KR20160002387A - 클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 - Google Patents

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

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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

클리닝 처리를 행함으로 인한 배기관의 부식을 억제한다. 기판을 처리하는 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 처리실 내의 클리닝 가스를 배기함으로써 처리실 내를 클리닝하는 공정과, 배기관 내로의 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 배기관을 냉각하는 공정을 교대로 반복한다.

Description

클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램{CLEANING METHOD, MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND PROGRAM}
본 발명은 클리닝 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 처리실 내의 기판에 대하여 원료 가스나 반응 가스를 공급하여, 기판 위에 박막을 형성하는 성막 처리가 행하여지는 경우가 있다. 성막 처리를 행하면, 처리실 내에 박막을 포함하는 퇴적물이 부착된다. 이 때문에, 성막 처리를 행한 후, 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 처리실 내의 클리닝 가스를 배기함으로써, 처리실 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 클리닝 처리가 행하여지는 경우가 있다.
상술한 클리닝 처리를 행하면, 배기관의 내벽이 부식되는 경우가 있다. 본 발명은 클리닝 처리를 행함으로 인한 배기관의 부식을 억제하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정과,
상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 공정
을 교대로 반복하는 클리닝 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 클리닝 처리를 행함으로 인한 배기관의 부식을 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 성막 시퀀스에서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 시퀀스의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태의 클리닝 시퀀스에서의 가스 공급 타이밍 및 배기관의 온도를 도시하는 도면이다.
도 7은 참고 예의 클리닝 시퀀스에서의 가스 공급 타이밍 및 배기관의 온도를 도시하는 도면이다.
도 8의 (a), (b)는 각각, 본 발명의 다른 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 나타내는 도면이다.
<일 실시 형태>
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시한 바와 같이, 처리로(202)는 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판으로서의 히터 베이스(도시하지 않음)에 지지됨으로써 수직으로 설치되어 있다. 히터(207)는, 후술하는 바와 같이 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원 형상으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)과 동심원 형상으로, 매니폴드(인렛 플랜지)(209)가 배치되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들어 스테인리스(SUS) 등의 금속으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)의 상단부는, 반응관(203)의 하단부에 걸림 결합하고 있어, 반응관(203)을 지지하도록 구성되어 있다. 매니폴드(209)와 반응관(203)의 사이에는, 시일 부재로서의 O링(220a)이 설치되어 있다. 매니폴드(209)가 히터 베이스에 지지됨으로써, 반응관(203)은 수직으로 설치된 상태가 된다. 주로, 반응관(203)과 매니폴드(209)에 의해 처리 용기(반응 용기)가 구성되어 있다. 처리 용기의 통 중공부에는 처리실(201)이 형성되어 있다. 처리실(201)은, 복수매의 기판으로서의 웨이퍼(200)를, 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세로 수직 방향으로 다단으로 배열한 상태에서 수용 가능하게 구성되어 있다.
처리실(201) 내에는, 노즐(249a, 249b)이, 매니폴드(209)를 관통하도록 설치되어 있다. 노즐(249a, 249b)은, 예를 들어 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로 이루어진다. 노즐(249a, 249b)에는, 가스 공급관(232a, 232b)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232a)에는 가스 공급관(232c)이 접속되어 있고, 가스 공급관(232b)에는 가스 공급관(232d)이 접속되어 있다. 이와 같이, 반응관(203)에는, 2개의 노즐(249a, 249b)과, 4개의 가스 공급관(232a 내지 232d)이 설치되어 있어, 처리실(201) 내에 복수 종류의 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
가스 공급관(232a 내지 232d)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a 내지 241d) 및 개폐 밸브인 밸브(243a 내지 243d)가 각각 설치되어 있다. 가스 공급관(232a, 232b)의 밸브(243a, 243b)보다도 하류측에는, 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(232e, 232f)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관 (232e, 232f)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(241e, 241f) 및 개폐 밸브인 밸브(243e, 243f)가 각각 설치되어 있다.
가스 공급관(232a, 232b)의 선단부에는, 노즐(249a, 249b)이 각각 접속되어 있다. 노즐(249a, 249b)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에서의 원환 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방을 향해서 상승되도록 각각 설치되어 있다. 즉, 노즐(249a, 249b)은, 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평으로 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 설치되어 있다. 노즐(249a, 249b)은, L자형의 롱 노즐로서 각각 구성되어 있고, 그러한 각 수평부는 매니폴드(209)의 하부 측벽을 관통하도록 설치되어 있고, 그러한 각 수직부는 적어도 웨이퍼 배열 영역의 일단측으로부터 타단측을 향해서 상승되도록 설치되어 있다. 노즐(249a, 249b)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250a, 250b)이 각각 형성되어 있다. 가스 공급 구멍(250a, 250b)은, 반응관(203)의 중심을 향하도록 각각 개구되어 있어, 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급 구멍(250a, 250b)은, 반응관(203)의 하부에서부터 상부에 걸쳐 복수 형성되고, 각각이 동일한 개구 면적을 갖고, 또한 동일한 개구 피치로 형성되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 반응관(203)의 내벽과, 적재된 복수의 웨이퍼(200)의 단부로 정의되는 원환 형상의 세로로 긴 공간 내, 즉, 원통 형상의 공간 내에 배치한 노즐(249a, 249b)을 경유해서 가스를 반송하고 있다. 그리고, 노즐(249a, 249b)에 각각 개구된 가스 공급 구멍(250a, 250b)으로부터, 웨이퍼(200)의 근방에서 처음으로 반응관(203) 내에 가스를 분출시키고 있다. 그리고, 반응관(203) 내에서의 가스의 주된 흐름을, 웨이퍼(200)의 표면과 평행한 방향, 즉, 수평 방향으로 하고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 각 웨이퍼(200)에 균일하게 가스를 공급할 수 있어, 각 웨이퍼(200)에 형성되는 박막의 막 두께 균일성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 웨이퍼(200)의 표면 위를 흐른 가스, 즉, 반응 후의 잔류 가스는, 배기구, 즉, 후술하는 배기관(231)의 방향을 향해서 흐른다. 단, 이 잔류 가스의 흐름의 방향은, 배기구의 위치에 따라 적절히 특정되며, 수직 방향에 한정되는 것이 아니다.
가스 공급관(232a)으로부터는, 소정 원소를 포함하는 원료 가스로서, 예를 들어 소정 원소로서의 Si 및 할로겐 원소를 포함하는 할로실란 원료 가스가, MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있다.
할로실란 원료 가스란, 기체 상태의 할로실란 원료, 예를 들어 상온 상압 하에서 액체 상태인 할로실란 원료를 기화함으로써 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 할로실란 원료 등을 말한다. 할로실란 원료란, 할로겐기를 갖는 실란 원료를 말한다. 할로겐기에는, 클로로기, 플루오로기, 브로모기, 요오드기 등이 포함된다. 즉, 할로겐기에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등의 할로겐 원소가 포함된다. 할로실란 원료는, 할로겐화물의 일종이라고도 할 수 있다. 본 명세서에서 「원료」라는 용어를 사용한 경우에는, 「액체 상태인 액체 원료」를 의미하는 경우, 「기체 상태인 원료 가스」를 의미하는 경우, 또는 그 양쪽을 의미하는 경우가 있다.
할로실란 원료 가스로서는, 예를 들어 Si 및 Cl을 포함하는 원료 가스, 즉, 클로로실란 원료 가스를 사용할 수 있다. 클로로실란 원료 가스로서는, 예를 들어 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스를 사용할 수 있다. HCDS와 같이 상온 상압 하에서 액체 상태인 액체 원료를 사용하는 경우에는, 액체 원료를 기화기나 버블러 등의 기화 시스템에 의해 기화하여, 원료 가스(HCDS 가스)로서 공급하게 된다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 원료 가스와는 화학 구조(분자 구조)가 상이한 반응 가스로서, 예를 들어 탄소(C) 함유 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있다. 탄소 함유 가스로서는, 예를 들어 탄화수소계 가스를 사용할 수 있다. 탄화수소계 가스는, C 및 H의 2 원소만으로 구성되는 물질이라고도 할 수 있으며, 후술하는 기판 처리 공정에서 C 소스로서 작용한다. 탄화수소계 가스로서는, 예를 들어 프로필렌(C3H6) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 원료 가스와는 화학 구조가 상이한 반응 가스로서, 예를 들어 산소(O) 함유 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있기도 한다. 산소 함유 가스는, 후술하는 기판 처리 공정에서, 산화 가스, 즉, O 소스로서 작용한다. 산소 함유 가스로서는, 예를 들어 산소(O2) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 원료 가스와는 화학 구조가 상이한 반응 가스로서, 예를 들어 질소(N) 함유 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있기도 한다. 질소 함유 가스로서는, 예를 들어 질화 수소계 가스를 사용할 수 있다. 질화 수소계 가스는, N 및 H의 2 원소만으로 구성되는 물질이라고도 할 수 있으며, 후술하는 기판 처리 공정에서, 질화 가스, 즉, N 소스로서 작용한다. 질화 수소계 가스로서는, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232b)으로부터는, 원료 가스와는 화학 구조가 상이한 반응 가스로서, 예를 들어 붕소(B) 함유 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있기도 한다. 붕소 함유 가스로서는, 예를 들어 보란계 가스를 사용할 수 있다. 보란계 가스란, 기체 상태의 보란 화합물, 예를 들어 상온 상압 하에서 액체 상태인 보란 화합물을 기화함으로써 얻어지는 가스나, 상온 상압 하에서 기체 상태인 보란 화합물 등을 말한다. 보란 화합물에는, B와 할로겐 원소를 포함하는 할로 보란 화합물, 예를 들어 B 및 Cl을 포함하는 클로로보란 화합물이 포함된다. 또한, 보란 화합물에는, 모노보란(BH3)이나 디보란(B2H6)과 같은 보란(붕화수소)이나, 보란의 H를 다른 원소 등으로 치환한 형태의 보란 화합물(보란 유도체)이 포함된다. 보란계 가스는, 후술하는 기판 처리 공정에서 B 소스로서 작용한다. 보란계 가스로서는, 예를 들어 트리클로로보란(BCl3) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232c, 232d)으로부터는, 클리닝 가스로서, 불소계 가스가, MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d), 가스 공급관(232a, 232b), 노즐(249a, 249b)을 각각 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있다. 불소계 가스로서는, 예를 들어 불소(F2) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232c, 232d)으로부터는, 클리닝 가스로서, 상술한 불소계 가스에 의한 에칭 반응을 촉진시키는 반응 촉진 가스가, MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d), 가스 공급관(232a, 232b), 노즐(249a, 249b)을 각각 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있기도 한다. 반응 촉진 가스는, 그 단체로는 클리닝 작용을 얻을 수가 없거나, 또는, 클리닝 작용이 작은 가스이지만, 상술한 불소계 가스에 첨가됨으로써 불소계 가스의 클리닝 작용을 향상시키도록 작용한다. 반응 촉진 가스로서는, 예를 들어 불화수소(HF) 가스를 사용할 수 있다.
가스 공급관(232e, 232f)으로부터는, 불활성 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스가, 각각 MFC(241e, 241f), 밸브(243e, 243f), 가스 공급관(232a, 232b), 노즐(249a, 249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되도록 구성되어 있다.
가스 공급관(232a)으로부터 상술한 바와 같은 원료 가스를 흘리는 경우, 주로, 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의해 원료 가스 공급계가 구성된다. 노즐(249a)을 원료 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 원료 가스 공급계를 원료 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(232a)으로부터 할로실란 원료 가스를 흘리는 경우, 원료 가스 공급계를, 할로실란 원료 가스 공급계, 또는, 할로실란 원료 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(232b)으로부터 탄소 함유 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해 탄소 함유 가스 공급계가 구성된다. 노즐(249b)을 탄소 함유 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 가스 공급관(232b)으로부터 탄화수소계 가스를 공급하는 경우, 탄소 함유 가스 공급계를, 탄화수소계 가스 공급계, 또는, 탄화수소 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(232b)으로부터 산소 함유 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해 산소 함유 가스 공급계가 구성된다. 노즐(249b)을 산소 함유 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 산소 함유 가스 공급계를, 산화 가스 공급계, 또는, 산화제 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(232b)으로부터 질소 함유 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해 질소 함유 가스 공급계가 구성된다. 노즐(249b)을 질소 함유 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 질소 함유 가스 공급계를, 질화 가스 공급계, 또는, 질화제 공급계라고 칭할 수도 있다. 가스 공급관(232b)으로부터 질화 수소계 가스를 흘리는 경우, 질소 함유 가스 공급계를, 질화 수소계 가스 공급계, 또는, 질화 수소 공급계라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(232b)으로부터 붕소 함유 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해 붕소 함유 가스 공급계가 구성된다. 노즐(249b)을 붕소 함유 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 가스 공급관(232b)으로부터 보란계 가스를 흘리는 경우, 붕소 함유 가스 공급계를, 보란계 가스 공급계, 또는, 보란 화합물 공급계라고 칭할 수도 있다.
상술한 탄소 함유 가스 공급계, 산소 함유 가스 공급계, 질소 함유 가스 공급계, 및, 붕소 함유 가스 공급계 중 어느 하나, 또는, 모든 가스 공급계를, 반응 가스 공급계, 또는, 리액턴트 공급계라고 칭할 수도 있다.
또한, 상술한 원료 가스 공급계, 반응 가스 공급계 중 어느 하나, 또는, 양쪽의 가스 공급계를, 처리 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 또한, 원료 가스 공급계로부터 공급되는 각종 가스나, 반응 가스 공급계로부터 공급되는 각종 가스를 처리 가스라고 칭할 수도 있다.
가스 공급관(232c)으로부터 불소계 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232c), MFC(241c), 밸브(243c)에 의해 불소계 가스 공급계가 구성된다. 가스 공급관(232a)의 가스 공급관(232c)과의 접속부보다도 하류측, 노즐(249a)을 불소계 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 또한, 가스 공급관(232d)으로부터 불소계 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232d), MFC(241d), 밸브(243d)에 의해 불소계 가스 공급계가 구성된다. 가스 공급관(232b)의 가스 공급관(232d)과의 접속부보다도 하류측, 노즐(249b)을 불소계 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다.
