KR20180109739A - 세정 부생성물의 부착 억제 방법 및 이를 이용한 반응실 내의 클리닝 방법, 그리고 실온 성막 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 클리닝에 의하여 부생성물로서 생성된 규불화암모늄을 효율적으로 제거하는 세정 부생성물의 부착 억제 방법 및 이를 이용한 반응실 내의 클리닝 방법, 그리고 실온 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
가열 수단을 갖지 않는 실온 성막 장치의 반응실 내의 클리닝 시에 부생성물로서 생성된 규불화암모늄을 제거하는 세정 부생성물의 제거 방법이며,
클리닝 후의 상기 반응실 내의 압력을 소정 압력까지 승압하는 공정과,
해당 소정 압력에서 상기 규불화암모늄이 승화하는 온도 이상의 소정 온도로 가열한 질소 가스를 상기 반응실 내에 공급하여 상기 반응실 내를 소정 시간 퍼지하는 공정과,
상기 반응실 내를 배기하는 공정을 갖는다.

Description

세정 부생성물의 부착 억제 방법 및 이를 이용한 반응실 내의 클리닝 방법, 그리고 실온 성막 장치{METHOD FOR SUPPRESSING ADHESION OF CLEANING BYPRODUCTS AND CLEANING METHOD IN A REACTION CHAMBER USING THE SAME, AND ROOM TEMPERATURE FILM FORMING APPARATUS}
본 발명은, 세정 부생성물의 부착 억제 방법 및 이를 이용한 반응실 내의 클리닝 방법, 그리고 실온 성막 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반응실 내에 수용된 피처리체에 처리 가스를 공급하여 피처리체에 박막을 형성하는 실온 성막 장치의 장치 내부에 부착된 부착물을 제거하는 실온 성막 장치의 세정 방법이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 이러한 특허문헌 1에 기재된 세정 방법에서는, 반응실에 불화수소를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여, 장치 내부에 부착된 부착물을 제거하는 세정 공정과, 세정 공정에 의하여 장치 내부에 부착된 규불화물을, 플라스마를 사용하여 제거하는 제거 공정을 가지고, 실온 성막 장치의 세정을 행한다. 이러한 특허문헌 1에 기재된 세정 방법에 의하면, 플라스마를 사용함으로써 효율적으로 실온 성막 장치를 세정할 수 있다.
일본 특허 공개 제2014-68045호 공보
그러나 특허문헌 1에 기재된 플라스마를 사용한 규불화물의 제거로는 불충분한 경우가 많다. 규불화물, 특히 규불화암모늄은 파티클 발생원으로 되어 고품질의 성막에 악영향을 미치는 경우가 많다.
그래서 본 발명은, 클리닝에 의하여 부생성물로서 생성된 규불화암모늄을 효율적으로 제거하는 세정 부생성물의 부착 억제 방법 및 이를 이용한 반응실 내의 클리닝 방법, 그리고 실온 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 양태에 관한 세정 부생성물의 부착 억제 방법은, 가열 수단을 갖지 않는 실온 성막 장치의 반응실 내의 클리닝 시에 부생성물로서 생성된 규불화암모늄을 제거하는 세정 부생성물의 제거 방법이며,
클리닝 후의 상기 반응실 내의 압력을 소정 압력까지 승압하는 공정과,
해당 소정 압력에서 상기 규불화암모늄이 승화하는 온도 이상의 소정 온도로 가열한 질소 가스를 상기 반응실 내에 공급하여 상기 반응실 내를 소정 시간 퍼지하는 공정과,
상기 반응실 내를 배기하는 공정을 갖는다.
본 발명에 의하면, 반응실 내에 부착된 규불화암모늄을 효율적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 실온 성막 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 실온 성막 장치의 수평 단면 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 실온 성막 장치의 제어부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 실리콘 산화막의 성막 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 부생성물의 제거 방법 및 반응관의 세정 방법의 시퀀스의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 규불화암모늄의 증기압 곡선을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 관한 세정 부생성물의 제거 방법의 후반의 시퀀스의 일례를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 세정 부생성물의 부착 억제 방법, 반응실 내의 클리닝 방법 및 실온 성막 장치에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 실온 성막 장치로서 뱃치식의 종형 실온 성막 장치를 예로 들어 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는, ALD(Atomic Layer Deposition)법 또는 MLD(Molecular Layer Deposition)법을 이용하여 실리콘 산화막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 실온 성막 장치의 구성을 도시한 도면이다. 또한 도 2는, 본 실시 형태의 실온 성막 장치의 수평 단면 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 실온 성막 장치(10)는, 길이 방향이 수직 방향을 향한, 천장이 있는 대략 원통형의 반응관(20)을 구비하고 있다. 반응관(20)은, 예를 들어 석영으로 형성되어 있다.
반응관(20)의 일 측방에는, 반응관(2) 내의 가스를 배기하기 위한 배기부(30)가 마련되어 있다. 배기부(30)는 반응관(20)을 따라 상방으로 연장되도록 형성되며, 반응관(20)의 측벽에 마련된 도시되지 않은 개구를 통해 반응관(20)과 연통한다. 배기부(30)의 상단부는, 반응관(2)의 상부에 배치된 배기구(40)에 접속되어 있다. 이 배기구(40)에는 도시되지 않은 배기관이 접속되며, 배기관에는 도시되지 않은 밸브나 후술하는 진공 펌프(227)(도 3 참조) 등의 압력 조정 기구가 마련되어 있다. 이 압력 조정 기구에 의하여, 반응관(20) 내의 가스가 개구, 배기부(30), 배기구(40)를 통하여 배기관으로 배기되어, 반응관(20) 내가 원하는 압력(진공도)으로 제어된다.
