KR20140116815A - 클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 - Google Patents

클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 Download PDF

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KR20140116815A
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마사토 테라사키
나오노리 아카에
히데키 호리타
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

본 발명은 클리닝에 요하는 시간을 단축할 수 있는 기술을 제공한다.
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실을 제공하는 공정; 및 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;을 포함하는 클리닝 방법이 제공된다.

Description

클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체{CLEANING METHOD, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
기판 처리 장치의 처리실 내를 클리닝하는 방법으로서 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 노즐로부터 클리닝 가스를 처리실 내에 공급하는 것에 의해 클리닝하는 방법이 있다.
하지만 처리 가스를 공급하는 노즐은 기판을 향하여 가스를 공급하도록 배치되는 경우가 많아 그 외의 개소(箇所), 예컨대 기판을 반입 및 반출하는 개구부(開口部) 근방 등은 클리닝되기 어렵다. 클리닝되기 어려운 개소에는 반응 부생성물이 잔존하기 쉽고, 이를 제거하기 위해서는 클리닝 가스를 보다 장시간 공급하거나, 가스에 의한 클리닝이 충분하지 않은 경우에는 와이핑 등의 수작업에 의해 한층 더 클리닝할 필요가 발생한다. 이에 의해 클리닝에 요하는 시간이 길어진다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 클리닝에 요하는 시간을 단축할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승[立上]한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실을 제공하는 공정; 및
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
을 포함하고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정은,
상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 공정; 및
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 공정;
을 포함하는 클리닝 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 공정; 및
상기 산화막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
을 포함하고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정은,
상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 공정; 및
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 공정;
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실;
상기 처리실 내에 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계;
상기 처리실 내에 산화 가스를 공급하는 산화 가스 공급계;
상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 불화수소 가스 공급계;
상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐;
상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐;
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐; 및
상기 처리실 내의 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리와, 상기 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리를 수행하고, 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리에서는 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 처리와, 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 처리를 수행하도록, 상기 원료 가스 공급계, 상기 산화 가스 공급계 및 상기 불화수소 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 순서와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 순서를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 순서; 및
상기 산화막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 순서는,
상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 순서; 및
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 순서;
를 포함하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 클리닝에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형(縱型) 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종(縱)단면도로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제1 실시 형태에서의 노즐(40b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 기판 처리 공정의 플로우 차트.
도 6은 본 발명의 성막 시퀀스에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면.
도 7은 클리닝 시의 클리닝 가스를 공급하는 타이밍을 도시하는 도면.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로 내의 온도 영역에 의한 클리닝 방법을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제2 실시 형태에서의 노즐(320b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 10은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제3 실시 형태에서의 노즐(330b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 11은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제4 실시 형태에서의 노즐(340b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 12는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제5 실시 형태에서의 노즐(350b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 13은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제6 실시 형태에서의 노즐(360b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 14는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제7 실시 형태에서의 노즐(40b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
도 15는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 제8 실시 형태에서의 노즐(40b)의 주변을 확대한 부분 단면도.
[제1 실시 형태]
본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
처리로(12)는 가열 수단(가열 기구)로서의 히터(14)를 포함한다. 히터(14)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)으로서의 히터 베이스(도시되지 않음)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(14)는 가스를 열로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(14)의 내측에는 이 히터(14)와 동심원 형상으로 반응관(16)이 배설(配設)된다. 반응관(16)은 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성된다. 반응관(16)은 예컨대 석영(SiO2)이나 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 구성된다.
반응관(16)의 하방(下方)에는 이 반응관(16)과 동심원 형상으로 매니폴드(18)(인렛 플랜지)가 배설된다. 매니폴드(18)는 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 예컨대 스텐레스 등의 금속으로 구성된다. 매니폴드(18)의 상단부는 반응관(16)의 하단부에 계합(係合)하고, 이 반응관(16)을 지지하도록 구성된다.
매니폴드(18)와 반응관(16) 사이에는 씰 부재로서의 O링(20a)이 설치된다. 매니폴드(18)가 히터 베이스에 지지되는 것에 의해 반응관(16)은 수직으로 설치된 상태로 이루어진다.
주로 반응관(16)과 매니폴드(18)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성되고, 이 처리 용기의 통중공부(筒中空部)에 처리실(22)이 형성된다. 처리실(22)의 하방에 기판으로서의 웨이퍼(24)를 반입 및 반출하는 개구가 형성된다. 처리실(22)은 웨이퍼(24)를 보지하는 기판 보지구로서의 보트(28)를 이용하여 웨이퍼(24)를 수평 자세로 수직 방향에 다단으로 정렬한 상태에서 수용한다.
보트(28)는 복수 매의 웨이퍼(24)를 수평 자세로, 또한 서로 중심을 맞춘 상태로 정렬시켜서 다단으로 보지한다. 보트(28)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 보트(28)의 하부에는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열 부재(30)가 설치되고, 히터(14)로부터의 열이 하방에 전달되기 어렵도록 구성된다. 단열 부재(30)는 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 복수 매의 단열판과, 이들 단열판을 수평 자세로 다단으로 지지하는 단열판 홀더에 의해 구성해도 좋다.
처리로(12)에는 웨이퍼(24)를 처리하는 제1 가스(예컨대 원료 가스)를 처리실(22) 내에 공급하는 제1 가스 공급계(32)와, 웨이퍼(24)를 처리하는 제2 가스(예컨대 반응 가스)를 처리실(22) 내에 공급하는 제2 가스 공급계(34)와, 이 처리실(22) 내를 클리닝하는 제3 가스(클리닝 가스)를 공급하는 제3 가스 공급계(36)가 설치된다.
처리로(12)는 처리실(22) 내에 가스를 도입하는 3개의 노즐(40a, 40b, 40c)을 구비하고, 이들 노즐(40a, 40b, 40c)은 각각 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치된다. 노즐(40a, 40b, 40c)은 각각 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 노즐(40a)에는 가스 공급관(42a) 및 불활성 가스 공급관(52a)이 접속된다. 노즐(40b)에는 클리닝 가스 공급관(62b) 및 불활성 가스 공급관(52b)이 접속된다. 노즐(40c)에는 가스 공급관(42c), 불활성 가스 공급관(52c), 클리닝 가스 공급관(62a), 가스 공급관(42d) 및 불활성 가스 공급관(52d)이 접속된다.
이와 같이 처리로(12)는 3개의 노즐[노즐(40a, 40b, 40c)]과, 3개의 가스 공급관[가스 공급관(42a, 42c, 42d)]과, 4개의 불활성 가스 공급관[불활성 가스 공급관(52a, 52b, 52c, 52d)]과, 2개의 클리닝 가스 공급관[클리닝 가스 공급관(62a, 62b)]을 구비하고, 처리실(22) 내에는 복수 종류의 가스가 공급되도록 이루어진다.
「원료 가스 공급계」(제1 가스 공급계)
가스 공급관(42a)에는 처리실(22)측을 하류로 하여 상류 방향부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(44a)(MFC)와 개폐 밸브인 밸브(46a)가 설치되고, 이 밸브(46a)보다 하류측에는 불활성 가스 공급관(52a)이 접속된다. 가스 공급관(42a)의 선단부(先端部)에 노즐(40a)이 접속된다. 불활성 가스 공급관(52a)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(54a)와 밸브(56a)가 설치된다.
노즐(40a)은 반응관(16)의 내벽과 처리실(22) 내에 수용된 웨이퍼(24) 사이에서의 원환 형상[圓環狀]의 공간에 배설되고, 매니폴드(18)로부터 이 반응관(16) 내까지 웨이퍼(24)의 적재 방향에 대하여 상승하도록 설치된다. 노즐(40a)은 웨이퍼(24)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방이며, 이 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역을 따르도록 설치된다. 노즐(40a)은 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(40a)은 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 적어도 웨이퍼 배열 영역의 일단측(一端側)으로부터 타단측(他端側)을 향하여 상승하도록 설치된다.
노즐(40a)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(48a)이 설치된다. 가스 공급공(48a)은 반응관(16)의 중심측에 향하고, 처리실(22) 내에 수용된 웨이퍼(24)를 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다. 가스 공급공(48a)은 반응관(16)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 마찬가지의 피치로 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적으로 이루어진다.
주로 가스 공급관(42a), MFC(44a) 및 밸브(46a)에 의해 제1 가스 공급계(32)가 구성된다. 노즐(40a)은 제1 가스 공급계(32)의 일부로서도 기능한다. 또한 주로 불활성 가스 공급관(52a), MFC(54a) 및 밸브(56a)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급계는 퍼지 가스 공급계로서도 기능한다.
가스 공급관(42a)으로부터는 소정 원소와 할로겐 원소를 포함하는 원료 가스가 공급된다. 소정 원소로서의 실리콘(Si)과 할로겐 원소로서의 염소(Cl)를 포함하는 원료 가스(Si 및 Cl함유 가스)로서 예컨대 클로로실란계 원료 가스의 일종인 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스가 MFC(44a), 밸브(46a) 및 노즐(40a)을 개재하여 가스 공급관(42a)으로부터 처리실(22) 내에 공급된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52a)으로부터 MFC(54a) 및 밸브(56a)를 개재하여 가스 공급관(42a) 내에 불활성 가스를 공급해도 좋다.
본 실시 형태에서 제1 가스 공급계(32)는 원료 가스 공급계로서 기능한다.
클로로실란계 원료 가스란 기체 상태의 클로로실란계 원료, 예컨대 상온 상압 하에서 액체 상태인 클로로실란계 원료를 기화하는 것에 의해 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 클로로실란계 원료 등을 말한다. 또한 클로로실란계 원료란 할로겐기로서의 클로로기를 포함하는 실란계 원료이며, 적어도 Si 및 Cl을 포함하는 원료를 말한. 여기서 말하는 클로로실란계 원료는 할로겐화물의 일종이라고도 할 수 있다.
본 명세서에서 「원료」라는 문언은 「액체 상태인 액체 원료」를 의미하는 경우, 「기체 상태인 원료 가스」를 의미하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「클로로실란계 원료」라는 문언은 「액체 상태인 클로로실란계 원료」를 의미하는 경우, 「기체 상태인 클로로실란계 원료 가스」를 의미하는 경우, 또는 그 양방을 의미하는 경우가 있다. HCDS와 같이 상온 상압 하에서 액체 상태인 액체 원료를 이용하는 경우에는 액체 원료를 기화기나 버블러 등의 기화 시스템에 의해 기화하여 원료 가스(HCDS가스)로서 공급한다.
「반응 가스 공급계」(제2 가스 공급계)
가스 공급관(42c)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(44c)와 밸브(46c)가 설치되고, 이 밸브(46c)보다 하류측에는 불활성 가스 공급관(52c)이 접속된다. 불활성 가스 공급관(52c)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(54c)와 밸브(56c)가 설치된다. 가스 공급관(42c)의 선단부에 노즐(40c)이 접속된다.
노즐(40c)은 반응관(16)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라 웨이퍼(24)의 적재 방향에 대하여 상승하도록 설치된다. 노즐(40c)은 웨이퍼(24)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방이며, 이 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에 따르도록 설치된다. 노즐(40c)은 L자형의 롱 노즐로서 구성된다. 노즐(40c)은 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 적어도 웨이퍼 배열 영역의 일단측으로부터 타단측을 향하여 상승하도록 설치된다.
노즐(40c)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(48c)이 설치된다. 가스 공급공(48c)은 반응실(16)의 중심측에 향하고, 처리실(22) 내에 수용된 웨이퍼(24)를 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다.
가스 공급공(48c)은 반응관(16)의 하부로부터 상부에 걸쳐서 복수 설치된다.
가스 공급관(42c)의 밸브(46c) 및 불활성 가스 공급관(52c)의 밸브(56c)보다 하류측에는 가스 공급관(42d)이 접속된다. 가스 공급관(42d)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(44d)와 밸브(46d)가 설치되고, 이 밸브(46d)보다 하류측에는 불활성 가스 공급관(52d)이 접속된다. 불활성 가스 공급관(52d)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(54d)와 밸브(56d)가 설치된다.
주로 노즐(40c), 가스 공급관(42c, 42d), MFC(44c, 44d), 밸브(46c, 46d)에 의해 제2 가스 공급계(34)가 구성된다. 주로 불활성 가스 공급관(52c, 52d), MFC(54c, 54d), 밸브(56c, 56d)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급계는 퍼지 가스 공급계로서도 기능한다.
가스 공급관(42c)으로부터는 반응 가스로서 산화성 가스(산화 가스)인 산소를 포함하는 가스(산소 함유 가스)가 공급된다. 산화 함유 가스로서 예컨대 산소(O2) 가스가 MFC(44c), 밸브(46c), 가스 공급관(42c) 및 노즐(40c)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52c)으로부터 MFC(54c) 및 밸브(56c)를 개재하여 가스 공급관(42c) 내에 불활성 가스를 공급해도 좋다.
가스 공급관(42d)으로부터는 반응 가스로서 환원성 가스(환원 가스)인 수소를 포함하는 가스(수소 함유 가스)가 공급된다. 수소 함유 가스로서 예컨대 수소(H2) 가스가 MFC(44d), 밸브(46d), 가스 공급관(42d) 및 노즐(40c)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52d)으로부터 불활성 가스가 MFC(54d), 밸브(56d)를 개재하여 가스 공급관(42d) 내에 공급되어도 좋다.
본 실시 형태에서 제2 가스 공급계(34)는 반응 가스 공급계로서 기능한다.