가스 공급관(232c)으로부터 반응 촉진 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232c), MFC(241c), 밸브(243c)에 의해 반응 촉진 가스 공급계가 구성된다. 가스 공급관(232a)의 가스 공급관(232c)과의 접속부보다도 하류측, 노즐(249a)을 반응 촉진 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다. 또한, 가스 공급관(232d)으로부터 반응 촉진 가스를 공급하는 경우, 주로, 가스 공급관(232d), MFC(241d), 밸브(243d)에 의해 반응 촉진 가스 공급계가 구성된다. 가스 공급관(232b)의 가스 공급관(232d)과의 접속부보다도 하류측, 노즐(249b)을 반응 촉진 가스 공급계에 포함해서 생각해도 된다.
상술한 불소계 가스 공급계 및 반응 촉진 가스 공급계 중 어느 하나, 또는, 양쪽의 가스 공급계를, 클리닝 가스 공급계라고 칭할 수도 있다.
또한, 주로, 가스 공급관(232e, 232f), MFC(241e, 241f), 밸브(243e, 243f)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급계를, 퍼지 가스 공급계, 희석 가스 공급계, 또는, 캐리어 가스 공급계라고 칭할 수도 있다. 또한, 가스 공급관(232e, 232f)으로부터 공급하는 불활성 가스는, 후술하는 클리닝 처리에 있어서, 후술하는 배기관(231)을 냉각시키는 냉각 가스로서도 작용한다. 이 때문에, 불활성 가스 공급계를 냉각 가스 공급계라고 칭할 수도 있다.
반응관(203)에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치되어 있다. 배기관(231)에는, 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 통해서, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(244)는, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐함으로써, 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 행할 수 있고, 또한, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성되어 있는 밸브이다. APC 밸브(244)를 배기 밸브라고 칭할 수도 있다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함해서 생각해도 된다. 배기관(231)은, 반응관(203)에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 노즐(249a, 294b)과 마찬가지로 매니폴드(209)에 설치해도 된다.
또한, 배기관(231)은, 내열성이나 내식성이 우수한 합금에 의해 구성되어 있다. 합금으로서는, SUS 외에, 예를 들어 니켈(Ni)에 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 등을 첨가함으로써 내열성, 내식성을 높인 하스텔로이(등록 상표)나, Ni에 Fe, Cr, 니오븀(Nb), Mo 등을 첨가함으로써 내열성, 내식성을 높인 인코넬(등록 상표) 등을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 배기관(231)에는, 배기관(231)의 온도를 측정하는 온도 검출기로서, 온도 센서(231a)가 배치되어 있다.
매니폴드(209)의 하방에는, 매니폴드(209)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)은 매니폴드(209)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 접촉되도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은 예를 들어 SUS 등의 금속으로 이루어지고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는 매니폴드(209)의 하단과 접촉하는 시일 부재로서의 O링(220b)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는, 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은, 시일 캡(219)을 관통해서 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 보트(217)를 처리실(201) 내외에 반입 및 반출하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 보트(217) 및 보트(217)에 지지되는 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외에 반송하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다.
기판 지지구로서의 보트(217)는, 복수, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를, 수평 자세로, 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어진다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열판(218)이 수평 자세로 다단으로 지지되어 있다. 이 구성에 의해, 히터(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측에 전해지기 어렵게 되어 있다. 단, 본 실시 형태는 상술한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보트(217)의 하부에 단열판(218)을 설치하지 않고, 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지는 통 형상의 부재로서 구성된 단열 통을 설치해도 된다.
반응관(203) 내에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에 대한 통전 상태를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성되어 있다. 온도 센서(263)는, 노즐(249a, 249b)과 마찬가지로 L자형으로 구성되어 있고, 반응관(203)의 내벽을 따라 설치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는, 내부 버스(121e)를 통해서, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.
기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피나, 후술하는 클리닝 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 클리닝 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 또한, 클리닝 레시피는, 후술하는 클리닝 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 클리닝 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 용어를 사용한 경우에는, 프로세스 레시피 단체만을 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(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크에리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(241a 내지 241f), 밸브(243a 내지 243f), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263, 231a), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속되어 있다.
CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, MFC(241a 내지 241f)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243f)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다. 또한, CPU(121a)는, 온도 센서(231a)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여, 후술하는 클리닝 처리의 진행을 제어하도록 구성되어 있기도 한다.
컨트롤러(121)는, 전용의 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(123)를 준비하고, 이 외부 기억 장치(123)를 사용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하거나 함으로써, 본 실시 형태의 컨트롤러(121)를 구성할 수 있다. 단, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(123)를 통해서 공급하는 경우에 제한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(123)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에서 기록 매체라는 용어를 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(2) 성막 처리
상술한 기판 처리 장치를 사용하여, 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 위에 막을 형성하는 시퀀스 예에 대해서, 도 4를 사용하여 설명한다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
도 4에 도시하는 성막 시퀀스에서는,
기판으로서의 웨이퍼(200)에 대하여 질화 가스로서 NH3 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200)의 표면을 전처리하는 표면 처리 스텝을 행한 후,
웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스로서 HCDS 가스를 공급하는 스텝 1과,
웨이퍼(200)에 대하여 탄소 함유 가스로서 C3H6 가스를 공급하는 스텝 2와,
웨이퍼(200)에 대하여 산화 가스로서 O2 가스를 공급하는 스텝 3과,
웨이퍼(200)에 대하여 질화 가스로서 NH3 가스를 공급하는 스텝 4
를 포함하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 웨이퍼(200) 위에 Si, O, C 및 N을 포함하는 막으로서 실리콘 산탄질화막(SiOCN막)을 형성한다.
여기에서는, 일례로서, 스텝 1 내지 4를 비동시에, 즉, 동기시키지 않고 행하는 사이클을 소정 횟수(n회) 행하는 경우에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 사이클을 소정 횟수 행한다는 것은, 이 사이클을 1회 또는 복수회 행하는 것을 의미한다. 즉, 사이클을 1회 이상 행하는 것을 의미한다. 도 4는, 상술한 사이클을 n회 반복하는 예를 나타내고 있다.
또한, 본 명세서에서는, 상술한 성막 시퀀스를 이하와 같이 나타내는 경우도 있다.
NH3→(HCDS→C3H6→O2→NH3)×n⇒SiOCN막
또한, 본 명세서에서 「웨이퍼」라는 용어를 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체」를 의미하는 경우나, 「웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등과의 적층체(집합체)」를 의미하는 경우, 즉, 표면에 형성된 소정의 층이나 막 등을 포함해서 웨이퍼라 칭하는 경우가 있다. 또한, 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 용어를 사용한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)」을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 위에 형성된 소정의 층이나 막 등의 표면, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면」을 의미하는 경우가 있다.
따라서, 본 명세서에서 「웨이퍼에 대하여 소정의 가스를 공급한다」라고 기재한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면)에 대하여 소정의 가스를 직접 공급한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 위에 형성되어 있는 층이나 막 등에 대하여, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면에 대하여 소정의 가스를 공급한다」는 것을 의미하는 경우가 있다. 또한, 본 명세서에서 「웨이퍼 위에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」라고 기재한 경우에는, 「웨이퍼 그 자체의 표면(노출면) 위에 소정의 층(또는 막)을 직접 형성한다」는 것을 의미하는 경우나, 「웨이퍼 위에 형성되어 있는 층이나 막 등의 위, 즉, 적층체로서의 웨이퍼의 최표면 위에 소정의 층(또는 막)을 형성한다」는 것을 의미하는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 「기판」이라는 용어를 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 용어를 사용한 경우와 마찬가지이며, 그 경우, 상기 설명에 있어서, 「웨이퍼」를 「기판」으로 바꾸어서 생각하면 된다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 보유 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은 O링(220b)을 통해서 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)이 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)에서 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다. 진공 펌프(246)는, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안에는 항상 작동시킨 상태를 유지한다.
또한, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 성막 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에 대한 통전 상태가 피드백 제어된다. 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)를 성막 온도로 가열함으로써, 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면이나 내부, 보트(217)의 표면 등은 성막 온도로 가열된다. 히터(207)에 의한 처리실(201) 내의 가열은, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안에는 계속해서 행하여진다.
또한, 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 회전 기구(267)에 의한 보트(217) 및 웨이퍼(200)의 회전은, 적어도, 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안에는 계속해서 행하여진다.
(SiOCN막 형성 공정)
계속해서, 후술하는 표면 개질 스텝을 행하고, 그 후, 다음의 4개의 스텝, 즉, 스텝 1 내지 4를 순차 실행한다.
[표면 개질 스텝]
(NH3 가스 공급)
이 스텝에서는, 가스 공급관(232b) 내에 NH3 가스를 흘리도록 하고, 밸브(243b)를 개방한다. NH3 가스는, MFC(241b)에 의해 유량 조정되어, 성막 온도로 가열된 노즐(249b)로부터 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 열로 활성화된 NH3 가스가 공급되게 된다. 이때 동시에 밸브(243f)를 개방하고, 가스 공급관(232f) 내에 N2 가스를 흘린다. 가스 공급관(232f) 내를 흐른 N2 가스는, NH3 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되어, 배기관(231)으로부터 배기된다.
또한, 노즐(249a) 내로의 NH3 가스의 침입을 방지하기 위해서, 밸브(243e)를 개방하고, 가스 공급관(232e) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는, 가스 공급관(232a), 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다.
이때, APC 밸브(244)를 적정하게 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들어 1 내지 6000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(241b)로 제어하는 NH3 가스의 공급 유량은, 예를 들어 100 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(241e, 241f)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 각각 예를 들어 100 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 처리실(201) 내에서의 NH3 가스의 분압은, 예를 들어 0.01 내지 5941Pa의 범위 내의 압력으로 한다. NH3 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉, 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 600초의 범위 내의 시간으로 한다. 히터(207)의 온도는, 웨이퍼(200)의 온도가 예를 들어 250 내지 700℃, 바람직하게는 300 내지 650℃, 보다 바람직하게는 350 내지 600℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다. NH3 가스는, 상기와 같은 조건 하에서 열적으로 활성화된다. NH3 가스를 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 발생시킬 수 있어, 후술하는 표면 개질을 소프트하게 행할 수 있다.
웨이퍼(200)의 최표면(SiOCN막을 형성할 때의 하지면)에 대하여 활성화된 NH3 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200)의 최표면이 개질된다. 이때, 웨이퍼(200)의 최표면이 질화되거나, 웨이퍼(200)의 최표면에 NH3이 흡착되거나, 이들 양쪽이 발생하게 된다. 표면 개질 후의 웨이퍼(200)의 최표면은, 후술하는 스텝 1에서 HCDS가 흡착되기 쉽고, Si가 퇴적하기 쉬운 표면 상태가 된다. 즉, 표면 개질 스텝에서 사용하는 NH3 가스는, HCDS나 Si의 웨이퍼(200)의 최표면에 대한 흡착이나 퇴적을 촉진시키는 흡착 및 퇴적 촉진 가스로서 작용하게 된다.
(잔류 가스 제거)
표면 개질이 완료된 후, 밸브(243b)를 폐쇄하고, NH3 가스의 공급을 정지한다. 이때, APC 밸브(244)는 개방한 채로 해서, 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 표면 개질에 기여한 후의 NH3 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 밸브(243e, 243f)는 개방한 채로 해서, N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 높일 수 있다.
이때, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스를 완전히 배제하지 않아도 되고, 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않아도 된다. 처리실(201) 내에 잔류하는 가스가 미량이면, 그 후에 행하여지는 스텝 1에서 악영향이 발생하지 않는다. 처리실(201) 내에 공급하는 N2 가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예를 들어 반응관(203)(처리실(201))의 용적과 동일 정도의 양의 N2 가스를 공급함으로써, 스텝 1에서 악영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지를 행할 수 있다. 이와 같이, 처리실(201) 내를 완전히 퍼지하지 않음으로써, 퍼지 시간을 단축하고, 스루풋을 향상시킬 수 있다. N2 가스의 소비를 필요 최소한으로 억제하는 것도 가능하게 된다.
질소 함유 가스로서는, NH3 가스 외에, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스나, 이들 화합물을 포함하는 가스 등을 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
[스텝 1]
(HCDS 가스 공급)
표면 개질 스텝이 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스를 공급한다.
이 스텝에서는, 밸브(243a, 243e, 243f)의 개폐 제어를, 표면 개질 스텝에서의 밸브(243b, 243e, 243f)의 개폐 제어와 마찬가지의 수순으로 행한다. HCDS 가스는, 가스 공급관(232a), 성막 온도로 가열된 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. MFC(241a)로 제어하는 HCDS 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1 내지 2000sccm, 바람직하게는 10 내지 1000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 처리실(201) 내의 압력은, 예를 들어 1 내지 4000Pa, 바람직하게는 67 내지 2666Pa, 보다 바람직하게는 133 내지 1333Pa의 범위 내의 압력으로 한다. HCDS 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉, 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 120초, 바람직하게는 1 내지 60초의 범위 내의 시간으로 한다. 히터(207)의 온도는, 표면 개질 스텝과 마찬가지로, 웨이퍼(200)의 온도가, 예를 들어 250 내지 700℃, 바람직하게는 300 내지 650℃, 보다 바람직하게는 350 내지 600℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다.
웨이퍼(200)의 온도가 250℃ 미만이 되면, 웨이퍼(200) 위에 HCDS가 화학 흡착되기 어려워져, 실용적인 성막 속도가 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 웨이퍼(200)의 온도를 250℃ 이상으로 함으로써 이것을 해소하는 것이 가능하게 된다. 웨이퍼(200)의 온도를 300℃ 이상, 나아가 350℃ 이상으로 함으로써 웨이퍼(200) 위에 HCDS를 보다 충분히 흡착시키는 것이 가능하게 되어, 보다 충분한 성막 속도가 얻어지게 된다.
웨이퍼(200)의 온도가 700℃를 초과하면, CVD 반응이 너무 강해짐(과잉 기상 반응이 발생함)으로써, 막 두께 균일성이 악화되기 쉬워져, 그 제어가 곤란해져버린다. 웨이퍼(200)의 온도를 700℃ 이하로 함으로써, 적정한 기상 반응을 발생시킬 수 있음으로써, 막 두께 균일성의 악화를 억제할 수 있고, 그 제어가 가능하게 된다. 특히, 웨이퍼(200)의 온도를 650℃ 이하, 나아가 600℃ 이하로 함으로써, 기상 반응보다도 표면 반응이 우세해져, 막 두께 균일성을 확보하기 쉬워지고, 그 제어가 용이하게 된다.
