KR20210124909A - 클리닝 방법 및 열처리 장치 - Google Patents

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KR20210124909A
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KR1020210040552A
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도모야 하세가와
츠바사 와타나베
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 반응관의 노구 근방에 설치되는 부재의 오버 에칭을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 따른 클리닝 방법은, 일단에 노구를 구비한 반응관 내의 부착물을 제거하는 클리닝 방법으로서, 상기 노구가 덮개체에 의해 닫혀진 상기 반응관 내를 물이 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 유지하고 또한 상기 노구를 국소적으로 가열한 상태에서, 상기 반응관 내에 불화수소를 포함하는 클리닝 가스를 도입함으로써 상기 부착물을 제거하는 공정을 포함한다.

Description

클리닝 방법 및 열처리 장치{CLEANING METHOD AND HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 개시는, 클리닝 방법 및 열처리 장치에 관한 것이다.
열처리 장치의 반응관 내를 실온으로 설정하고, 불화수소와 질소를 포함하는 클리닝 가스를 반응관 내에 도입하여, 장치 내부에 부착된 반응 생성물을 제거하는 기술이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2011-77543호 공보
본 개시는, 반응관의 노구(爐口) 근방에 설치되는 부재의 오버 에칭을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 따른 클리닝 방법은, 일단에 노구를 구비한 반응관 내의 부착물을 제거하는 클리닝 방법으로서, 상기 노구가 덮개체에 의해 닫혀진 상기 반응관 내를 물이 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 유지하고 또한 상기 노구를 국소적으로 가열한 상태에서, 상기 반응관 내에 불화수소를 포함하는 클리닝 가스를 도입함으로써 상기 부착물을 제거하는 공정을 포함한다.
본 개시에 따르면, 반응관의 노구 근방에 설치되는 부재의 오버 에칭을 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태의 열처리 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 2는 실시형태의 클리닝 방법의 일례를 나타낸 타임 차트.
도 3은 실시형태의 클리닝 방법에 있어서의 반응관과 덮개체의 위치 관계를 나타낸 도면.
도 4는 석영 및 SiO2의 에칭량의 산출 결과를 나타낸 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시형태에 대해서 설명한다. 첨부한 전체 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는 동일 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
[열처리 장치]
도 1을 참조하여, 실시형태의 열처리 장치의 일례에 대해서 설명한다. 도 1은 실시형태의 열처리 장치의 일례를 나타낸 도면이다.
열처리 장치(1)는, 반응관(10)을 구비한다. 반응관(10)은, 길이 방향이 연직 방향을 향해진 천장이 있는 대략 원통 형상을 가지며, 일단(하단)에 노구(10a)를 구비한다. 반응관(10)은, 내열 및 내부식성이 우수한 재료, 예컨대 석영에 의해 형성되어 있다.
반응관(10)의 노구(10a)는, 덮개체(12)에 의해 닫혀진다. 덮개체(12)는, 내열 및 내부식성이 우수한 재료, 예컨대 석영에 의해 형성되어 있다. 덮개체(12)는, 보트 엘리베이터(도시하지 않음)에 의해 상하 이동 가능하게 구성되어 있다. 덮개체(12)가 상승하면 반응관(10)의 노구(10a)가 닫혀지고, 덮개체(12)가 하강하면 반응관(10)의 노구(10a)가 개구된다.
덮개체(12)의 상부에는, 보온통(14)이 설치되어 있다. 보온통(14)은, 연직 방향으로 소정 간격을 가지며 대략 수평으로 배치된 복수의 대략 원판형의 석영으로 제조된 핀(도시하지 않음)을 포함한다. 보온통(14)은, 반응관(10)의 노구(10a)로부터의 방열에 의해 반응관(10)의 하단 영역의 온도가 과도하게 저하되지 않도록 보온하는 기능을 갖는다.
보온통(14)의 위쪽에는 회전 테이블(16)이 설치되어 있다. 회전 테이블(16)은, 웨이퍼 보트(18)를 회전 가능하게 배치하는 배치대로서 기능한다. 회전 테이블(16)의 하부에는 회전축(20)이 설치되고, 회전축(20)은 보온통(14)의 중앙을 관통하며, 자성 유체 시일(22)을 통해 회전 테이블(16)을 회전시키는 회전 기구(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
웨이퍼 보트(18)는, 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼(W)」라고 함)를 수직 방향으로 소정 간격을 가지며 대략 수평으로 유지한다. 웨이퍼 보트(18)는, 예컨대 석영에 의해 형성되어 있다. 웨이퍼 보트(18)는, 회전 테이블(16) 상에 배치되어 있다. 이 때문에, 회전 테이블(16)을 회전시키면 웨이퍼 보트(18)가 회전하고, 이 회전에 의해 웨이퍼 보트(18)에 유지된 웨이퍼(W)가 회전한다.