「클리닝 가스 공급계」(제3 가스 공급계)
클리닝 가스 공급관(62a)은 가스 공급관(42c)에 접속된다. 클리닝 가스 공급관(62a)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(64a)와 밸브(66a)가 설치된다. 클리닝 가스 공급관(62a)의 선단부에 가스 공급관(42c)을 개재하여 노즐(40c)이 접속된다. 클리닝 가스 공급관(62b)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(64b)와 밸브(66b)가 설치되고, 이 밸브(66b)보다 하류측에는 불활성 가스 공급관(52b)이 접속된다. 불활성 가스 공급관(52b)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(54b)와 밸브(56b)가 설치된다. 클리닝 가스 공급관(62b)의 선단부에 노즐(40b)이 접속된다. 노즐(40b)은 평면시에서 처리실(20) 내에 수용된 보트(28), 즉 웨이퍼(24)를 개재하도록 배기관(90)(후술한다)과 대향하도록 배치된다(도 3 참조). 또한 도 1에서 노즐(40a, 40b, 40c), 배기관(90) 등의 위치는 도시의 관계상 편의적으로 도시된다.
노즐(40b)은 L자형의 쇼트 노즐로서 구성된다. 노즐(40b)은 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 매니폴드(18)의 내벽을 따라 상승하도록 설치된다.
노즐(40b)의 선단에는 가스를 공급하는 가스 공급공(48b)이 설치되고, 이 가스 공급공(48b)은 상방(上方)을 향하여 개구[매니폴드(18)측으로부터 반응관(16)측에 향하는 방향으로 개구]하도록 구성된다. 노즐(40b)은 노즐(40a)이 가스를 공급하는 위치보다 매니폴드(18)측에 가스를 공급하도록 이루어진다. 또한 노즐(40b)은 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다.
주로 노즐(40c), 클리닝 가스 공급관(62a), MFC(64a), 밸브(66a)에 의해 제1 클리닝 가스 공급계가 구성된다. 또한 주로 노즐(40b), 클리닝 가스 공급관(62b), MFC(64b) 및 밸브(66b)에 의해 제2 클리닝 가스 공급계가 구성된다. 또한 불활성 가스 공급관(52b), MFC(54b) 및 밸브(56b)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급계는 퍼지 가스 공급계로서도 기능한다. 이 제1 클리닝 가스 공급계 및 제2 클리닝 가스 공급계에 의해 클리닝 가스 공급계로서의 제3 가스 공급계(36)가 구성된다.
본 실시 형태에서는 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 클리닝 가스가 공급된다. 클리닝 가스로서 예컨대 불소를 포함하는 가스(불소 함유 가스)인 불화수소(HF) 가스가 MFC(64a), 밸브(66a), 가스 공급관(42c) 및 노즐(40c)을 개재하여 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 처리실(22) 내에[주로 반응관(16) 내벽에 대하여] 공급된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52c, 52d)으로부터 불활성 가스가 MFC(54c, 54d), 밸브(56c, 56d), 가스 공급관(42c) 및 노즐(40c)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되어도 좋다.
마찬가지로 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터는 클리닝 가스가 공급된다. 클리닝 가스로서 예컨대 불소를 포함하는 가스(불소 함유 가스)인 불화수소(HF) 가스가 MFC(64b), 밸브(66b) 및 노즐(40b)을 개재하여 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터 처리실(22) 내에[주로 매니폴드(18) 내벽에 대하여] 공급된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52b)으로부터 불활성 가스가 MFC(54b), 밸브(56b)를 개재하여 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 공급되어도 좋다.
본 실시 형태에서 제3 가스 공급계(36)는 클리닝 가스 공급계로서 기능한다.
본 실시 형태에서는 반응관(16)의 내벽과 적재된 복수 매의 웨이퍼(24)의 단부(端部)로 구성되는 원환 형상의 세로로 긴 공간 내, 즉 원통 형상의 공간 내에 배치한 노즐(40a) 및 노즐(40c)을 경유하여 가스를 반송하고, 이들의 가스 공급공(48a) 및 가스 공급공(48c)을 개재하는 것에 의해 웨이퍼(24)의 근방에서 반응관(16) 내에 가스를 공급하도록 이루어진다. 반응관(16) 내에서의 가스의 흐름은 주로 웨이퍼(24)의 표면과 평행한 방향(수평 방향)이 된다. 이에 의해 처리실(22) 내에 수용된 웨이퍼(24)의 각각에 대하여 가스가 균일하게 공급되어 웨이퍼(24)에 균일한 막 두께의 박막이 형성된다. 웨이퍼(24)의 표면 상을 흐른 가스(반응 후의 잔류 가스)는 배기관(90)의 방향을 향하여 흐른다. 잔류 가스가 흐르는 방향은 수직 방향에 한정되지 않고, 배기구의 위치에 의해 적절히 설정할 수 있다.
「배기계」
반응관(16)에는 처리실(22) 내의 분위기를 배기하는 배기관(90)이 설치된다. 배기관(90)에는 처리실(22) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(92) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller)밸브(94)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(96)가 접속된다. APC밸브(94)는 진공 펌프(96)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(22) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행한다. 또한 APC밸브는 진공 펌프(96)를 작동시킨 상태에서 밸브의 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(22) 내의 압력을 조정한다.
주로 배기관(90), 압력 센서(92) 및 APC밸브(94)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(96)를 배기계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 배기계는 진공 펌프(96)를 작동시키면서 압력 센서(92)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 APC밸브(94)의 개도를 조절하는 것에 의해 처리실(22) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기한다. 배기관(90)은 반응관(16)에 설치하는 것에 한정되지 않고, 노즐(40a)이나 노즐(40b) 등과 마찬가지로 매니폴드(18)에 설치해도 좋다.
「개폐 기구 및 승강 기구」
매니폴드(18)의 하방에는 이 매니폴드(18)의 하단 개구를 기밀하게 폐색되는 제1 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(100)이 설치된다. 씰 캡(100)은 매니폴드(18)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 당접(當接)하도록 구성된다. 씰 캡(100)은 예컨대 스텐레스 등의 금속으로 구성되고, 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(100)의 상면에는 매니폴드(18)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(20b)이 설치된다.
씰 캡(100)의 처리실(22)과 반대측(도 1에서 하측)에는 보트(28)를 회전시키는 회전 기구(102)가 설치된다. 회전 기구(102)의 회전축(104)은 예컨대 스텐레스 등의 금속으로 구성되고, 씰 캡(100)을 관통하여 보트(28)에 접속된다. 회전 기구(102)는 보트(28)를 회전시키는 것에 의해 이 보트(28)에 보지된 웨이퍼(24)를 회전시킨다.
반응관(16)의 외부에는 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(106)가 수직으로 설치되고, 이 보트 엘리베이터(106)는 씰 캡(100)을 수직 방향으로 승강시키도록 구성된다. 보트 엘리베이터(106)는 씰 캡(100)을 승강시키는 것에 의해 이 씰 캡(100)에 재치된 보트(28)를 처리실(22) 내외로 반입 및 반출한다. 보트 엘리베이터(106)는 보트(28)[및 이에 보지된 웨이퍼(24)]를 처리실(22) 내외로 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 기능한다.
매니폴드(18)의 하방에는 이 매니폴드(18)의 하단 개구를 기밀하게 폐색하는 제2 노구 개체로서의 셔터(110)가 설치된다. 셔터(110)는 원반 형상으로 형성되고, 스텐레스 등의 금속으로 구성된다. 셔터(110)의 상면에는 매니폴드(18)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(20c)이 설치된다. 셔터(110)는 씰 캡(100)이 강하하여 매니폴드(18)의 하단 개구를 연 상태로 하는 경우에 이 하단 개구를 닫고, 이 씰 캡(100)이 상승하여 매니폴드(18)의 하단 개구를 닫은 상태로 하는 경우에 이 하단 개구로부터 퇴피하도록 이루어진다. 셔터(110)는 반응관(16)의 외부에 설치된 셔터 개폐 기구(112)에 의해 개폐 동작(승강 동작이나 회동 동작 등)을 하도록 제어된다.
반응관(16) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(114)가 설치된다(도 3 참조). 온도 센서(114)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(14)로의 통전 상태를 조정하는 것에 의해 처리실(22) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 된다. 온도 센서(114)는 노즐(40a) 및 노즐(40c)과 마찬가지로 L자형으로 구성되고, 반응관(16)의 내벽을 따라 설치된다.
제어부(제어 수단)인 컨트롤러(200)는 CPU(202)(Central Processing Unit)과, RAM(204)(Random Access Memory)과, 기억 장치(206)와, I/O 포트(208)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(204), 기억 장치(206) 및 I/O 포트(208)는 내부 버스(210)을 개재하여 CPU(202)와 데이터 교환하도록 구성된다. 컨트롤러(200)에는 예컨대 터치패널 등의 입출력 장치(212)가 접속된다.
기억 장치(206)는 예컨대 플래시 메모리나, HDD(Hard Disk Drive) 등에 의해 구성된다. 기억 장치(206) 내에는 기판 처리 장치(10)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리(성막 처리)의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피나, 후술하는 클리닝 처리의 순서나 조건 등이 기재된 클리닝 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다.
프로세스 레시피는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(200)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 또한 클리닝 레시피는 후술하는 클리닝 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(200)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 클리닝 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 「프로그램」이라고도 부른다. 본 명세서에서 「프로그램」이라는 문언은 프로세스 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 클리닝 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 프로세스 레시피, 클리닝 레시피 및 제어 프로그램 중 임의의 조합을 포함하는 경우가 있다.
RAM(204)은 CPU(202)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(208)는 MFC(44a, 44c, 44d, 54a, 54b, 54c, 54d, 64a, 64b), 밸브(46a, 46c, 46d, 56a, 56b, 56c, 56d, 66a, 66b), 압력 센서(92), APC밸브(94), 진공 펌프(96), 히터(14), 온도 센서(114), 회전 기구(102), 보트 엘리베이터(106), 셔터 개폐 기구(112) 등에 접속된다.
CPU(202)는 기억 장치(206)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께 입출력 장치(212)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(206)로부터 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를 판독한다. CPU(202)는 판독한 프로세스 레시피나 클리닝 레시피의 내용을 따르도록 MFC(44a, 44c, 44d, 54a, 54b, 54c, 54d, 64a, 64b)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작이나, 밸브(46a, 46c, 46d, 56a, 56b, 56c, 56d, 66a, 66b)의 개폐 동작, APC밸브(94)의 개폐 동작 및 압력 센서(92)에 기초하는 APC밸브(94)에 의한 압력 조정 동작, 온도 센서(114)에 기초하는 히터(14)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(96)의 기동 및 정지, 회전 기구(102)에 의한 보트(28)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(106)에 의한 보트(28)의 승강 동작, 셔터 개폐 기구(112)에 의한 셔터(110)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(200)는 전용의 컴퓨터로서 구성하는 것에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성해도 좋다. 예컨대 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(220)를 준비하고, 이 외부 기억 장치(220)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(200)를 구성해도 좋다. 외부 기억 장치(220)로서는 예컨대 자기(磁氣) 테이프나, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光)디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리 등을 이용할 수 있다.
컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(220)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(220)를 개재하지 않고 컴퓨터에 프로그램을 공급해도 좋다.
기억 장치(206)나 외부 기억 장치(220)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 「기록 매체」라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(206) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(220) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 기판 처리 장치(10)의 처리로(12)를 이용하여 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판으로서의 웨이퍼(24) 상에 박막을 형성하는 처리를 실시한 후, 처리실(22) 내를 클리닝하는 방법에 대하여 설명한다. 기판 처리 장치(10)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(200)에 의해 제어된다.
본 명세서에서 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우는 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등의 적층체(집합체)」를 의미하는 경우(즉 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함시켜서 웨이퍼라고 칭하는 경우)가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 단어를 이용한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면(最表面)」을 의미하는 경우가 있다.
따라서 본 명세서에서 「웨이퍼에 대하여 소정의 가스를 공급한다」고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)에 대하여 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성되는 층이나 막 등에 대하여, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면에 대하여 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」고 기재한 경우는 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면) 상에 소정의 층(또는 막)을 직접 형성한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 상에 형성되는 층이나 막 등의 상, 즉 적층체로서의 웨이퍼의 최표면 상에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
본 명세서에서 「기판」이라는 단어를 이용한 경우도 「웨이퍼」라는 단어를 이용한 경우와 마찬가지이며, 그 경우, 상기 설명에서 「웨이퍼」를 「기판」으로 치환해서 생각하면 좋다.
이하, 원료 가스로서 HCDS가스를 이용하고, 반응 가스로서 O2가스 및 H2가스를 이용하여, 웨이퍼(24) 상에 실리콘 산화막(SiO2막, 이하 「SiO막」이라고도 부른다)을 형성한 후, 클리닝 가스로서 HF가스를 이용하여 처리실(22) 내를 클리닝하는 예에 대하여 도 5, 도 6, 도 7을 참조하면서 설명한다.
<웨이퍼 차지 및 보트 로드>
우선 복수 매의 웨이퍼(24)를 보트(28)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)한다. 웨이퍼(24)가 보트(28)에 장전되면, 셔터 개폐 기구(112)에 의해 셔터(110)가 이동되어 매니폴드(18)의 하단 개구가 개방된다(셔터 오픈). 복수 매의 웨이퍼(24)를 보지한 보트(28)는 보트 엘리베이터(106)에 의해 들어올려져 처리실(22) 내에 반입(보트 로드)된다. 씰 캡(100)은 O링(20b)을 개재하여 매니폴드(18)의 하단을 밀봉한 상태가 된다.