따라서, 웨이퍼(200)의 온도는 250 내지 700℃, 바람직하게는 300 내지 650℃, 보다 바람직하게는 350 내지 600℃의 범위 내의 온도로 하는 것이 좋다.
기타 처리 조건은, 예를 들어 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 조건으로 한다.
상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 HCDS 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200)의 최표면 위에, 제1층으로서, 예를 들어 1 원자층 미만 내지 수 원자층 정도의 두께의 Cl을 포함하는 Si 함유층이 형성된다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, Cl을 포함하는 Si층이어도 되고, HCDS의 흡착층이어도 되고, 그 양쪽을 포함하고 있어도 된다. HCDS의 흡착층은, HCDS의 물리 흡착층이어도 되고, HCDS의 화학 흡착층이어도 되고, 그 양쪽을 포함하고 있어도 된다.
여기서, 1 원자층 미만의 두께의 층이란 불연속으로 형성되는 원자층을 의미하고 있고, 1 원자층의 두께의 층이란 연속적으로 형성되는 원자층을 의미하고 있다. 1 분자층 미만의 두께의 층이란 불연속으로 형성되는 분자층을 의미하고 있고, 1분자층의 두께의 층이란 연속적으로 형성되는 분자층을 의미하고 있다. Cl을 포함하는 Si 함유층은, Cl을 포함하는 Si층과 HCDS의 흡착층의 양쪽을 포함할 수 있다. 단, 상술한 바와 같이, Cl을 포함하는 Si 함유층에 대해서는 「1 원자층」, 「수 원자층」 등의 표현을 사용해서 나타내는 것으로 한다.
HCDS 가스가 자기 분해(열분해)하는 조건 하, 즉, HCDS 가스의 열분해 반응이 발생하는 조건 하에서는, 웨이퍼(200) 위에 Si가 퇴적됨으로써 Cl을 포함하는 Si층이 형성된다. HCDS 가스가 자기 분해(열분해)하지 않는 조건 하, 즉, HCDS 가스의 열분해 반응이 발생하지 않는 조건 하에서는, 웨이퍼(200) 위에 HCDS가 흡착됨으로써 HCDS의 흡착층이 형성된다. 웨이퍼(200) 위에 HCDS의 흡착층을 형성하는 것보다도, 웨이퍼(200) 위에 Cl을 포함하는 Si층을 형성하는 것이, 성막 레이트를 높게 할 수 있는 점에서는 바람직하다.
제1층의 두께가 수 원자층을 초과하면, 후술하는 스텝 3, 4에서의 개질의 작용이 제1층의 전체에 미치지 않게 된다. 또한, 제1층의 두께의 최소값은 1 원자층 미만이다. 따라서, 제1층의 두께는 1 원자층 미만 내지 수 원자층 정도로 하는 것이 바람직하다. 제1층의 두께를 1 원자층 이하, 즉, 1 원자층 또는 1 원자층 미만으로 함으로써, 후술하는 스텝 3, 4에서의 개질 반응의 작용을 상대적으로 높일 수 있어, 스텝 3, 4에서의 개질 반응에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 스텝 1에서의 제1층의 형성에 필요로 하는 시간을 단축할 수도 있다. 결과적으로, 1 사이클당의 처리 시간을 단축할 수 있어, 총 처리 시간을 단축하는 것도 가능하게 된다. 즉, 성막 레이트를 높게 하는 것도 가능하게 된다. 또한, 제1층의 두께를 1 원자층 이하로 함으로써, 막 두께 균일성의 제어성을 높이는 것도 가능하게 된다.
(잔류 가스 제거)
제1층이 형성된 후, 밸브(243a)를 폐쇄하고, HCDS 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 Cl을 포함하는 Si 함유층의 형성에 기여한 후의 HCDS 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 완전히 배제하지 않아도 되는 점은, 표면 개질 스텝과 마찬가지이다.
원료 가스로서는, HCDS 가스 외에, 예를 들어 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 테트라클로로실란, 즉 실리콘테트라클로라이드(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 트리실란(Si3H8, 약칭: TS) 가스, 디실란(Si2H6, 약칭: DS) 가스, 모노실란(SiH4, 약칭: MS) 가스 등의 무기 원료 가스나, 테트라키스디메틸아미노실란(Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS) 가스, 트리스디메틸아미노실란(Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS) 가스, 비스디에틸아미노실란(Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: 2DEAS) 가스, 비스터셜부틸아미노실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 가스 등의 유기 원료 가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
[스텝 2]
(C3H6 가스 공급)
스텝 1이 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 열로 활성화된 C3H6 가스를 공급한다.
이 스텝에서는, 밸브(243b, 243e, 243f)의 개폐 제어를, 표면 개질 스텝에서의 밸브(243b, 243e, 243f)의 개폐 제어와 마찬가지의 수순으로 행한다. C3H6 가스는, 가스 공급관(232b), 성막 온도로 가열된 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. MFC(241b)로 제어하는 C3H6 가스의 공급 유량은, 예를 들어 100 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 처리실(201) 내의 압력은, 예를 들어 1 내지 6000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 처리실(201) 내에서의 C3H6 가스의 분압은, 예를 들어 0.01 내지 5941Pa의 범위 내의 압력으로 한다. C3H6 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉, 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 200초, 바람직하게는 1 내지 120초, 보다 바람직하게는 1 내지 60초의 범위 내의 시간으로 한다. 기타 처리 조건은, 예를 들어 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 조건으로 한다. C3H6 가스는, 상기와 같은 조건 하에서 열적으로 활성화된다. C3H6 가스를 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 발생시킬 수 있어, 후술하는 탄소 함유층의 형성이 용이하게 된다.
이때, 처리실(201) 내로 흘리고 있는 가스는 열적으로 활성화된 C3H6 가스이며, 처리실(201) 내에는 HCDS 가스는 흘리지 않고 있다. 따라서, C3H6 가스는 기상 반응을 일으키지 않고, 활성화된 상태에서 웨이퍼(200)에 대하여 공급된다. 그 결과, 스텝 1에서 웨이퍼(200) 위에 형성된 제1층, 즉, Cl을 포함하는 Si 함유층의 위에 탄소 함유층(C 함유층)이 형성된다. C 함유층은, C층이어도 되고, C3H6의 흡착층이어도 되고, 그 양쪽을 포함하고 있어도 된다. C 함유층은, 1 분자층 미만 또는 1 원자층 미만의 두께의 층, 즉, 불연속인 층이 된다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 최표면 위에 Si 및 C를 포함하는 제2층이 형성되게 된다. 제2층은, Cl을 포함하는 Si 함유층과, C 함유층을 포함하는 층이 된다.
C 함유층은 불연속인 층으로 할 필요가 있다. C 함유층을 연속적인 층으로 한 경우, Cl을 포함하는 Si 함유층의 표면이 C 함유층에 의해 전체적으로 덮이게 된다. 이 경우, 제2층의 표면에 Si가 존재하지 않게 되고, 그 결과, 후술하는 스텝 3에서의 제2층의 산화 반응이나, 후술하는 스텝 4에서의 제3층의 질화 반응이 곤란해지는 경우가 있다. 상술한 바와 같은 처리 조건 하에서는, N이나 O는 Si와는 결합하지만, C와는 결합하기 어렵기 때문이다. 후술하는 스텝 3이나 스텝 4에서 원하는 산화 반응이나 질화 반응을 발생시키기 위해서는, C 함유층의 Cl을 포함하는 Si 함유층 위로의 흡착 상태를 불포화 상태로 하여, 제2층의 표면에 Si가 노출된 상태로 할 필요가 있다.
(잔류 가스 제거)
제2층이 형성된 후, 밸브(243b)를 폐쇄하고, C3H6 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 C 함유층의 형성에 기여한 후의 C3H6 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 완전히 배제하지 않아도 되는 점은, 표면 개질 스텝과 마찬가지이다.
탄소 함유 가스로서는, C3H6 가스 외에, 아세틸렌(C2H2) 가스나 에틸렌(C2H4) 가스 등의 탄화수소계의 가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
[스텝 3]
(O2가스 공급)
스텝 2가 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 열로 활성화된 O2 가스를 공급한다.
이 스텝에서는, 밸브(243b, 243e, 243f)의 개폐 제어를, 표면 개질 스텝에서의 밸브(243b, 243e, 243f)의 개폐 제어와 마찬가지의 수순으로 행한다. O2 가스는, 가스 공급관(232b), 성막 온도로 가열된 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. MFC(241b)로 제어하는 O2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 100 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 처리실(201) 내의 압력은, 예를 들어 1 내지 6000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 처리실(201) 내에서의 O2 가스의 분압은, 예를 들어 0.01 내지 5941Pa의 범위 내의 압력으로 한다. O2 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉, 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 120초, 바람직하게는 1 내지 60초의 범위 내의 시간으로 한다. 기타 처리 조건은, 예를 들어 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 조건으로 한다. O2 가스는, 상기와 같은 조건 하에서 열적으로 활성화된다. O2 가스를 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 발생시킬 수 있어, 후술하는 산화를 소프트하게 행할 수 있다.
이때, 처리실(201) 내에 흘리고 있는 가스는 열적으로 활성화된 O2 가스이며, 처리실(201) 내에는 HCDS 가스도 C3H6 가스도 흘리지 않고 있다. 따라서, O2 가스는 기상 반응을 일으키지 않고, 활성화된 상태에서 웨이퍼(200)에 대하여 공급된다. 웨이퍼(200)에 대하여 공급된 O2 가스는, 스텝 2에서 웨이퍼(200) 위에 형성된 Si 및 C를 포함하는 제2층(Cl을 포함하는 Si 함유층과, C 함유층을 포함하는 층)의 적어도 일부와 반응한다. 이에 의해 제2층은, 논 플라즈마로 열적으로 산화되어서, Si, O 및 C를 포함하는 제3층, 즉, 실리콘 산탄화층(SiOC층)으로 변화시킬 수 있다(개질된다). 또한, 제3층을 형성할 때, 제2층에 포함되어 있던 Cl 등의 불순물은, O2 가스에 의한 개질 반응의 과정에서, 적어도 Cl을 포함하는 가스 상태 물질을 구성하여, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 즉, 제2층 중의 Cl 등의 불순물은, 제2층 내로부터 뽑히거나 탈리하거나 함으로써, 제2층으로부터 분리된다. 이에 의해, 제3층은, 제2층에 비하여 Cl 등의 불순물이 적은 층이 된다.
이때, 제2층의 산화 반응은 포화시키지 않도록 한다. 예를 들어, 스텝 1에서 수 원자층의 두께의 Cl을 포함하는 Si 함유층을 형성하고, 스텝 2에서 1 원자층 미만의 두께의 C 함유층을 형성한 경우에는, 그 표면층(표면의 1 원자층)의 적어도 일부를 산화시킨다. 이 경우, 제2층의 전체를 산화시키지 않도록, 제2층의 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 산화를 행한다. 또한, 조건에 따라서는 제2층의 표면층에서부터 아래의 몇 층을 산화시킬 수도 있지만, 그 표면층만을 산화시키는 것이, 최종적으로 형성되는 SiOCN막의 조성비의 제어성을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
이때, 특히, O2 가스의 희석율을 높이거나(농도를 저하시키거나), O2 가스의 공급 시간을 단축하거나, O2 가스의 분압을 내리거나 하도록 상술한 처리 조건을 조정하도록 해도 된다. 이에 의해, 스텝 3에서의 산화력을 적절하게 저하시킬 수 있고, 제2층의 산화 반응을 불포화로 하는 것이 보다 용이하게 된다. 도 4의 성막 시퀀스는, 스텝 3에서 공급하는 N2 가스의 공급 유량을, 다른 스텝에서 공급하는 N2 가스의 공급 유량보다도 크게 함으로써, O2 가스의 분압을 내리고, 산화력을 저하시키는 모습을 예시하고 있다.
스텝 3에서의 산화력을 저하시킴으로써, 산화 과정에서, 제2층 중으로부터 C가 탈리되는 것을 억제하기 쉬워진다. Si-C 결합보다도 Si-O 결합이 더 결합 에너지가 크기 때문에, Si-O 결합을 형성하면 Si-C 결합이 끊어져버리는 경향이 있다. 이에 반해, 스텝 3에서의 산화력을 적절하게 저하시킴으로써, 제2층 중에 Si-O 결합을 형성할 때, Si-C 결합이 끊어져버리는 것을 억제할 수 있어, Si와의 결합이 끊어진 C가 제2층으로부터 탈리되는 것을 억제하기 쉬워진다.
또한, 스텝 3에서의 산화력을 저하시킴으로써, 산화 처리 후의 제2층, 즉, 제3층의 최표면에 Si가 노출된 상태를 유지할 수 있다. 제3층의 최표면에 Si가 노출된 상태를 유지함으로써, 후술하는 스텝 4에서, 제3층의 최표면을 질화시키는 것이 용이하게 된다. 제3층의 최표면의 전체에 걸쳐 Si-O 결합이나 Si-C 결합이 형성되고, 그 최표면에 Si가 노출되지 않은 상태에서는, 후술하는 스텝 4의 조건 하에서는 Si-N 결합이 형성되기 어려운 경향이 있다. 그러나, 제3층의 최표면에 Si가 노출된 상태를 유지함으로써, 즉, 제3층의 최표면에, 후술하는 스텝 4의 조건 하에서 N과 결합할 수 있는 Si를 존재시켜서 둠으로써, Si-N 결합을 형성하는 것이 용이하게 된다.
(잔류 가스 제거)
제3층이 형성된 후, 밸브(243b)를 폐쇄하고, O2 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 제3층의 형성에 기여한 후의 O2 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 완전히 배제하지 않아도 되는 점은, 표면 개질 스텝과 마찬가지이다.
