 웨이퍼(W)를 가열한다. 히터 전원(76)은, 후술하는 프로세스 제어기(301)에 의해, 온도 센서로서의 열전대(77)의 신호에 따라 히터(75)가 소정의 출력이 되도록 제어된다.
서셉터(72)에는, 웨이퍼(W)를 지지하여 상승시키기 위한 3개(2개만 도시)의 웨이퍼 지지핀(82)이 서셉터(72)의 표면에 대하여 돌몰(돌출 및 매몰) 가능하게 설치되고, 이들 웨이퍼 지지핀(82)은 지지판(83)에 고정되어 있다. 그리고 웨이퍼 지지핀(82)은, 에어 실린더 등의 승강 기구(84)에 의해 지지판(83)을 거쳐서 승강된다.
챔버(71)의 측벽에는 가스 도입 부재(85)가 설치되고 있고, 이 가스 도입 부재(85)에는 가스 공급계(86)가 접속되어 있다. 이 가스 공급계(86)는 N2 가스 공급원(87), Ar 가스 공급원(88), O2 가스 공급원(89)을 갖고 있고, 이들 가스가, 각각 가스 라인(90)을 거쳐 가스 도입 부재(85)로 공급되고, 가스 도입 부재(85)로부터 챔버(71) 내로 도입된다. 또한, 가스 라인(90)의 각각에는, 질량 유량 제어기(91) 및 그 전후의 개폐 밸브(92)가 설치된다.
상기 배기실(81)의 측면에는 배기관(93)이 접속되어 있고, 이 배기관(93)에는 고속 진공 펌프(기압 양수기)를 포함하는 배기 장치(94)가 접속되어 있다. 그리고 이 배기 장치(94)를 작동시킴으로써, 챔버(71) 내의 가스가 배기실(81)의 공간(81a) 내로 균일하게 배출되어, 배기관(93)을 거쳐서 소정의 진공도까지 고속으로 감압시키는 것이 가능해 진다.
챔버(71)의 측벽에는 플라즈마 처리 장치(200)에 인접하는 반송실(도시하지 않음)과의 사이에서 웨이퍼(W)나, 더미 웨이퍼(Wd)의 반입 및 반출을 실행하기 위한 반입 출구(95)와, 이 반입 출구(95)를 개폐하는 게이트 밸브(96)가 설치된다. 또한, 부호(71b)는 석영 라이너를 도시한다.
챔버(71)의 상부는 개구부로 되어 있고, 이 개구부의 주연부에 따라 링 형상의 지지부(97)가 설치되어 있어, 이 지지부(97)에 유전체, 예를 들면 석영이나 AlN 등의 세라믹스로 이루어지고, 마이크로파를 투과하는 마이크로파 투과판(98)이 밀봉 부재(99)를 거쳐서 기밀하게 설치된다. 따라서, 챔버(71) 내부는 기밀하게 유지된다.
마이크로파 투과판(98)의 상부에는, 서셉터(72)와 대향하도록, 원판 형상의 평면 안테나 부재(101)가 설치된다. 이 평면 안테나 부재(101)는 챔버(71)의 측벽 상단에 걸쳐 있다. 평면 안테나 부재(101)는, 예를 들면 표면이 은 도금 혹은 도금된 동판 또는 알루미늄판으로 되어 있고, 긴 홈 형상의 슬롯, 혹은 원형 형상의 관통공으로 이루어진 다수의 마이크로파 방사 구멍(102)이 소정의 패턴으로 형성된 구성으로 되어 있다. 이 평면 안테나 부재(101)의 상면에는, 진공보다 큰 유전율의 고 유전율 특성을 갖는 지파재(103)가 설치된다. 챔버(71)의 상면에는, 이들 평면 안테나 부재(101) 및 지파재(103)를 덮도록, 실드 덮개(104)가 설치된다. 챔버(71)의 상면과 실드 덮개(104)는 밀봉 부재(105)에 의해 밀봉되어 있다. 실드 덮개(104)에는, 도시하지 않는 냉각수 유로가 형성되어 있고, 거기에 냉각수를 통류시킴으로써, 실드 덮개(104)나 지파재(103)를 냉각하게 되어 있다. 실드 덮개(104)는 접지되어 있다. 또한, 도면에서는 평면 안테나 부재(101)와 마이크로파 투과판(98)이 격리되어 있지만, 이들이 밀착하고 있어도 좋다.
실드 덮개(104) 상부벽의 중앙에는 개구부(106)가 형성되어 있고, 이 개구부에는 동파관(107)이 접속되어 있다. 이 동파관(107)의 단부에는, 매칭 회로(matching circuit)(108)를 거쳐서 마이크로파 발생 장치(109)가 접속되어 있다. 이로써, 마이크로파 발생 장치(109)에서 발생한 예컨대 주파수 2.45GHz의 마이크로파가 동파관(107)을 거쳐서 상기 평면 안테나 부재(101)로 전파되게 된다. 또한, 마이크로파의 주파수로서는, 8.35GHz, 1.98GHz 등을 사용할 수도 있다.