<압력 조정 및 온도 조정>
이어서 처리실(22) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(96)에 의해 진공 배기된다. 이 때 처리실(22) 내의 압력이 압력 센서(92)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC밸브(94)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(96)는 적어도 웨이퍼(24)에 대한 처리가 완료될 때까지의 사이는 상시 작동한 상태를 유지한다.
처리실(22) 내가 원하는 온도가 되도록 히터(14)에 의해 가열된다. 이 때 처리실(22) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(114)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(14)로의 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(14)에 의한 처리실(22) 내의 가열은 적어도 웨이퍼(24)에 대한 처리가 완료될 때까지의 사이는 계속해서 수행된다.
계속해서 회전 기구(102)에 의해 보트(28) 및 웨이퍼(24)를 회전시킨다. 회전 기구(102)에 의한 보트(28) 및 웨이퍼(24)의 회전은 적어도 웨이퍼(24)에 대한 처리가 완료될 때까지의 사이는 계속해서 수행된다.
<실리콘 산화막의 형성 공정>
그 후, 도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이 이하의 「스텝1」 내지 「스텝4」를 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 웨이퍼(24) 상에 소정 막 두께의 SiO막을 성막한다.
(스텝1)
「스텝1」에서 처리실(20) 내에 수용된 웨이퍼(24)에 대하여 원료 가스(HCDS가스)를 공급하고, 이 웨이퍼(24) 상에 층(실리콘 함유층)을 형성한다.
우선 가스 공급관(42a)의 밸브(46a)를 열고, 가스 공급관(42a) 내에 HCDS가스를 흘린다. HCDS가스는 가스 공급관(42a)으로부터 흘러 MFC(44a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HCDS가스는 노즐(40a)의 가스 공급공(48a)으로부터 가열된 감압 상태의 처리실(22) 내의 웨이퍼(24)를 향하여 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 이와 같이 하여 웨이퍼(24)에 대하여 HCDS가스가 공급된다(HCDS가스 공급).
이 때 불활성 가스 공급관(52a)의 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a)으로부터 불활성 가스로서 N2가스를 공급해도 좋다. N2가스는 MFC(54a)에 의해 유량 조정되고 가스 공급관(42a) 내에 공급된다. 유량 조정된 N2가스는 유량 조정된 HCDS가스와 가스 공급관(42a) 내에서 혼합되어 노즐(40a)의 가스 공급공(48a)으로부터 가열된 감압 상태의 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
노즐(40b, 40c) 내로의 HCDS가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56b, 56c, 56d)를 열고, 불활성 가스 공급관(52b, 52c, 52d) 내에 N2가스를 흘린다. N2가스는 클리닝 가스 공급관(62b), 가스 공급관(42c), 가스 공급관(42d), 노즐(40b) 및 노즐(40c)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
이 때 APC밸브(94)를 조정하여 처리실(22) 내의 압력을 예컨대 1Pa 내지 13,300Pa, 바람직하게는 10Pa 내지 1,330Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(44a)로 제어하는 HCDS가스의 공급 유량은 예컨대 1sccm 내지 1,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(54a, 54b, 54c, 54d)로 제어하는 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. HCDS가스를 웨이퍼(24)에 대하여 공급하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은 예컨대 1초 내지 120초의 범위 내의 시간으로 한다.
히터(14)의 온도는 웨이퍼(24)의 온도가 예컨대 350℃ 내지 800℃, 바람직하게는 450℃ 내지 800℃, 보다 바람직하게는 550℃ 내지 750℃의 범위 내의 온도가 되도록 설정한다.
웨이퍼(24)의 온도가 350℃ 미만이 되면, 웨이퍼(24) 상에서 HCDS가 분해·흡착하기 어려워져 실용적인 성막 속도를 얻지 못하는 경우가 있다. 웨이퍼(24)의 온도를 350℃ 이상으로 하는 것에 의해 이것이 해소되어 충분한 성막 속도를 얻을 수 있게 된다. 웨이퍼(24)의 온도를 450℃ 이상으로 하는 것에 의해 「스텝3」(후술)에서의 산화력 향상의 효과가 현저해진다. 웨이퍼(24)의 온도를 550℃ 이상으로 하는 것에 의해 HCDS가 충분히 분해된다.
웨이퍼(24)의 온도가 750℃, 특히 800℃를 초과하면 CVD반응이 강해지는[기상(氣相) 반응이 지배적이게 되는] 것에 의해 막 두께 균일성이 악화되기 쉬워져 그 제어가 곤란해지는 경우가 있다. 웨이퍼(24)의 온도를 800℃ 이하로 하는 것에 의해 막 두께 균일성의 악화가 억제되어 그 제어가 보다 용이해진다. 특히, 웨이퍼(24)의 온도를 750℃ 이하로 하는 것에 의해 막 두께 균일성을 확보하기 쉬워져 그 제어가 용이해진다.
전술한 조건 하에서 웨이퍼(24)에 대하여 HCDS가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(24)[표면의 하지막(下地膜)] 상에 예컨대 1원자층 미만 내지 수 원자층 정도의 두께의 실리콘 함유층(Si함유층)이 형성된다. Si함유층은 HCDS가스의 흡착층이어도 좋고, 실리콘층(Si층)이어도 좋고, 그 양방을 포함해도 좋다. Si함유층은 실리콘(Si) 및 염소(Cl)를 포함하는 층인 것이 바람직하다.
Si층이란 Si에 의해 구성되는 연속적인 층 외에 불연속적인 층이나, 이들이 중첩되어 형성되는 Si박막도 포함하는 총칭이다. Si에 의해 구성되는 연속적인 층을 Si박막이라고 부르는 경우도 있다. Si층을 구성하는 Si는 Cl과의 결합이 완전히 끊이지 않은 것도 포함한다.
HCDS가스의 흡착층은 HCDS가스의 가스 분자의 연속적인 화학 흡착층 외에 불연속적인 화학 흡착층도 포함한다. 즉 HCDS가스의 흡착층은 HCDS분자로 구성되는 1분자층 또는 1분자층 미만의 두께의 화학 흡착층을 포함한다. HCDS가스의 흡착층을 구성하는 HCDS(Si2Cl6)분자는 Si와 Cl과의 결합이 일부 끊긴 것도 포함한다.
「1원자층 미만의 두께의 층」이란 불연속적으로 형성되는 원자층을 의미하고, 「1원자층의 두께의 층」이란 연속적으로 형성되는 원자층을 의미한다. 「1분자층 미만의 두께의 층」이란 불연속적으로 형성되는 분자층을 의미하고, 「1분자층의 두께의 층」이란 연속적으로 형성되는 분자층을 의미한다.
HCDS가스가 자기분해(自己分解)(열분해)하는 조건 하, 즉 HCDS의 열분해 반응이 발생하는 조건 하에서는 웨이퍼(24) 상에 Si가 퇴적하는 것에 의해 Si층이 형성된다. HCDS가스가 자기분해(열분해)하지 않는 조건 하, 즉 HCDS의 열분해 반응이 발생하지 않는 조건 하에서는 웨이퍼(24) 상에 HCDS가스가 흡착하는 것에 의해 HCDS가스의 흡착층이 형성된다. 웨이퍼(24) 상에 HCDS가스의 흡착층을 형성하는 것보다 웨이퍼(24) 상에 Si층을 형성하는 것이 성막 레이트가 높아지기 때문에 바람직하다.
웨이퍼(24) 상에 형성되는 Si함유층의 두께가 수 원자층을 초과하면, 「스텝3」에서의 산화(개질)의 작용이 Si함유층 전체에 전달되지 않는다. 또한 웨이퍼(24) 상에 형성 가능한 Si함유층의 두께의 최소값은 1원자층 미만이다. 따라서 Si함유층의 두께는 1원자층 미만 내지 수 원자층 정도로 하는 것이 바람직하다.
Si함유층의 두께를 1원자층 이하, 즉 1원자층 또는 1원자층 미만으로 하는 것에 의해 「스텝3」에서의 산화 반응(개질 반응)의 작용이 상대적으로 높아져 「스텝3」에서의 산화 반응에 요하는 시간이 단축된다. 또한 「스텝1」에서의 Si함유층 형성에 요하는 시간이 단축된다. 이에 의해 1사이클당의 처리 시간이 단축되어 토탈에서의 처리 시간이 단축된다. 즉 성막 레이트가 높아진다. 또한 Si함유층의 두께를 1원자층 이하로 하는 것에 의해 막 두께 균일성의 제어성이 높아진다.
처리실(22) 내에 공급된 HCDS가스는 웨이퍼(24)에 대하여 공급될 뿐만 아니라 처리실(22) 내의 부재의 표면[반응관(16)의 내벽이나, 매니폴드(18)의 내벽, 처리실(22) 내에 설치된 보트(28) 등의 부재의 표면]에 대해서도 공급된다. 이에 의해 Si함유층은 웨이퍼(24) 상뿐만 아니라 처리실(22) 내의 부재의 표면에도 형성된다. 처리실(22) 내의 부재의 표면에 형성되는 Si함유층도 웨이퍼(24) 상에 형성되는 Si함유층과 마찬가지로 HCDS가스의 흡착층을 포함하는 경우나, Si층을 포함하는 경우나, 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
원료 가스(실리콘 및 염소 함유 가스)로서는 HCDS가스 외에 테트라클로로실란(실리콘테트라클로라이드, SiCl4, 약칭: STC) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스를 이용해도 좋다. 불활성 가스로서는 N2가스 외에 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe) 등의 희가스를 이용해도 좋다.
(스텝2)
웨이퍼(24) 상에 Si함유층이 형성된 후, 가스 공급관(42a)의 밸브(46a)를 닫고, HCDS가스의 공급을 정지한다. 배기관(90)의 APC밸브(94)는 연 상태로 하여 진공 펌프(96)에 의해 처리실(22) 내를 진공 배기하고, 처리실(22) 내에 잔류하는 가스(미반응의 HCDS가스 및/또는 Si함유층 형성에 기여한 후의 HCDS가스)를 처리실(22) 내로부터 배제한다(잔류 가스 제거).
밸브(56a, 56b, 56c, 56d)는 열린 상태로 하여 N2가스의 처리실(22) 내로의 공급을 유지한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 처리실(22) 내의 잔류 가스를 처리실(22) 내로부터 배제하는 효과가 높아진다. 「스텝1」에서 처리실(22) 내의 부재에 흡착한 HCDS가스는 처리실(22) 내를 진공 배기하는 것으로는 완전히 제거되지 않고, 적어도 일부가 처리실(22) 내의 부재의 표면에 흡착한 상태로 잔류한다.
이 때 처리실(22) 내에 잔류하는 가스는 완전히 배제하지 않아도 좋고, 처리실(22) 내를 완전히 퍼지하지 않아도 좋다. 처리실(22) 내에 잔류하는 가스가 미량이면, 그 후에 수행되는 「스텝3」에서 실질적인 영향은 발생하지 않는다. 처리실(22) 내에 공급하는 N2가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 처리 용기[처리실(22)]의 용적과 같은 정도의 양을 공급하는 것에 의해 「스텝3」에서 실질적으로 영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지를 수행할 수 있다. 이와 같이 처리실(22) 내를 완전히 퍼지하지 않는(어느 정도 퍼지한 단계에서 다음 공정으로 이행하는) 것에 의해 퍼지 시간을 단축하여 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한 N2가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
히터(14)의 온도는 웨이퍼(24)의 온도가 HCDS가스의 공급 시와 마찬가지로 예컨대 350℃ 내지 800℃, 바람직하게는 450℃ 내지 800℃, 보다 바람직하게는 550℃ 내지 750℃의 범위 내의 온도가 되도록 설정한다. 각 불활성 가스 공급계로부터 공급하는 퍼지 가스로서의 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 퍼지 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
(스텝3)
「스텝3」에서 대기압 미만의 압력 하에 있는 처리실(20) 내의 가열된 웨이퍼(24)에 대하여 반응 가스로서 O2가스와 H2가스를 공급하고, 「스텝1」에서 형성된 층(Si함유층)을 산화하여 산화층으로 개질한다.
처리실(22) 내의 잔류 가스를 제거한 후, 가스 공급관(42c)의 밸브(46c)를 열고, 가스 공급관(42c) 내에 O2가스를 흘린다. O2가스는 가스 공급관(42c)으로부터 흘러 MFC(44c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 O2가스는 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 가열된 감압 상태의 처리실(22) 내에 공급된다.
가스 공급관(42d)의 밸브(46d)를 열고, 가스 공급관(42d) 내에 H2가스를 흘린다. H2가스는 가스 공급관(42d)으로부터 흘러 MFC(44d)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 H2가스는 가스 공급관(42c)을 경유하여 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 가열된 감압 상태의 처리실(22) 내에 공급된다.
H2가스는 가스 공급관(42c)을 경유할 때에 이 가스 공급관(42c) 내에서 O2가스와 혼합된다. 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터는 O2가스와 H2가스의 혼합 가스가 가열된 감압 상태의 처리실(22) 내의 웨이퍼(24)를 향하여 공급되고, 그 후, 배기관(90)으로부터 배기된다. 이와 같이 하여 웨이퍼(24)에 대하여 O2가스와 H2가스가 공급된다(O2가스+H2가스 공급).