반응관(20)의 하방에는 덮개체(50)가 배치되어 있다. 덮개체(50)는, 예를 들어 석영으로 형성되어 있다. 또한 덮개체(50)는 후술하는 보트 엘리베이터(228)(도 3 참조)에 의하여 상하동 가능하게 구성되어 있다. 그리고 보트 엘리베이터(228)에 의하여 덮개체(50)가 상승하면 반응관(20)의 하방측(노구 부분)이 폐쇄되고, 보트 엘리베이터(228)에 의하여 덮개체(50)가 하강하면 반응관(20)의 하방측(노구 부분)이 개구된다.
덮개체(50) 상에는 웨이퍼 보트(60)가 적재되어 있다. 웨이퍼 보트(60)는, 예를 들어 석영으로 형성되어 있다. 웨이퍼 보트(60)는 반도체 웨이퍼 W를 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 복수 매 수용 가능하게 구성되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 반응관(20) 하단부 근방의 측면에는, 반응관(20) 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급관(80, 90)이 삽입 관통되어 있다. 본 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼 W에 실리콘 산화막을 형성하고 있으므로, 처리 가스로는 원료 가스, 산화 가스, 클리닝 가스, 희석 가스 등이 사용되고 있다. 원료 가스는 반도체 웨이퍼 W에 원료(Si)를 흡착시키는 가스이며, 예를 들어 디이소프로필아미노실란(DIPAS)이 사용된다. 원료 가스는 후술하는 흡착 스텝에서 사용된다. 산화 가스는 웨이퍼 W에 흡착된 원료(Si)를 산화시키는 가스이며, 본 실시 형태에서는 산소(O2)가 사용되고 있는 예를 들어 설명한다. 산화 가스는 후술하는 산화 스텝에서 사용된다. 클리닝 가스는 반응관(20)의 내부에 부착된 실리콘 산화막 등을 제거하기 위한 가스이며, 불화수소(HF)를 포함하는 가스가 사용되고 있다. 클리닝 가스는 후술하는 세정 스텝, 제거 스텝의 산화물 제거 공정에서 사용된다. 희석 가스는 처리 가스를 희석하기 위한 가스이며, 본 실시 형태에서는 질소(N2)가 사용된 예를 들어 설명한다.
이들 처리 가스 중, 산화 가스가 처리 가스 공급관(80)을 통하여 반응관(20) 내에 공급된다. 이 처리 가스 공급관(80)은 후술하는 플라스마 발생부(70)에 삽입 관통되어 있다. 이 때문에, 처리 가스 공급관(80)으로부터 공급된 산화 가스는 플라스마 여기(활성화)된다. 원료 가스, 클리닝 가스 및 희석 가스는 처리 가스 공급관(90)을 통하여 반응관(20) 내에 공급된다. 또한 퍼지 가스{예를 들어 질소(N2)}는 처리 가스 공급관(80)을 통하여 반응관(20) 내에 공급된다. 퍼지 가스를 공급하는 경우에는 플라스마 여기는 행하지 않는다. 또한 퍼지 가스는 별도로 퍼지 가스 공급관을 통하여 반응관(20) 내에 공급해도 된다. 처리 가스 공급관(90)은, 도 2에 도시한 바와 같이 반응관(20)의 내벽에 배치되어 있다. 이 때문에, 처리 가스 공급관(90)으로부터 공급된 원료 가스, 클리닝 가스 및 희석 가스는 플라스마 여기(활성화)되지 않는다. 처리 가스 공급관(90)으로서는, 예를 들어 분산 인젝터가 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 처리 가스 공급관(80)은 가스 전환부(100)를 통해 산소 가스 공급원(100) 및 질소 가스 공급원(130)에 접속되어 있다. 가스 전환부(100)는, 처리 가스 공급관(80)에의 가스의 공급을 산소 가스로 하는지 질소 가스로 하는지를 전환하기 위하여 마련된다. 또한 질소 가스는 상술한 퍼지 가스로서 사용된다. 또한 가스 전환부(100)와 질소 가스 공급원(130) 사이에는 기화기(120)가 마련되어 있다. 기화기(120)는 질소 가스를 가열하여 공급하기 위하여 마련되어 있다. 후술하겠지만, 반응관(20) 내에 부착된 규불화암모늄을 제거할 때는 고온의 질소를 반응관(20)의 내부에 공급한다. 그러기 위하여 질소 가스의 공급로에 기화기(120)가 마련되어 있다.
또한 본 실시 형태에 있어서는, 고온 질소의 퍼지 가스는 처리 가스 공급관(80)으로부터 공급되고, 희석용의 통상 온도의 질소 가스는 처리 가스 공급관(80)으로부터 공급된다.
또한 처리 가스 공급관(90)에 대해서는 가스 전환부를 도시하고 있지 않지만, 원료 가스와 클리닝 가스의 전환을 위하여 가스 전환부(100)와 마찬가지의 가스 전환 수단을 마련해도 된다.
각 처리 가스 공급관(80, 90)에는 수직 방향의 소정 간격마다 공급 구멍이 마련되어 있으며, 공급 구멍으로부터 반응관(20) 내에 처리 가스가 공급된다. 이 때문에, 도 1에 화살표로 나타낸 바와 같이 처리 가스가 수직 방향의 복수 개소로부터 반응관(20) 내에 공급된다. 또한 각 처리 가스 공급관(80, 90)은 후술하는 매스 플로 컨트롤러(MFC)(225)(도 3 참조)를 통해, 도시되지 않은 처리 가스 공급원에 접속되어 있다. 또한 도 1에서는, 후술하는 플라스마 처리를 행하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급관(80)(본 실시 형태에서는 산화 가스를 공급하는 처리 가스 공급관)만을 도시하고 있다. 또한 도 2에서는, 산화 가스를 공급하는 처리 가스 공급관(80)과, 후술하는 플라스마 처리를 행하지 않는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급관(90)(본 실시 형태에서는 원료 가스나 클리닝 가스를 공급하는 처리 가스 공급관)을 도시하고 있다.