산화 가스로서는, O2 가스 외에, 수증기(H2O), 일산화질소(NO) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스, 오존(O3) 가스, 수소(H2) 가스+O2 가스, H2 가스+O3 가스 등의 산소 함유 가스를 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
[스텝 4]
(NH3 가스 공급)
스텝 3이 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)에 대하여 열로 활성화된 NH3 가스를 공급한다.
이때의 처리 수순은, 상술한 표면 개질 스텝의 처리 수순과 마찬가지로 한다. NH3 가스를 웨이퍼(200)에 대하여 공급하는 시간, 즉, 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들어 1 내지 120초, 바람직하게는 1 내지 60초의 범위 내의 시간으로 한다. 기타 처리 조건은, 상술한 표면 개질 스텝의 처리 조건과 마찬가지로 한다. NH3 가스는, 상기와 같은 조건 하에서 열적으로 활성화된다. NH3 가스를 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 발생시킬 수 있어, 후술하는 질화를 소프트하게 행할 수 있다.
이때, 처리실(201) 내에 흘리고 있는 가스는 열적으로 활성화된 NH3 가스이며, 처리실(201) 내에는 HCDS 가스도 C3H6 가스도 O2 가스도 흘리지 않고 있다. 따라서, NH3 가스는 기상 반응을 일으키지 않고, 활성화된 상태에서 웨이퍼(200)에 대하여 공급된다. 웨이퍼(200)에 대하여 공급된 NH3 가스는, 스텝 3에서 웨이퍼(200) 위에 형성된 제3층(SiOC층)의 적어도 일부와 반응한다. 이에 의해 제3층은, 논 플라즈마로 열적으로 질화되어서, Si, O, C 및 N을 포함하는 제4층, 즉, 실리콘 산탄질화층(SiOCN층)으로 변화시킬 수 있다(개질된다). 또한, 제4층을 형성할 때, 제3층에 포함되어 있던 Cl 등의 불순물은, NH3 가스에 의한 개질 반응의 과정에서, 적어도 Cl을 포함하는 가스 상태 물질을 구성하여, 처리실(201) 내로부터 배출된다. 즉, 제3층 중의 Cl 등의 불순물은, 제3층 내로부터 뽑히거나 탈리되거나 함으로써, 제3층으로부터 분리된다. 이에 의해, 제4층은, 제3층에 비하여 Cl 등의 불순물이 적은 층이 된다.
또한, 웨이퍼(200)에 대하여 활성화된 NH3 가스를 공급함으로써, 제3층이 질화되는 과정에서, 제3층의 최표면이 개질된다. 질화의 과정에서 표면 개질 처리가 실시된 후의 제3층의 최표면, 즉, 제4층의 최표면은, 다음의 스텝 1에서 HCDS가 흡착되기 쉬워, Si가 퇴적되기 쉬운 표면 상태로 된다. 즉, 스텝 4에서 사용하는 NH3 가스는, HCDS나 Si의 제4층의 최표면(웨이퍼(200)의 최표면)에의 흡착이나 퇴적을 촉진시키는 흡착 및 퇴적 촉진 가스로서도 작용하게 된다.
이때, 제3층의 질화 반응은 포화시키지 않도록 한다. 예를 들어 스텝 1 내지 3에서 수 원자층의 두께의 제3층을 형성한 경우에는, 그 표면층(표면의 1 원자층)의 적어도 일부를 질화시킨다. 이 경우, 제3층의 전체를 질화시키지 않도록, 제3층의 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 질화를 행한다. 또한, 조건에 따라서는 제3층의 표면층에서부터 아래의 몇 층을 질화시킬 수도 있지만, 그 표면층만을 질화시키는 것이, 최종적으로 형성되는 SiOCN막의 조성비의 제어성을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
(잔류 가스 제거)
제4층이 형성된 후, 밸브(243b)를 폐쇄하고, NH3 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 표면 개질 스텝과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 또는 제4층의 형성에 기여한 후의 NH3 가스나 반응 부생성물을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 완전히 배제하지 않아도 되는 점은, 표면 개질 스텝과 마찬가지이다.
질화 가스로서는, NH3 가스 외에, N2H2 가스, N2H4 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스나, 이들 화합물을 포함하는 가스 등을 사용할 수 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
(소정 횟수 실시)
상술한 스텝 1 내지 4를 비동시로 행하는 사이클을 1회 이상(소정 횟수) 행함으로써, 웨이퍼(200) 위에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiOCN막을 형성할 수 있다. 상술한 사이클은, 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 즉, 1 사이클당 형성하는 SiOCN층의 두께를 원하는 막 두께보다도 작게 하여, 상술한 사이클을 원하는 막 두께가 될 때까지 복수회 반복하는 것이 바람직하다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
밸브(243e, 243f)를 개방하고, 가스 공급관(243e, 243f) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(201) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되고, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고, 처리가 끝난 웨이퍼(200)가, 보트(217)에 지지된 상태에서, 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부에 반출된다(보트 언로드). 처리가 끝난 웨이퍼(200)는, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
(3) 클리닝 처리
상술한 성막 처리를 행하면, 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면, 보트(217)의 표면 등에, SiOCN막 등의 박막을 포함하는 퇴적물이 누적된다. 즉, 이 박막을 포함하는 퇴적물이, 성막 온도로 가열된 처리실(201) 내의 부재의 표면 등에 부착되어 누적된다. 또한, 성막 온도로 가열된 노즐(249a, 249b)의 내부에도, 퇴적물이 부착되어 누적된다. 이들 퇴적물의 양(두께)이, 퇴적물에 박리나 낙하가 발생하기 전의 소정의 양(두께)에 달하기 전에, 클리닝 처리가 행하여진다.
클리닝 처리는,
제1 클리닝 온도로 가열된 처리실(201) 내에, 제1 클리닝 온도로 가열된 노즐(249a)로부터 클리닝 가스로서 불소계 가스를 공급함과 함께 제1 클리닝 온도로 가열된 노즐(249b)로부터 클리닝 가스로서 반응 촉진 가스를 공급함으로써, 처리실(201) 내의 부재의 표면에 퇴적된 SiOCN막을 포함하는 퇴적물을 열화학 반응에 의해 제거하는 제1 클리닝 처리와,
처리실(201) 내의 온도를 제1 클리닝 온도보다도 높은 제2 클리닝 온도로 변경하는 승온 처리와,
제2 클리닝 온도로 가열된 처리실(201) 내에, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249a)로부터 불소계 가스를 공급함으로써, 퇴적물 제거 후에 처리실(201) 내의 부재의 표면에 잔류한 물질을 열화학 반응에 의해 제거함과 함께, 노즐(249a) 내에 부착된 퇴적물을 열화학 반응에 의해 제거하는 제2 클리닝 처리와,
제2 클리닝 온도로 가열된 처리실(201) 내에, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249b)로부터 불소계 가스를 공급함으로써, 퇴적물 제거 후에 처리실(201) 내의 부재의 표면에 잔류한 물질을 열화학 반응에 의해 제거함과 함께, 노즐(249b) 내에 부착된 퇴적물을 열화학 반응에 의해 제거하는 제3 클리닝 처리
를 실시함으로써 행하여진다.
또한, 제1 내지 제3 클리닝 처리에서는, 각각,
처리실(201) 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관(231)을 통해서 처리실(201) 내의 클리닝 가스를 배기함으로써, 처리실(201) 내를 클리닝하는 제1 공정으로서의 스텝 A1 내지 A3과,
배기관(231) 내로의 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 배기관(231)을 냉각하는 제2 공정으로서의 스텝 B1 내지 B3
을 교대로 반복한다.
또한, 제1 클리닝 처리에서 행하는 스텝 A1에서는, 처리실(201) 내에 클리닝 가스를 공급하는 서브 스텝 a1과, 처리실(201) 내로의 클리닝 가스의 공급을 정지한 상태에서 배기관(231)을 통해서 처리실(201) 내의 클리닝 가스를 배기하는 서브 스텝 a2를 1 사이클로 해서 이 사이클을 반복한다. 즉, 처리실(201) 내로의 클리닝 가스의 공급을 간헐적으로 복수회 행한다.
또한, 제2, 제3 클리닝 처리에서 행하는 스텝 A2, A3에서는, 처리실(201) 내로의 클리닝 가스의 공급을 연속적으로 행한다.
이하, 불소계 가스로서 F2 가스를, 반응 촉진 가스로서 HF 가스를, 불활성 가스로서 N2 가스를 사용하는 클리닝 처리의 일례를, 도 5, 도 6을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다. 또한, 도 5에서, 「Etching」은, 후술하는 퇴적물의 제거 처리를 나타내고 있고, 「Treatment」는, 후술하는 트리트먼트 처리를 나타내고 있다. 또한, 도 6에서, 「A1」 「A2」 「A3」은 처리실(201) 내를 클리닝하는 스텝 A1 내지 A3을 각각 나타내고 있고, 「B1」 「B2」 「B3」은 배기관(231)을 냉각하는 스텝 B1 내지 B3을 각각 나타내고 있다.
(보트 로드)
빈 보트(217), 즉, 웨이퍼(200)를 장전하지 않은 보트(217)가, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은, O링(220b)을 통해서 매니폴드(209)의 하단을 시일한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(201) 내가 제1 클리닝 압력이 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 또한, 처리실(201) 내가 제1 클리닝 온도가 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 처리실(201) 내를 제1 클리닝 온도로 가열함으로써, 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면이나 내부(내벽), 보트(217)의 표면 등은, 제1 클리닝 온도로 가열된다. 처리실(201) 내의 온도가 제1 클리닝 온도에 도달하면, 후술하는 제1 클리닝 처리가 완료될 때까지의 동안은, 그 온도가 유지되도록 제어한다. 계속해서, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전을 개시한다. 보트(217)의 회전은, 후술하는 제3 클리닝 처리가 완료될 때까지의 동안은, 계속해서 행하여진다. 단, 보트(217)는 회전시키지 않아도 된다.
(제1 클리닝 처리)
그 후, 다음의 2개의 스텝, 즉, 스텝 A1, B1을 순차 실행한다.
[스텝 A1]
이 스텝에서는, 다음의 2개의 서브 스텝, 즉, 서브 스텝 a1, a2를 순차 행한다.
서브 스텝 a1에서는, 처리실(201) 내의 온도, 압력이, 제1 클리닝 온도, 제1 클리닝 압력으로 유지된 상태에서, 처리실(201) 내에, 제1 클리닝 온도로 가열된 노즐(249a)로부터 F2 가스를 공급함과 함께, 제1 클리닝 온도로 가열된 노즐(249b)로부터 HF 가스를 공급한다.
이때, 서브 스텝 a1에서는, 밸브(243c, 243d)를 개방하고, 가스 공급관(232c)으로부터 F2 가스를, 가스 공급관(232d)으로부터 HF 가스를 흘리도록 한다. 또한, 이때, 가스 공급관(232e, 232f)으로부터 N2 가스를 흘려서, F2 가스 및 HF 가스를 가스 공급관(232a, 232b) 내에서 각각 희석하도록 해도 된다. N2 가스의 공급 유량을 제어함으로써, 처리실(201) 내에 공급하는 F2 가스 및 HF 가스의 농도를 각각 제어할 수 있다.
이에 의해, 처리실(201) 내에는, 클리닝 가스로서, F2 가스에 HF 가스가 첨가되어서 이루어지는 혼합 가스가 공급되게 된다.
혼합 가스는, 처리실(201) 내를 통과해서 배기관(231)으로부터 배기될 때, 처리실(201) 내의 부재, 예를 들어 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면, 보트(217)의 표면 등에 접촉한다. 이때, 열화학 반응에 의해, 처리실(201) 내의 부재에 부착되어 있던 퇴적물이 제거된다. 즉, 혼합 가스와 퇴적물의 에칭 반응에 의해 퇴적물이 제거된다. 또한, HF 가스는, F2 가스에 의한 에칭 반응을 촉진시키도록 작용하는 점에서, 에칭 레이트를 증대시켜, 클리닝 작용을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 이에 의해, 처리실(201) 내의 온도 등의 처리 조건을, 저온측의 조건으로 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 서브 스텝 a1에서는, F2 가스의 공급과 HF 가스의 공급을, 서로 별개인 노즐(249a, 249b)을 사용해서 행하도록 하고 있다. 노즐(249a) 내에는 HF 가스는 공급되지 않고, F2 가스, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스밖에 존재하지 않으므로, 상술한 처리 조건 하에서는, 노즐(249a) 내에서는 상술한 열화학 반응은 발생하기 어렵다. 단, F2 가스 단체로도 에칭 반응을 발생시키는 것은 가능하다. 그러나, 제1 클리닝 온도 하에서는, F2 가스를 단독으로 사용해도 에칭 반응은 약간만 발생할 뿐, 상술한 에칭 반응에 비해 매우 적은 반응이 된다. 또한, 노즐(249b) 내에는, F2 가스는 공급되지 않고, HF 가스, 또는, N2 가스로 희석된 HF 가스밖에 존재하지 않으므로, 상술한 처리 조건 하에서는, 노즐(249b) 내에서는 상술한 열화학 반응은 발생하기 어렵다.
미리 설정된 가스 공급 시간이 경과하면, 밸브(243c, 243d)를 폐쇄해서 서브 스텝 a1을 종료하고, 서브 스텝 a2를 개시한다. 서브 스텝 a2에서는, 처리실(201) 내로의 F2 가스 및 HF 가스의 공급, 즉, 처리실(201) 내로의 클리닝 가스의 공급을 정지한 상태에서, APC 밸브(244)가 개방된 상태를 유지하여, 배기관(231)을 통해서 처리실(201) 내의 클리닝 가스 등을 배기한다. 이때, 가스 공급관(232e, 232f)을 개방하여, 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급하도록 해도 된다. 서브 스텝 a2의 실시 시간은, 처리실(201) 내의 압력을 변동시키는데 필요한 시간으로 한다. 예를 들어, 서브 스텝 a2의 실시 시간은, 처리실(201) 내로부터의 클리닝 가스의 배출을 완료시키는데 필요한 시간, 또는, 그것보다도 짧은 시간으로 한다. 서브 스텝 a2의 실시 시간을 이렇게 설정한 경우, 서브 스텝 a2를 실시하고 있는 동안에, 배기관(231)의 내부에는 클리닝 가스가 항상 유통하고 있는 상태가 된다.