이 때 불활성 가스 공급관(52c)의 밸브(56c)를 열고, 불활성 가스 공급관(52c)으로부터 N2가스를 공급해도 좋다. N2가스는 MFC(54c)에 의해 유량 조정되어 가스 공급관(42c) 내에 공급된다. 또한 불활성 가스 공급관(52d)의 밸브(56d)를 열고, 불활성 가스 공급관(52d)으로부터 불활성 가스로서 N2가스를 공급해도 좋다. N2가스는 MFC(54d)에 의해 유량 조정되어 가스 공급관(42c) 내에 공급된다. 이 경우, 노즐(40c)로부터는 O2가스, H2가스 및 N2가스의 혼합 가스가 공급된다. 불활성 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
노즐(40a, 40b) 내로의 O2가스와 H2가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56a, 56b)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a, 52b) 내에 N2가스를 흘린다. N2가스는 가스 공급관(42a) 및 노즐(40a), 클리닝 가스 공급관(62b) 및 노즐(40b)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
APC밸브(94)를 조정하여 처리실(22) 내의 압력을 대기압 미만, 예컨대 1Pa 내지 1,000Pa의 범위 내의 압력으로 유지한다. MFC(44c)로 제어하는 O2가스의 공급 유량은 예컨대 1,000sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(44d)로 제어하는 H2가스의 공급 유량은 예컨대 1,000sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(54a, 54b, 54c, 54d)로 제어하는 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. O2가스 및 H2가스를 웨이퍼(24)에 대하여 공급하는 시간, 즉 가스 공급 시간[조사(照射) 시간]은 예컨대 1초 내지 120초의 범위 내의 시간으로 한다.
히터(14)의 온도는 웨이퍼(24)의 온도가 「스텝1」의 HCDS가스의 공급 시와 마찬가지의 온도대이며, 후술하는 산화력 향상의 효과가 현저해지는 온도대, 예컨대 450℃ 내지 800℃, 바람직하게는 550℃ 내지 750℃의 범위 내의 온도가 되도록 설정한다. 이 범위 내의 온도라면 감압 분위기 하에서의 O2가스로의 H2가스 첨가에 의한 산화력 향상의 효과가 현저해진다. 또한 웨이퍼(24)의 온도가 지나치게 낮으면 산화력 향상 효과를 얻는 것이 어려워진다.
스루풋을 고려하면, 「스텝1」 내지 「스텝3」에서 처리실(22) 내의 온도를 마찬가지의 온도대로 보지하도록 히터(14)의 온도를 설정하는 것이 바람직하다. 「스텝1」 내지 「스텝4」에 걸쳐서 처리실(22) 내의 온도를 마찬가지의 온도대로 보지하도록 히터(14)의 온도를 설정하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 「스텝1」 내지 「스텝4」에 걸쳐서 처리실(22) 내의 온도가 예컨대 450℃ 내지 800℃, 바람직하게는 550℃ 내지 750℃의 범위 내에서 일정해지도록 히터(14)의 온도를 설정한다.
전술한 조건 하에서 O2가스 및 H2가스를 처리실(22) 내에 공급하는 것에 의해 O2가스 및 H2가스는 가열된 감압 분위기 하에서 논 플라즈마로 열적으로 활성화(여기)되어 반응하고, 이에 의해 원자상 산소(O) 등의 산소를 포함하는 수분(H2O)비함유의 산화종이 생성된다. 그리고 주로 이 산화종에 의해 「스텝1」에서 웨이퍼(24) 상에 형성된 Si함유층에 대하여 산화 처리가 수행된다. 이 산화종이 가지는 에너지는 Si함유층 중에 포함되는 Si-N, Si-Cl, Si-H, Si-C의 결합 에너지보다 높기 때문에, 이 산화종의 에너지를 Si함유층에 인가하는 것에 의해 Si함유층 중에 포함되는 Si-N, Si-Cl, Si-H, Si-C결합은 분리된다. Si와의 결합이 분리된 N, H, Cl, C는 막 중으로부터 제거되어 N2, H2, Cl2, HCl, CO2 등으로서 배출된다. 또한 N, H, Cl, C와의 결합이 분리되는 것에 의해 남은 Si의 결합수는 산화종에 포함되는 O와 결부하여 Si-O결합이 형성된다. 이와 같이 하여 Si함유층은 Cl 등의 불순물의 함유량이 적은 실리콘 산화층(SiO2층, 이하, 단순히 SiO층이라고도 부른다)으로 변화한다(개질된다).
이 산화 처리에 의하면, O2가스를 단독으로 공급하는 경우나 수증기(H2O)를 공급하는 경우에 비해 산화력을 대폭 향상시킬 수 있다. 감압 분위기 하에서 O2가스에 H2가스를 첨가하는 것에 의해 O2가스를 단독으로 공급하는 경우나 H2O가스를 공급하는 경우에 비해 대폭적인 산화력 향상 효과를 얻을 수 있다.
처리실(22) 내에서 생성되는 산화종은 웨이퍼(24)에 대하여 공급될 뿐만 아니라 처리실(22) 내의 부재의 표면에도 공급된다. 그 결과, 처리실(22) 내의 부재의 표면에 형성된 Si함유층의 일부는 웨이퍼(24) 상에 형성된 Si함유층과 마찬가지로 SiO층으로 변화한다(개질된다).
「스텝3」에서는 O2가스와 H2가스 중 적어도 어느 일방(一方) 또는 양방을 플라즈마로 활성화시켜서 흘릴 수 있다. O2가스 및/또는 H2가스를 플라즈마로 활성화시켜서 흘리는 것에 의해 보다 에너지가 높은 활성종을 포함하는 산화종을 생성할 수 있고, 이 산화종으로 산화 처리를 수행하는 것에 의해 디바이스 특성이 향상하는 등의 효과도 있을 것으로 생각된다.
전술한 온도대에서는 O2가스와 H2가스는 열로 활성화되어 충분히 반응하여 충분한 양의 원자상 산소(O) 등의 H2O 비함유의 산화종이 생성된다. 이에 의해 O2가스와 H2가스를 논 플라즈마로 열적으로 활성화시켜도 충분한 산화력을 얻을 수 있다. O2가스와 H2가스는 열로 활성화시켜서 공급한하는 것이 플라즈마 데미지를 주지 않고 비교적 소프트한 반응을 발생시킬 수 있어, 전술한 산화 처리를 비교적 소프트하게 수행할 수 있다.
산소 함유 가스, 즉 산화성 가스로서는 O2가스 외에 오존(O3) 가스 등을 이용해도 좋다. 전술한 온도대에서 일산화질소(NO) 가스나 아산화질소(N2O) 가스로의 수소 함유 가스 첨가 효과를 시험해본 결과, NO가스 단독 공급이나 N2O가스 단독 공급에 비해 산화력 향상의 효과를 얻지 못한다는 것이 확인되었다. 산소 함유 가스로서는 N 비함유의 산소 함유 가스(N을 포함하지 않고 O를 포함하는 가스)를 이용하는 것이 바람직하다.
수소 함유 가스, 즉 환원성 가스로서는 H2가스 외에 중수소(D2) 가스 등을 이용해도 좋다. 암모니아(NH3) 가스나 메탄(CH4) 가스 등을 이용하면, 질소(N) 불순물이나 탄소(C) 불순물의 막 중으로의 혼입이 있을 것으로 생각된다. 수소 함유 가스로서는 타원소 비함유의 수소 함유 가스(타원소를 포함하지 않고 수소 또는 중수소를 포함하는 가스)를 이용하는 것이 바람직하다.
산소 함유 가스로서는 O2가스 및 O3가스로 이루어지는 군(群)으로부터 선택되는 적어도 하나의 가스를 이용할 수 있고, 수소 함유 가스로서는 H2가스 및 D2가스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 가스를 이용할 수 있다.
(스텝4)
Si함유층을 SiO산화층으로 변화시킨 후, 가스 공급관(42c)의 밸브(46c)를 닫고, O2가스의 공급을 정지한다. 또한 가스 공급관(42d)의 밸브(46d)를 닫고, H2가스의 공급을 정지한다. 배기관(90)의 APC밸브(94)는 연 상태로 하여 진공 펌프(96)에 의해 처리실(22) 내를 진공 배기하여 잔류한 O2가스, H2가스, 반응 부생성물 등을 처리실(22) 내로부터 배제한다(잔류 가스 제거). 밸브(56a, 56b, 56c, 56d)는 연 상태로 하여 불활성 가스로서의 N2가스의 처리실(22) 내로의 공급을 유지한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 처리실(22) 내에 잔류하는 미반응 또는 SiO층 형성에 기여한 후의 O2가스, H2가스, 반응 부생성물 등을 처리실(22) 내로부터 배제하는 효과를 한층 더 높인다.
이 때 처리실(22) 내에 잔류하는 가스를 완전히 배제하지 않아도 좋고, 처리실(22) 내를 완전히 퍼지하지 않아도 좋다. 처리실(22) 내에 잔류하는 가스가 미량이면, 그 후에 수행되는 「스텝1」에서 실질적인 영향은 발생하지 않는다. 처리실(22) 내에 공급하는 N2가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 반응관(16)[처리실(22)]의 용적과 같은 정도의 양을 공급하는 것에 의해 「스텝1」에서 실질적으로 영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지를 수행할 수 있다. 이와 같이 처리실(22) 내를 완전히 퍼지하지 않는(어느 정도 퍼지한 단계에서 다음 공정으로 이행하는) 것에 의해 퍼지 시간을 단축하여 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한 N2가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
히터(14)의 온도는 웨이퍼(24)의 온도가 O2가스 및 H2가스의 공급 시와 마찬가지로 예컨대 450℃ 내지 800℃, 바람직하게는 550℃ 내지 750℃의 범위 내의 온도가 되도록 설정한다. 각 불활성 가스 공급계로부터 공급하는 퍼지 가스로서의 N2가스의 공급 유량은 각각 예컨대 100sccm 내지 2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 퍼지 가스로서는 N2가스 외에 Ar, He, Ne, Xe 등의 희가스를 이용해도 좋다.
<소정 횟수 실시>
「스텝1」 내지 「스텝4」를 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(24) 상에 소정 막 두께의 SiO막이 성막된다.
<퍼지 및 대기압 복귀>
소정 막 두께의 SiO막을 성막한 후, 밸브(56a, 56b, 56c, 56d)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a, 52b, 52c, 52d)의 각각으로부터 불활성 가스로서의 N2가스를 처리실(22) 내에 공급하고, 배기관(90)으로부터 배기한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 처리실(22) 내가 불활성 가스로 퍼지되어 처리실(22) 내에 잔류하는 가스가 처리실(22) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(22) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어 처리실(22) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
<보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지>
보트 엘리베이터(106)에 의해 씰 캡(100)이 하강되어 매니폴드(18)의 하단이 개구되는 것과 함께, 처리 완료된 웨이퍼(24)가 보트(28)에 보지된 상태에서 매니폴드(18)의 하단으로부터 반응관(16)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 보트 언로드 후, 셔터 개폐 기구(112)에 의해 셔터(110)가 이동되어 매니폴드(18)의 하단 개구가 O링(20c)을 개재하여 셔터(110)에 의해 밀봉된다(셔터 클로즈). 그리고 처리 완료된 웨이퍼(24), 즉 뱃치(batch) 처리 후의 웨이퍼(24)를 보트(28)로부터 취출(取出)한다(웨이퍼 디스차지).
<클리닝 공정>
계속해서 처리실(22) 내의 클리닝을 수행한다. SiO막의 형성 공정 시에 반응관(16) 및 매니폴드(18)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등에도 막이 퇴적한다. 이 퇴적한 막(퇴적막)은 전술한 뱃치 처리를 반복 수행하는 것에 의해 누적하고, 서서히 두꺼워진다. 이 누적한 퇴적막은 그 후의 처리에서 박리하여 웨이퍼(24)에 부착되는 것 등에 의해 이물의 요인이 된다. 이 때문에 이후의 처리에 대비하여 퇴적막의 두께가 소정의 두께에 도달한 시점에서 처리실(22) 내로부터 퇴적막을 제거한다.
(보트 로드)
웨이퍼(24)가 장전되지 않는 상태의 보트(28)[빈 보트(28)]를 전술한 보트 로드와 마찬가지의 순서에 의해 처리실(22) 내에 반입한다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(22) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(96)에 의해 진공 배기된다. 이 때 처리실(22) 내의 압력이 압력 센서(92)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC밸브(94)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(96)는 적어도 처리실(22) 내의 클리닝이 완료할 때까지의 사이는 상시 작동한 상태를 유지한다.
처리실(22) 내가 원하는 온도가 되도록 히터(14)에 의해 가열된다. 이 때 처리실(22) 내가 원하는 온도 분포가 되도록 온도 센서(114)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(14)로의 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(14)에 의한 처리실(22) 내의 가열은 적어도 처리실(22) 내의 클리닝이 완료할 때까지의 사이는 계속해서 수행된다.
계속해서 회전 기구(102)에 의해 보트(28)를 회전시킨다. 회전 기구(102)에 의한 보트(28)의 회전은 적어도 처리실(22) 내의 클리닝이 완료할 때까지의 사이는 계속해서 수행된다. 또한 보트(28)는 회전시키지 않아도 좋다.
(클리닝 가스 공급)「실시예1」
이어서 클리닝 가스를 처리실(22) 내에 공급한다. 클리닝 가스 공급 패턴의 실시예1에서는 도 7에 도시하는 바와 같이 우선 노즐(40c)로부터 클리닝 가스를 공급한 후, 노즐(40b)로부터 클리닝 가스를 공급한다.