반응관(20)의 타 측방, 즉, 배기부(30)가 배치되어 있는 반응관(20)의 일 측방의 반대측에는 플라스마 발생부(70)가 마련되어 있다. 플라스마 발생부(70)는 1쌍의 전극(11) 등을 구비하고 있다. 1쌍의 전극(11) 사이에는 처리 가스 공급관(80)이 삽입 관통되어 있다. 1쌍의 전극(71)은 도시되지 않은 고주파 전원, 정합기 등에 접속되어 있다. 그리고 1쌍의 전극(71) 사이에 고주파 전원으로부터 정합기를 통하여 고주파 전력을 인가함으로써, 1쌍의 전극(71) 사이에 공급된 처리 가스를 플라스마 여기(활성화)시켜, 예를 들어 산소 라디칼(O2 *)을 생성한다. 이와 같이 생성된 산소 라디칼(O2 *) 등이 플라스마 발생부(70)로부터 반응관(2) 내에 공급된다.
또한 반응관(20) 내에는, 반응관(20) 내의 온도를 측정하는, 예를 들어 열전대로 이루어지는 온도 센서(222), 및 반응관(20) 내의 압력을 측정하는 압력계(223)가 복수 개 배치되어 있다.
또한 실온 성막 장치(1)는, 장치 각 부의 제어를 행하는 제어부(200)를 구비하고 있다. 도 3은, 제어부(200)의 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(200)에는 조작 패널(221), 온도 센서(군)(222), 압력계(군)(223), MFC(225), 밸브 제어부(226), 진공 펌프(227), 보트 엘리베이터(228), 플라스마 제어부(229) 등이 접속되어 있다.
조작 패널(221)은 표시 화면과 조작 버튼을 구비하며, 오퍼레이터의 조작 지시를 제어부(200)에 전달하고, 또한 제어부(200)로부터의 다양한 정보를 표시 화면에 표시한다.
온도 센서(군)(222)은 반응관(2) 내 및 배기관 내 등의 각 부의 온도를 측정하고 그 측정값을 제어부(200)에 통지한다.
압력계(군)(223)은 반응관(2) 내 및 배기관 내 등의 각 부의 압력을 측정하고 그 측정값을 제어부(200)에 통지한다.
MFC(225)는 처리 가스 공급관(80, 90) 등의 각 배관에 배치되며, 각 배관을 흐르는 가스의 유량을 제어부(200)로부터 지시된 양으로 제어함과 함께, 실제로 흐른 가스의 유량을 측정하여 제어부(200)에 통지한다.
밸브 제어부(226)는 각 배관에 배치되며, 각 배관에 배치된 밸브의 개방도를 제어부(200)로부터 지시된 값으로 제어한다.
진공 펌프(227)는 배기관에 접속되어 반응관(20) 내의 가스를 배기한다.
보트 엘리베이터(228)는 덮개체(50)를 상승시킴으로써 웨이퍼 보트(60)(반도체 웨이퍼 W)를 반응관(20) 내에 로드하고, 덮개체(50)를 하강시킴으로써 웨이퍼 보트(60)(반도체 웨이퍼 W)를 반응관(29) 내로부터 언로드한다.
플라스마 제어부(229)는 플라스마 발생부(70)를 제어하기 위한 것이며, 제어부(200)로부터의 지시에 응답하여 플라스마 발생부(70)를 제어하여, 플라스마 발생부(70) 내에 공급된, 예를 들어 산소를 활성화하여 산소 라디칼(O2 *) 등을 생성시킨다.
제어부(200)는, 레시피 기억부(211)와, ROM(Read Only Memory)(212)과, RAM(Random Access Memory)(213)과, I/O 포트(214)와, CPU(Central Processing Unit)(215)와, 이들을 서로 접속하는 버스(216)로 구성되어 있다.
레시피 기억부(211)에는 셋업용 레시피와 복수의 프로세스용 레시피가 기억되어 있다. 실온 성막 장치(10)의 제조 당초에는 셋업용 레시피만이 저장된다. 셋업용 레시피는 각 처리 장치에 따른 열 모델 등을 생성할 때 실행되는 것이다. 프로세스용 레시피는 유저가 실제로 행하는 성막 처리(프로세스)마다 준비되며, 반응관(20)에의 반도체 웨이퍼 W의 로드로부터 처리 완료된 반도체 웨이퍼 W를 언로드할 때까지의, 각 부의 온도의 변화, 반응관(20) 내의 압력 변화, 처리 가스의 공급 개시 및 정지의 타이밍과 공급량 등을 규정한다.
ROM(212)은 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리, 하드 디스크 등으로 구성되며, CPU(215)의 동작 프로그램 등을 기억하는 기록 매체이다. RAM(213)은 CPU(215)의 워크 에어리어 등으로서 기능한다.
I/O 포트(214)는 조작 패널(221), 온도 센서(222), 압력계(223), MFC(225), 밸브 제어부(226), 진공 펌프(227), 보트 엘리베이터(228), 플라스마 제어부(229) 등에 접속되어 데이터나 신호의 입출력을 제어한다.