동파관(107)은, 상기 실드 덮개(104)의 개구부(106)에서 상부로 연장하는 단면 원형 형상의 동일 축 동파관(107a)과, 이 동일 축 동파관(107a)의 상단부에 접속된 수평 방향으로 연기하는 단면 구형 형상의 구형 동파관(107b)을 갖고 있다. 구형 동파관(107b)의 동일 축 동파관(107a)과의 접속부측의 단부는 모드 변환기(110)로 되어 있다. 동일 축 동파관(107a)의 중심에는 내도체(111)가 연재하고 있고, 이 중도체(111)의 하단부는 평면 안테나 부재(101)의 중심에서 접속 고정되어 있다.
플라즈마 처리 장치(200)의 각 구성부는, 제어부(300)에 접속되어 있다. 제어부(300)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 프로세스 제어기(301)와, 사용자 인터페이스(302)와, 레시피 데이터 베이스(303)로 구성되어 있다.
프로세스 제어기(301)는, 히터 전원(76), 승강 기구(84), 질량 유량 제어기(91), 개폐 밸브(92), 배기 장치(94), 게이트 밸브(96), 매칭 회로(108), 마이크로파 발생 장치(109) 등의 각 구성부에 접속되어 있고, 이들의 제어를 실행한다. 또한, 프로세스 제어기(301)에는 온도 센서로서의 열전대(77)도 접속되어 있으며, 이 열전대(77)의 신호에 기해 히터 전원(76)을 제어한다.
사용자 인터페이스(302)는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(200)를 관리하기 위해서 명령의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치(200)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 되어 있다.
레시피 데이터 베이스(303)는, 플라즈마 처리 장치(200)에서 실행되는 각종 처리를 해당 프로세스 제어기(301)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치(200)의 각 구성부로 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉, 레시피가 내장되어 있다. 레시피는 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있어도 좋고, CDROM, DVD 등의 가반성 기억 매체에 수용된 상태로 레시피 데이터 베이스(303)가 있는 곳 정 위치에 세팅되어 있어도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 레시피를 적당히 전송시키도록 해도 좋다.
그리고 필요에 따라, 사용자 인터페이스(302)로부터의 지시 등으로 임의 레시피를 레시피 데이터 베이스(303)로부터 호출하여 프로세스 제어기(301)로 실행시키는 것으로, 프로세스 제어기(301)의 제어 하에서, 플라즈마 처리 장치(200)에서의 원하는 처리가 행하여진다.
본 실시 형태의 경우, 레시피 데이터 베이스(303)에는, N2 가스 공급원(87)으로부터 공급되는 질소 가스의 플라즈마에서, 웨이퍼(W)의 표면의 질화 처리를 실행하는 질화 플라즈마 처리 레시피(303b)나, O2 가스 공급원(89)으로부터 공급되는 산소 가스의 플라즈마에서 웨이퍼(W)의 표면의 산화 처리를 실행하는 산화 플라즈마 처리 레시피(303c) 이외에, 도 3의 차트에 예시되는 것 같은 처리실 청정화를 실행하는 청정화 처리 레시피(303a)가 채용된다.
이 청정화 처리 레시피(303a)에서는, 챔버(71)의 내부에, 산소 플라즈마(PO)와 질소 플라즈마(PN)를, 개별적으로 임의의 순서로 적어도 1 사이클 교대로 형성하는 처리를 실행한다. 즉, 최초에 산소 플라즈마(PO) 및 질소 플라즈마(PN)를 형성하는 처리의 하나를 실행하고, 다음으로 최초와는 다른 플라즈마를 형성하는 처리를 실행하고, 이렇게 1 사이클만으로 종료하던지, 복수 회 교대로 반복한다. 이 처리는 복수 회 반복하는 것이 바람직하고, 3회 이상이 특히 바람직하다. 이 청정화 처리 레시피(303a)에는, 그 후, 산소 플라즈마 처리 또는 질소 플라즈마 처리를 1회 또는 복수 회 되풀이하는 시즈닝 처리도, 필요에 따라 포함된다.
이 경우, 산소 플라즈마(PO)의 산소 플라즈마 형성 시간(TO)은, 예를 들면, 10초∼3분, 바람직하게는 30초∼100초, O2 의 가스 유량은, 0.005∼5.0L/분, 캐리어 가스로서의 Ar는, 0.1∼5.0L/분, 챔버(71)의 내압은 6∼633Pa이다.
한편, 질소 플라즈마(PN)의 질소 플라즈마 형성 시간(TN)은, 예를 들면, 10초∼3분, 바람직하게는, 30초∼100초, N2 의 가스 유량은, 0.05∼1.0L/분, 캐리어 가스로서의 Ar는, 0.1∼3.0L/분, 챔버(71)의 내압은 60∼150Pa이다.
또한, 산소 플라즈마 형성 시간(TO)과 질소 플라즈마 형성 시간(TN) 사이의 사이클중 중지 시간(Ti)은, 예를 들면 20∼40초, 각 사이클의 후반부의 시간인 사이클 후 중지 시간(Tj)은 20∼40초이다.