노즐(40c)은 웨이퍼(24) 상에 형성된 Si함유층을 개질하는 반응 가스를 공급하는 것에 이용되기 때문에 처리실(22) 내에 수용된 웨이퍼(24)의 근방을 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다. 이에 의해 노즐(40c)은 매니폴드(18)측에 비해 처리실(22) 내의 웨이퍼(24)를 수용하는 부분(도 1에서 상방)인 반응관(16)측에 가스를 공급하기 쉽다. 따라서 노즐(40c)로부터의 가스 공급에 의하면, 매니폴드(18)측에 비해 반응관(16)측이 클리닝되기 쉽다. 이에 대하여 노즐(40b)은 노즐(40c)에 비해 매니폴드(18)측에 가스를 공급하도록 이루어진다. 이에 의해 노즐(40b)은 반응관(16)측에 비해 매니폴드(18)측에 예컨대 매니폴드(18)의 내벽면에 대하여 가스를 공급하기 쉽다. 따라서 노즐(40b)로부터의 가스 공급에 의하면, 반응관(16)측에 비해 매니폴드(18)측이 클리닝되기 쉽다.
또한 「스텝1」에서 처리실(22) 내에 공급되는 HCDS가스는 웨이퍼(24)에 대하여 공급될 뿐만 아니라 처리실(22) 내의 부재의 표면에도 공급된다. 또한 「스텝3」에서 처리실(22) 내에서 생성되는 산화종은 웨이퍼(24)에 대하여 공급될 뿐만 아니라 처리실(22) 내의 부재의 표면에도 공급된다. 그 결과, 「스텝1」에서 처리실(22) 내의 부재의 표면에 형성된 Si함유층의 일부는 「스텝3」에서 웨이퍼(24) 상에 형성된 Si함유층과 마찬가지로 SiO층으로 변화한다(개질된다). 단, 「스텝3」에서는 처리실(22) 내에서의 저온 영역[히터(14)에 의해 둘러싸이지 않은 영역이며, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역 이외의 영역]에서는 고온 영역[히터(14)에 의해 둘러싸이는 영역이며, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역]에 비해 원자상 산소(O) 등의 산소를 포함하는 H2O 비함유의 산화종의 공급량이 적어진다. 또한 「스텝1」에서는 처리실(22) 내에서의 저온 영역에서는 고온 영역에 비해 HCDS가스의 흡착층이 두껍게 형성되기 쉬워진다. 그 결과, 저온 영역에 형성된 Si함유층은 미반응, 또는 일부가 반응할 뿐, 산화 불충분 상태로 잔류하기 쉬워진다. 구체적으로는 처리실(22) 내의 부재 중 반응관(16) 내벽의 하방 부분, 매니폴드(18)의 내벽, 노즐(40a, 40c)의 하부, 씰 캡(100)의 상면, 회전축(104)의 측면, 단열 부재(30)의 측면이나 저면(底面), 배기관(90)의 내벽 등에 형성된 HCDS가스의 흡착층은 미반응, 또는 일부가 반응할 뿐, 산화 불충분 상태로 잔류하기 쉬워진다.
또한 보트 언로드를 실시하면, 처리실(22) 내에는 H2O를 포함하는 외기(外氣)[대기(大氣)]가 매니폴드(18)의 하방 개구부로부터 침입한다. 이에 의해 매니폴드(18)의 내벽, 씰 캡(100)의 상면, 회전축(104)의 측면, 단열 부재(30)의 측면이나 저면 등은 H2O를 포함하는 대기에 노출된다. 전술한 바와 같이 처리실(22) 내의 부재 중 반응관(16) 내벽의 하방 부분, 매니폴드(18)의 내벽, 노즐(40a, 40c)의 하부, 씰 캡(100)의 상면, 회전축(104)의 측면, 단열 부재(30)의 측면이나 저면, 배기관(90)의 내벽 등에는 HCDS가스의 흡착층이 두껍게 형성되어, 산화 불충분 상태로 잔류하는 경우가 있다. 이 상태에서 보트 언로드를 실시하면, HCDS가스의 흡착층이 대기 중의 H2O에 의해 산화되어 Cl을 포함하는 반응 부생성물로 변화하는 경우가 있다. 그리고 이 반응 부생성물이 퇴적하여 이루어지는 막(퇴적막)은 비교적 취약하고 박리하기 쉽기 때문에 이물(파티클)을 발생시키기 쉽다.
그렇기 때문에 매니폴드(18)와 보다 가까운 측으로부터 저온 영역을 향하여 클리닝 가스를 공급하는 것에 의해, 비교적 취약하고 박리하기 쉬운 퇴적막이 저온 영역에 형성되어도 이와 같은 퇴적막이 클리닝되기 쉬워져, 처리실(20) 내로부터 퇴적막이 효과적으로 제거된다.
이와 같이 노즐(40c)과 노즐(40b)로부터 클리닝 가스를 공급하는 것에 의해 노즐(40c)만을 이용하여 클리닝 가스를 공급하는 경우와 비교해서(도 7 중 비교예1) 처리실(22) 내의 클리닝에 요하는 시간이 단축된다.
클리닝 가스를 공급하는 공정에서는 구체적으로는 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 흘러 MFC(64a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 반응관(16) 및 매니폴드(18)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52b)의 밸브(56b)를 열고, 노즐(40b)로부터 불활성 가스로서의 N2가스를 공급한다. 노즐(40c)로부터 공급되는 HF가스 및 노즐(40b)로부터 공급되는 N2가스에 의해 도 8a에 도시되는 바와 같이 주로 반응관(16)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등의 비교적 온도가 높은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다(고온부 클리닝).
또한 이 때 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a) 내에 N2가스를 흘리는 것이 바람직하다. 이 경우, N2가스는 가스 공급관(42a), 노즐(40a)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
미리 정해진 시간에 노즐(40c)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a) 및 불활성 가스 공급관(52b)의 밸브(56b)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터의 HF가스의 공급 및 불활성 가스 공급관(52b)으로부터의 N2가스의 공급을 정지한다. 이어서 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터 흘러 MFC(64b)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52c, 52d)의 밸브(56c, 56d)를 열고, 노즐(40c)로부터 불활성 가스로서의 N2가스를 공급한다. 노즐(40b)로부터 공급되는 HF가스 및 노즐(40c)로부터 공급되는 N2가스에 의해 도 8b에 도시되는 바와 같이 주로 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등의 비교적 온도가 낮은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다(저온부 클리닝). 미리 정해진 시간에 노즐(40b)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b) 및 불활성 가스 공급관(52c, 52d)의 밸브(56c, 56d)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터의 HF가스의 공급 및 불활성 가스 공급관(52c, 52d)으로부터의 N2가스의 공급을 정지한다.
또한 이 때 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a) 내에 N2가스를 흘리는 것이 바람직하다. 이 경우, N2가스는 가스 공급관(42a), 노즐(40a)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
클리닝 시, APC밸브(94)를 조정하여 처리실(22) 내의 압력을 예컨대 133Pa 내지 50,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(64a, 64b)로 제어하는 HF가스의 공급 유량은 각각 예컨대 1sccm 내지 1,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 히터(14)의 온도는 처리실(22) 내의 온도가 예컨대 75℃ 이상 100℃ 미만의 범위 내의 온도가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 클리닝 가스로서 HF가스를 이용한 경우, 75℃ 미만이면, 반응관(16) 및 매니폴드(18) 등의 표면에 이 HF가스가 다층 흡착하는 경우가 있다. 이 다층 흡착은 부식 반응을 일으킬 수 있다. 또한 100℃ 이상이면, 금속 부재가 부식하는 경우가 있다.
클리닝 가스로서는 HF가스를 단독으로 이용하는 것 외에 HF가스를 N2가스, Ar가스, He가스 등의 불활성 가스로 희석한 가스나, HF가스와 불소(F2) 가스의 혼합 가스나, HF가스와 불화염소(ClF3) 가스의 혼합 가스나, 또는 ClF3가스 등을 이용해도 좋다.
<퍼지 및 대기압 복귀>
미리 정해진 시간에 HF가스를 공급하여 퇴적막을 제거한 후, 밸브(56a, 56b, 56c, 56d)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a, 52b, 52c, 52d)의 각각으로부터 불활성 가스로서의 N2가스를 처리실(22) 내에 공급하고, 배기관(90)으로부터 배기한다. N2가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 처리실(22) 내가 불활성 가스로 퍼지되어 처리실(22) 내에 잔류하는 가스가 처리실(22) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(22) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어 처리실(22) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
<보트 언로드>
전술한 보트 언로드와 마찬가지의 순서에 의해 보트(28)를 반응관(16)의 외부로 반출한다. 그리고 셔터(110)에 의해 매니폴드(18)의 하단 개구를 밀봉한다.
전술한 실시예1과 마찬가지로 고온부 클리닝과 저온부 클리닝을 비동시에, 즉 동기시키지 않고 수행하는 경우, 저온부 클리닝 시에 노즐(40a)을 개재하여 반응관(16) 내에 N2가스 등의 불활성 가스를 공급하면서 노즐(40b)을 개재하여 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 HF가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이 때 또한 노즐(40c)을 개재하여 반응관(16) 내에 N2가스 등의 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하는 것에 의해 반응관(16) 내에 공급된 N2가스에 의해 노즐(40b)을 개재하여 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 공급된 HF가스를 위에서부터 압부(押付)할 수 있다. 즉 반응관(16) 내에 공급된 N2가스에 의해 노즐(40b)을 개재하여 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 공급된 HF가스의 반응관(16) 내 상방으로의 유입 및 확산을 억제(block)할 수 있다. 이에 의해 노즐(40b)을 개재하여 공급된 HF가스를 매니폴드(18)의 내벽면 등의 저온부에 적극적으로(집중적으로) 접촉시킬 수 있고, 매니폴드(18)의 내벽면 등의 저온부에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 매니폴드(18)의 내벽면 등의 저온부에 부착된 퇴적물은 반응관(16)의 내벽면 등의 고온부에 부착된 퇴적물보다 제거하기 어렵다는 것이 확인되고 있고, 이 N2가스에 의한 HF가스의 흐름 및 확산의 규제에 의해 저온부에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 고온부 클리닝 시에는 저온부 클리닝과 반대로 노즐(40b)을 개재하여 매니폴드(18)의 내에 N2가스 등의 불활성 가스를 공급하면서 노즐(40c)을 개재하여 반응관(16) 내에 HF가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 반응관(16) 내에 공급된 HF가스를 밑에서부터 압상(押上)하여 HF가스의 매니폴드(18) 내로의 유입 및 확산을 억제(block)할 수 있고, 반응관(16)의 내벽에 부착된 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 저온부 클리닝 시에 노즐(40b)을 개재하여 공급하는 HF가스의 공급 농도[노즐(40b) 내에서의 HF가스의 농도]를 고온부 클리닝 시에 노즐(40c)을 개재하여 공급하는 HF가스의 공급 농도[노즐(40c) 내에서의 HF가스의 농도]보다 높게 하는 것이 바람직하다. 예컨대 노즐(40b)을 개재하여 공급하는 HF가스의 공급 농도를 80% 내지 100%, 예컨대 100%로 하고, 노즐(40c)을 개재하여 공급하는 HF가스의 공급 농도를 10% 내지 30%, 예컨대 10% 내지 20%로 한다. 이에 의해 노즐(40b)을 개재하여 공급된 고농도의 HF가스에 의해 매니폴드(18)의 내벽면 등의 저온부에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 전술과 같이 매니폴드(18)의 내벽면 등의 저온부에 부착된 퇴적물은 반응관(16)의 내벽면 등의 고온부에 부착된 퇴적물보다 제거하기 어렵다는 것이 확인되고 있고, 이 HF가스의 농도 조정에 의해 저온부에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한 HF가스의 공급 농도는 예컨대 「HF가스의 공급 유량/(HF가스의 공급 유량+N2가스의 공급 유량)」과 같은 식으로 나타낼 수 있고, 각각의 HF가스의 공급 농도는 예컨대 각각의 노즐 내에 공급하는 HF가스의 공급 유량과 N2가스의 공급 유량을 조정하는 것에 의해 제어할 수 있다. 예컨대 노즐(40b)을 개재하여 공급하는 HF가스의 공급 농도는 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 공급하는 HF가스의 공급 유량과, 불활성 가스 공급관(52b) 내에 공급하는 N2가스의 공급 유량을 MFC(64b, 54b)에 의해 각각 조정하는 것에 의해 제어할 수 있다. 또한 예컨대 노즐(40c)을 개재하여 공급하는 HF가스의 공급 농도는 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 공급하는 HF가스의 공급 유량과, 불활성 가스 공급관(52c, 52d) 내에 공급하는 N2가스의 공급 유량을 MFC(64a, 54c, 54d)에 의해 각각 조정하는 것에 의해 제어할 수 있다.
클리닝 가스 공급에서의 가스 공급의 패턴에 대하여 전술한 실시예1 대신에 이하의 실시예2 내지 실시예5와 같이 해도 좋다.
(클리닝 가스 공급)「실시예2」
클리닝 가스 공급 패턴의 실시예2에서는 노즐(40c)로부터 클리닝 가스를 공급하는 것과 함께 노즐(40b)로부터 클리닝 가스를 공급한다.
구체적으로는 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 흘러 MFC(64a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 반응관(16) 및 매니폴드(18)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 노즐(40c)로부터 공급되는 HF가스에 의해 주로 반응관(16)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등의 비교적 온도가 높은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다.