CPU(Central Processing Unit)(215)는 제어부(200)의 중추를 구성하며, ROM(212)에 기억된 제어 프로그램을 실행한다. 또한 CPU(215)는 조작 패널(221)로부터의 지시에 따라, 레시피 기억부(211)에 기억되어 있는 레시피(프로세스용 레시피)를 따라 실온 성막 장치(10)의 동작을 제어한다. 즉, CPU(215)는 온도 센서(군)(222), 압력계(군)(223), MFC(225) 등에 반응관(20) 내 및 배기관 내 등의 각 부의 온도, 압력, 유량 등을 측정시키고, 이 측정 데이터에 기초하여 MFC(225), 밸브 제어부(226), 진공 펌프(227) 등에 제어 신호 등을 출력하여, 상기 각 부가 프로세스용 레시피를 따르도록 제어한다. 버스(216)는 각 부 사이에서 정보를 전달한다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 실온 성막 장치(10)를 사용하여, 실리콘 산화막의 성막, 및 실온 성막 장치(10)의 세정 방법을 포함하는, 실리콘 산화막의 성막 방법에 대하여 설명한다. 도 4는, 실리콘 산화막의 성막 방법을 설명하기 위한 레시피(타임 시퀀스)를 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에 있어서의 실리콘 산화막의 성막에서는, ALD법 또는 MLD법에 의하여 실온(예를 들어 30℃) 하에서 반도체 웨이퍼 W 상에 실리콘 산화막을 성막한다. 실리콘 산화막의 성막에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼 W의 표면에, 실리콘(Si)을 포함하는 실리콘 함유 물질(이하, 「실리콘 또는 Si」라 함)을 흡착하는 흡착 스텝과, 흡착된 Si를 산화시키는 산화 스텝을 구비하고 있으며, 이들 스텝이 MLD법의 1사이클을 나타내고 있다. 또한 도 4에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태에서는, 원료 가스로서 DIPAS, 산화 가스로서 산소(O2), 희석 가스로서 질소(N2)를 사용하고 있다. 이 도 4의 레시피에 나타내는 사이클을 복수 회, 예를 들어 100사이클 실행함으로써(반복함으로써), 반도체 웨이퍼 W 상에 원하는 실리콘 산화막이 형성된다.
또한 본 실시 형태에 관한 반응관(20)의 세정 방법에서는, 실온(예를 들어 30℃) 하에서 반응관(20)의 내부에 부착된 실리콘 산화막을 불화수소(HF)로 세정하는 세정 스텝과, 세정 스텝에 의하여 장치 내부에 부착된 부생성물인 규불화암모늄을 제거하는 제거 스텝을 구비하고 있다. 제거 스텝은, 규불화물을 산화 가스를 플라스마에 의하여 활성화하여 산화시키는 산화 공정과, 산화된 규불화암모늄을 고온 질소로 제거하는 산화물 제거 공정을 구비하고 있으며, 이들 공정이 1사이클로 된다. 또한 도 4에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태에서는, 산화 가스로서 산소(O2)를 사용하고 있다. 이 도 4의 레시피에 나타내는 사이클을 복수 회, 예를 들어 10사이클 실행함으로써(반복함으로써), 반응관(20)의 내부에 부착된 규불화물이 제거된다.
또한 이하의 설명에 있어서, 실온 성막 장치(10)를 구성하는 각 부의 동작은 제어부(200)(CPU(215))에 의하여 제어되고 있다. 또한 각 처리에 있어서의 반응관(20) 내의 온도, 압력, 가스의 유량 등은, 전술한 바와 같이 제어부(200){CPU(215)}가 MFC(225){처리 가스 공급관(80, 90)}, 밸브 제어부(226), 진공 펌프(227), 플라스마 제어부(229){플라스마 발생부(70)} 등을 제어함으로써, 도 4에 나타내는 레시피에 따른 조건으로 설정된다.
먼저, 반도체 웨이퍼 W를 반응관(20) 내에 수용(로드)한다. 구체적으로는, 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급하고, 반도체 웨이퍼 W를 수용한 웨이퍼 보트(60)를 덮개체(50) 상에 적재한다. 그리고 보트 엘리베이터(228)에 의하여 덮개체(50)를 상승시켜 반도체 웨이퍼 W{웨이퍼 보트(60)}를 반응관(20) 내에 로드한다.
다음으로, 반도체 웨이퍼 W의 표면에 Si를 흡착시키는 흡착 스텝을 실행한다. 흡착 스텝은, 반도체 웨이퍼 W에 원료 가스를 공급하여 그 표면에 Si를 흡착시키는 공정이다. 본 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼 W에 DIPAS를 공급함으로써 반도체 웨이퍼 W에 Si를 흡착시키고 있다.
흡착 스텝에서는, 먼저 반응관(20) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 실온(예를 들어 30℃)으로 한다. 또한 본 예에서는, 반응관(20) 내를 실온으로 설정하는 점에서 반응관(20) 내를 가열하고 있지 않다. 또한 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급함과 함께 반응관(20) 내의 가스를 배출하고, 반응관(20)을 소정의 압력, 예를 들어 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 66.5㎩(0.5Torr)로 설정한다. 그리고 처리 가스 공급관(90)으로부터 DIPAS를 소정량, 예를 들어 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이 0.3slm과, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 소정량의 질소를 반응관(20) 내에 공급한다(플로 공정). 반응관(20) 내에 DIPAS가 공급되면, 공급된 DIPAS가 반도체 웨이퍼 W의 표면과 반응하여 반도체 웨이퍼 W의 표면에 Si가 흡착된다.
여기서, 실리콘 산화막의 형성 방법에 있어서는, 성막 시퀀스상, 반응관(2) 내의 온도를 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 후술하는 바와 같이 산화 스텝에 있어서도 반응관(2) 내의 온도를 변화시키지 않고 실온(30℃)으로 하고 있다.
반응관(20) 내의 온도는 -32℃ 내지 100℃로 하는 것이 바람직하다. 반응관(20) 내의 온도가 -32℃보다 낮아지면 원료 가스인 DIPAS를 공급하지 못하게 될 우려가 생기기 때문이다. 이는, 도시되지 않은 DIPAS의 처리 가스 공급원으로부터 처리 가스 공급관(90), MFC(225) 등의 압력 손실을 고려한 실용적 증기압이 얻어지는 하한 온도가 -32℃여서, -32℃가 DIPAS의 공급 한계라고 생각되기 때문이다. 또한 반응관(20) 내의 온도가 100℃보다 높아지면, 효율적으로 실온 성막 장치를 세정한다는 본 발명의 특징(기능)을 발휘할 수 없게 되기 때문이다. 반응관(20) 내의 온도는 실온(예를 들어 25℃ 내지 35℃) 내지 80℃로 하는 것이 보다 바람직하고, 실온 내지 60℃로 하는 것이 더욱 바람직하고, 실온으로 하는 것이 가장 바람직하다.