반응관(10)의 하단 근방의 측면에는, 반응관(10) 내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입관(24)이 삽입 관통되어 있다. 가스 도입관(24)은, 반응관(10)을 관통하여 반응관(10)의 내부에 연장되어 반응관(10)의 내벽면을 따라 위쪽으로 수직으로기립하도록 L자형으로 굴곡하여 설치되어 있다. 가스 도입관(24)에는, 그 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 가스 구멍(24h)이 형성되어 있다. 가스 구멍(24h)은, 수평 방향을 향해 처리 가스를 방출한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 주위로부터 웨이퍼(W)의 주면과 대략 평행하게 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로는, 예컨대 웨이퍼(W)에 박막을 형성하기 위한 성막 가스, 열처리 장치(1)의 내부에 부착된 부착물(반응 생성물)을 제거하기 위한 클리닝 가스를 들 수 있다. 클리닝 가스는, 불화수소(HF)를 포함하는 가스로 구성되고, 예컨대 불화수소 가스와 희석 가스로서의 질소 가스와의 혼합 가스로 구성되어 있다. 또한, 도 1에서는, 반응관(10) 내에 1개의 가스 도입관(24)이 삽입 관통되어 있는 경우를 나타내고 있지만, 복수개의 가스 도입관(24)이 삽입 관통되어 있어도 좋다.
또한, 반응관(10)의 하단 근방의 측면에는, 배기구(26)가 형성되어 있고, 배기구(26)를 통해 반응관(10) 내의 가스가 배기된다. 배기구(26)에는, 배기 배관(28)이 접속되어 있다. 배기 배관(28)에는, 압력 조정 밸브(30) 및 진공 펌프(32)가 순차 개재되어 있고, 압력 조정 밸브(30)에 의해 반응관(10) 내의 압력을 조정하면서 진공 펌프(32)에 의해 반응관(10) 내를 배기할 수 있다.
반응관(10)의 주위에는, 반응관(10)을 둘러싸도록, 챔버 히터(34) 및 제1 냉각 재킷(36)이 반응관(10)의 측에서부터 이 순서로 설치되어 있다. 챔버 히터(34)는, 제1 가열부의 일례로서, 예컨대 저항 발열체를 포함하는 원통형의 히터이며, 반응관(10)의 전체를 가열함으로써, 반응관(10) 내의 웨이퍼(W)를 가열한다. 제1 냉각 재킷(36)은, 내부에 냉각수 등의 냉매가 통류 가능한 냉매 유로를 포함하고, 냉매 유로에 냉매를 통류시킴으로써 반응관(10)의 내부를 열방사에 의해 냉각한다. 냉매로는, 예컨대 냉각수(CW: Cooling Water)를 들 수 있다.
덮개체(12)의 하부에는, 캡 히터(38)가 설치되어 있다. 캡 히터(38)는, 제2 가열부의 일례로서, 예컨대 저항 발열체를 포함하는 평면형의 히터이며, 반응관(1)의 노구(10a)를 국소적으로 가열한다. 이것에 의해, 반응관(10) 하부의 온도가, 반응관(10) 상부 및 중간부의 온도보다 낮아지는 것이 억제되고, 반응관(10)의 연직 방향에 있어서의 온도 균일성이 향상된다.
덮개체(12)의 옆쪽 및 아래쪽에는, 덮개체(12) 및 캡 히터(38)를 덮도록 제2 냉각 재킷(40)이 설치되어 있다. 제2 냉각 재킷(4)은, 내부에 냉매가 통류 가능한 냉매 유로(42)를 가지며, 냉매 유로(42)에 냉매를 통류시킴으로써 덮개체(12)를 열전도에 의해 냉각한다. 냉매로는, 예컨대 냉각수를 들 수 있다.