그리고 청정화 처리 레시피(303a)에서는, 산소 플라즈마 형성 시간(TO) 내지 사이클 후 중지 시간(Tj)을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 예를 들면, 챔버(71)의 원하는 청정화 레벨에 도달할 때까지 반복한다.
마이크로파 발생 장치(109)로부터 챔버(71)내로 공급하는 고주파 전력은 500W∼5kW가 바람직하다. 고주파 전력의 주파수로서는 2.45GHz가 사용된다.
청정화 처리에 있어서, 산소 플라즈마(PO) 또는 질소 플라즈마(PN)의 플라즈마 포텐셜(potential)을 올리는 경우에는 산소 가스 또는 질소 가스의 유량을 감소시키고, 플라즈마의 전자 온도를 내리기 위해서는 산소 가스 또는 질소 가스의 유량을 증가시킨다.
또한, 산소 플라즈마(PO) 또는 질소 플라즈마(PN)의 형성시의 캐리어 가스로서는, Ar에 한정하지 않고, Kr 등의 다른 불활성 가스라도 좋고, 캐리어 가스에 의해 플라즈마의 전자 온도를 바꿀 수 있다.
다음으로, 플라즈마 처리 장치(200)에 있어서의 처리 동작에 대해서 설명한다.
우선, 이러한 플라즈마 처리 장치(200)에 있어서의 처리에 대해서, 질화 처리를 예로 들어서 설명한다. 우선, 게이트 밸브(96)를 개방하여 반입 출구(95)로부터 청정한 웨이퍼(W)를 챔버(71)내로 반입하고, 서셉터(72) 위에 탑재한다.
그리고 가스 공급계(86)의 N2 가스 공급원(87) 및 Ar 가스 공급원(88)으로부터, N2 가스 및 Ar 가스를 소정의 유량으로 가스 도입 부재(85)를 거쳐서 챔버(71)내로 도입하고, 소정의 압력으로 유지한다.
동시에 마이크로파 발생 장치(109)로부터의 마이크로파를 매칭 회로(108)를 거쳐서 동파관(107)으로 유동한다. 마이크로파는, 구형 동파관(107b), 모드 변환기(110) 및 동일 축 동파관(107a)을 순차적으로 통과하여 평면 안테나 부재(101)에 공급되어, 평면 안테나 부재(101)로부터 마이크로파 투과판(98)을 거쳐서 챔버(71) 내에 있어서의 웨이퍼(W)의 위쪽 공간에 방사된다. 이 경우에, 마이크로파는 지파재(103)에 의해 파장이 단축된다. 마이크로파는, 구형 동파 관(107b) 내에서는 TE 모드로 전파하고, 이 TE 모드의 마이크로파는 모드 변환기(110)로 TEM 모드로 변환되어서, 동일 축 동파 관(107a) 내를 평면 안테나 부재(101)를 향해서 전파되어 간다.
평면 안테나 부재(101)로부터 마이크로파 투과판(98)을 거쳐서 챔버(71)에 방사된 마이크로파에 의해, 챔버(71) 내에서는 공급된 N2 가스 및 Ar 가스가 플라즈마화되어, 이 질소 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)의 표면의 질화 처리가 행하여진다.
이와 같이 형성되는 마이크로파 플라즈마는, 플라즈마 밀도가 높고 저 전자 온도 플라즈마이다. 이러한, 저 전자 온도 플라즈마에 의한 처리는, 하지 손상(下地 demage)가 적은 등의 이점이 있기 때문에, 예를 들면, 게이트 주위의 플라즈마 처리 등에 바람직하다. 저 전자 온도 플라즈마는, 전자 온도가 0.5eV∼3eV 정도의 플라즈마를 의미하고, 하지 손상이 작은 등의 이점을 보다 유효하게 발휘시키기 위해서는, 2eV 이하가 바람직하지만, 상술한 바와 같은 마이크로파 플라즈마는, 형성 조건을 조정함으로써, 전자 온도를 이러한 2eV 이하, 더 나아가 1eV 이하로 제어하는 것이 가능하다. 전자 온도로서는, 평균 제곱 속도로 정의한 것을 이용할 수 있다. 또한, 챔버 내벽 근방에 있어서의 전자 온도가 2eV 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 플라즈마 처리 장치(200)에 있어서는, 산소 플라즈마에 의한 웨이퍼(W) 표면의 산화 처리도 가능하고, 그 경우에는, N2 가스 대신 O2 가스 공급원(89)으로부터의 O2 가스(222)를 Ar 가스와 함께 챔버(71)내에 도입하고, 마찬가지로 마이크로파 플라즈마에 의한 처리를 실행하면 좋다.
그런데 이러한 마이크로파 플라즈마를 채용한 처리의 경우에는, 챔버(71)내에 있어서의 금속 원소 등에 의한 오염의 허용 레벨이, 예를 들면 오염 물질 원자의 개수로 2×210개/cm2 이하로 극히 낮다. 즉, 오염이 있으면 반도체 장치 특성이 손상되어 제품 비율의 저하가 되므로, 극히 높은 청정도가 요구된다.
