KR20230033558A - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체 - Google Patents

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

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Abstract

다운타임을 단축하여 장치의 가동률을 향상시킨다.
기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 기판을 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 기판 지지부를 내포한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 공정; 처리 가스 공급 공정 후에 처리 용기에 구비된 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하는 것에 의해, 처리 용기에 구비되고 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부를 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 강온 공정; 및 강온 공정 후, 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 저온부를 클리닝하는 클리닝 공정을 포함한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 개시(開示)는 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 처리 용기 내의 기판에 대하여 처리 가스를 공급하여 기판 상의 막을 처리하는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1).
1. 일본 특개 2012-54536호 공보
전술한 구성의 기판 처리 장치에서 막 처리를 수행하면 처리 용기 내에 퇴적물이 부착되는 경우가 있다. 그렇기 때문에 막 처리를 수행한 후, 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 처리 용기 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 클리닝 처리가 수행되는 경우가 있다.
그런데 고온으로 막 처리를 수행한 후에 고온 상태로 클리닝 처리를 수행하면 불량이 발생되는 개소(箇所)가 있다. 그렇기 때문에 막 처리 후의 클리닝 처리를 수행하기 전에 처리 용기 내를 원하는 온도로 낮출 필요가 있다. 그렇게 하면 다운타임이 길어져 장치의 가동률에 영향을 미친다.
본 개시는 다운타임을 단축하여 장치의 가동률을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 형태에 따르면, 기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 기판 지지부를 내포한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 공정; 상기 처리 가스 공급 공정 후에 상기 처리 용기에 구비된 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하는 것에 의해, 상기 처리 용기에 구비되고 상기 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 강온 공정; 및 상기 강온 공정 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 클리닝 공정을 포함하는 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 다운타임을 단축하여 장치의 가동률을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성예를 도시하는 설명도.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리 용기의 개략 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 개요를 도시하는 흐름도.
도 5는 도 4의 기판 처리 공정에서의 성막 공정의 상세를 도시하는 흐름도.
(1) 기판 처리 장치의 구성
이하, 실시 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에서 동일 구성 요소에는 동일 부호를 첨부하여 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해서 실제의 형태에 비해 각(各) 부(部)의 폭, 두께, 형상 등에 대해서 모식적으로 도시되는 경우가 있지만 어디까지나 일례이며, 본 개시의 해석을 한정하는 것이 아니다.
도 1은 반도체 디바이스의 제조 방법을 실시하기 위한 매엽식(枚葉式) 기판 처리 장치[이하 단순히 기판 처리 장치(10)라고 부른다]의 상면 단면도이다. 본 실시 형태에 따른 클러스터형 기판 처리 장치(10)의 반송 장치는 진공측과 대기(大氣)측으로 나뉜다. 또한 기판 처리 장치(10)에서는 기판으로서의 웨이퍼(200)를 반송하는 캐리어로서 FOUP(Front Opening Unified Pod: 이하, 포드라고 부른다)(100)가 사용된다.
(진공측의 구성)
도 1에 도시되는 바와 같이 기판 처리 장치(10)는 진공 상태 등의 대기압 미만의 압력(부압)을 견딜 수 있는 제1 반송실(103)을 구비한다. 제1 반송실(103)의 광체(筐體)(101)는 평면시가 예컨대 오각형이며, 상하 양단(兩端)이 폐색(閉塞)된 상자 형상으로 형성된다.
제1 반송실(103) 내에는 웨이퍼(200)를 이재하는 제1 기판 이재기(112)가 설치된다.
광체(101)의 5매의 측벽 중 전측[도 1 중의 하방(下方)측]에 위치하는 측벽에는 예비실(로드록 실)(122, 123)이 각각 게이트 밸브(126, 127)를 개재하여 연결된다. 예비실(122, 123)은 웨이퍼(200)를 반입하는 기능과 웨이퍼(200)를 반출하는 기능을 병용 가능하도록 구성되고, 각각 부압에 견딜 수 있는 구조로 구성된다.