이 때 동시에 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터 흘러 MFC(64b)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 노즐(40b)로부터 공급되는 HF가스에 의해 주로 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등의 비교적 온도가 낮은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다. 미리 정해진 시간에 노즐(40c) 및 노즐(40b)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a) 및 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62a) 및 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터의 HF가스의 공급을 정지한다.
또한 이 때 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a) 내에 N2가스를 흘리는 것이 바람직하다. 이 경우, N2가스는 가스 공급관(42a), 노즐(40a)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
실시예2에 의하면, 클리닝에 요하는 시간이 비교예1보다 단축되어 실시예1보다 한층 더 단축된다.
(클리닝 가스 공급)「실시예3」
클리닝 가스 공급 패턴의 실시예3에서는 노즐(40c)로부터의 클리닝 가스의 공급과, 노즐(40b)로부터의 클리닝 가스의 공급을 교호(交互)적으로 복수 회 수행한다.
구체적으로는 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 흘러 MFC(64a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 반응관(16) 및 매니폴드(18)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52b)의 밸브(56b)를 열고, 노즐(40b)로부터 불활성 가스로서의 N2가스를 공급한다. 노즐(40c)로부터 공급되는 HF가스 및 노즐(40b)로부터 공급되는 N2가스에 의해 도 8a에 도시되는 바와 같이 주로 반응관(16)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등의 비교적 온도가 높은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다(고온부 클리닝).
또한 이 때 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a) 내에 N2가스를 흘리는 것이 바람직하다. 이 경우, N2가스는 가스 공급관(42a), 노즐(40a)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
미리 정해진 시간(실시예1과 비교해서 짧은 시간)에 노즐(40c)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a) 및 불활성 가스 공급관(52b)의 밸브(56b)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터의 HF가스의 공급 및 불활성 가스 공급관(52b)으로부터의 N2가스의 공급을 정지한다. 이어서 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터 흘러 MFC(64b)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어, 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 이 때 불활성 가스 공급관(52c, 52d)의 밸브(56c, 56d)를 열고, 노즐(40c)로부터 불활성 가스로서의 N2가스를 공급한다. 노즐(40b)로부터 공급되는 HF가스 및 노즐(40c)로부터 공급되는 N2가스에 의해 도 8b에 도시되는 바와 같이 주로 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등의 비교적 온도가 낮은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다(저온부 클리닝). 미리 정해진 시간(실시예1과 비교해서 짧은 시간)에 노즐(40b)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b) 및 불활성 가스 공급관(52c, 52d)의 밸브(56c, 56d)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터의 HF가스의 공급 및 불활성 가스 공급관(52c, 52d)으로부터의 N2가스의 공급을 정지한다.
또한 이 때 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a) 내에 N2가스를 흘리는 것이 바람직하다. 이 경우, N2가스는 가스 공급관(42a), 노즐(40a)을 개재하여 처리실(22) 내에 공급되고, 배기관(90)으로부터 배기된다.
노즐(40c)로부터의 HF가스의 공급 및 노즐(40b)로부터의 N2가스의 공급과, 노즐(40b)로부터의 HF가스의 공급 및 노즐(40c)로부터의 N2가스의 공급을 교호적으로 복수 회 반복한다. 즉 고온부 클리닝과 저온부 클리닝을 교호적으로 반복한다.
실시예3에 의하면, 클리닝에 요하는 시간이 비교예1보다 단축되어, 실시예1과 동등하게 단축된다. 또한 고온부 클리닝과 저온부 클리닝을 1사이클로 한 경우, 이 사이클의 실시 횟수에 의해 고온부 및 저온부의 각각에 부착된 퇴적물의 제거량(에칭량)을 제어하는 것이 가능해진다.
(클리닝 가스 공급)「실시예4」
클리닝 가스 공급 패턴의 실시예4에서는 노즐(40b)로부터 클리닝 가스를 연속적으로 공급하면서 노즐(40c)로부터 클리닝 가스를 간헐적으로 공급한다.
구체적으로는 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터 흘러 MFC(64b)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 노즐(40b)로부터 공급되는 HF가스에 의해 주로 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등의 비교적 온도가 낮은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다.
이와 함께, 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 흘러 MFC(64a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 반응관(16) 및 매니폴드(18)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 노즐(40c)로부터 공급되는 HF가스에 의해 주로 반응관(16)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등의 비교적 온도가 높은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다. 미리 정해진 시간(실시예1과 비교해서 짧은 시간)에 노즐(40c)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터의 HF가스의 공급을 정지한다. 계속해서 미리 정해진 시간[예컨대 밸브(66a)를 연 시간과 동등한 시간]이 경과한 후, 다시 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 열고, 이 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 HF가스를 흘린다. 이 조작을 반복하여 노즐(40c)로부터 간헐적으로 HF가스를 공급한다.
실시예4에 의하면, 클리닝에 요하는 시간이 비교예1보다 단축되어 실시예1보다 한층 더 단축된다. 또한 비교적 온도가 낮은 영역으로의 HF가스의 접촉 시간을 비교적 온도가 높은 영역으로의 HF가스의 접촉 시간보다 길게 할 수 있어, 비교적 온도가 낮은 영역에 대한 클리닝을 집중적으로 수행하는 것이 가능해진다.
(클리닝 가스 공급)「실시예5」
클리닝 가스 공급 패턴의 실시예5에서는 노즐(40c)로부터 클리닝 가스를 연속적으로 공급하면서 노즐(40b)로부터 클리닝 가스를 간헐적으로 공급한다.
구체적으로는 클리닝 가스 공급관(62a)의 밸브(66a)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62a) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62a)으로부터 흘러 MFC(64a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40c)의 가스 공급공(48c)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 반응관(16) 및 매니폴드(18)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 노즐(40c)로부터 공급되는 HF가스에 의해 주로 반응관(16)의 내벽이나 보트(28)의 표면 등의 비교적 온도가 높은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다.
이와 함께, 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 열고, 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 HF가스를 흘린다. HF가스는 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터 흘러 MFC(64b)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF가스는 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)으로부터 처리실(22) 내에 공급되어 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등에 접촉하고, 배기관(90)으로부터 배기된다. 노즐(40b)로부터 공급되는 HF가스에 의해 주로 매니폴드(18)의 내벽이나 씰 캡(100)의 상면이나 회전축(104)의 측면 등의 비교적 온도가 낮은 영역에 대하여 클리닝이 수행된다. 미리 정해진 시간(실시예1과 비교해서 짧은 시간)에 노즐(40b)로부터 HF가스를 공급한 후, 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 닫고, 클리닝 가스 공급관(62b)으로부터의 HF가스의 공급을 정지한다. 계속해서 미리 정해진 시간[예컨대 밸브(66b)를 연 시간과 동등한 시간]이 경과한 후, 다시 클리닝 가스 공급관(62b)의 밸브(66b)를 열고, 이 클리닝 가스 공급관(62b) 내에 HF가스를 흘린다. 이 조작을 반복하여 노즐(40b)로부터 간헐적으로 HF가스를 공급한다.
실시예5에 의하면, 클리닝에 요하는 시간이 비교예1보다 단축되어 실시예1보다 한층 더 단축되어, 실시예4와 동등하게 단축된다.
[제2 실시 형태]
다음으로 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 상방을 향하여 개구한 가스 공급공(48b)을 구비하는 L자형의 노즐(40b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되었던 것에 비해, 제2 실시 형태에서는 노즐(320b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되고 있어, 이와 같은 점에서 양자는 다르다. 본 실시 형태에서 제1 실시 형태에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하여 그 설명을 생략한다.
도 9에 도시하는 바와 같이 노즐(320b)은 I글자형[단관형(短管型)]이며, 선단이 매니폴드(18)의 내벽과 대략 면일(面一)이 되도록 본체부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하여 설치된다. 또한 노즐(320b)의 선단을 매니폴드(18)의 내벽으로부터 돌출시켜도 좋다.
노즐(320b)의 선단에는 가스를 공급하는 가스 공급공(322b)이 설치되고, 이 가스 공급공(322b)은 측방(수평 방향)을 향하여 개구[매니폴드(18) 내벽측으로부터 내측을 향하는 방향으로 개구]하도록 구성된다. 노즐(320b)은 노즐(40a)이 가스를 공급하는 위치보다 매니폴드(18)측으로부터 처리실(20) 내의 내측을 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다. 또한 노즐(320b)은 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다.
[제3 실시 형태]
다음으로 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 상방을 향하여 개구한 가스 공급공(48b)을 구비하는 노즐(40b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되었던 것에 비해, 제3 실시 형태에서는 노즐(330b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되고 있어, 이와 같은 점에서 양자는 다르다. 본 실시 형태에서 제1 실시 형태에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하여 그 설명을 생략한다.
도 10에 도시하는 바와 같이 노즐(330b)은 L자형의 쇼트 노즐이며, 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 매니폴드(18)의 내벽을 따라 상승하도록 설치된다.
노즐(330b)의 수직부의 매니폴드(18)측의 측벽에는 가스 공급공(332b)이 설치되고, 이 가스 공급공(332b)은 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 개구하도록 구성된다. 즉 가스 공급공(332b)은 매니폴드(18)의 내벽면과 대향(대면)하도록 설치된다. 노즐(330b)은 노즐(40a)이 가스를 공급하는 위치보다 매니폴드(18)측에서 가스를 직접 매니폴드(18)의 내벽측을 향하여 공급하도록 이루어진다.
[제4 실시 형태]
다음으로 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 상방을 향하여 개구한 가스 공급공(48b)을 구비하는 노즐(40b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되었던 것에 비해, 제4 실시 형태에서는 노즐(340b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되고 있어, 이와 같은 점에서 양자는 다르다. 본 실시 형태에서 제1 실시 형태에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하여 그 설명을 생략한다.
도 11에 도시하는 바와 같이 노즐(340b)은 L자형의 쇼트 노즐이며, 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 매니폴드(18)의 내벽을 따라 상승하도록 설치된다.
노즐(340b)의 선단에는 가스를 공급하는 가스 공급공(342b)이 설치되고, 이 가스 공급공(342b)은 상방을 향하여 개구[매니폴드(18)측으로부터 반응관(16)측을 향하는 방향으로 개구]하도록 구성된다. 또한 노즐(340b)의 수직부의 매니폴드(18)측의 측벽에는 가스 공급공(344b)이 설치되고, 이 가스 공급공(344b)은 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 개구하도록 구성된다. 노즐(340b)은 노즐(40a)이 가스를 공급하는 위치보다 매니폴드(18)측으로부터 처리실(20) 내의 상방 및 매니폴드(18)의 내벽측을 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다. 노즐(340b)은 가스를 직접 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다.
[제5 실시 형태]
다음으로 제5 실시 형태에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 상방을 향하여 개구한 가스 공급공(48b)을 구비하는 노즐(40b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되었던 것에 비해, 제5 실시 형태에서는 노즐(350b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되고 있어, 이와 같은 점에서 양자는 다르다. 본 실시 형태에서 제1 실시 형태에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하여 그 설명을 생략한다.
도 12에 도시하는 바와 같이 노즐(350b)은 L자형의 쇼트 노즐이며, 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 매니폴드(18)의 내벽을 따라 하향으로 설치된다.
노즐(350b)의 선단에는 가스를 공급하는 가스 공급공(352b)이 설치되고, 이 가스 공급공(352b)은 하방을 향하여 개구[매니폴드(18)측으로부터 씰 캡(100)측을 향하는 방향으로 개구]하도록 구성된다. 즉 가스 공급공(352b)은 씰 캡(100)과 대향(대면)하도록 설치된다. 노즐(350b)은 노즐(40a)이 가스를 공급하는 위치보다 매니폴드(18)측으로부터 처리실(20) 내의 하방을 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다. 노즐(350b)은 가스를 직접 씰 캡(100)의 상면을 향하여 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다.
[제6 실시 형태]
다음으로 제6 실시 형태에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 상방을 향하여 개구한 가스 공급공(48b)을 구비하는 노즐(40b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되었던 것에 비해, 제6 실시 형태에서는 노즐(360b)이 클리닝 가스 공급관(62b)에 접속되고 있어, 이와 같은 점에서 양자는 다르다. 본 실시 형태에서 제1 실시 형태에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하여 그 설명을 생략한다.
도 13에 도시하는 바와 같이 노즐(360b)은 L자형의 쇼트 노즐이며, 그 수평부가 매니폴드(18)의 측벽을 관통하도록 설치되고, 그 수직부가 매니폴드(18)의 내벽을 따라 하향으로 설치된다.
노즐(360b)의 선단에는 가스를 공급하는 가스 공급공(362b)이 설치되고, 이 가스 공급공(362b)는 하방을 향하여 개구[매니폴드(18)측으로부터 씰 캡(100)측을 향하는 방향으로 개구]하도록 구성된다. 즉 가스 공급공(362b)은 씰 캡(100)과 대향(대면)하도록 설치된다. 또한 노즐(360b)의 수직부의 매니폴드(18)측의 측벽에는 가스 공급공(364b)이 설치되고, 이 가스 공급공(364b)은 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 개구하도록 구성된다. 즉 가스 공급공(364b)은 매니폴드(18)와 대향(대면)하도록 설치된다. 노즐(360b)은 노즐(40a)이 가스를 공급하는 위치보다 매니폴드(18)측으로부터 처리실(20) 내의 하방 및 매니폴드(18)의 내벽측을 향하여 가스를 공급하도록 이루어진다. 노즐(360b)은 가스를 직접 씰 캡(100)의 상면을 향하여, 또한 가스를 직접 매니폴드의 내벽면을 향하여 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다.