보온통(14)의 상부에는, 보온통 히터(44)가 설치되어 있다. 보온통 히터(44)는, 제2 가열부의 일례로서, 예컨대 저항 발열체를 포함하는 평면형의 히터이며, 반응관(10)의 노구(10a)를 국소적으로 가열한다. 이것에 의해, 반응관(10) 하부의 온도가, 반응관(10) 상부 및 중간부의 온도보다 낮아지는 것이 억제되며, 반응관(10)의 연직 방향에 있어서의 온도 균일성이 향상된다.
반응관(10)의 주위에 있어서의 보온통(14)과 대략 동일한 높이에는, 하부 히터(46)가 설치되어 있다. 하부 히터(46)는, 제2 가열부의 일례로서, 예컨대 저항 발열체를 포함하는 원통형의 히터이며, 반응관(10)의 노구(10a)를 국소적으로 가열한다. 이것에 의해, 반응관(10)의 하부의 온도가, 반응관(10)의 상부 및 중간부의 온도보다 낮아지는 것이 억제되며, 반응관(10)의 연직 방향에 있어서의 온도 균일성이 향상된다.
또한, 열처리 장치(1)는, 제어부(90)를 구비한다. 제어부(90)는, 열처리 장치(1)의 각부를 제어한다. 제어부(90)는, 예컨대 컴퓨터여도 좋다. 또한, 열처리 장치(1)의 각부의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 예컨대 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이어도 좋다.
이상, 열처리 장치의 일례에 대해서 설명하였으나, 열처리 장치의 형태는 상기한 장치에 한정되지 않고, 다양한 구성을 포함할 수 있다.
[클리닝 방법]
도 2 및 도 3을 참조하여, 실시형태의 클리닝 방법의 일례에 대해서 설명한다. 도 2는 실시형태의 클리닝 방법의 일례를 나타낸 타임 차트이다. 도 3은 실시형태의 클리닝 방법에 있어서의 반응관(10)과 덮개체(12)의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
이하에서는, 전술한 열처리 장치(1)의 반응관(10) 내에서 웨이퍼(W)에 산화실리콘(SiO2)을 형성하는 처리를 실시함으로써 열처리 장치(1)의 내부에 부착된 산화실리콘을 제거하는 경우를 예시하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실시형태의 클리닝 방법은, 제1 냉각 공정, 감압 공정, 제2 냉각 공정, 클리닝 공정, 실온 퍼지 공정, 고온 퍼지 공정 및 반출 공정을 갖는다.
제1 냉각 공정은, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 반응관(10) 내에서 웨이퍼 보트(18)가 반출되고, 반응관(10) 내부가 대기압의 상태에서 실시된다. 제1 냉각 공정에서는, 제어부(90)는, 제1 냉각 재킷(36)에 의한 열방사에 의해 반응관(10)을 냉각하고, 제2 냉각 재킷(40)에 의한 열전도에 의해 덮개체(12)를 냉각한다. 또한, 제어부(90)는, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 제1 온도(T1)로 설정한다. 제1 온도(T1)는, 물(H2O)이 반응관(10) 내, 예컨대 반응관(10)의 표면에 액막으로서 존재할 수 있는 온도이다. 제1 온도(T1)는, 예컨대 0℃∼100℃이며, 실온(25℃)인 것이 바람직하다. 이와 같이, 반응관(10) 내를 물이 반응관(10)의 표면에 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 설정하고 있기 때문에, 후술하는 클리닝 공정에 있어서, 불화수소와 산화실리콘과의 반응에 의해 발생한 물이 반응관(10)의 표면에 액막으로서 존재한다. 이 물이 클리닝 공정에 있어서 반응 생성물로부터 생성된 중간 생성물과 반응하고, 이 결과, 반응 생성물의 제거가 가능해진다.
그런데, 제1 냉각 공정에서는, 열방사에 의해 냉각되는 반응관(10)의 상부 및 중간부보다, 열전도에 의해 냉각되는 반응관(10)의 하부 쪽이 냉각되기 쉽다. 그래서, 제1 냉각 공정에서는, 제어부(90)는, 캡 히터(38)의 설정 온도를 챔버 히터의 설정 온도인 제1 온도(T1)보다 높은 제2 온도(T2)로 설정한다. 이것에 의해, 반응관(10) 하부의 온도가 반응관(10) 상부 및 중간부의 온도보다 낮아지는 것이 억제되며, 반응관(10)의 연직 방향에 있어서의 온도 균일성이 향상된다. 그 때문에, 후술하는 클리닝 공정에 있어서, 반응관(10)의 상부 및 중간부에 설치되는 웨이퍼 보트(18)의 표면에 대하여 반응관(10)의 하부에 설치되는 덮개체(12) 및 보온통(14)의 표면에 액막이 과도하게 생기는 것이 억제된다. 그 결과, 클리닝 공정에서 반응관(10) 내에 부착된 산화실리콘을 제거할 때에, 덮개체(12) 및 보온통(14)이 에칭되는 것을 억제할 수 있다.