본 실시 형태에서는, 이러한 매우 높은 청정도를 실현하기 위해서, 이하와 같은 순서로 처리실 청정화를 실행한다.
예를 들면, 플라즈마 처리 장치(200)의 개시 시나, 웨이퍼(W)의 질화 플라즈마 처리, 산화 플라즈마 처리 등의 각 로트(lot)의 전후에 있어서, 챔버(71)의 내부의 오염을 제거할 필요가 있을 경우 등에, 수시로, 사용자 인터페이스(302)로부터 프로세스 제어기(301)로 지시하고, 청정화 처리 레시피(303a)를 호출해서 실행한다. 또는 다른 레시피의 일부로, 본 실시 형태의 청정화 처리 레시피(303a)를 자동으로 호출해서 실행되도록 해도 좋다.
이러한 플라즈마 처리 장치(200)에 있어서의 청정화 처리 레시피(303a)의 실행에 있어서는, 우선 게이트 밸브(96)를 개방하여 반입 출구(95)로부터 청정한 더미 웨이퍼(Wd)를 챔버(71)내로 반입하고, 서셉터(72) 위로 탑재한다. 이는 더미 웨이퍼(Wd)에서, 서셉터(72)를 산소 플라즈마(PO)나 질소 플라즈마(PN)로부터 보호하기 위해서 행하여진다. 또한, 본 실시 형태의 플라즈마는 저 전자 온도이므로, 반드시 더미 웨이퍼(Wd)를 서셉터(72)에 탑재하지 않아도 좋다.
그리고 도 3 또는 도 4에 도시하는 청정화 처리를 시작한다. 우선, 챔버(71) 내를 소정의 압력, 예를 들면 10∼300Pa로 유지하고, 가스 공급계(86)의 O2 가스 공급원(89) 및 Ar 가스 공급원(88)으로부터, O2 가스 및 Ar 가스를 각각, 5∼1000mL/min 및 0.1∼3L/min의 유량으로 가스 도입 부재(85)를 거쳐서 챔버(71)내에 도입한다.
동시에, 상기 질화 처리 등의 본래의 플라즈마 처리의 경우와 같이 마이크로파 발생 장치(109)로부터의 마이크로파를 매칭 회로(108)를 거쳐서 동파관(107)으로 유도한다. 마이크로파는, 구형 동파관(107b), 모드 변환기(110) 및 동일 축 동파관(107a)을 순차적으로 통과하여 평면 안테나 부재(101)에 공급되어, 평면 안테나 부재(101)로부터 마이크로파 투과판(98)을 거쳐서 챔버(71)내에 있어서의 더미 웨이퍼(Wd)의 위쪽 공간으로 방사된다.
평면 안테나 부재(101)로부터 마이크로파 투과판(98)을 거쳐서 챔버(71)에 방사된 마이크로파에 의해 챔버(71) 내에서는 O2 가스 및 Ar 가스가 플라즈마화하고, 산소 플라즈마(PO)가 형성된다. 이 산소 플라즈마(PO)중의 O 라디칼(O*) 등에 의해, 산소 플라즈마 형성 시간(TO)만, 산소 플라즈마(PO)에 의한 챔버(71)의 내부의 정화가 행하여진다. 이러한 마이크로파 플라즈마는, 상술한 것과 같이 전자 온도가 2eV 이하, 더 나아가 1eV 이하의 저 전자 온도 플라즈마이다.
그 후, O2 가스 및 마이크로파 발생 장치(109)로부터의 고주파 전력의 공급을 정지하고, 사이클중 중지 시간(Ti)만, 플라즈마를 정지한다. 이 사이클중 중지 시간(Ti)의 사이에도, 캐리어 가스인 Ar의 공급은 계속되어, 챔버(71)의 내부는 소정의 압력으로 유지된다.
그 후, 챔버(71)의 내부에, 가스 공급계(86)의 N2 가스 공급원(87)으로부터, N2 가스를 5∼1000mL/min의 유량으로 가스 도입 부재(85)를 거쳐서 챔버(71)내에 도입하는 동시에, 마이크로파 발생 장치(109)로부터의 고주파 전력의 공급을 재개하고, 평면 안테나 부재(101)로부터 마이크로파 투과판(98)을 거쳐서 챔버(71)에 방사된 마이크로파에 의해 챔버(71) 내에서는 N2 가스 및 Ar 가스가 플라즈마화하고, 질소 플라즈마(PN)가 형성된다. 이 질소 플라즈마(PN)중의 N 라디칼(N*) 등에 의해, 질소 플라즈마 형성 시간(TN)의 사이에만, 질소 플라즈마(PN)에 의한 챔버(71)의 내부의 정화가 행하여진다. 또한, 이 질소 플라즈마 공정에 있어서의 챔버 내부 압력이 오염도에 영향이 있으며, 오염도를 낮게 하는 관점으로부터는 챔버 내압력을 133.3Pa 이하인 것이 바람직하고, 13.3∼93.3Pa, 더 나아가 26.6∼66.7Pa가 보다 바람직하다.