[제7 실시 형태]
다음으로 제7 실시 형태에 대하여 설명한다. 제7 실시 형태에서는 제1 실시 형태의 매니폴드(18)의 내벽면측에 상기 내벽면을 피복하는 커버(400)를 설치한다. 도 14에 도시하는 바와 같이 커버(400)는 씰 캡(100)의 상면에 설치되고, 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료(비금속 재료)로 구성된다. 이 커버(400)와 매니폴드(18) 사이의 극간(隙間)에 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)을 배치하고, 이 커버(400)와 매니폴드(18) 사이에 HF가스를 흘린다.
커버(400)는 매니폴드(18)의 내측에 매니폴드(18)와 동심원 형상으로 설치하는 것이 바람직하다. 즉 커버(400)는 매니폴드(18)의 내벽면에 대면(대향)하도록 매니폴드(18)의 내벽면을 전체적으로 피복하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 HF가스를 매니폴드(18)의 내벽면에 한층 더 적극적으로(집중적으로) 접촉시킬 수 있어, 매니폴드(18)의 내벽면에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 커버(400)는 매니폴드(18)의 내벽면에 HF가스를 적극적으로 흘리는 가이드부, 즉 가스 흐름 규제부(가스 흐름 규제 수단)로서 작용한다.
[제8 실시 형태]
다음으로 제8 실시 형태에 대하여 설명한다. 제8 실시 형태에서는 제7 실시 형태와 마찬가지로 제1 실시 형태의 매니폴드(18)의 내벽측에 상기 내벽면을 피복하는 커버(410)를 설치한다. 도 15에 도시하는 바와 같이 커버(410)는 상면부(410a)와 측면부(410b)로 구성된다. 상면부(410a)는 측면부(410b)의 상단부로부터 외측[매니폴드(18)측]에 수평하게 연출(延出)하도록 구성된다. 상면부(410a)를 연출부라고도 부를 수 있다. 측면부(410b)는 상면부(410a)의 단부로부터 수직으로 하방으로 향하여 연장[수하(垂下)]하기 때문에 수하부라고도 부를 수 있다. 매니폴드(18)의 내벽의 상단부에는 매니폴드(18)의 내측을 향하여 수평하게 돌출하는 돌기부(18a)가 설치된다. 이 돌기부(18a)에 의해 커버(410)의 상면부(410a)가 지지된다. 돌기부(18a)는 커버(410)를 지지하는 지지부로서 기능한다. 커버(410)는 하방이 개방되도록 설치되고, 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료(비금속 재료)로 구성된다. 이 커버(410)와 매니폴드(18) 사이의 극간에 노즐(40b)의 가스 공급공(48b)을 배치하고, 이 커버(410)와 매니폴드(18) 사이에 HF가스를 흘린다.
커버(410)는 매니폴드(18)의 내측에 매니폴드(18)와 동심원 형상으로 설치하는 것이 바람직하다. 즉 커버(410)는 매니폴드(18)의 내벽면에 대면(대향)하도록 매니폴드(18)의 내벽면을 대략 전체적으로 피복하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 HF가스를 매니폴드(18)의 내벽면에 한층 더 적극적으로(집중적으로) 접촉시킬 수 있어, 매니폴드(18)의 내벽면에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 커버(410)는 매니폴드(18)의 내벽면에 HF가스를 적극적으로 흘리는 가이드부, 즉 가스 흐름 규제부(가스 흐름 규제 수단)로서 작용한다.
이 구성에 의해서도 HF가스를 매니폴드(18)의 내벽면에 한층 더 적극적으로(집중적으로) 접촉시킬 수 있어, 매니폴드(18)의 내벽면에 부착된 비교적 제거하기 어려운 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 커버(410)의 상면부(410a)를 반응관(16)과 매니폴드(18) 사이에 개재해도 좋다. 그 경우, 매니폴드(18)에 돌기부(18a)를 설치할 필요가 없어 매니폴드(18)의 형상을 간소화할 수 있고, 매니폴드(18)의 가공 비용, 즉, 기판 처리 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한 커버(410)의 상면부(410a)에 슬릿, 공(孔) 등의 개구부를 설치하여 커버(410)의 상면을 개방해도 좋다. 또한 커버(410)를 상하 반대로 하여 상방을 개방한 구성으로 해도 좋다.
또한 커버(400, 410)와, 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태의 각 노즐을 적절히 조합해도 좋다.
전술한 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태에서는 플라즈마원(源)을 구비하지 않는 기판 처리 장치(10)를 이용하는 경우에 대하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 플라즈마원을 구비한 구성으로 해도 좋다. 단, 플라즈마원을 구비하지 않는 경우가 구비하는 경우에 비해 기판 처리 장치의 구조를 간소화 할 수 있어 기판 처리 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 노즐(40a)로부터 HF가스를 공급하지 않기로 한다. SiO막의 형성 공정에서는 처리실(20) 내의 부재에 SiO를 주성분으로 하는 퇴적물이 부착되는 것에 비해, 노즐(40a) 내에는 HCDS가스만이 흐르기 때문에 노즐(40a) 내, 즉 노즐(40a)의 내벽에는 Si를 주성분으로 하는 퇴적물이 부착된다. 하지만 HF가스로는 Si를 주성분으로 하는 퇴적물은 제거하기 어렵다. 따라서 클리닝 공정에서 노즐(40a) 내에 HF가스를 흘려도 노즐(40a)의 내벽에 부착된 Si를 주성분으로 하는 퇴적물을 제거하는 것은 어렵다.
또한 노즐(40a) 내에 HF가스를 흘리면, 노즐(40a)의 내벽에 부착된 Si를 주성분으로 하는 퇴적물과 노즐(40a)의 내벽 사이에 HF가스가 침입하는 경우가 있어, 노즐(40a)의 내벽과 Si를 주성분으로 하는 퇴적물의 계면이 불안정해지는 경우가 있다. 이 상태에서 SiO막의 형성 공정을 수행하면, 성막 중에 노즐(40a)의 내벽에 부착된 Si를 주성분으로 하는 퇴적물이 부분적으로 박리하는 등 하여 이물이 발생하고, 웨이퍼(24)에 부착되는 경우가 있다.
그렇기 때문에 본 실시 형태에서는 클리닝 공정에서 노즐(40a)을 개재하여 반응관(16) 내에 HF가스를 공급하지 않고, 노즐(40c)을 개재하여 반응관(16) 내에 HF가스를 공급한다. 즉 노즐(40a)을 개재한 반응관(16) 내로의 HF가스의 공급을 실시하지 않는다.
노즐(40c)을 개재하여 반응관(16) 내에 HF가스를 공급할 때에는 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 노즐(40a) 내에 N2가스 등의 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 즉 불활성 가스 공급관(52a)의 밸브(56a)를 열고, 불활성 가스 공급관(52a)으로부터 불활성 가스로서 N2가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 노즐(40a)의 내벽과 Si를 주성분으로 하는 퇴적물의 계면이 불안정해져 이물이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 노즐(40a) 내의 클리닝, 즉 노즐(40a)의 내벽에 부착된 Si를 주성분으로 하는 퇴적물의 제거를 수행할 필요는 없고, 누적막 두께가 퇴적물에 박리가 발생하고 이물이 발생하기 전의 소정의 두께, 예컨대 4μm 내지 5μm에 도달한 시점에서 노즐(40a)을 교환하면 좋다.
또한 본 실시 형태에서는 노즐(40b)을 개재하여 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 HF가스를 공급하는 경우에도 노즐(40a)을 개재한 반응관(16) 내로의 HF가스의 공급을 실시하지 않는다.
노즐(40b)을 개재하여 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 HF가스를 공급할 때에도 노즐(40a) 내로의 HF가스의 침입을 방지하기 위해서 노즐(40a) 내에 N2가스 등의 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 노즐(40a)의 내벽과 Si를 주성분으로 하는 퇴적물의 계면이 불안정해져 이물이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 이 때 노즐(40c) 내에도 N2가스 등의 불활성 가스를 공급하여 노즐(40c) 내로의 HF가스의 침입을 방지하는 것이 바람직하다.
또한 SiO막의 형성 공정에서는 노즐(40c) 내에는 O2가스나 H2가스만 흐르기 때문에 노즐(40c) 내, 즉 노즐(40c)의 내벽에는 퇴적물이 부착되지 않거나, 부착되어도 노즐(40c) 내에 소량 침입한 HCDS가스에 의한 것이기 때문에 소량만 부착된다. 따라서 노즐(40c) 내의 클리닝도 수행할 필요는 없다.
또한 상기 실시 형태에서는 O2가스와 H2가스를 같은 노즐[노즐(40c)]로부터 처리실(22) 내에 공급하는 구성에 대하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 각각을 별도의 노즐로부터 처리실(22) 내에 공급해도 좋다. 단, 복수 종류의 가스로 노즐을 공용으로 한 경우가 이들을 별도로 배설한 경우에 비해 노즐의 개수가 줄어 장치 비용이 저감하고, 또한 메인터넌스도 용이해지는 등의 메리트가 있다. HCDS가스를 공급하는 노즐과, H2가스를 공급하는 노즐을 공용으로 하여 이들을 같은 노즐로부터 공급해도 좋다. 전술한 처리 조건 하에서는 노즐 내에 부착된 HCDS가스와 H2가스가 접촉해도 성막 반응이 발생하지 않기 때문이다. 또한 HCDS가스를 공급하는 노즐과, O2가스를 공급하는 노즐은 별도로 설치하는 것이 바람직하다. 온도 조건에 따라서는 노즐 내에 부착된 HCDS가스와 O2가스가 접촉하는 것에 의해 성막 반응이 발생하여 퇴적물이 두껍게 형성되는 경우가 있기 때문이다.
상기 실시 형태에서는 「스텝1」에서 Si함유층을 형성할 때에 원료 가스로서 클로로실란계 원료 가스를 이용하는 예에 대하여 설명하였지만, 클로로실란계 원료 가스 대신에 클로로기(基) 이외의 할로겐계의 리간드를 가지는 실란계 원료 가스나 플루오르실란계 원료 가스 등을 이용해도 좋다.
플루오르실란계 원료 가스란 기체 상태의 플루오르실란계 원료, 예컨대 상온 상압 하에서 액체 상태인 플루오르실란계 원료를 기화하는 것에 의해 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 플루오르실란계 원료 등을 말한다. 또한 플루오르실란계 원료란 할로겐기로서의 플루오르기를 포함하는 실란계 원료이며, 적어도 실리콘(Si) 및 불소(F)를 포함하는 원료를 말한다. 즉 플루오르실란계 원료는 할로겐화물의 일종이라고도 할 수 있다.
플루오르실란계 원료 가스로서는 예컨대 테트라플루오르실란[실리콘테트라플루오라이드(SiF4)] 가스나, 헥사플루오르디실란(Si2F6) 가스 등의 불화실리콘 가스를 이용할 수 있다. 이 경우, Si함유층을 형성할 때에 처리실(22) 내의 웨이퍼(24)에 대하여 플루오르실란계 원료 가스를 공급한다. 이와 같이 하여 형성되는 Si함유층은 플루오르실란계 원료 가스의 흡착층을 포함하거나, Si층을 포함하거나, 그 양방을 포함한다.
상기 실시 형태에서는 SiO막 형성 공정에서의 「스텝3」에서 가열된 대기압 미만의 압력 하에 있는 처리실(22) 내에 O2가스와 H2가스를 공급하고, Si함유층을 SiO층으로 변화시키는 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 「스텝3」에서 H2가스를 공급하지 않고, O2가스나 O3가스, H2O가스 등의 산소 함유 가스를 단독으로 공급해도 좋다. 또한 이들의 산소 함유 가스를 플라즈마로 활성화하여 공급해도 좋다.
상기 실시 형태에서는 처리실(22) 내에 HCDS가스와, O2가스 및 H2가스를 교호적으로 공급하여 웨이퍼(24) 상에 SiO막을 형성하는 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 처리실(22) 내에 HCDS가스와 O2가스나 O3가스, H2O가스 등의 산소 함유 가스를 동시에 공급하여 웨이퍼(24) 상에 SiO막을 형성해도 좋다.