또한, 서브 스텝 a2에서는, APC 밸브(244)의 개방도를, 서브 스텝 a1에서의 APC 밸브(244)의 개방도보다도 큰 개방도, 예를 들어 완전 개방(풀 오픈)으로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 서브 스텝 a2의 개시 직후에, 처리실(201) 내로부터 배기관(231) 내에 다량의 클리닝 가스를 한꺼번에 유통시켜, 처리실(201) 내의 압력을 급속하게 저하시키는 것이 가능하게 된다.
그 후, 서브 스텝 a1, a2를 교대로 반복한다. 서브 스텝 a1에서는, 처리실(201) 내의 압력을 비교적 높은 압력으로 하여, 처리실(201) 내에 클리닝 가스를 봉입한 상태를 만들어 낼 수 있다. 이에 의해, 클리닝 가스를 처리실(201) 내의 전역에 널리 퍼지게 하는 것이 용이하게 되고, 또한 클리닝 가스에 의한 열화학 반응의 효율을 높이는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 처리실(201) 내의 전역에 걸쳐 효율적으로 클리닝을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 서브 스텝 a1, a2를 교대로 반복함으로써, 처리실(201) 내로의 클리닝 가스의 공급이 간헐적으로 행하여지게 되어, 처리실(201) 내의 압력을 반복해서 변동시키는 것이 가능하게 된다. 처리실(201) 내의 압력을 이렇게 변동시킴으로써, 처리실(201) 내의 퇴적물에 대하여 압력의 변동에 수반하는 충격을 부여할 수 있게 된다. 그 결과, 퇴적물에 크랙이나 박리 등을 발생시키면서 퇴적물을 에칭할 수 있게 되어, 처리실(201) 내로부터의 퇴적물의 제거 효율을 높이는 것이 가능하게 된다.
[스텝 B1]
그런데, 앞서 설명한 SiOCN막의 성막 처리를 행하면, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내를 유통하는 HCDS 가스에 포함되는 Cl과, 처리실(201) 내나 배기관(231) 내를 유통하는 NH3 가스 등에 포함되는 N이나 H가 반응하여, 배기관(231)의 내벽 등의 저온부에 염화암모늄(NH4Cl) 등을 포함하는 반응 부생성물이 부착되게 된다. 특히, 원료 가스로서, HCDS 가스와 같은 1 분자 중에 포함되는 Cl의 수가 많은 가스를 사용하는 경우, MCS 가스나 DCS 가스와 같은 1 분자 중에 포함되는 Cl의 수가 적은 가스를 사용하는 경우와 비교하여, NH4Cl 등의 반응 부생성물이 생성되기 쉬워져, 반응 부생성물의 부착량이 증가하기 쉬워진다. 또한, 배기관(231)이, 예를 들어 주름 상자 형상의 벨로즈 관과 같이 내벽에 요철 구조를 갖는 관으로서 구성되어 있는 경우에도, 반응 부생성물의 부착량이 증가하기 쉬워진다.
상술한 스텝 A1을 행하면, 처리실(201) 내에 공급된 클리닝 가스(F2 가스에 HF가 첨가되어 이루어지는 혼합 가스)가 배기관(231)의 내부에 집중해서 유입되어, 배기관(231)의 내부에는 고농도의 클리닝 가스가 유통하게 된다. 배기관(231)의 내부에 반응 부생성물이 부착된 상태에서 스텝 A1을 행하면, 배기관(231)의 내부를 유통하는 클리닝 가스와, 배기관(231) 내에 부착되어 있는 반응 부생성물이 반응하게 된다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 이 반응에서 발생하는 반응열에 의해, 배기관(231)의 온도가 상승하게 된다. 특히, 서브 스텝 a2에서의 APC 밸브(244)의 개방도를, 서브 스텝 a1에서의 APC 밸브(244)의 개방도보다도 큰 개방도로 하는 경우, 서브 스텝 a2의 개시 직후에, 처리실(201) 내로부터 배기관(231) 내에 다량의 클리닝 가스가 한꺼번에 유입되므로, 배기관(231)의 온도가 상승되기 쉬워진다. 배기관(231)의 온도가 예를 들어 200℃ 초과한 온도까지 상승하면, 배기관(231)이 가령 하스텔로이(등록 상표) 등의 내열성, 내식성이 우수한 합금에 의해 구성되어 있었다고 해도, 배기관(231)이 부식되어, 대미지를 받아버리는 경우가 있다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 온도 센서(231a)에 의해 측정되는 배기관(231)의 온도가 소정의 역치(제1 온도 )까지 상승하면, 스텝 A1의 실시를 정지한다. 이에 의해, 배기관(231)의 내부로의 클리닝 가스의 유통이 실질적으로 정지되게 된다. 또한, 스텝 A1의 실시를 정지한 후에도, 처리실(201) 내에 잔류하고 있던 클리닝 가스가 배기관(231) 내를 일시적으로 흐르는 경우도 있다. 단, 배기관(231) 내를 일시적으로 흐르는 클리닝 가스의 양은, 배기관(231) 내에 부착된 반응 부생성물과 반응하지 않는 양이거나, 반응했을 경우라도 배기관(231)의 온도를 상승시킬 정도의 반응열을 발생시키지 않는 양인 경우도 있다. 본 명세서에서는, 이러한 경우에 대해서도, 「배기관(231)의 내부로의 클리닝 가스의 유통이 실질적으로 정지된 상태」에 포함해서 생각하는 것으로 한다.
제1 온도는, 예를 들어 배기관(231)에 부식이 발생하는 온도(이하, 임계 온도라고도 칭함) 미만의 온도로 한다. 제1 온도는, 배기관(231)의 재료, 구조, 열용량, 방열 효율이나, 클리닝 가스의 종류, 유량, 처리 온도 등의 여러 조건에 따라서 적절히 결정되지만, 상술한 임계 온도가 200℃인 경우, 예를 들어 120℃ 내지 180℃의 범위 내의 온도로 할 수 있다.
그 후, 배기관(231) 내로의 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 소정 시간 유지함으로써, 배기관(231)을 냉각한다(자연 냉각). 배기관(231)의 냉각은, 적어도 온도 센서(231a)에 의해 측정되는 배기관(231)의 온도가 제1 온도보다도 낮은 소정의 역치(제2 온도)에 도달할 때까지 계속해서 행한다.
제2 온도는, 예를 들어 제1 온도의 1/2 이하의 온도로 할 수 있다. 제2 온도는, 배기관(231)의 재료, 구조, 열용량, 방열 효율이나, 클리닝 가스의 종류, 유량, 처리 온도 등의 여러 조건에 따라서 적절히 결정되지만, 상술한 임계 온도가 200℃인 경우, 예를 들어 60℃ 내지 90℃의 범위 내의 온도로 할 수 있다. 또한, 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지하는 시간, 즉, 스텝 B1의 실시 시간은, 예를 들어 서브 스텝 a1, a2를 포함하는 사이클을 1회 행하는데 필요로 하는 시간보다도 길게 할 수 있고, 나아가, 스텝 A1의 실시 시간보다도 긴 시간으로 할 수 있다.
또한, 스텝 B1에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브(243e, 243f)를 개방하고, 배기관(231) 내에 N2 가스를 흘리도록 해도 된다. 이 경우, N2 가스는 냉각 가스(냉각 매체)로서 작용하여, 배기관(231)의 냉각을 촉진시키는 것이 가능하게 된다. 이때, 배기관(231) 내에 직접 N2 가스를 공급하도록 해도 된다. 이 경우, 예를 들어 배기관(231)의 상류측에 N2 가스를 공급하는 포트를 설치하고, 이 포트에 N2 가스를 공급하는 공급관을 접속하고, 이 공급관, 포트를 통해서 배기관(231) 내에 N2 가스를 공급하도록 해도 된다. 고온의 처리실(201)을 통하지 않고 배기관(231) 내에 직접 N2 가스를 공급함으로써, 배기관(231)의 냉각을 더 촉진시키는 것이 가능하게 된다. 이들에 의해, 스텝 B1의 실시 시간을 단축시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 스텝 B1에서는, 밸브(243e, 243f)를 폐쇄한 채로 두어, 배기관(231) 내에 N2 가스를 흘리지 않도록 해도 된다.
[소정 횟수 실시]
그 후, 스텝 A1과 스텝 B1을 교대로 소정 횟수 반복해서, 제1 클리닝 처리를 진행시킨다. 스텝 A1, B1을 교대로 반복함으로써, 배기관(231)의 온도를 임계 온도 미만의 온도로 유지한 채, 상술한 퇴적물의 제거 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
(승온 처리)
제1 클리닝 처리가 종료되면, 처리실(201) 내가 제2 클리닝 압력이 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 또한, 처리실(201) 내가 제2 클리닝 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 처리실(201) 내를 제2 클리닝 온도로 가열함으로써, 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면이나 내부(내벽), 보트(217)의 표면 등은, 제2 클리닝 온도로 가열된다. 처리실(201) 내의 압력, 온도가, 제2 클리닝 압력, 제2 클리닝 온도에 도달하면, 후술하는 제2, 제3 클리닝 처리가 완료될 때까지의 동안은, 그 압력, 온도가 유지되도록 제어한다.
제2 클리닝 온도는, 제1 클리닝 온도보다도 높은 온도로 한다. 즉, 제1 클리닝 처리로부터 제2 클리닝 처리로 이행할 때, 처리실(201) 내의 온도를 제1 클리닝 온도보다도 높은 온도로 변경한다.
이 스텝에서는, 밸브(243c 내지 243f)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내로의 F2 가스, HF 가스, N2 가스의 공급을 정지하도록 해도 되고, 또한 밸브(243c 내지 243f) 중 적어도 어느 하나를 개방하여, 처리실(201) 내에 F2 가스, HF 가스, N2 가스 중 적어도 어느 하나의 가스의 공급을 계속하도록 해도 된다. 밸브(243a, 243b)에 대해서는, 제1, 제2 클리닝 처리와 마찬가지로, 폐쇄한 상태를 유지하게 된다.
(제2 클리닝 처리)
승온 처리가 종료되면, 다음의 2개의 스텝, 즉, 스텝 A2, B2를 순차 실행한다.
[스텝 A2]
이 스텝에서는, 처리실(201) 내의 온도, 압력이, 제2 클리닝 온도, 제2 클리닝 압력으로 유지된 상태에서, 처리실(201) 내에, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249a)로부터 F2 가스를 연속적으로 공급한다. 이때, 밸브(243c)를 개방하여, 가스 공급관(232c)으로부터 F2 가스를 흘리도록 한다. 또한, 이때, 밸브(243e)를 개방하고, 가스 공급관(232e)으로부터 N2 가스를 흘리고, 가스 공급관(232a) 내에서 F2 가스를 희석하도록 해도 된다.
이때, 밸브(243f)를 개방하여, 노즐(249b)로부터 HF 가스를 공급하지 않고, N2 가스를 공급한다. 즉, 이 스텝에서는, 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 클리닝 가스로서, F2 가스, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스를 처리실(201) 내에 단독으로 공급한다. 이때, 노즐(249b)로부터 N2 가스를 공급하지 않도록 해도 되지만, 노즐(249b)로부터 N2 가스를 공급함으로써, 노즐(249b) 내로의 F2 가스의 침입을 억제할 수 있다.
제2 클리닝 온도로 가열된 처리실(201) 내에 F2 가스를, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스를 공급함으로써, 제1 클리닝 처리로 퇴적물을 제거한 후에 처리실(201) 내의 부재의 표면에 잔류한 물질이 열화학 반응에 의해 제거되고, 처리실(201) 내의 부재의 표면에 대하여 트리트먼트 처리가 실시된다.
예를 들어, 반응관(203)의 내벽, 노즐(249a, 249b)의 표면, 보트(217)의 표면 등의 석영 부재의 표면에 발생한 석영 크랙이 제거된다. 즉, 석영 부재의 표면에 발생한 석영 크랙이, 처리실(201) 내에 공급된 F2 가스에 의해 에칭되어 제거(소거)된다. 또한 예를 들어, 석영 크랙 등에 의해 발생하여, 처리실(201) 내의 부재의 표면에 부착되게 된 미소한 석영분(석영 파우더)이, 처리실(201) 내에 공급된 F2 가스에 의해 에칭되어 제거된다. 또한 예를 들어, SiOCN의 잔존 막 등의 부착물이, 처리실(201) 내에 공급된 F2 가스에 의해 에칭되어 제거된다.
이때, 퇴적물 제거 후의 처리실(201) 내의 석영 부재의 표면이, 약간 에칭되어서 평활화된다. 예를 들어, 퇴적물 제거 후의 반응관(203)의 내벽, 퇴적물 제거 후의 노즐(249a, 249b)의 표면, 퇴적물 제거 후의 보트(217)의 표면 등이, 약간 에칭되어서 평활화된다. 또한, 석영 부재의 표면의 에칭은, 적어도 석영 크랙 등이 제거될 정도의 약간의 에칭이면 되며, 과도한 에칭, 즉, 오버 에칭에 이르지 않게 할 필요가 있다. 후술하는 처리 조건으로 함으로써, 석영 부재의 표면의 오버 에칭을 피하고, 석영 부재의 표면의 에칭을 적정하게 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249a) 내에 F2 가스를, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스를 공급함으로써, 성막 처리를 행함으로써 노즐(249a) 내에 부착된 퇴적물이 열화학 반응에 의해 제거된다. 즉, 성막 처리를 행함으로써 노즐(249a)의 내벽에 부착된 퇴적물이, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249a) 내에 공급된 F2 가스에 의해 에칭되어, 노즐(249a) 내로부터 제거된다. 또한, 제2 클리닝 온도 하에서는, F2 가스를 단독으로 사용하는 경우에도 충분한 에칭 반응이 발생하게 된다.
또한, 이때, 노즐(249b) 내에는, F2 가스는 공급되지 않고, 또한 F2 가스는 침입하지 않으므로, 노즐(249b) 내에서는 상술한 열화학 반응, 즉, 퇴적물의 에칭 반응은 발생하지 않는다.