질소 플라즈마 형성 시간(TN)의 경과 후, 사이클 후 중지 시간(Tj)의 사이에만, 챔버(71)에 대한 N2 가스의 공급 및 마이크로파 발생 장치(109)로부터의 고주파 전력의 공급이 정지된다.
이 1 사이클을 필요한 사이클 수만큼 반복함으로써, 챔버(71)의 내부의 청정화가 완료하고, 더미 웨이퍼(Wd)는 챔버(71)의 외부로 반출된다.
이러한 청정화 처리에 의해, 챔버(71)를 대기 개방하지 않고, 즉, 플라즈마 처리 장치(200)의 가동율이나 생산량 등을 손상하는 일없이, 청정화 처리 레시피(303a)를 호출해서 실행하는 것만으로, 비교적 단시간에 챔버(71)의 내부의 오염 물질을 제거하고, 극히 높은 청정도에 도달시킬 수 있다. 따라서, 플라즈마 처리 공정에 있어서의 생산성이 향상한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(200)의 개시 시 등과 같이 챔버(71)의 내부의 오염도가 비교적 높을 경우, 혹은 오염도가 높은 웨이퍼(W)를 잘못해서 챔버(71)에 수용하였을 경우 등에 있어서도, 비교적 단시간에 챔버(71)를 원하는 플라즈마 처리가 가능한 레벨까지 고도로 청정화할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)에 형성되는 반도체 장치의 원료에 대한 제품의 비율이 향상한다.
또한, 청정화 처리로 불소화합물 등의 부식성의 물질을 채용하지 않으므로, 처리실 내의 부식 등을 초래하는 일이 없을 뿐 아니라, 상술한 것 같은 저 전자 온도의 플라즈마를 사용함으로, 처리중에 있어서의 오염 물질의 스패터나 재부착 등에 의한 오염을 억제하면서, 고도한 처리실 청정화를 달성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 경우, 이 처리실 청정화의 최후의 사이클에서는, 최후에 형성되는 질소 플라즈마(PN) 또는 산소 플라즈마(PO)의 최종 처리 시간(TF)은, 그 이전의 질소 플라즈마 형성 시간(TN) 또는 산소 플라즈마 형성 시간(TO)의, 예를 들면 3배 이상으로 한다. 이로써, 처리실 청정화중에 챔버(71)내에 교대로 형성된 산소 플라즈마(PO) 또는 질소 플라즈마(PN)의 영향이, 처리실 청정화의 완료 후에 후속의 프로세스에 영향을 주는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 경우, 플라즈마 처리 장치(200)의 본래의 플라즈마 처리 기능으로서, 챔버(71)에의 N2과 Ar의 공급에 의한 웨이퍼(W)의 질화 처리, O2와 Ar의 공급에 의한 웨이퍼(W)의 산화 처리중 어느 것이나 가능하지만, 이들 웨이퍼(W)의 질화 처리나 산화 처리에 앞서, 상술한 처리실 청정화를 실행할 경우, 후속의 프로세스가 웨이퍼(W)의 질화 처리일지 산화 처리일지에 의해, 처리실 청정화 후에 챔버(71)에 형성되는 플라즈마의 종류를 후속의 플라즈마 처리에서 사용할 수 있는 플라즈마에 일치시키는 것이 바람직하다.
즉, 처리실 청정화 후에, 챔버(71)에의 N2와 Ar의 공급에 의한 웨이퍼(W)의 질화 처리를 실행할 경우에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 처리실 청정화 후에 최종 처리 시간(TF)의 질소 플라즈마 형성과 진공 흡인을 적어도 1 사이클 실시해서 시즈닝 처리를 실행한 후에, 웨이퍼(W)의 질화 처리로 이행한다.
또한, 처리실 청정화 후에, O2와 Ar의 공급에 의한 웨이퍼(W)의 산화 처리를 실행할 경우에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 처리실 청정화 후에 처리 시간(TF)의 산소 플라즈마 형성과 진공 흡인을 적어도 1 사이클 실시해서 시즈닝 처리를 실행한 후에, 웨이퍼(W)의 산화 처리로 이행한다.
이로써, 선행하는 처리실 청정화가, 후속의 웨이퍼(W)로의 실제 프로세스에 악영향을 미치게 하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 반드시 이렇게 일치시킬 필요가 없을 경우도 있다.
다음으로, 청정화 처리, 시즈닝 처리, 질화 처리의 일련의 흐름의 예를 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 숫자는 예시이며, 이것에 한정되지 않는다.