DIPAS의 공급량은 10sccm 내지 10slm으로 하는 것이 바람직하다. 10sccm보다 적으면, 반도체 웨이퍼 W의 표면에 충분한 DIPAS가 공급되지 않을 우려가 생기고, 10slm보다 많으면, 반응에 기여하지 않는 DIPAS가 많아져 버릴 우려가 생기기 때문이다. DIPAS의 공급량은 0.05slm 내지 3slm으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 반도체 웨이퍼 W의 표면과 DIPAS의 반응이 촉진되기 때문이다.
반응관(2) 내의 압력은 0.133㎩(0.001Torr) 내지 13.3㎪(100Torr)로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 반도체 웨이퍼 W의 표면과 DIPAS의 반응을 촉진할 수 있기 때문이다.
또한 원료 가스에 DIPAS라는 1가의 아미노실란을 사용하고 있으므로, 2 내지 4가의 아미노실란을 사용하는 경우에 비하여 흡착 공정에서 흡착된 흡착물 중에 질소(N)가 포함되기 어려워져, 양질의 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 또한 Si 흡착 시에 구조 장해가 발생하기 어려워 다른 분자의 흡착을 방해하기 어려워지므로, 흡착 속도가 느려지지 않아서 생산성이 저하되지 않게 된다. 또한 원료 가스에 DIPAS를 사용하고 있으므로, 열 안정성이 우수하고 유량 제어가 용이해진다. 또한 종래의 원료 공급 방식의 장치를 사용할 수 있어서 범용성을 갖고 있다.
흡착 스텝의 플로 공정을 1 내지 3초(sec), 예를 들어 도 4의 (h)에 나타낸 바와 같이 2초간 실시하여 반도체 웨이퍼 W의 표면에 소정량의 Si가 흡착되면, 처리 가스 공급관(90)으로부터의 DIPAS 및 질소의 공급을 정지시킨다. 그리고 반응관(20) 내의 가스를 배출함과 함께, 예를 들어 처리 가스 공급관(80)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급하여 반응관(20) 내의 가스를 반응관(20) 밖으로 배출한다(퍼지, Vacuum 공정).
계속해서, 반도체 웨이퍼 W의 표면을 산화시키는 산화 스텝을 실행한다. 산화 스텝은, Si가 흡착된 반도체 웨이퍼 W 상에 산화 가스를 공급하여, 흡착된 Si를 산화시키는 공정이다. 본 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼 W 상에 산소(산소 라디칼)를 공급함으로써, 흡착된 Si를 산화시키고 있다.
산화 스텝에서는, 반응관(20) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 실온(30℃)으로 한다. 또한 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급함과 함께 반응관(20) 내의 가스를 배출하고, 반응관(20)을 소정의 압력, 예를 들어 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 66.5㎩(0.5Torr)로 설정한다. 그리고 전극(71) 사이에, 도시되지 않은 고주파 전원으로부터 정합기를 통해 고주파 전력을, 예를 들어 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이 500W 인가한다. 또한 처리 가스 공급관(80)으로부터 산소를 소정량, 예를 들어 도 4의 (e)에 나타낸 바와 같이 1slm을 1쌍의 전극(71) 사이{플라스마 발생부(70) 내}에 공급한다. 1쌍의 전극(71) 사이에 공급된 산소는 플라스마 여기(활성화)되어 산소 라디칼(O*)을 생성한다. 이와 같이 생성된 산소 라디칼이 플라스마 발생부(70)로부터 반응관(20) 내에 공급된다. 또한 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 처리 가스 공급관(90)으로부터 희석 가스로서의 소정량의 질소를 반응관(20) 내에 공급한다(플로 공정). 반응관(20) 내에 산소 라디칼이 공급되면, 반도체 웨이퍼 W 상에 흡착된 Si가 산화되어 반도체 웨이퍼 W 상에 실리콘 산화막이 형성된다.
여기서, 산소의 공급량은 0.1sccm 내지 10slm으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 플라스마를 문제없이 발생시킬 수 있음과 함께, 실리콘 산화막을 형성하는 것에 충분한 산소 라디칼을 공급할 수 있기 때문이다. 산소의 공급량은 0.5slm 내지 5slm으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 플라스마를 안정적으로 발생시킬 수 있기 때문이다.
RF 파워는 10W 내지 1500W로 하는 것이 바람직하다. 10W보다 적으면 산소 라디칼이 생성되기 어려워지고, 1500W를 초과하면, 플라스마 발생부(70)를 구성하는 석영벽이 손상을 받을 우려가 생기기 때문이다. RF 파워는 50W 내지 500W로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 산소 라디칼을 효율적으로 생성할 수 있기 때문이다.
반응관(20) 내의 압력은 0.133㎩(0.001Torr) 내지 13.3㎪(100Torr)로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 산소 라디칼이 발생하기 쉽고, 또한 반도체 웨이퍼 W가 놓인 공간에 있어서의 산소 라디칼의 평균 자유 행정이 커지기 때문이다. 반응관(20) 내의 압력은 25㎩(0.2Torr) 내지 400㎩(3Torr)로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 반응관(20) 내의 압력 제어가 용이해지기 때문이다.
또한 플라스마 발생부(70) 내의 압력은 0.133㎩(0.001Torr) 내지 13.3㎪(100Torr)로 하는 것이 바람직하고, 70㎩(0.53Torr) 내지 400㎩(3Torr)로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 플라스마를 문제없이 발생시킬 수 있음과 함께, 실리콘 산화막을 형성하는 것에 충분한 산소 라디칼을 공급할 수 있기 때문이다.