감압 공정에서는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(90)는, 보트 엘리베이터에 의해 덮개체(12)를 상승시켜, 웨이퍼 보트(18)를 반응관(10) 내로 반입한다. 또한, 제어부(90)는, 진공 펌프(32)에 의해 반응관(10) 내를 배기하고, 반응관(10) 내를 제1 압력(P1)으로 감압한다. 제1 압력(P1)은, 예컨대 진공 펌프(32)에 의해 완전히 흡인된 압력이다. 또한, 제어부(90)는, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 제1 온도(T1)로 유지하고, 캡 히터(38)의 설정 온도를 제2 온도(T2)로 유지한다.
제2 냉각 공정은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 반응관(10) 내에 웨이퍼 보트(18)를 수용한 상태에서 실시된다. 제2 냉각 공정에서는, 제어부(90)는, 반응관(10) 내를 제1 압력(P1)으로 감압한 상태에서, 제1 냉각 재킷(36)에 의한 열방사에 의해 반응관(10)을 냉각하고, 제2 냉각 재킷(40)에 의한 열전도에 의해 덮개체(12)를 냉각한다. 또한, 제어부(90)는, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 제1 온도(T1)로 유지하고, 캡 히터(38)의 설정 온도를 제2 온도(T2)로 유지한다.
클리닝 공정은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 반응관(10) 내에 웨이퍼 보트(18)를 수용한 상태에서 실시된다. 클리닝 공정에서는, 제어부(90)는, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 제1 온도(T1)로 유지하고, 캡 히터(38)의 설정 온도를 제2 온도(T2)로 유지한다. 또한, 제어부(90)는, 가스 도입관(24)으로부터 불화수소를 포함하는 가스로 이루어진 클리닝 가스를 반응관(10) 내에 도입함과 더불어, 반응관(10) 내를 제2 압력(P2)으로 조정한다. 제2 압력(P2)은, 예컨대 제1 압력(P1)과 대기압 사이의 압력이다. 반응관(10) 내에 클리닝 가스가 도입되면, 불화수소가 열처리 장치(1)의 내부, 예컨대 반응관(10)의 내벽, 덮개체(12), 보온통(14), 웨이퍼 보트(18) 등에 부착된 산화실리콘과 반응하여, 중간 생성물과 물을 생성한다. 이때, 반응관(10) 내를 물이 반응관(10)의 표면에 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 설정하고 있기 때문에, 물이 반응관(10)의 표면에 액막으로서 존재한다. 이 물이 생성된 중간 생성물과 더 반응하여, 예컨대 수용성의 중간 생성물을 생성하고, 생성된 수용성의 중간 생성물이 반응관(10)으로부터 제거 가능해진다. 이 결과, 열처리 장치(1)의 내부에 부착된 산화실리콘이 제거된다.
또한, 클리닝 공정에서는, 제어부(90)는, 캡 히터(38)의 설정 온도를 챔버 히터의 설정 온도인 제1 온도(T1)보다 높은 제2 온도(T2)로 유지한다. 이것에 의해, 반응관(10) 하부의 온도가 반응관(10) 상부 및 중간부의 온도보다 낮아지는 것이 억제되고, 반응관(10)의 수직 방향에 있어서의 온도 균일성이 향상된다. 그 때문에, 후술하는 클리닝 공정에 있어서, 반응관(10)의 상부 및 중간부에 설치되는 웨이퍼 보트(18)의 표면에 대하여 반응관(10)의 하부에 설치되는 덮개체(12) 및 보온통(14)의 표면에 액막이 과도하게 생기는 것이 억제된다. 그 결과, 반응관(10) 내에 부착된 산화실리콘을 제거할 때에, 덮개체(12) 및 보온통(14)이 에칭되는 것을 억제할 수 있다.