우선, 소정의 처리, 예를 들면 질화 처리 후, 챔버 내에 Ar 가스 및 O2 가스를, 각각 1L/min 및 0.2L/min의 유량으로 흘리고, 압력을 예를 들면 126.7Pa로 하고, 웨이퍼 온도(서셉터 온도)가 400℃에 되도록 서셉터를 가열하여, 30초간 예비 가열을 실행한다. 그 후, 압력 및 Ar 가스 및 O2 가스의 유량을 그대로 한 상태에서, 2000W의 마이크로파를 도입하고, 착화하기 쉽게 하기 위해서 고압 상태에서 산소 플라즈마의 착화를 실행한다. 그 후, 66.7Pa의 처리 압력으로 하고, 60초간 산소 플라즈마(PO)를 형성한다. 이 산소 플라즈마 처리가 종료한 후, 플라즈마를 OFF로 하고, 계속해서 Ar 가스 및 N2 가스를 정지하여 진공 흡인을 30초간 실행한다.
그 후, 챔버에 Ar 가스 및 N2 가스를, 각각 1L/min 및 0.15L/min의 유량으로 흘리고, 압력을 예를 들면, 126.7Pa로 하고, 웨이퍼 온도(서셉터 온도)가 400℃가 되도록 서셉터를 가열하여, 30초간 예비 가열을 실행한다. 그 후, 압력 및 Ar 가스 및 N2 가스의 유량을 그대로 한 상태에서, 1600W의 마이크로파를 도입하고, 질소 플라즈마의 착화를 실행한다. 그 후, 압력을 66.7Pa로 하고, 60 초간 질소 플라즈마(PN)을 형성한다. 이 질소 플라즈마 처리 공정이 종료한 후, 플라즈마를 OFF로 하고, 계속해서 Ar 가스 및 N2 가스를 정지하여 진공 흡인을 30초간 실행한다.
이러한 사이클을 적어도 1 사이클 실행함으로써, 청정화 처리가 종료한다.
최후의 플라즈마 처리 공정이 종료하고, 30 초간 진공 흡인한 후, 시즈닝 처리가 행하여진다. 그 후의 처리가 질화 처리의 경우를 예로 들면, 챔버내에 Ar 가스 및 N2 가스를, 각각 1L/min 및 0.15L/min의 유량으로 흘려보내고, 압력을 예를 들면, 126.7Pa로 해서 웨이퍼 온도(서셉터 온도)가 400℃에 되도록 가열하여, 30초간, 예비 가열을 실행한다. 그 후, 압력 및 Ar 가스 및 N2 가스의 유량을 그대로 한 상태에서, 1600W의 마이크로파를 도입하고, 질소 플라즈마의 착화를 실행하고, 그 후, 66.7Pa의 처리 압력으로 하여, 180 초간 질소 플라즈마를 형성한다. 이 질소 플라즈마 처리 공정이 종료한 후, 플라즈마를 OFF로 하고, 계속해서 Ar 가스 및 N2 가스를 정지하여 진공 흡인한다. 이 사이클을 소정 회수 실행함으로써, 시즈닝이 종료하고, 본래의 처리인 질화 처리가 행하여진다.
다음으로, 실제로 상술한 청정화 처리를 실시한 결과에 있어서 설명한다. 도 5 및 도 6은, 가로축에 처리실 청정화 처리의 가동 시간을 취하고, 세로축에 평가용 샘플 표면의 오염 상태(단위 면적당의 오염 물질 원자의 개수)를 취하여, 본 실시 형태의 청정화 처리를 실행한 경우의 효과를 도시하는 것이며, 도 5는 산소 플라즈마에 의해 산화 처리한 후의 결과이며, 도 6은 질소 플라즈마에 의해 질화 처리한 후의 결과이다.
여기에서는, 챔버 내를 강제 오염시킨 상태를 형성하고, 챔버내에 청정한 샘플용 웨이퍼를 세팅하고, 각각 소정의 조건에서 산화 처리 및 질화 처리를 실행하고, 샘플용 웨이퍼의 오염 평가용 샘플을 작성하고, ICP-MASS(Inductive Coupled Plasma-Mass-Spectrometry)에 의해 단위 면적당의 각 오염 물질 원자의 개수를 측정하였다(도 5, 6의 0분에 대응).
이어서, 챔버내에 청정한 샘플용 웨이퍼를 세팅하고, 산소 플라즈마(PO)의 단계가 1분이고, 질소 플라즈마(PN)의 단계가 1분으로 이루어지는 사이클을 15회 반복하여, 합계 30분의 청정화 조작을 실행하고, 샘플용 웨이퍼의 평가용 샘플을 작성하고, ICP-MASS에 의해 단위 면적당의 각 오염 물질 원자의 개수를 측정하였다(도 5, 도 6의 30분에 대응). 계속해서, 이러한 조작이 합계 5회가 되도록, 이러한 조작을 추가로 4회 반복하여, 각 청정화 조작 후에 샘플용 웨이퍼의 평가용 샘플을 작성하고, ICP-MASS에 의해 단위 면적당의 각 오염 물질 원자의 개수를 측정하였다(도 5, 도 6의 60분, 90분, 120분, 150분에 대응). 또한, 오염 물질로서, Cu, Fe, K, Al, Mg, Na를 측정하였다.
이때의 청정화 처리의 구체적인 조건을 정리하면 이하에 도시하는 바와 같다.