산화 스텝의 플로 공정을 5 내지 30초, 예를 들어 도 4의 (h)에 나타낸 바와 같이 8초간 실시하여 반도체 웨이퍼 W 상에 원하는 실리콘 산화막이 형성되면, 처리 가스 공급관(80)으로부터 산소의 공급을 정지시킴과 함께, 도시되지 않은 고주파 전원으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지시킨다. 또한 처리 가스 공급관(90)으로부터의 질소의 공급을 정지시킨다. 그리고 반응관(20) 내의 가스를 배출함과 함께, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급하여 반응관(2) 내의 가스를 반응관(20) 밖으로 배출한다(퍼지, Vacuum 공정).
이것에 의하여, 흡착 스텝과 산화 스텝으로 이루어지는 MLD법의 1사이클이 종료된다.
계속해서, 다시 흡착 스텝으로부터 시작되는 MLD법의 1사이클을 개시한다. 그리고 이 사이클을 소정 횟수 반복한다. 이것에 의하여, 반도체 웨이퍼 W의 표면에 DIPAS를 공급하여 Si를 흡착시키고, 흡착된 Si를 산화시킴으로써, 실리콘 산화막이 더 형성된다. 그 결과, 반도체 웨이퍼 W 상에 원하는 두께의 실리콘 산화막이 형성된다.
반도체 웨이퍼 W 상에 원하는 두께의 실리콘 산화막이 형성되면, 반도체 웨이퍼 W를 언로드한다. 구체적으로는, 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(2) 내에 소정량의 질소를 공급하여 반응관(20) 내의 압력을 상압으로 되돌린다. 그리고 보트 엘리베이터(228)에 의하여 덮개체(50)를 하강시킴으로써 반도체 웨이퍼 W가 언로드된다.
이상과 같은 성막 처리를 복수 회 행하면, 성막 처리에 의하여 생성되는 실리콘 산화막 등의 반응 생성물(부착물)이 반도체 웨이퍼 W의 표면뿐 아니라 반응관(20)의 내벽 등에도 퇴적(부착)한다. 이 때문에, 성막 처리를 소정 횟수 행한 후 세정 처리{반응관(20)의 세정 방법}를 실행한다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관한 부생성물의 제거 방법 및 반응관의 세정 방법의 시퀀스의 일례를 나타낸 도면이다. 도 5에 있어서, 횡축은 시간(분), 종축은 압력(㎩)을 나타내고 있다.
먼저, 반응관(20) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 실온(30℃)으로 한다. 또한 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급한다. 다음으로, 반도체 웨이퍼 W가 수용되어 있지 않은 빈 웨이퍼 보트(60)를 덮개체(50) 상에 적재하고, 보트 엘리베이터(228)에 의하여 덮개체(50)를 상승시켜, 빈 웨이퍼 보트(60)를 반응관(20) 내에 로드한다.
다음으로, 도 5의 시각 t1 내지 t2의 기간에 있어서, 반응관(20)의 내부에 부착된 부착물을, 불화수소(HF)를 포함하는 클리닝 가스로 세정하는 세정 스텝을 실행한다.
처리 가스 공급관(90)으로부터, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급함과 함께 반응관(20) 내의 가스를 배출하고, 반응관(20)을 소정의 압력, 예를 들어 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 5320㎩(40Torr)로 설정한다. 다음으로, 처리 가스 공급관(90)으로부터 소정량의 클리닝 가스를 반응관(20) 내에 공급한다. 본 예에서는, 예를 들어 도 4의 (g)에 나타낸 바와 같이 불화수소를 1slm 공급함과 함께, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 소정량의 질소를 공급한다(플로 공정). 반응관(20) 내에 클리닝 가스가 공급되면, 공급된 불화수소가 반응관(20)의 내부에 부착된 부착물과 반응하여 부착물이 제거된다. 단, 이 반응의 부생성물인 규불화암모늄이 반응관(20)의 내부에 부착된다.
여기서, 불화수소의 공급량은 10sccm 내지 10slm으로 하는 것이 바람직하다. 10sccm보다 적으면, 반응관(20)의 내부에 부착된 부착물에 충분한 불화수소가 공급되지 않을 우려가 생기고, 10slm보다 많으면, 반응에 기여하지 않는 불화수소가 많아져 버릴 우려가 생기기 때문이다. 불화수소의 공급량은 0.05slm 내지 3slm으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 부착물과 불화수소의 반응이 촉진되기 때문이다.
반응관(2) 내의 압력은 0.133㎩(0.001Torr) 내지 101.3㎪(760Torr)로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 부착물과 불화수소의 반응이 촉진되기 때문이다. 또한 도 5에 있어서는, 반응관(20) 내의 압력은 5320㎩로 설정한 예가 나타나 있다.
세정 스텝의 플로 공정을 소정 시간 실시하여 부착물이 제거되면, 처리 가스 공급관(90)으로부터의 불화수소 및 질소의 공급을 정지시킨다. 그리고 반응관(20) 내의 가스를 배출함과 함께, 예를 들어 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급하여 반응관(20) 내의 가스를 반응관(20) 밖으로 배출한다(퍼지, Vacuum 공정).
이와 같은 세정 스텝은 필요에 따라 복수 회 반복된다. 도 5에 있어서, 시각 t3 내지 t4에 있어서 세정 스텝을 1회 더 행하고 있다. 이와 같이, 불화수소를 사용한 세정 스텝은 필요에 따라 반복해도 된다.
계속해서, 도 5의 시각 t4 내지 t5의 기간에 있어서, 세정 스텝에 의하여 장치 내부에 부착된 부생성물인 규불화물을 제거하는 제거 스텝을 실행한다.