실온 퍼지 공정은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 반응관(10) 내에 웨이퍼 보트(18)를 수용한 상태에서 실시된다. 실온 퍼지 공정에서는, 제어부(90)는, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 제1 온도(T1)로 유지하고, 캡 히터(38)의 설정 온도를 제2 온도(T2)로 유지한다. 또한, 실온 퍼지 공정에서는, 제어부(90)는, 반응관(10) 내의 가스를 배출함과 더불어, 가스 도입관(24)으로부터 소정량의 질소를 도입하여, 반응관(10) 내의 가스를 배기 배관(28)으로 배출한다. 이때, 반응관(10) 내의 가스를 효율적으로 배출하기 위해, 반응관(10) 내의 가스의 배출 및 질소의 공급을 복수회 반복하는 것이 바람직하다.
고온 퍼지 공정은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 반응관(10) 내에 웨이퍼 보트(18)를 수용한 상태에서 실시된다. 고온 퍼지 공정에서는, 제어부(90)는, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 제1 온도(T1)보다 높은 제3 온도(T3)로 설정하고, 캡 히터의 설정 온도를 제2 온도(T2)보다 높은 제4 온도(T4)로 설정한다. 제3 온도(T3)는 예컨대 350℃이며, 제4 온도(T4)는 예컨대 300℃이다. 또한, 제어부(90)는, 반응관(10) 내의 가스를 배출함과 더불어, 가스 도입관(24)으로부터 소정량의 질소를 도입하여, 반응관(10) 내의 가스를 배기 배관(28)으로 배출한다. 이때, 반응관(10) 내의 가스를 효율적으로 배출하기 위해, 반응관(10) 내의 가스의 배출 및 질소의 공급을 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 고온 퍼지 공정은, 실온 퍼지 공정보다 높은 온도에서 실시되기 때문에, 반응관(10) 내의 물을 확실하게 제거할 수 있다. 또한, 반응관(10) 내를 고온으로 가열하여도, 반응관(10) 내에 클리닝 가스가 도입되어 있지 않기 때문에, 반응관(10) 등의 열처리 장치(1)의 부품 열화를 억제할 수 있다.
반출 공정에서는, 제어부(90)는, 가스 도입관(24)으로부터 반응관(10) 내로 소정량의 질소를 공급하여, 반응관(10) 내의 압력을 대기압으로 되돌린다. 계속해서, 제어부(90)는, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 보트 엘리베이터에 의해 덮개체(12)를 하강시킴으로써, 웨이퍼 보트(18)를 반응관(10) 내로부터 반출한다.
이상에 의해, 열처리 장치(1)의 내부에 부착된 산화실리콘을 제거할 수 있다.
[실시예]
도 4를 참조하여, 실시형태의 클리닝 방법에 의해 발휘되는 효과를 확인하기 위해 행한 실시예에 대해서 설명한다.
실시예에서는, 우선, 석영 유리에 의해 형성된 시험편(이하 「석영 시험편」이라고 함) 및 석영 시험편의 표면에 2 ㎛의 산화실리콘(SiO2)을 형성한 시험편(이하 「SiO2 시험편」이라고 함)을 준비하였다.
계속해서, 성막 처리를 실시하는 온도로 승온되어 있는 반응관(10) 내로부터 웨이퍼 보트(18)를 반출하였다.
계속해서, 대기압 환경 하에서 챔버 히터(34)의 설정 온도를 0℃, 캡 히터(38)의 설정 온도를 0℃ 또는 40℃로 한 상태에서, 반응관(10) 내 및 덮개체(12)를 냉각하였다.
계속해서, 준비한 석영 시험편 및 SiO2 시험편을, 웨이퍼 보트(18)의 상부, 중간부, 하부, 보온통(14)의 하부 및 덮개체(12)의 상면에 각각 설치하고, 웨이퍼 보트(18)를 반응관(10) 내로 반입하였다.
계속해서, 반응관(10) 내를 감압함과 더불어, 반응관(10) 내의 온도를 실온으로 안정화시켰다. 계속해서, 반응관(10) 내에 불화수소(2 slm/min) 및 질소를 포함하는 클리닝 가스를 45분간 공급하였다.
계속해서, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 0℃, 캡 히터(38)의 설정 온도를 0℃ 또는 40℃로 유지한 상태에서, 반응관(10) 내를 퍼지함으로써, 반응관(10) 내에 잔존하는 가스를 제거하였다.
계속해서, 챔버 히터(34)의 설정 온도를 350℃, 캡 히터(38)의 설정 온도를 300℃로 올려 반응관(10) 내를 가열한 상태에서, 반응관(10) 내를 퍼지함으로써, 반응관(10) 내에 잔존하는 가스를 제거하였다.