(1) 산소 플라즈마 공정(1회당)
웨이퍼 온도(서셉터 온도): 400℃
압력: 66.7Pa
O2 가스 유량: 0.2L/min
Ar 가스 유량: 1L/min
시간: 30sec
마이크로파 전력: 2000W
(2) 질소 플라즈마 공정(1회당)
웨이퍼 온도(서셉터 온도): 400℃
압력: 66.7Pa
N2 가스 유량: 0.15L/min
Ar 가스 유량: 1L/min
시간: 60sec
마이크로파 전력: 1600W
도 5 및 도 6으로부터, 본 실시 형태의 청정화 처리를 실행하는 것에 의해, 산화 처리를 실행한 후 및 질화 처리를 실행한 후 중 어느 것에 있어서도, 챔버(71)를 대기 개방하지 않고, 150분이라는 매우 단시간으로, 목표의 2×1010 원자/cm2 이하의 청정도에 도달하며, 최근의 챔버(71)에 있어서의 오염 저감 요구의 엄한 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리할 수 있는 레벨로 신속하게 처리실 청정화를 실행하는 것이 가능해지는 것이 확인되었다.
비교를 위해, 도 7 및 도 8에서, 가로축에 처리실 청정화 처리의 가동 시간을 취하고, 세로축에 평가용 샘플 표면의 오염도(단위 면적당의 오염 물질 원자의 개수)을 취하며, 질소 플라즈마(PN)만에 의한 청정화 처리를 실행하였을 경우의 결과를 도시한다. 도 7은 챔버내를 강제 오염시킨 후, 산소 플라즈마에 의해 산화 처리한 후의 결과이며, 도 8은 챔버내를 강제 오염시킨 후, 질소 플라즈마에 의해 질화 처리한 후의 결과이다. 또한, 여기에서도 마찬가지로 오염 물질로서, Cu, Fe, K, Al, Mg, Na를 측정했다.
여기에서는, 질소 플라즈마(PN)만에 의한 30분의 청정화 조작을 합계 5회 반복하고, 상술한 도 5 및 도 6과 같이 평가용 샘플을 작성했다. 이 도 7 및 도 8로부터, 질소 플라즈마(PN)만의 반복에 의해 청정화 처리를 실행할 경우는, 산화 처리를 실행한 후, 질화 처리를 실행한 후의 어느 것이나, 150분의 청정화 처리에서는, 청정도의 목표치인 2×1010원자/cm2 이하의 청정도에 도달하지 않는 것이 확인되었다.
다음으로, 청정화 처리에 있어서의 질소 플라즈마 처리 시의 압력을 변경하여 실험을 실행하였다. 여기에서는, 이하의 조건으로 질화 처리를 실행한 후, 청정화 처리를 실행할 때에, 질소 플라즈마 공정의 압력을 126.7Pa와 66.7Pa로 변화시켰다. 이때의 조건은 이하와 같다.
(1) 질화 처리 압력: 6.7Pa
N2 가스 유량: 40mL/min
Ar 가스 유량: 1L/min
시간: 20sec
마이크로파 전력: 1500W
(2) 청정화 처리
(i)산소 플라즈마 처리(1회당)
압력: 66.7Pa
O2 가스 유량: 0.2L/min
Ar 가스 유량: 1L/min
시간: 30sec
마이크로파 전력: 2000W
(ii) 질소 플라즈마 처리(1회당)
압력: 126.7Pa 또는 66.7Pa
N2 가스 유량: 0.15L/min
Ar 가스 유량: 1L/min
시간: 60sec
마이크로파 전력: 1600W
청정화 처리는, 이상과 같은 산소 플라즈마 공정 및 질소 플라즈마 공정을 15회 반복함으로써 실행되었다. 청정화 처리 전과 청정화 처리 후에 대해서 질화 처리 플라즈마에서 샘플용 웨이퍼의 오염 평가용 샘플을 작성하고, ICP-MASS에 의해, Na, Al, Fe, Cu, Cr, Ni, Mg, Ca에 대해서, 청정화 처리 전후의 평가용 샘플 표면의 오염도(단위 면적당의 오염 물질 원자의 개수)을 측정했다. 그 결과를 도 9a, 9b에 도시한다. 또한, 도 9a에 있어서, Cr는 청정화 처리의 전후와도 검출 한계 이하였다. 또한, 도 9b에 있어서, 청정화 처리 전은 Cr, 청정화 처리 후는 Na, Fe, Cu, Cr, Ni, Mg에 대해서 검출 한계 이하였다.
도 9a, 9b에 도시하는 바와 같이, 청정화 처리의 효과는 질소 플라즈마 공정 시의 압력이 126.7Pa의 경우보다도 66.7Pa의 경우 쪽이 높은 것이 확인되었다.