[스텝 B2]
상술한 스텝 A2를 행하면, 배기관(231)의 내부에 클리닝 가스(F2 가스)가 유통하게 된다. 배기관(231)의 내부에 반응 부생성물이 부착된 상태에서 스텝 A2를 행하면, 스텝 A1과 마찬가지로, 배기관(231)의 내부를 유통하는 클리닝 가스와, 배기관(231) 내에 부착되어 있는 반응 부생성물이 반응하여, 배기관(231)의 온도가 상승하게 된다.
따라서, 온도 센서(231a)에 의해 측정되는 배기관(231)의 온도가 소정의 온도(제1 온도)까지 상승하면, 밸브(243c)를 폐쇄하고, 스텝 A2의 실시를 정지한다. 그리고, 스텝 B1과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 배기관(231)을 냉각한다. 배기관(231)의 냉각은, 스텝 B1과 마찬가지로, 적어도 배기관(231)의 온도가 제1 온도보다도 낮은 제2 온도가 될 때까지 행한다.
[소정 횟수 실시]
그 후, 스텝 A2와 스텝 B2를 교대로 소정 횟수 반복해서, 제2 클리닝 처리를 진행시킨다. 스텝 A2, B2를 교대로 반복함으로써, 배기관(231)의 온도를 임계 온도 미만의 온도로 유지한 채, 상술한 트리트먼트 처리나 퇴적물의 제거 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
(제3 클리닝 처리)
제2 클리닝 처리가 종료되면, 다음의 2개의 스텝, 즉, 스텝 A3, B3을 순차 실행한다.
[스텝 A3]
이 스텝에서는, 처리실(201) 내의 온도, 압력이, 제2 클리닝 온도, 제2 클리닝 압력으로 유지된 상태에서, 처리실(201) 내에, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249b)로부터 F2 가스를 연속적으로 공급한다. 가스 공급관(232d)으로부터 F2 가스를 흘리도록 하고, 밸브(243d)를 개방한다. 또한, 이때, 밸브(243f)를 개방하고, 가스 공급관(232f)으로부터 N2 가스를 흘려서, 가스 공급관(232b) 내에서 F2 가스를 희석하도록 해도 된다.
이때, 밸브(243e)를 개방하여, 노즐(249a)로부터 HF 가스를 공급하지 않고, N2 가스를 공급한다. 즉, 이 스텝에서는, 제2 클리닝 처리와 마찬가지로, 클리닝 가스로서, F2 가스, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스를 처리실(201) 내에 단독으로 공급한다. 이때, 노즐(249a)로부터 N2 가스를 공급하지 않도록 해도 되지만, 노즐(249a)로부터 N2 가스를 공급함으로써, 노즐(249a) 내로의 F2 가스의 침입을 억제할 수 있다.
제2 클리닝 온도로 가열된 처리실(201) 내에 F2 가스를, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스를 공급함으로써, 처리실(201) 내의 부재의 표면에 대하여 상술한 트리트먼트 처리가 계속해서 실시된다.
또한, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249b) 내에 F2 가스를, 또는, N2 가스로 희석된 F2 가스를 공급함으로써, 성막 처리를 행함으로써 노즐(249b) 내에 부착된 퇴적물이 열화학 반응에 의해 제거된다. 즉, 성막 처리를 행함으로써 노즐(249b)의 내벽에 부착된 퇴적물이, 제2 클리닝 온도로 가열된 노즐(249b) 내에 공급된 F2 가스에 의해 에칭되어, 노즐(249b) 내로부터 제거된다.
또한, 이때, 노즐(249a) 내로는, F2 가스는 공급되지 않고, 또한 F2 가스는 침입하지 않으므로, 노즐(249a) 내에서는 상술한 열화학 반응, 즉, 노즐(249a)의 내벽의 에칭 반응은 발생하지 않는다.
[스텝 B3]
상술한 스텝 A3을 행하면, 배기관(231)의 내부에 클리닝 가스(F2 가스)가 유통하게 된다. 배기관(231)의 내부에 반응 부생성물이 부착된 상태에서 스텝 A3을 행하면, 스텝 A1, A2와 마찬가지로, 배기관(231)의 내부를 유통하는 클리닝 가스와, 배기관(231) 내에 부착되어 있는 반응 부생성물이 반응하여, 배기관(231)의 온도가 상승하게 된다.
따라서, 온도 센서(231a)에 의해 측정되는 배기관(231)의 온도가 소정의 온도(제1 온도)까지 상승하면, 밸브(243d)를 폐쇄하고, 스텝 A3의 실시를 정지한다. 그리고, 스텝 B1과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 배기관(231)을 냉각한다. 배기관(231)의 냉각은, 스텝 B1과 마찬가지로, 적어도 배기관(231)의 온도가 제1 온도보다도 낮은 제2 온도가 될 때까지 행한다.
[소정 횟수 실시]
그 후, 스텝 A3과 스텝 B3을 교대로 소정 횟수 반복하고, 제3 클리닝 처리를 진행시킨다. 스텝 A3, B3을 교대로 반복함으로써, 배기관(231)의 온도를 임계 온도 미만의 온도로 유지한 채, 상술한 트리트먼트 처리나 퇴적물의 제거 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
제3 클리닝 처리가 종료되면, 밸브(243d)를 폐쇄하고, 처리실(201) 내로의 F2 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 밸브(243e, 243f)를 개방하여, 가스 공급관(232e, 232f) 각각으로부터 처리실(201) 내에 N2 가스를 흘리고, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지된다. 이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브(243e, 243f)의 개폐 동작을 반복함으로써, 처리실(201) 내의 퍼지를 간헐적으로 행하도록 해도 된다(사이클 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 N2 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드)
보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되고, 매니폴드(209)의 하단이 개구된다. 그리고, 빈 보트(217)가, 매니폴드(209)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출된다(보트 언로드). 이들 일련의 공정이 종료되면, 상술한 성막 처리가 재개되게 된다.
(4) 클리닝 처리의 변형예
본 실시 형태에서의 클리닝 처리는, 상술한 형태에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 변형예와 같이 변경할 수 있다.
(변형예 1)
스텝 A1을 행할 때에, 처리실(201) 내로의 F2 가스, HF 가스의 공급을 간헐적으로 행하는 것이 아니라, 스텝 A2, A3과 마찬가지로, 연속적으로 행하도록 해도 된다. 즉, 스텝 A1에서는, 밸브(243c, 243d)를 개방한 채 유지하도록 해도 된다. 이 경우에도, 클리닝 가스와 반응 부생성물의 반응열에 의해 배기관(231)의 온도가 상승하는데, 스텝 B1을 상술한 타이밍에 행함으로써, 도 6에 나타내는 클리닝 시퀀스와 마찬가지로, 배기관(231)의 온도를 임계 온도 미만의 온도로 유지한 채, 상술한 퇴적물의 제거 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
(변형예 2)
스텝 A1을 행할 때, 처리실(201) 내로의 F2 가스, HF 가스의 공급을 연속적으로 행하면서, 또한 처리실(201) 내에 N2 가스를 간헐적으로 공급함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 변동시키도록 해도 된다. 즉, 스텝 A1에서는, 밸브(243c, 243d)를 개방한 채로 두고, 또한 이때, 밸브(243e, 243f) 중 적어도 어느 하나의 밸브의 개폐 동작을 반복하도록 해도 된다. 이 경우에도, 도 6에 나타내는 클리닝 시퀀스와 마찬가지로, 처리실(201) 내로부터의 퇴적물의 제거 효율을 높이는 것이 가능하게 된다.
(변형예 3)
스텝 A1을 행할 때, 처리실(201) 내로 F2 가스와 HF 가스를 공급해서 봉입하는 스텝과, 처리실(201) 내를 배기하는 스텝을 반복하도록 해도 된다. 예를 들어, 스텝 A1에서는, 밸브(243c, 243d)를 개방한 채 유지하도록 하고, 또한 이때, APC 밸브(244)의 개폐 동작을 반복하도록 해도 된다. 또한 예를 들어, 스텝 A1에서는, APC 밸브(244)를 폐쇄한 상태에서 밸브(243c, 243d)를 개방한 채 유지하는 동작과, 밸브(243c, 243d)를 폐쇄한 상태에서 APC 밸브(244)를 개방한 채 유지하는 동작을 반복하도록 해도 된다.
또한, 스텝 A1을 행할 때, 처리실(201) 내로 F2 가스와 HF 가스를 공급해서 봉입하는 스텝과, 처리실(201) 내에 F2 가스와 HF 가스를 봉입한 상태를 유지하는 스텝과, 처리실(201) 내를 배기하는 스텝을 반복하도록 해도 된다. 예를 들어, 스텝 A1에서는, APC 밸브(244)를 폐쇄한 상태에서 밸브(243c, 243d)를 개방한 채 유지하는 동작과, APC 밸브(244), 밸브(243c, 243d)를 폐쇄한 채 유지하는 동작과, 밸브(243c, 243d)를 폐쇄한 상태에서 APC 밸브(244)를 개방한 채 유지하는 동작을 반복하도록 해도 된다.
이러한 경우에도, 처리실(201) 내의 압력을 변동시킬 수 있어, 도 6에 나타내는 클리닝 시퀀스와 마찬가지로, 처리실(201) 내로부터의 퇴적물의 제거 효율을 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, 처리실(201) 내로 F2 가스와 HF 가스를 공급해서 봉입함으로써, F2 가스나 HF 가스가, 클리닝에 기여하지 않고 처리실(201) 내로부터 배출되어버리는 것을 피할 수 있게 된다. 또한, 이 봉입에 의해, 처리실(201) 내의 전역에 걸쳐, F2 가스 및 HF 가스를 널리 퍼지기 쉽게 할 수 있어, 처리실(201) 내의 전역에 걸쳐 클리닝을 행하는 것이 용이하게 된다. 그리고, 처리실(201) 내에서의 F2 가스 및 HF 가스의 체류 시간, 즉, 클리닝에 필요한 반응 시간을 확보할 수 있게 된다. 이들에 의해, 상술한 클리닝 작용을 처리실(201) 내의 전역에 걸쳐 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 클리닝에 기여하지 않은 채 처리실(201) 내로부터 배출되어버리는 클리닝 가스의 양을 삭감할 수 있어, 클리닝 가스의 이용 효율을 높이고, 클리닝 처리의 비용을 저감시키는 것도 가능하게 된다. 또한, 처리실(201) 내에 클리닝 가스를 봉입한 상태를 유지함으로써, 처리실(201) 내의 전역에 걸친 클리닝 작용을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1 클리닝 처리에서 APC 밸브(244)의 개폐 동작을 행할 때, APC 밸브(244)의 완전 폐쇄(풀 클로즈) 동작과, 완전 개방(풀 오픈) 동작을 교대로 반복하도록 제어해도 된다. 또한, 제1 클리닝 처리에서 APC 밸브(244)를 폐쇄할 때, APC 밸브(244)를 완전 폐쇄로 하지 않고, 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(일정한 압력)이 되게 그 개방도를 제어하도록 해도 된다. 또한, 제1 클리닝 처리에서 APC 밸브(244)를 개방할 때, APC 밸브(244)를 완전 개방으로 하지 않고, 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(일정한 압력)이 되게 그 개방도를 제어하도록 해도 된다. 또한, 이들의 제어를 적절히 조합해서 행하도록 해도 된다.
(변형예 4)
예를 들어, 노즐(249b) 내에 퇴적물이 부착되지 않는 경우, 또는, 노즐(249b) 내에 부착되는 퇴적물의 양이 적은 경우에는, 제2 클리닝 처리를 행한 후, 제3 클리닝 처리를 행하지 않아도 된다. 또한, 노즐(249b) 내에 부착되는 퇴적물의 양이 적은 경우에 제3 클리닝 처리를 행하는 경우에도, 제2 클리닝 처리보다도 짧은 시간만 클리닝 처리를 행하도록 해도 된다. 예를 들어 스텝 A3의 실시 시간을 스텝 A2의 실시 시간보다도 짧게 하도록 해도 되고, 제3 클리닝 처리 전체의 실시 시간을 제2 클리닝 처리 전체의 실시 시간보다도 짧게 하도록 해도 된다. 또한, 스텝 A3, B3의 반복 횟수를 스텝 A2, B2의 반복 횟수보다도 적게 하도록 해도 된다. 이들의 경우, 클리닝 처리의 총 소요 시간을 단축시켜, 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 노즐(249b) 내, 즉, 노즐(249b)의 내벽에의 에칭 대미지를 피하는 것도 가능하게 된다. 또한, 배기관(231)의 온도 상승을 방지하여, 배기관(231)의 부식을 보다 확실하게 피하는 것도 가능하게 된다.
(5) 클리닝 처리의 처리 조건
이하, 제1 내지 제3 클리닝 처리의 처리 조건에 대해서 각각 설명한다.
(제1 클리닝 처리의 처리 조건)
스텝 A1 중, 서브 스텝 a1에서의 처리 조건으로서는,
제1 클리닝 온도: 400℃ 미만, 바람직하게는 200℃ 내지 350℃,
제1 클리닝 압력: 1330Pa(10Torr) 내지 101300Pa(대기압), 바람직하게는 13300Pa(100Torr) 이상 53320Pa(400Torr),
F2 가스 공급 유량: 0.5 내지 20slm,
HF 가스 공급 유량: 0.5 내지 20slm,
N2 가스 공급 유량: 0.1 내지 20slm,
HF 가스/F2 가스 유량비: 0.25 내지 4,
실시 시간: 1분 내지 3분
이 예시된다.
스텝 A1 중, 서브 스텝 a2에서의 처리 조건으로서는,
제1 클리닝 온도: 400℃ 미만, 바람직하게는 200℃ 내지 350℃,
제1 클리닝 압력: 10Pa 내지 50Pa,
F2 가스 공급 유량: 0slm,
HF 가스 공급 유량: 0slm,
N2 가스 공급 유량: 1slm 내지 20slm,
실시 시간: 1분 내지 3분
이 예시된다.
스텝 B1에서의 처리 조건으로서는,
제1 클리닝 온도: 400℃ 미만, 바람직하게는 200℃ 내지 350℃,
제1 클리닝 압력: 10Pa 내지 50Pa,
F2 가스 공급 유량: 0slm,
HF 가스 공급 유량: 0slm,
N2 가스 공급 유량: 1slm 내지 20slm,
실시 시간: 10분 내지 60분
이 예시된다.