계속해서, 반응관(10) 내를 대기압으로 되돌린 후, 반응관(10) 내에서 웨이퍼 보트(18)를 반출하였다.
계속해서, 웨이퍼 보트(18)의 상부, 중간부, 하부, 보온통(14)의 하부 및 덮개체(12)의 상면에 설치된 석영 시험편 및 SiO2 시험편의 두께를 분광 엘립소미터에 의해 측정하였다. 또한, 측정한 두께와, 반응관(10) 내로 반입하기 전의 석영 시험편 및 SiO2 시험편의 두께에 기초하여, 석영 및 SiO2의 에칭량을 산출하였다.
도 4는 석영 및 SiO2의 에칭량의 산출 결과를 나타낸 도면이다. 도 4에 있어서, 횡축에 석영 시험편 및 SiO2 시험편의 설치 장소를 나타내고, 종축에 에칭량을 나타낸다. 도 4에 있어서, 「TOP」, 「CTR」 및 「BTM」은 각각 웨이퍼 보트(18)의 상부, 중간부 및 하부에 설치된 석영 시험편 및 SiO2 시험편의 결과를 나타낸다. 또한, 「FIN」 및 「CAP」는 각각 보온통(14)의 하부 및 덮개체(12)의 상면에 설치된 석영 시험편 및 SiO2 시험편의 결과를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캡 히터(38)의 설정 온도가 40℃인 경우, 모든 설치 장소에 있어서, SiO2의 에칭량은, 석영의 에칭량보다 크고, 약 2 ㎛인 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 캡 히터(38)의 설정 온도를 40℃로 하면, 모든 설치 장소에 있어서, 석영을 거의 에칭하지 않고, SiO2를 완전히 제거할 수 있다고 할 수 있다.
한편, 캡 히터(38)의 설정 온도가 0℃인 경우, 모든 설치 장소에 있어서, SiO2의 에칭량은 2 ㎛이지만, 보온통(14)의 하부 및 덮개체(12)의 상면에 있어서 석영의 에칭량이 SiO2의 에칭량보다 큰 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 캡 히터(38)의 설정 온도를 0℃로 하면, 모든 설치 장소에 있어서 SiO2를 완전히 제거할 때에, 반응관(10)의 하부에 있어서 석영이 에칭되어 버린다고 할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 실시형태에 따르면, 불화수소를 포함하는 가스를 클리닝 가스에 이용함으로써, 열처리 장치(1)의 내부에 부착된 부착물을 제거할 수 있다. 또한, 반응관(10) 내의 온도는 실온이기 때문에, 클리닝 공정에 있어서의 반응관(10) 등의 열처리 장치(1)의 부품 열화를 억제할 수 있다. 또한, 클리닝 공정에 있어서, 반응관(10) 내를 물이 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 유지하고 또한 노구(10a)를 국소적으로 가열한 상태에서, 반응관(10) 내에 불화수소를 포함하는 클리닝 가스를 도입함으로써, 반응관(10) 내의 부착물을 제거한다. 이것에 의해, 반응관(10)의 노구(10a) 근방에 설치되는 덮개체(12), 보온통(14) 등의 부재의 오버 에칭을 억제할 수 있다. 그 결과, 상기 부재의 수명이 길어지고, 또한, 상기 부재가 에칭되어 생기는 파티클을 저감할 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 취지를 벗어나지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 클리닝 공정에 있어서 캡 히터(38)에 의해 반응관(10)의 노구(10a)를 국소적으로 가열하는 경우를 설명하였으나, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 캡 히터(38) 대신에 보온통 히터(44)나 하부 히터(46)에 의해 반응관(10)의 노구(10a)를 국소적으로 가열하도록 하여도 좋다. 또한, 캡 히터(38), 보온통 히터(44) 및 하부 히터(46) 중 적어도 2개를 조합하여 반응관(10)의 노구(10a)를 국소적으로 가열하도록 하여도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 반응관(10)의 하단 근방의 측면에 배기구(26)가 형성되어 있는 경우를 설명하였으나, 배기구(26)의 위치는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 반응관(10)의 천장에 배기구(26)가 형성되어 있어도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 반응관(10)이 단관인 경우를 설명하였으나, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 반응관(10)은 이중관이어도 좋다.