상기 실시 형태에서는 박막으로서 반도체 원소인 실리콘을 포함하는 실리콘계 박막을 형성하는 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이와 같은 경우에 한정되지 않는다. 본 발명은 박막으로서 예컨대 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo) 등의 금속 원소를 포함하는 금속계 박막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
Ti를 포함하는 금속계 박막으로서 티타늄 산화막(TiO막)을 형성하는 경우에는 원료 가스로서 예컨대 티타늄 테트라클로라이드(TiCl4) 등의 Ti 및 클로로기를 포함하는 가스나, 티타늄 테트라플루오라이드(TiF4) 등의 Ti 및 플루오르기를 포함하는 가스 등을 이용할 수 있다. 산소 함유 가스 및 수소 함유 가스로서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 이용할 수 있다. 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
Zr을 포함하는 금속계 박막으로서 지르코늄 산화막(ZrO막)을 형성하는 경우에는 원료 가스로서 예컨대 지르코늄 테트라클로라이드(ZrCl4) 등의 Zr 및 클로로기를 포함하는 가스나, 지르코늄 테트라플루오라이드(ZrF4) 등의 Zr 및 플루오르기를 포함하는 가스 등을 이용할 수 있다. 산소 함유 가스 및 수소 함유 가스로서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 이용할 수 있다. 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
Hf를 포함하는 금속계 박막으로서 하프늄 산화막(HfO막)을 형성하는 경우에는 원료 가스로서 예컨대 하프늄 테트라클로라이드(HfCl4) 등의 Hf 및 클로로기를 포함하는 가스나, 하프늄 테트라플루오라이드(HfF4) 등의 Hf 및 플루오르기를 포함하는 가스 등을 이용할 수 있다. 산소 함유 가스 및 수소 함유 가스로서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 이용할 수 있다. 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
Ta를 포함하는 금속계 박막으로서 탄탈 산화막(TaO막)을 형성하는 경우에는 원료 가스로서 예컨대 탄탈 펜타클로라이드(TaCl5) 등의 Ta 및 클로로기를 포함하는 가스나, 탄탈 펜타플루오라이드(TaF5) 등의 Ta 및 플루오르기를 포함하는 가스를 이용할 수 있다. 산소 함유 가스 및 수소 함유 가스로서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 이용할 수 있다. 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
Al을 포함하는 금속계 박막으로서 알루미늄 산화막(AlO막)을 형성하는 경우에는 원료 가스로서 예컨대 알루미늄 트리클로라이드(AlCl3) 등의 Al 및 클로로기를 포함하는 가스나, 알루미늄 트리플루오라이드(AlF3) 등의 Al 및 플루오르기를 포함하는 가스 등을 이용할 수 있다. 산소 함유 가스 및 수소 함유 가스로서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 이용할 수 있다. 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
Mo를 포함하는 금속계 박막으로서 몰리브덴 산화막(MoO막)을 형성하는 경우에는 원료 가스로서 예컨대 몰리브덴 펜타클로라이드(MoCl5) 등의 Mo 및 클로로기를 포함하는 가스나, 몰리브덴 펜타플로라이드(MoF5) 등의 Mo 및 플루오르기를 포함하는 가스 등을 이용할 수 있다. 산소 함유 가스 및 수소 함유 가스로서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 이용할 수 있다. 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 실리콘계 박막을 형성하는 경우뿐만 아니라 금속계 박막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있고, 이 경우에서도 전술한 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 즉 본 발명은 반도체 원소나 금속 원소 등의 소정 원소를 포함하는 박막을 형성하는 경우에 바람직하게 적용할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 클리닝 공정에서 보트 로드한 후에 처리실(20) 내에 클리닝 가스를 공급하는 경우[처리실(20) 내에 보트(28)가 수용되는 상태에서 처리실(20) 내를 클리닝하는 경우]에 대하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 보트(28)의 클리닝이 불필요한 경우에는 보트 로드를 생략하여[처리실(20) 내에 보트(28)가 수용되지 않는 상태에서] 처리실(20) 내에 클리닝 가스를 공급해도 좋다.
상기 실시 형태에서는 한 번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치식의 기판 처리 장치를 이용하여 박막을 형성하는 예에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 한 번에 1매 또는 수 매의 기판을 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판 처리 장치를 이용하여 박막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 핫 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 박막을 형성하는 예에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 콜드 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 박막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
제1 내지 제8의 각 실시 형태나 각 실시예 등은 적절히 조합하여 이용할 수 있다.
제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서 클리닝 가스 공급 패턴의 실시예2를 적용한 경우에는 어느 실시 형태에서도 반응관(16) 내에 클리닝 가스를 공급하는 공정과 매니폴드(18)의 내벽면을 향하여 클리닝 가스를 공급하는 공정이 동시에 수행된다. 특히, 제3, 제4, 제6 내지 제8 실시 형태에서 클리닝 가스 공급 패턴의 실시예2를 적용한 경우에는 반응관(16) 내에 클리닝 가스를 공급하는 공정과 매니폴드(18)의 내벽면이나 씰 캡(100)의 상면을 향하여 직접 클리닝 가스를 공급하는 공정이 동시에 수행된다.
제3, 제4, 제6 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서 클리닝 가스 공급 패턴의 실시예3를 적용한 경우에는 반응관(16) 내에 클리닝 가스를 공급하는 공정과 매니폴드(18)의 내벽면이나 씰 캡(100)의 상면을 향하여 직접 클리닝 가스를 공급하는 공정이 교호적으로 반복 수행된다.
제3, 제4, 제6 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서 클리닝 가스 공급 패턴의 실시예3 내지 실시예5 중 어느 하나를 적용한 경우에는 반응관(16) 내에 클리닝 가스를 공급하는 공정과 매니폴드(18)의 내벽면이나 씰 캡(100)의 상면을 향하여 직접 클리닝 가스를 공급하는 공정 중 적어도 어느 하나의 공정이 간헐적으로 수행된다.
제3, 제4, 제6 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서 클리닝 가스 공급 패턴의 실시예4 또는 실시예5를 적용한 경우에는 반응관(16) 내에 클리닝 가스를 공급하는 공정과 매니폴드(18)의 내벽면이나 씰 캡(100)의 상면을 향하여 직접 클리닝 가스를 공급하는 공정 중 어느 일방의 공정이 간헐적으로 수행되고, 이 일방의 공정과는 다른 타방(他方)의 공정이 연속적으로 수행된다.
본 발명은 예컨대 소정의 기판 처리 장치의 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를 변경하는 것에 의해서도 실현된다. 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를 변경하는 경우에는 본 발명에 따른 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 프로세스 레시피나 클리닝 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 소정의 기판 처리 장치에 인스톨하거나, 소정의 기판 처리 장치의 입출력 장치를 조작하여 그 프로세스 레시피나 클리닝 레시피 자체를 본 발명에 따른 프로세스 레시피나 클리닝 레시피로 변경한다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 부기(附記)한다.
(부기1)
본 발명의 일 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실을 제공하는 공정; 및
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
을 포함하고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정은,
상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 공정; 및
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 공정;
을 포함하는 클리닝 방법이 제공된다.
(부기2)
부기1에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정 및 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제1 노즐을 개재한 상기 반응관 내로의 불화수소 가스의 공급을 실시하지 않는다. 즉 상기 제1 클리닝 공정에서는 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하지 않고, 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하고, 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하지 않고, 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급한다.
(부기3)
부기1 또는 부기2에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정 및 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불활성 가스를 공급한다.
(부기4)
부기1 내지 부기3 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제2 클리닝 공정에서 상기 제3 노즐을 개재하여 공급하는 불화수소 가스의 공급 농도(상기 제3 노즐 내에서의 불화수소 가스의 농도)를 상기 제1 클리닝 공정에서 상기 제2 노즐을 개재하여 공급하는 불화수소 가스의 공급 농도(상기 제2 노즐 내에서의 불화수소 가스의 농도)보다 높게 한다.
(부기5)
부기1 내지 부기4 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 비동시에 수행한다(동기시키지 않고 수행한다).
(부기6)
부기1 내지 부기5 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 교호적으로 수행한다.
(부기7)
부기1 내지 부기8 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 교호적으로 반복 수행한다.
(부기8)
부기5 내지 부기7 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급한다.
(부기9)
부기5 내지 부기8 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급한다.
(부기10)
부기8 또는 부기9에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 반응관 내에 공급된 불활성 가스에 의해 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 공급된 불화수소 가스를 위에서부터 압부한다.
(부기11)
부기8 내지 부기9 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 반응관 내에 공급된 불활성 가스에 의해 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 공급된 불화수소 가스의 상방(상기 반응관 내 상방)으로의 유입 및 확산을 억제(block)한다.
(부기12)
부기1 내지 부기4 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 동시에 수행한다.
(부기13)
부기1 내지 부기12 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정 중 적어도 어느 하나의 공정을 간헐적으로 수행한다.
(부기14)
부기1 내지 부기13 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 산화 가스를 공급하는 처리에서는 대기압 미만의 압력 하에 있는 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 환원 가스를 더 공급한다.
(부기15)
부기1 내지 부기14 중 어느 하나에 기재된 클리닝 방법으로서 바람직하게는,
상기 원료 가스를 공급하는 처리에서는 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 원료 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 층을 형성하고,
상기 산화 가스를 공급하는 처리에서는 대기압 미만의 압력 하에 있는 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 산화 가스를 공급하고, 상기 제1 노즐을 개재하여 환원 가스를 공급하는 것에 의해 상기 층을 산화하여 산화층으로 개질한다.
(부기16)
본 발명의 다른 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 공정; 및
상기 산화막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
을 포함하고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정은,
상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 공정; 및
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 공정;
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법이 제공된다.
(부기17)
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실;
상기 처리실 내에 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계;
상기 처리실 내에 산화 가스를 공급하는 산화 가스 공급계;
상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 불화수소 가스 공급계;
상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐;
상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐;
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐; 및
상기 처리실 내의 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리와, 상기 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리를 수행하고, 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리에서는 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 처리와, 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 처리를 수행하도록, 상기 원료 가스 공급계, 상기 산화 가스 공급계 및 상기 불화수소 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기18)
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 순서와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 순서를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 순서; 및
상기 산화막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 순서;
를 컴퓨터에 실행시키고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 순서는,
상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 순서; 및
상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 순서;
를 포함하는 프로그램 및 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
10: 기판 처리 장치 12: 처리로
14: 히터 16: 반응관
18: 매니폴드 22: 처리실
24: 웨이퍼 28: 보트
30: 단열 부재 32: 원료 가스 공급계
34: 반응 가스 공급계 36: 클리닝 가스 공급계(불화수소 가스 공급계)
40a, 40b, 40c: 노즐 42a, 42c, 42d: 가스 공급관
52a, 52b, 52c, 52d: 불활성 가스 공급관
62a, 62b: 클리닝 가스 공급관
90: 배기관 200: 컨트롤러

Claims (18)

  1. 반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실을 제공하는 공정; 및
    상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
    을 포함하고,
    상기 처리실 내를 클리닝하는 공정은,
    상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 공정; 및
    상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 공정;
    을 포함하는 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정 및 상기 제2 클리닝 공정은 상기 제1 노즐을 개재한 상기 반응관 내로의 불화수소 가스를 공급하지 않으면서 수행되는 클리닝 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정 및 상기 제2 클리닝 공정은 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불활성 가스를 공급하면서 수행되는 클리닝 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 클리닝 공정에서 상기 제3 노즐을 개재하여 공급하는 불화수소 가스의 농도를 상기 제1 클리닝 공정에서 상기 제2 노즐을 개재하여 공급하는 불화수소 가스의 농도보다 높게 하는 클리닝 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 비동시로 수행하는 클리닝 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 교호(交互)적으로 수행하는 클리닝 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 교호적으로 반복 수행하는 클리닝 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불활성 가스를 공급하면서 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 클리닝 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 반응관 내에 공급된 불활성 가스에 의해 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 공급된 불화수소 가스가 위에서부터 압부(押付)되는 클리닝 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 클리닝 공정에서는 상기 반응관 내에 공급된 불활성 가스에 의해 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 공급된 불화수소 가스의 반응관 내 상방으로의 유입 및 확산이 방지되는 클리닝 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정을 동시에 수행하는 클리닝 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 클리닝 공정과 상기 제2 클리닝 공정 중 적어도 어느 하나의 공정을 간헐적으로 수행하는 클리닝 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 산화 가스를 공급하는 처리에서는 대기압 미만의 압력 하에 있는 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 환원 가스를 더 공급하는 클리닝 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 원료 가스를 공급하는 처리에서는 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 원료 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 층을 형성하고,
    상기 산화 가스를 공급하는 처리에서는 대기압 미만의 압력 하에 있는 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 산화 가스를 공급하고, 상기 제1 노즐을 개재하여 환원 가스를 공급하는 것에 의해, 상기 층을 산화하여 산화층으로 개질하는 클리닝 방법.
  16. 반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 공정을 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 공정; 및
    상기 산화막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정;
    을 포함하고,
    상기 처리실 내를 클리닝하는 공정은,
    상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 공정; 및
    상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 공정;
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실;
    상기 처리실 내에 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계;
    상기 처리실 내에 산화 가스를 공급하는 산화 가스 공급계;
    상기 처리실 내에 불화수소 가스를 공급하는 불화수소 가스 공급계;
    상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐;
    상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐;
    상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐; 및
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 상기 제1 노즐을 개재하여 상기 원료 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 산화 가스를 공급하는 처리를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해, 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 처리와, 상기 산화막을 형성하는 처리를 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리를 수행하고, 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리에서는 상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 처리와, 상기 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 처리를 수행하도록, 상기 원료 가스 공급계, 상기 산화 가스 공급계 및 상기 불화수소 가스 공급계를 제어하도록 구성되는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  18. 반응관과 상기 반응관을 지지하는 매니폴드로 구성되는 처리실 내의 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제1 노즐을 개재하여 원료 가스를 공급하는 순서와, 상기 처리실 내의 상기 기판에 대하여 상기 매니폴드에 설치되고 상기 매니폴드로부터 상기 반응관 내까지 상승한 제2 노즐을 개재하여 산화 가스를 공급하는 순서를 포함하는 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 산화막을 형성하는 순서; 및
    상기 산화막을 형성하는 공정을 수행한 후의 상기 처리실 내를 클리닝하는 순서;
    를 컴퓨터에 실행시키고,
    상기 처리실 내를 클리닝하는 순서는,
    상기 제2 노즐을 개재하여 상기 반응관 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 클리닝 순서; 및
    상기 매니폴드에 설치된 제3 노즐을 개재하여 상기 매니폴드의 내벽면을 향하여 불화수소 가스를 공급하는 제2 클리닝 순서;
    를 포함하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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