먼저 규불화암모늄을, 플라스마 발생부(70)에 의하여 활성화된 산화 가스를 사용하여 산화시키는 산화 공정을 실행한다.
산화 공정에서는, 처리 가스 공급관(90)으로부터 반응관(20) 내에 소정량의 질소를 공급함과 함께 반응관(20) 내의 가스를 배출하고, 반응관(20)을 소정의 압력, 예를 들어 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 66.5㎩(0.5Torr)로 설정한다. 그리고 전극(71) 사이에, 도시되지 않은 고주파 전원으로부터 정합기를 통해 고주파 전력을, 예를 들어 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이 500W 인가한다. 또한 처리 가스 공급관(80)으로부터 산소를 소정량, 예를 들어 도 4의 (e)에 나타낸 바와 같이 1slm을 1쌍의 전극(71) 사이{플라스마 발생부(10) 내}에 공급한다. 1쌍의 전극(71) 사이에 공급된 산소는 플라스마 여기(활성화)되어 산소 라디칼(O*)을 생성한다. 이와 같이 생성된 산소 라디칼이 플라스마 발생부(70)로부터 반응관(20) 내에 공급된다. 또한 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 처리 가스 공급관(90)으로부터 희석 가스로서의 소정량의 질소를 반응관(20) 내에 공급한다(플로 공정). 반응관(20) 내에 산소 라디칼이 공급되면, 반응관(20)의 내부에 부착된 규불화암모늄이 산화된다.
산소의 공급량은 0.1sccm 내지 10slm으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 플라스마를 문제없이 발생시킬 수 있음과 함께, 장치 내부에 부착된 규불화암모늄을 산화시키는 것에 충분한 산소 라디칼을 공급할 수 있기 때문이다. 산소의 공급량은 0.5slm 내지 5slm으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 플라스마를 안정적으로 발생시킬 수 있기 때문이다.
RF 파워는 10W 내지 1500W로 하는 것이 바람직하다. 10W보다 적으면 산소 라디칼이 생성되기 어려워지고, 1500W를 초과하면, 플라스마 발생부(10)를 구성하는 석영벽이 손상을 받을 우려가 생기기 때문이다. RF 파워는 50W 내지 500W로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 산소 라디칼을 효율적으로 생성할 수 있기 때문이다.
반응관(20) 내의 압력은 0.133㎩(0.001Torr) 내지 13.3㎪(100Torr)로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 산소 라디칼이 발생하기 쉽기 때문이다. 반응관(2) 내의 압력은 25㎩(0.2Torr) 내지 400㎩(3Torr)로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 반응관(20) 내의 압력 제어가 용이해지기 때문이다. 또한 도 5에 있어서는, 5320㎩의 약 절반 정도로 압력이 설정된 예가 나타나 있다.
또한 플라스마 발생부(70) 내의 압력은 0.133㎩(0.001Torr) 내지 13.3㎪(100Torr)로 하는 것이 바람직하고, 70㎩(0.53Torr) 내지 400㎩(3Torr)로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위의 압력으로 함으로써 플라스마를 문제없이 발생시킬 수 있음과 함께, 장치 내부에 부착된 규불화암모늄을 산화시키는 것에 충분한 산소 라디칼을 공급할 수 있기 때문이다.
제거 스텝의 산화 공정을, 예를 들어 도 4의 (h)에 나타낸 바와 같이 300초(5분)간 실시하여 장치 내부에 부착된 규불화물이 산화되면, 처리 가스 공급관(80)으로부터 산소의 공급을 정지시킴과 함께, 도시되지 않은 고주파 전원으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지시킨다. 또한 처리 가스 공급관(90)으로부터의 질소의 공급을 정지시킨다.
계속해서, 산화 공정에서 산화된 규불화물을 불화수소로 제거하는 산화물 제거 공정을 실행한다.
먼저, 도 5의 시각 t5 내지 t6의 기간에 있어서 반응관(20) 내의 압력이 승압된다. 제어부(200)가, 배기 수단인 진공 펌프(227) 및 밸브 제어부(226) 등을 제어함으로써 반응관(20) 내의 압력을 승압한다. 반응관(20) 내의 압력을 승압하는 것은, 고온 질소 퍼지 가스의 반응관(20) 내에의 도입의 준비를 행하기 위함이다. 반응관(20) 내에 고온 질소 퍼지 가스를 도입하더라도 반응관(20) 내가 고진공으로 유지되어 있으면 반응관(20) 내가 고온으로 되지 않는다. 따라서 고온 질소 퍼지 가스를 반응관(20) 내에 도입한 때 반응관(20) 내를 고온으로 하기 위하여 반응관(20) 내의 압력을 승압한다.
도 6은, 규불화암모늄의 증기압 곡선을 나타낸 도면이다. 도 6에 나타난 바와 같이 규불화암모늄은 200℃ 이상에서 승화한다. 따라서 가열한 고온 질소 퍼지 가스를 반응관(20) 내에 도입한 때, 반응관(20) 내가 200℃ 이상으로 되는 환경을 갖추기 위하여 반응관(20) 내를 승압한다. 도 5에 있어서는, 시각 t5 내지 t6의 기간에서 반응관(20) 내가 승압되어 시각 t6에 53200㎩에 도달한 예가 나타나 있다.
또한 승압과 병행하여, 처리 가스 공급관(80)을 질소 가스 공급원(130)의 공급 라인에 접속하도록 전환부(100)가 전환되고, 기화기(120)를 동작시켜 질소 가스를 가열한다. 질소 가스는, 예를 들어 300 내지 500℃, 예를 들어 400℃로 되도록 기화기(120)로 가열된다.