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 일 없이 여러 가지 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 청정화 처리 시에, 산소 플라즈마 처리를 먼저 실행한 예에 대해서 도시했지만, 산소 플라즈마 처리 및 질소 플라즈마 처리는 어느 것을 먼저 실행하여도 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 청정화 처리를 O2 가스 및 N2 가스를 교대로 챔버(71)에 공급하고 플라즈마를 형성하여 실행할 경우에 대해서 도시했지만, 이것에 한하지 않고, 산소를 포함하는 가스 및 질소를 포함하는 가스이면 적용 가능하다. 이러한 가스로서는, 예를 들면 NO, NO2, NH3 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 처리실 청정화 방법을 실시할 수 있는 처리 장치로서, 마이크로파를, 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나에서 챔버 내로 전파하여 플라즈마를 형성하는 저 전자 온도 플라즈마 처리 장치를 예시했지만, 마이크로파를 도입하는 안테나로서는 이것에 한하나 것은 아니고, 또한 안테나가 없어도 마이크로파가 처리실에의 도입이 가능하다면 좋다. 저 전자 온도 플라즈마의 생성은, 일반적으로는 마이크로파에 의한 플라즈마 여기에 의해 가능하지만, 이것에 한하지 않고 유도 결합형이나 평행 평판형의 RF 플라즈마에서도, RF를 펄스 공급하는 것 등에 의해 저 전자 온도 플라즈마를 생성할 수 있기 때문에, 본 발명의 처리실 청정화 처리가 가능한 플라즈마를 형성할 수 있으면 적용 가능하다. 또한, 최근 유자장 RF 플라즈마에 의한 저 전자 온도 플라즈마도 제안되어 있는바, 이것도 적용 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 처리 장치의 플라즈마원을 이용하여 청정화 처리를 실행한 예를 개시하고 있으며, 이것이 전형적인 예이지만, 기판 처리를 위한 플라즈마원 이외에 청정화 처리용에 플라즈마원을 갖는 것이라도 좋다. 이 경우에는, 기판 처리 장치로서는 비 플라즈마 처리를 실행하는 것이라도 좋다.

Claims (17)

  1. 처리실에 피 처리 기판을 수용하고, 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법에 있어서,
    상기 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 상기 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 적어도 1 사이클 교대로 실시하는
    기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 전자 온도가 2eV 이하인
    기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나에서 상기 처리실 내에 마이크로파를 도입하여 형성되는
    기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 산소를 포함하는 가스는 산소 가스이며, 상기 질소를 포함하는 가스는 질소 가스인
    기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치에서 실행되는 소정의 처리는 질화 처리 또는 산화 처리인
    기판 처리 장치의 처리실 청정화 방법.
  6. 처리실에 피 처리 기판을 수용하고, 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 상기 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 적어도 1 사이클 교대로 실시하여 상기 처리실을 청정화하도록 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하는 소프트 웨어를 포함하는
    컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체.
  7. 피 처리 기판을 수용하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 기구와, 상기 처리실 내에 그 내부를 청정화하기 위한 플라즈마를 형성하는 플라즈마 형성 기구와, 상기 플라즈마 형성 기구를 제어하는 제어 기구를 구비하며,
    상기 제어 기구는, 상기 처리실 내에 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정과, 상기 처리실 내에 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는 공정을 적어도 1 사이클 교대로 실시하여 상기 처리실을 청정화하도록 상기 플라즈마 형성 기구를 제어하는
    기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 전자 온도가 2eV 이하인
    기판 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 플라즈마 형성 기구는, 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나와, 마이크로파 발생원과, 마이크로파 발생원으로부터의 마이크로파를 상기 평면 안테나에 인도하는 도파로를 갖고, 상기 도파로 및 상기 평면 안테나를 거쳐서 상기 처리실 내에 마이크로파를 도입하는
    기판 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 산소를 포함하는 가스는 산소 가스이며, 상기 질소를 포함하는 가스는 질소 가스인
    기판 처리 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리 기구는, 피 처리 기판에 대하여 질화 처리 또는 산화 처리를 실행하는
    기판 처리 장치.
  12. 처리실 내에 있어서, 산소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성과, 질소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성을 적어도 1 사이클 교대로 실시하여 처리실을 청정화하는 공정과,
    그 후, 상기 처리실 내에서, 산소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성 또는 질소를 포함하는 가스의 플라즈마의 형성을 적어도 1회 실행하여 처리실을 시즈닝 하는 공정과,
    그 후, 상기 처리실 내에 피 처리 기판을 도입하고, 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 공정을 갖는
    기판 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 공정은 피 처리 기판에 질화 처리 또는 산화 처리를 실시하는 공정인
    기판 처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 공정이 질화 처리인 경우에는, 상기 시즈닝에 있어서 질소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하고, 상기 피 처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 공정이 산화 처리의 경우에는, 상기 시즈닝에 있어서 산소를 포함하는 가스의 플라즈마를 형성하는
    기판 처리 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 전자 온도가 2eV 이하인
    기판 처리 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리실을 청정화하는 공정은, 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나에서 상기 처리실 내에 마이크로파를 도입하여 저 전자 플라즈마를 형성함으로써 실행되는
    기판 처리 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리실을 청정화하는 공정은, 상기 산소를 포함하는 가스로서 산소 가 스를 이용하고, 상기 질소를 포함하는 가스로서 질소 가스를 이용하여 실행되는
    기판 처리 방법.
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