또한, 스텝 A1에서, 서브 스텝 a1, a2의 반복 횟수로서는, 2회 내지 20회가 예시된다. 또한, 스텝 A1, B1의 반복 횟수로서는, 2회 내지 5회가 예시된다.
각각의 처리 조건을, 각각의 범위 내의 임의의 값으로 설정함으로써, 배기관(231)의 온도를 적정하게 제어하면서, 상술한 에칭 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
(제2, 제3 클리닝 처리의 처리 조건)
스텝 A2, A3에서의 처리 조건으로서는,
제2 클리닝 온도: 400℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 내지 500℃,
제2 클리닝 압력: 1330Pa(10Torr) 내지 26600Pa(200Torr), 바람직하게는 13300Pa(100Torr) 이상 19950Pa(150Torr),
F2 가스 공급 유량: 0.2 내지 5slm,
HF 가스 공급 유량: 0slm,
N2 가스 공급 유량: 1 내지 20slm,
실시 시간: 5분 내지 10분,
이 예시된다.
스텝 B2, B3에서의 처리 조건으로서는,
제2 클리닝 온도: 400℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 내지 500℃,
제1 클리닝 압력: 10Pa 내지 50Pa,
F2 가스 공급 유량: 0slm,
HF 가스 공급 유량: 0slm,
N2 가스 공급 유량: 1slm 내지 20slm,
실시 시간: 10분 내지 60분,
이 예시된다.
또한, 스텝 A2, B2의 반복 횟수, 및 스텝 A3, B3의 반복 횟수로서는, 각각 2회 내지 5회가 예시된다.
각각의 처리 조건을, 각각의 범위 내의 임의의 값으로 설정함으로써, 배기관(231)의 온도를 적정하게 제어하면서, 처리실(201) 내의 부재의 표면의 트리트먼트 처리, 및, 노즐(249a, 249b) 내의 클리닝 처리를, 각각 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 제2 클리닝 처리의 처리 시간은, 제3 클리닝 처리의 처리 시간보다도 길게 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, HCDS 가스는, 상술한 처리 조건 하에서는, 그 단독으로 고체가 되는 원소(Si)를 포함하는 가스, 즉, 그 단독으로 막을 퇴적시킬 수 있는 가스이다. 또한, C3H6 가스, O2 가스, NH3 가스는, 상술한 처리 조건 하에서는, 그 단독으로는 고체가 되지 않는 원소(C, O, N, H)를 포함하는 가스, 즉, 그 단독으로 막을 퇴적시킬 수 없는 가스이다. 그 때문에, 상술한 성막 처리를 행하면, 노즐(249a)의 내부에는, 노즐(249b)의 내부보다도, 다량의 퇴적물(Si를 주성분으로 하는 퇴적물)이 부착되게 된다. 한편, 노즐(249b) 내에는, 노즐(249b) 내로 약간 침입하는 HCDS 가스의 영향으로, Si, SiO, SiN 등을 주성분으로 하는 퇴적물이 약간 부착되게 된다. 제2, 제3 클리닝 처리의 처리 시간을 상술한 바와 같이 설정함으로써, 노즐(249a) 내의 퇴적물을 확실하게 제거하면서, 노즐(249b) 내, 즉, 노즐(249b)의 내벽으로의 에칭 대미지(오버 에칭)를 피할 수 있다. 또한, 제2 클리닝 처리에서 공급하는 F2 가스의 유량이나 농도를, 제3 클리닝 처리에서 공급하는 F2 가스의 유량이나 농도보다도 크게 함으로써도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(6) 본 실시 형태에 의한 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(a) 제1 내지 제3 클리닝 처리에서는, 각각, 처리실(201) 내를 클리닝하는 스텝 A1 내지 A3과, 배기관(231)을 냉각하는 스텝 B1 내지 B3을 교대로 반복하도록 하고 있다. 이에 의해, 배기관(231)의 온도를, 제1 온도 이하의 온도, 즉, 임계 온도 미만의 온도로 유지한 채, 트리트먼트 처리나 클리닝 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능하게 된다.
참고로, 제1 내지 제3 클리닝 처리에 있어서, 배기관(231)을 냉각하는 스텝 B1 내지 B3을 행하지 않고, 처리실(201) 내를 클리닝하는 스텝 A1 내지 A3을 연속적으로 행하는 클리닝 시퀀스를 도 7에 나타내었다. 도 7의 파선으로 도시한 바와 같이, 스텝 A1 내지 A3을 연속적으로 행하면, 클리닝 가스와 반응 부생성물의 반응열에 의해 배기관(231)의 온도가 상승하여, 임계 온도를 초과해버리는 경우가 있다. 그 결과, 배기관(231)이 부식되어버리는 경우가 있다.
이에 반해, 본 실시 형태에서는, 스텝 B1 내지 B3을 상술한 타이밍에서 행하므로, 배기관(231)의 온도가 임계 온도, 즉, 배기관(231)의 내벽에 부식이 발생하는 온도에 도달해버리는 것을 피할 수 있게 된다. 결과적으로, 클리닝 처리를 행함으로 인한 배기관(231)의 부식을 억제하여, 기판 처리 장치의 메인터넌스 비용 등을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
(b) 상술한 바와 같이, 원료 가스로서, HCDS 가스와 같은 1 분자 중에 포함되는 Cl의 수가 많은 가스를 사용하는 경우에는, NH4Cl 등의 반응 부생성물이 생성되기 쉬워져, 배기관(231) 내에 대한 반응 부생성물의 부착량이 증가하기 쉬워진다. 또한, 배기관(231)이 벨로즈 관과 같이 내벽에 요철 구조를 갖는 관으로서 구성되어 있는 경우에도, 배기관(231) 내에 대한 반응 부생성물의 부착량이 증가하기 쉬워진다. 그 때문에, 이들과 같은 경우에는, 클리닝 처리를 행함으로써 배기관(231)의 온도가 상승하기 쉬워진다. 스텝 B1 내지 B3을 상술한 타이밍에 행하는 본 실시 형태는, 이들과 같은 경우에 큰 의의를 갖게 된다.
(c) 상술한 바와 같이, 서브 스텝 a2에서의 APC 밸브(244)의 개방도를, 서브 스텝 a1에서의 APC 밸브(244)의 개방도보다도 큰 개방도로 하는 경우, 서브 스텝 a2의 개시 직후에, 처리실(201) 내로부터 배기관(231) 내에 다량의 클리닝 가스가 한꺼번에 유통하게 된다. 또한, 변형예 3과 같은 처리 수순으로 클리닝 가스를 공급하는 경우도 마찬가지이다. 그 때문에, 이들과 같은 경우에는, 클리닝 처리를 행함으로써 배기관(231)의 온도가 상승하기 쉬워진다. 스텝 B1 내지 B3을 상술한 타이밍에 행하는 본 실시 형태는, 이러한 경우에도 큰 의의를 갖게 된다.
(d) 스텝 B1 내지 B3을 상술한 타이밍에 행하도록 클리닝 레시피를 변경하는 것만으로, 상술한 효과를 얻는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 배기관(231)의 온도를 냉각하기 위한 칠러 유닛 등의 냉각 장치를 별도 설치하는 등, 기판 처리 장치의 배기계의 구성을 복잡화시킬 필요가 없으므로, 기판 처리 장치의 제조 비용, 개조 비용, 유지 보수 비용의 증가를 피하는 것이 가능하게 된다. 또한, 냉각 장치를 작동시키기 위한 전력도 불필요하게 되기 때문에, 기판 처리 장치의 전력 소비량, 즉, 운전 비용의 증가도 피하는 것이 가능하게 된다.
(e) 스텝 B1 내지 B3에서는, 배기관(231) 내로 냉각 가스로서의 N2 가스를 공급하여, 배기관(231)을 강제 냉각시키도록 하고 있다. 이에 의해, 배기관(231)의 냉각 효율을 높이고, 스텝 B1 내지 B3의 실시 시간을 단축시키는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 클리닝 처리에 필요로 하는 시간, 즉, 기판 처리 장치의 다운 타임을 단축시켜, 그 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(f) 스텝 A1에서는, 서브 스텝 a1, a2를 교대로 반복해서, 처리실(201) 내의 압력을 반복해서 변동시킴으로써, 처리실(201) 내로부터의 퇴적물의 제거 효율을 높이는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 클리닝 처리에 필요로 하는 시간, 즉, 기판 처리 장치의 다운 타임을 단축시켜, 그 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(g) 제1 클리닝 처리에 있어서, F2 가스와 HF 가스를 사용함으로써 즉, F2 가스에 HF 가스가 첨가되어 이루어지는 혼합 가스를 사용함으로써 퇴적물의 에칭 레이트를 높이고, 처리실(201) 내의 클리닝을 효율적으로 진행시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 클리닝 처리에 있어서, F2 가스와 HF 가스를 사용함으로써 처리실(201) 내의 온도(제1 클리닝 온도) 등의 처리 조건을, 저온측의 조건으로 한 경우에도, 처리실(201) 내의 클리닝을 실용적인 속도로 진행시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 처리실(201) 내의 석영 부재의 에칭 대미지를 억제하거나, 배기관(231)의 부식을 보다 확실하게 피하는 것이 가능하게 된다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 배기관(231)의 온도를 온도 센서(231a)를 사용해서 실제로 측정하고, 그 측정 결과(실측값)에 기초하여 클리닝 처리의 진행을 제어하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, (a) 배기관(231) 내에 클리닝 가스가 실질적으로 유통하는 시간과, (b) 배기관(231) 내로의 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 시간과, (c) 배기관(231)의 온도, 즉, 상승 온도 및 하강 온도와의 관계를 미리 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 구해 두고, 미리 구한 (a) 내지 (c)의 관계에 기초하여 클리닝 처리의 진행을 제어하도록 해도 된다. 즉, 배기관(231)의 온도를, 배기관(231) 내로 클리닝 가스가 실질적으로 유통한 시간이나, 배기관(231) 내로의 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 시간에 기초하여 추정하고, 그 추정 결과에 따라서 클리닝 처리의 진행을 제어하도록 해도 된다. 이 경우, 배기관(231)에 온도 센서(231a)를 설치할 필요가 없어져서, 기판 처리 장치의 구성을 간소화할 수 있고, 그 제조 비용 등을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
또한 예를 들어, 배기관(231)에는 가열 기구로서의 서브 히터(재킷 히터)를 설치할 수도 있다. 상술한 성막 처리를 실시할 때에 서브 히터를 사용해서 배기관(231)을 가열함으로써, 배기관(231)내에 대한 반응 부생성물의 부착을 억제하는 것이 가능하게 된다. 단, 성막 처리를 실시할 때 서브 히터에 의해 배기관(231)을 가열해도, 배기관(231) 내에 대한 반응 부생성물의 부착을 완전히 방지하는 것은 어려워, 클리닝 처리 시에 상술한 과제가 발생해버린다. 또한, 상술한 클리닝 처리를 행할 때는, 서브 히터를 OFF로 해서 작동시키지 않아, 서브 히터에 의한 배기관(231)의 가열을 정지하여, 배기관(231)을 가열하지 않도록 할 필요가 있다.
또한 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 클리닝 가스로서, 불소계 가스인 F2 가스와, 반응 촉진 가스인 HF 가스를 조합해서 사용하는 예나, F2 가스를 단체로 사용하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 즉, 클리닝 가스로서, F2 가스, 3불화염소(ClF3) 가스, 3불화질소(NF3) 가스 및 불화수소(HF) 가스 등의 불소계 가스를 단체로 사용해도 되고, 또한 이들의 가스를 임의의 조합으로 혼합시킨 가스를 사용해도 된다. 또한, 반응 촉진 가스로서, H2 가스, O2 가스, NH3 가스를 사용해도 되고, 나아가 NO 가스, N2O 가스, NO2 가스 등의 산화질소계 가스를 사용해도 된다.
또한 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 도 4에 도시하는 성막 시퀀스, 즉, 이하에 나타내는 성막 시퀀스에 의해 웨이퍼(200) 위에 SiOCN막을 형성하고, 그 후, 처리실(201) 내나 노즐(249a. 249b) 내를 클리닝하는 예에 대해서 설명하였다.
NH3→(HCDS→C3H6→O2→NH3)×n⇒SiOCN막
그러나, 본 발명은 상술한 형태에 한정되지 않는다. 즉, 상술한 클리닝 처리는, 이하에 예시하는 성막 시퀀스에 의해, 웨이퍼 위에 SiOCN막, 실리콘 탄질화막(SiCN막), 실리콘 산질화막(SiON막), 실리콘 질화막(SiN막), 실리콘 붕탄질화막(SiBCN막), 실리콘 붕질화막(SiBN막) 등의 실리콘계 절연막을 형성한 후에도, 적절하게 실시 가능하다.
NH3→(C3H6→HCDS→C3H6→O2→NH3)×n⇒SiOCN막
NH3→(HCDS→C3H6→NH3→O2)×n⇒SiOCN막
NH3→(HCDS→C3H6→NH3)×n⇒SiCN막
NH3→(HCDS→NH3→O2)×n⇒SiON막
NH3→(HCDS→NH3)×n⇒SiN막
NH3→(HCDS→C3H6→BCl3→NH3)×n⇒SiBCN막
NH3→(HCDS→BCl3→NH3)×n⇒SiBN막
이들 성막 시퀀스의 각 스텝에서의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건으로 할 수 있다. 또한, 웨이퍼(200)에 대하여 BCl3 가스를 공급하는 스텝에서는, 가스 공급관(232b)으로부터 BCl3 가스를 흘리도록 한다. 또한, MFC(241b)로 제어하는 BCl3 가스의 공급 유량은, 예를 들어 100 내지 10000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 기타 처리 조건은, 예를 들어 도 4에 도시하는 성막 시퀀스의 스텝 2와 마찬가지의 조건으로 한다.
또한 예를 들어, 상술한 클리닝 처리는, 웨이퍼(200) 위에 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속 원소를 포함하는 금속계 박막을 형성한 후에도, 적절하게 실시 가능하다.