다음으로, 압력이 53200에 도달하면, 시각 t6 내지 t7에 있어서, 처리 가스 공급관(80)을 통하여 고온 질소 퍼지 가스가 반응관(20) 내에 도입된다. 이것에 의하여, 200℃ 이상에 도달한 반응관(20) 내부의 규불화암모늄은 승화하고 기화한다. 이와 같은 고온 질소 퍼지 가스의 도입은, 예를 들어 5 내지 10분간 행해진다. 이것에 의하여, 반응관(20)의 내부가 데워져 규불화암모늄의 승화가 촉진된다. 이 사이, 반응관(20) 내의 압력은 53200㎩로 유지되어, 고온 질소 퍼지 가스 공급의 효과를 발휘할 수 있는 환경으로 된다.
시각 t7 내지 t8에 있어서 반응관(20)의 내부가 배기된다. 제어부(200)가 진공 펌프(227), 제어 밸브(226)를 제어하여 반응관(20)을 배기하고 감압한다. 배기에 의하여, 승화한 규불화암모늄은 반응관(20)의 외부로 배출된다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태에 관한 세정 부생성물의 제거 방법의 후반의 시퀀스의 일례를 나타낸 도면이다. 도 7에 나타난 바와 같이, 시각 t6 내지 t7 사이에 고온 질소 퍼지 가스의 도입에 의하여 반응관(20)의 내부가 승온된 후, 시각 t7 내지 t8의 기간, 또한 시각 t8 이후의 기간에 있어서도, 배기에 의하여 기화한 규불화암모늄이 반응관(20)으로부터 제거된다. 이때, 반응관(20)의 내부 압력은 1330㎩ 미만으로 설정된다. 이와 같은 배기에 의하여, 승화한 규불화암모늄은 효율적으로 반응관(20)으로부터 배출되어 제거된다.
또한 도 5에 나타낸 사이클은 그 후에도 계속된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 세정 부생성물의 제거 방법, 반응실 내의 클리닝 방법 및 실온 성막 장치에 의하면, 클리닝에 의하여 발생한 규불화암모늄을 효율적으로 제거할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명했지만 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
10: 실온 성막 장치
20: 반응관
30: 배기부
40: 배기구
50: 덮개체
60: 웨이퍼 보트
70: 플라스마 발생부
71: 전극
80, 90: 처리 가스 공급관
100: 가스 전환부
110: 산소 가스 공급원
120: 기화기
130: 질소 가스 공급원
200: 제어부

Claims (8)

  1. 가열 수단을 갖지 않는 실온 성막 장치의 반응실 내의 클리닝 시에 부생성물로서 생성된 규불화암모늄을 제거하는 세정 부생성물의 제거 방법이며,
    클리닝 후의 상기 반응실 내의 압력을 소정 압력까지 승압하는 공정과,
    해당 소정 압력에서 상기 규불화암모늄이 승화하는 온도 이상의 소정 온도로 가열한 질소 가스를 상기 반응실 내에 공급하여 상기 반응실 내를 소정 시간 퍼지하는 공정과,
    상기 반응실 내를 배기하는 공정을 갖는, 세정 부생성물의 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 온도는 300℃ 이상의 온도인, 세정 부생성물의 제거 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소정 시간은 5 내지 10분의 범위의 소정 시간인, 세정 부생성물의 제거 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소정 압력은 대기압의 절반 이상의 압력인, 세정 부생성물의 제거 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반응실 내를 배기하는 공정에서는, 상기 반응실 내의 압력은 1330㎩ 미만으로 설정되는, 세정 부생성물의 제거 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 질소 가스는 상기 반응실 밖에 마련된 기화기로 가열되고 나서 상기 반응실 내에 공급되는, 세정 부생성물의 제거 방법.
  7. 가열 수단을 갖지 않는 실온 성막 장치의 반응실 내의 클리닝 방법이며,
    상기 반응실 내를 불화수소를 사용하여 클리닝하는 클리닝 공정과,
    해당 클리닝 공정에서 부생성물로서 생성된 규불화암모늄을, 플라스마에 의하여 활성화된 산소 가스를 사용하여 산화시키는 공정과,
    상기 반응실 내의 압력을 소정 압력까지 승압하는 공정과,
    해당 소정 압력에서 상기 규불화암모늄이 승화하는 온도 이상의 소정 온도로 가열한 질소 가스를 상기 반응실 내에 공급하여 상기 반응실 내를 소정 시간 퍼지하는 공정과,
    상기 반응실 내를 배기하는 공정을 갖는, 반응실 내의 클리닝 방법.
  8. 가열 수단을 갖지 않는 실온 성막 장치이며,
    반응실과,
    해당 반응실 내에 실리콘 함유 가스 및 클리닝 가스를 전환하여 공급하는 제1 인젝터와,
    상기 반응실 내에 산화 가스 및 질소 가스를 전환하여 공급하는 제2 인젝터와,
    상기 산화 가스를 활성화시키는 플라스마 발생기와,
    상기 반응실 내를 배기하는 배기 수단과,
    상기 반응실 밖에 마련되어 상기 질소 가스를 가열하는 기화기와,
    제어 수단을 갖고,
    해당 제어 수단은,
    상기 제1 인젝터로부터 상기 클리닝 가스를 상기 반응실 내에 공급시키는 클리닝 공정과,
    상기 배기 수단을 제어하여 상기 반응실 내의 압력을 소정 압력까지 승압하는 공정과,
    상기 기화기를 제어하여, 상기 클리닝 공정에서 부생성물로서 생성된 규불화암모늄이 상기 소정 압력 하에서 승화하는 온도 이상의 소정 온도로 상기 질소 가스를 가열하는 공정과,
    상기 제2 인젝터로부터 상기 소정 온도로 가열된 상기 질소 가스를 상기 반응실 내에 공급시켜 상기 반응실 내를 소정 시간 퍼지하는 공정과,
    상기 배기 수단을 제어하여 상기 반응실 내를 배기하는 공정을 실행하는, 실온 성막 장치.
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