10 : 반응관 10a : 노구
12 : 덮개체 24 : 가스 도입관
34 : 챔버 히터 38 : 캡 히터
44 : 보온통 히터 46 : 하부 히터
90 : 제어부

Claims (11)

  1. 일단에 노구를 구비한 반응관 내의 부착물을 제거하는, 열처리 장치의 클리닝 방법으로서,
    상기 노구가 덮개체에 의해 닫혀진 상기 반응관 내를 물이 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 유지하고 또한 상기 노구를 국소적으로 가열한 상태에서, 상기 반응관 내에 불화수소를 포함하는 클리닝 가스를 도입함으로써 상기 부착물을 제거하는 공정
    을 포함하는 열처리 장치의 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    물이 액막으로서 존재할 수 있는 상기 온도는 실온인 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부착물을 제거하는 공정에 있어서, 상기 덮개체를, 물이 액막으로서 존재할 수 있는 상기 온도와 동일한 온도로 가열하는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열처리 장치는,
    상기 반응관의 전체를 가열하는 제1 가열부와,
    상기 노구를 국소적으로 가열하는 제2 가열부
    를 포함하며,
    상기 부착물을 제거하는 공정에 있어서, 상기 제2 가열부의 설정 온도를 상기 제1 가열부의 설정 온도보다 높게 하는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 가열부는, 상기 덮개체의 하부에 설치되는 캡 히터를 포함하는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 덮개체 위에는 보온통이 설치되어 있고,
    상기 제2 가열부는, 상기 보온통의 상부에 설치되는 보온통 히터를 포함하는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개체 위에는 보온통이 설치되어 있고,
    상기 제2 가열부는, 상기 반응관 주위에 있어서의 상기 보온통과 대략 동일한 높이로 설치되는 하부 히터를 포함하는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착물을 제거하는 공정에 있어서, 상기 반응관 및 상기 덮개체를 냉각하는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착물을 제거하는 공정 후에, 상기 반응관 내를 물이 제거 가능한 온도로 가열하고, 상기 반응관 내의 가스를 배기함과 더불어 상기 반응관 내의 물을 제거하는 공정
    을 포함하는 열처리 장치의 클리닝 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개체는, 석영에 의해 형성되어 있는 것인 열처리 장치의 클리닝 방법.
  11. 일단에 노구를 구비하는 반응관과,
    상기 반응관 내에 불화수소를 포함하는 클리닝 가스를 도입하는 가스 도입관과,
    상기 반응관의 주위에 설치되는 제1 가열부와,
    상기 반응관의 상기 노구를 닫는 덮개체와,
    상기 덮개체를 가열하는 제2 가열부와,
    상기 열처리 장치의 각부의 동작을 제어하도록 구성되는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 가열부를 제어하여 상기 반응관 내를 물이 액막으로서 존재할 수 있는 온도로 유지하고 또한 상기 제2 가열부를 제어하여 상기 덮개체를 가열한 상태에서, 상기 노구가 상기 덮개체에 의해 닫혀진 상기 반응관 내에 상기 가스 도입관으로부터 클리닝 가스를 도입함으로써 상기 반응관 내에 부착된 부착물을 제거하는 공정을 행하도록 구성되는 것인 열처리 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117339946A (zh) * 2022-06-28 2024-01-05 长鑫存储技术有限公司 工艺设备清洗方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011077543A (ja) 2004-04-23 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd 薄膜形成装置、薄膜形成装置の洗浄方法及びプログラム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR890008922A (ko) * 1987-11-21 1989-07-13 후세 노보루 열처리 장치
JPH07161640A (ja) * 1993-12-02 1995-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱処理炉の温度制御方法
JP6019792B2 (ja) * 2012-06-20 2016-11-02 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
KR101750633B1 (ko) * 2012-07-30 2017-06-23 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
JP5571157B2 (ja) * 2012-11-28 2014-08-13 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、クリーニング方法および基板処理装置
JP6602699B2 (ja) * 2016-03-14 2019-11-06 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ クリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP2018113275A (ja) * 2017-01-06 2018-07-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理システム
CN110419095A (zh) * 2017-03-29 2019-11-05 株式会社国际电气 基板处理装置、加热单元以及半导体装置的制造方法
KR102076643B1 (ko) * 2017-09-13 2020-02-12 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011077543A (ja) 2004-04-23 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd 薄膜形成装置、薄膜形成装置の洗浄方法及びプログラム

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