금속계 박막을 형성하는 경우, 원료 가스로서, 예를 들어 티타늄테트라클로라이드(TiCl4) 가스, 티타늄테트라플루오라이드(TiF4) 가스, 지르코늄테트라클로라이드(ZrCl4) 가스, 지르코늄테트라플루오라이드(ZrF4) 가스, 하프늄테트라클로라이드(HfCl4) 가스, 하프늄테트라플루오라이드(HfF4) 가스, 탄탈펜타클로라이드(TaCl5) 가스, 탄탈펜타플루오라이드(TaF5) 가스, 니오븀펜타클로라이드(NbCl5) 가스, 니오븀펜타플루오라이드(NbF5) 가스, 알루미늄트리클로라이드(AlCl3) 가스, 알루미늄트리플루오라이드(AlF3) 가스, 몰리브덴펜타클로라이드(MoCl5) 가스, 몰리브덴펜타플루오라이드(MoF5) 가스, 텅스텐헥사클로라이드(WCl6) 가스, 텅스텐헥사플루오라이드(WF6) 가스 등의 금속 원소 및 할로겐 원소를 포함하는 무기 금속 가스를 사용할 수 있다. 또한, 원료 가스로서, 예를 들어 트리메틸알루미늄(Al(CH3)3, 약칭: TMA) 가스 등의 금속 원소 및 탄소를 포함하는 유기 금속 가스를 사용할 수도 있다. 반응 가스로서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 가스를 사용할 수 있다.
예를 들어, 이하에 나타내는 성막 시퀀스에 의해, 웨이퍼(200) 위에 티타늄질화막(TiN막), 탄탈륨질화막(TaN막), 티타늄알루미늄질화막(TiAlN막), 탄탈륨알루미늄질화막(TaAlN막)을 형성할 수 있다. 이들 성막 시퀀스의 각 스텝에서의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건으로 할 수 있다.
NH3→(TiCl4→NH3)×n⇒TiN막
NH3→(TaCl5→NH3)×n⇒TaN막
NH3→(TiCl4→TMA→NH3)×n⇒TiAlN막
NH3→(TaCl5→TMA→NH3)×n⇒TaAlN막
이상 서술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘계 절연막 등의 반도체계 박막이나 도전성 금속막 등의 금속계 박막을 포함하는 퇴적물을 제거함으로써 처리실 내를 클리닝하는 경우에도, 적절하게 적용 가능하다. 이들 경우에 있어서도, 클리닝 처리의 처리 수순, 처리 조건은, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건으로 할 수 있다. 이들 경우에 있어서도, 상술한 실시 형태나 각 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 상술한 각 성막 시퀀스에 있어서는, NH3 가스를 공급하는 표면 개질 스텝을 행하지 않아도 된다. 단, 표면 개질 스텝을 행하는 것이, 웨이퍼 위로의 원료 가스나 탄소 함유 가스 등의 흡착을 촉진할 수 있는 점에서 바람직하다.
이들 각종 박막의 성막 처리에 사용되는 프로세스 레시피(성막 처리의 처리 수순이나 처리 조건 등이 기재된 프로그램)나, 이들 각종 박막을 포함하는 퇴적물의 제거에 사용되는 클리닝 레시피(클리닝 처리의 처리 수순이나 처리 조건 등이 기재된 프로그램)는, 성막 처리나 클리닝 처리의 내용(형성, 또는, 제거하는 박막의 막종, 조성비, 막질, 막 두께 등)에 따라 각각 개별로 준비하는(복수 준비하는) 것이 바람직하다. 그리고, 기판 처리를 개시할 때, 기판 처리의 내용에 따라, 복수의 레시피 중에서 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 기판 처리의 내용에 따라 개별로 준비된 복수의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체(외부 기억 장치(123))를 통해서, 기판 처리 장치가 구비하는 기억 장치(121c) 내에 미리 저장(인스톨)해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 성막 처리나 클리닝 처리를 개시할 때, 기판 처리 장치가 구비하는 CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서, 기판 처리의 내용에 따라 적정한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성함으로써, 1대의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 박막을 범용적이면서 또한 재현성 좋게 형성하거나 제거하거나 할 수 있게 된다. 또한, 오퍼레이터의 조작 부담(처리 수순이나 처리 조건 등의 입력 부담 등)을 저감할 수 있어, 조작 미스를 피하면서, 기판 처리를 신속히 개시할 수 있게 된다.
상술한 프로세스 레시피나 클리닝 레시피는, 새롭게 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우에는, 변경 후의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 통해서, 기판 처리 장치에 인스톨해도 된다. 또한, 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 한번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식의 기판 처리 장치를 사용해서 박막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 한번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 낱장식의 기판 처리 장치를 사용해서 박막을 형성하는 경우에도 적절하게 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 핫월형의 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용해서 박막을 형성하는 예에 대해서 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 콜드월형의 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용해서 박막을 형성하는 경우에도 적절하게 적용할 수 있다. 이들 경우에 있어서도, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 8의 (a)에 나타내는 처리로(302)를 구비한 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 경우에도, 본 발명은 적절하게 적용할 수 있다. 처리로(302)는, 처리실(301)을 형성하는 처리 용기(303)와, 처리실(301) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 샤워 헤드(303s)와, 1매 또는 수매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 지지하는 지지대(317)와, 지지대(317)를 하방으로부터 지지하는 회전축(355)과, 지지대(317)에 설치된 히터(307)를 구비하고 있다. 샤워 헤드(303s)의 인렛(가스 도입구)에는, 상술한 원료 가스를 공급하는 가스 공급 포트(332a)와, 상술한 반응 가스를 공급하는 가스 공급 포트(332b)가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(332a)에는, 상술한 실시 형태의 원료 가스 공급계와 마찬가지의 원료 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(332b)에는, 상술한 실시 형태의 반응 가스 공급계와 마찬가지의 반응 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(332a, 332b)에는, 상술한 실시 형태의 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 클리닝 가스 공급계가 접속되어 있다. 샤워 헤드(303s)의 아울렛(가스 배출구)에는, 처리실(301) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 가스 분산판이 설치되어 있다. 처리 용기(303)에는, 처리실(301) 내를 배기하는 배기 포트(331)가 설치되어 있다. 배기 포트(331)에는, 상술한 실시 형태의 배기계와 마찬가지의 배기계가 접속되어 있다.
또한 예를 들어, 도 8의 (b)에 나타내는 처리로(402)를 구비한 기판 처리 장치를 사용해서 막을 형성하는 경우에도, 본 발명은 적절하게 적용할 수 있다. 처리로(402)는, 처리실(401)를 형성하는 처리 용기(403)와, 1매 또는 수매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 지지하는 지지대(417)와, 지지대(417)를 하방으로부터 지지하는 회전축(455)과, 처리 용기(403)의 웨이퍼(200)를 향해서 광 조사를 행하는 램프 히터(407)와, 램프 히터(407)의 광을 투과시키는 석영창(403w)을 구비하고 있다. 처리 용기(403)에는, 상술한 원료 가스를 공급하는 가스 공급 포트(432a)와, 상술한 반응 가스를 공급하는 가스 공급 포트(432b)가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(432a)에는, 상술한 실시 형태의 원료 가스 공급계와 마찬가지의 원료 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(432b)에는, 상술한 실시 형태의 반응 가스 공급계와 마찬가지의 반응 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급 포트(432a, 432b)에는, 상술한 실시 형태의 클리닝 가스 공급계와 마찬가지의 클리닝 가스 공급계가 접속되어 있다. 처리 용기(403)에는, 처리실(401) 내를 배기하는 배기 포트(431)가 설치되어 있다. 배기 포트(431)에는, 상술한 실시 형태의 배기계와 마찬가지의 배기계가 접속되어 있다.
이들 기판 처리 장치를 사용하는 경우에도, 상술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 시퀀스, 처리 조건에서 성막 처리나 클리닝 처리를 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태나 변형예 등은, 적절히 조합해서 사용할 수 있다. 또한, 이때의 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건으로 할 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 형태에 대해서 부기한다.
(부기 1)
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정과,
상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 공정
을 교대로 반복하는 클리닝 방법이 제공된다.
(부기 2)
부기 1에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정을, 상기 배기관의 온도가 제1 온도가 될 때까지 행하고, 상기 배기관을 냉각하는 공정을, 상기 배기관의 온도가 상기 제1 온도보다도 낮은 제2 온도가 될 때까지 행한다.
(부기 3)
부기 2에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 제1 온도는, 상기 배기관에 부식이 발생하는 온도 미만의 온도이다.
(부기 4)
부기 2 또는 3에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 제2 온도는, 상기 제1 온도의 1/2 이하의 온도이다.
(부기 5)
부기 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 배기관을 냉각하는 공정에서는, 상기 배기관 내에 불활성 가스를 유통시킨다.
(부기 6)
부기 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 배기관을 냉각하는 공정의 실시 시간을, 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정의 실시 시간보다도 길게 한다.
(부기 7)
부기 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정에서는, 상기 처리실 내에 상기 클리닝 가스를 공급하는 공정과, 상기 처리실 내로의 상기 클리닝 가스의 공급을 정지시킨 상태에서 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기하는 공정을 1 사이클로 하여 이 사이클을 반복한다.
(부기 8)
부기 7에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 배기관을 냉각하는 공정의 실시 시간을, 상기 사이클을 1회 행하는데 필요로 하는 시간보다도 길게 한다.
(부기 9)
부기 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정에서는, 상기 처리실 내에 설치된 노즐을 통해서 상기 클리닝 가스를 공급한다.
(부기 10)
부기 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 배기관을 냉각하는 공정에서는, 상기 배기관을 자연 냉각시키거나, 상기 배기관 내에 불활성 가스를 공급함으로써 상기 배기관을 강제 냉각시킨다.
(부기 11)
부기 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 처리실 내의 기판에 대하여 처리 가스를 공급하고, 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 처리 가스를 배기함으로써, 상기 기판을 처리한 후의 상기 처리실을 준비하는 공정을 더 갖는다.
(부기 12)
부기 11에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 처리 가스는, 할로겐 원소를 포함하는 가스(할로겐계 가스)와, 질소 및 수소를 포함하는 가스(질화 수소계 가스)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 할로겐 원소를 포함하는 가스는, 1 분자 중에 상기 할로겐 원소를 3개 이상 갖는다.
(부기 13)
부기 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 방법이며, 바람직하게는
상기 클리닝 가스는, 불소계 가스를 포함한다.
(부기 14)
본 발명의 다른 형태에 의하면,
처리실 내의 기판에 대하여 처리 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 처리 가스를 배기함으로써, 상기 기판을 처리하는 공정과,
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정을 갖고,
상기 처리실 내를 클리닝하는 공정에서는,
상기 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 제1 공정과,
상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 제2 공정
을 교대로 반복하는 반도체 장치의 제조 방법, 및, 기판 처리 방법이 제공된다.
(부기 15)
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 가스를 공급하는 공급계와,
상기 처리실 내를 배기관을 통해서 배기하는 배기계와,
상기 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리와, 상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 처리를 교대로 반복하도록, 상기 공급계 및 상기 배기계를 제어하도록 구성되는 제어부
를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기 16)
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 수순과,
상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 수순
을 교대로 반복하는 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램, 및, 해당 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
200 : 웨이퍼(기판) 201 : 처리실
207 : 히터 232a 내지 232f : 가스 공급관
249a, 249b : 노즐 121 : 컨트롤러

Claims (16)

  1. (a) 기판을 처리하는 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 공정과,
    (b) 상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 공정,
    을 교대로 반복하는 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)를 상기 배기관의 온도가 제1 온도가 될 때까지 행하고, 상기 (b)를 상기 배기관의 온도가 상기 제1 온도보다도 낮은 제2 온도가 될 때까지 행하는, 클리닝 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 온도는, 상기 배기관에 부식이 발생하는 온도 미만의 온도인, 클리닝 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 온도는, 상기 제1 온도의 1/2 이하의 온도인, 클리닝 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b)에서는, 상기 배기관 내에 불활성 가스를 유통시키는, 클리닝 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b)의 실시 시간을, 상기 (a)의 실시 시간보다도 길게 하는, 클리닝 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (a)에서는, 상기 처리실 내에 상기 클리닝 가스를 공급하는 공정과, 상기 처리실 내로의 상기 클리닝 가스의 공급을 정지시킨 상태에서 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기하는 공정을 1 사이클로 하여 이 사이클을 반복하는, 클리닝 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (b)의 실시 시간을, 상기 사이클을 1회 행하는데 필요로 하는 시간보다도 길게 하는, 클리닝 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (a)에서는, 상기 처리실 내에 설치된 노즐을 통해서 상기 클리닝 가스를 공급하는, 클리닝 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (b)에서는, 상기 배기관을 자연 냉각시키거나, 상기 배기관 내에 불활성 가스를 공급함으로써 상기 배기관을 강제 냉각시키는, 클리닝 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 처리실 내의 기판에 대하여 처리 가스를 공급하고, 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 처리 가스를 배기함으로써, 상기 기판을 처리한 후의 상기 처리실을 준비하는 공정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 처리 가스는, 할로겐 원소를 포함하는 가스와, 질소 및 수소를 포함하는 가스를 포함하는, 클리닝 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝 가스는, 불소계 가스를 포함하는, 클리닝 방법.
  14. 처리실 내의 기판에 대하여 처리 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 처리 가스를 배기함으로써 상기 기판을 처리하는 공정과,
    상기 처리실 내를 클리닝하는 공정을 포함하고,
    상기 처리실 내를 클리닝하는 공정에서는,
    상기 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 제1 공정과,
    상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 제2 공정
    을 교대로 반복하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실 내에 가스를 공급하는 공급계와,
    상기 처리실 내를, 배기관을 통해서 배기하는 배기계와,
    상기 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 상기 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 처리와, 상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 처리를 교대로 반복하도록, 상기 공급계 및 상기 배기계를 제어하도록 구성되는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 기판을 처리하는 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하고, 배기관을 통해서 상기 처리실 내의 상기 클리닝 가스를 배기함으로써, 상기 처리실 내를 클리닝하는 수순과,
    상기 배기관 내로의 상기 클리닝 가스의 유통을 실질적으로 정지시킨 상태를 유지함으로써 상기 배기관을 냉각하는 수순
    을 교대로 반복하는 수순을 컴퓨터에 실행시키는, 기록 매체에 기록된 프로그램.
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