제1 반송실(103)의 광체(101)의 5매의 측벽 중 후측[배면(背面)측, 도 1 중의 상방(上方)측]에 위치하는 4내의 측벽에는 웨이퍼(200)에 원하는 처리를 수행하는 처리 모듈(PM1 내지 PM4)이 되는 처리 용기(202a 내지 202d)가 게이트 밸브(70a, 70b, 70c, 70d)를 개재하여 각각 인접해서 연결된다.
(대기측의 구성)
예비실(122, 123)의 전측에는 대기압 하의 상태에서 웨이퍼(200)를 반송할 수 있는 제2 반송실(121)이 게이트 밸브(128, 129)를 개재하여 연결된다. 제2 반송실(121)에는 웨이퍼(200)를 이재하는 제2 기판 이재기(124)가 설치된다.
제2 반송실(121)의 좌측에는 노치 맞춤 장치(106)가 설치된다. 또한 노치 맞춤 장치(106)는 오리엔테이션 플랫 맞춤 장치이어도 좋다.
제2 반송실(121)의 광체(125)의 전측에는 웨이퍼(200)를 제2 반송실(121)에 대하여 반입반출하기 위한 기판 반입출구(134)와, 포드 오프너(108)가 설치된다. 기판 반입출구(134)를 개재하여 포드 오프너(108)와 반대측, 즉 광체(125)의 외측에는 로드 포트(IO 스테이지)(105)가 설치된다. 포드 오프너(108)는 포드(100)의 캡(100a)을 개폐하는 것과 함께, 기판 반입출구(134)를 폐색 가능한 클로저(미도시)를 구비한다. 로드 포트(105)에 재치된 포드(100)의 캡(100a)을 개폐하는 것에 의해 포드(100)에 대한 웨이퍼(200)의 출입을 가능하게 한다. 또한 포드(100)는 미도시의 공정 내 반송 장치(OHT 등)에 의해 로드 포트(105)에 대하여 공급 및 배출되도록 이루어진다.
(2) 처리 모듈의 구성
다음으로 각 처리 모듈(PM1 내지 PM4)에서의 처리 용기(202a 내지 202d)의 구성에 대해서 설명한다.
각 처리 모듈(PM1 내지 PM4)은 매엽식의 기판 처리 장치로서 기능하는 것이며, 각각이 처리 용기(202a 내지 202d)를 구비해서 구성된다. 각 처리 용기(202a 내지 202d)는 어느 처리 모듈(PM1 내지 PM4)에서도 마찬가지로 구성되며, 처리 용기(202)로서 구체적인 구성을 설명한다.
도 2는 기판 처리 장치(10)의 처리 용기(202)의 개략 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
(처리 용기)
처리 용기(202)는 예컨대 횡단면(橫斷面)이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성된다. 처리 용기(202)는 예컨대 석영 또는 세라믹스 등의 비금속 재료로 형성된 상부 용기(2021)와, 예컨대 알루미늄(Al)이나 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 형성된 하부 용기(2022)로 구성된다. 처리 용기(202) 내에는 상방측[후술하는 기판 재치대(212)보다 상방의 공간]에 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 공간(처리실)(201)이 형성되고, 그 하방측에서 하부 용기(2022)에 둘러싸인 공간에 반송 공간(203)이 형성된다.
하부 용기(2022)의 바닥부에는 리프트 핀(207)이 복수 설치된다.
처리 용기(202)의 일부인 하부 용기(2022)의 측면(측벽)에는 게이트 밸브(205)(전술한 70a 내지 70d에 상당)에 인접한 기판 반입출구(206)가 설치된다. 웨이퍼(200)는 기판 반입출구(206)를 개재하여 반송 공간(203)에 반입되도록 구성된다. 게이트 밸브(205)의 주위에는 밀폐 부재인 O링(209a)이 설치된다. 게이트 밸브(205)는 기판 반입출구(206)를 개폐하는 밸브체(205a)와, 밸브체(205a)를 지지하는 샤프트(205b)에 의해 구성된다. 바꿔 말하면, 기판 반입출구(206)에는 밸브체(205a) 및 샤프트(205b)를 구비한 게이트 밸브(205)가 인접된다. 샤프트(205b) 및 밸브체(205a)를 승강시키는 것에 의해 기판 반입출구(206)가 개폐되도록 구성된다.
또한 처리 용기(202)의 일부인 상부 용기(2021)의 측면(측벽)에는 처리 용기(202)의 외부로부터 처리 용기(202)의 내부인 처리 공간(201)을 시인(視認)할 수 있는 뷰포트(300)가 설치된다. 뷰포트(300)의 주위에는 밀폐 부재인 O링(209b)이 설치된다. 또한 뷰포트(300)는 처리 공간(201) 내를 시인(확인)할 수 있으면 좋고, 예컨대 상부 용기(2021)의 상벽에 설치되어도 좋다.
(기판 재치대)
처리 공간(201) 내에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(서셉터)(210)가 설치된다. 기판 지지부(210)는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(211)과, 재치면(211)을 표면에 가지는 기판 재치대(212)와, 기판 재치대(212)에 내포된 가열부로서의 히터(213)를 주로 포함한다. 기판 재치대(212)에는 리프트 핀(207)이 관통하는 관통공(214)이 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 설치된다.
기판 재치대(212)는 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는 하부 용기(2022)의 바닥부를 관통하고, 또한 처리 용기(202)의 외부에서 승강부(218)에 접속된다.
승강부(218)를 작동시켜서 샤프트(217) 및 기판 재치대(212)를 승강시키는 것에 의해 기판 재치대(212)는 재치면(211) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능하도록 이루어진다. 또한 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로즈(219)에 의해 피복되고, 이에 의해 처리 공간(201) 내가 기밀하게 보지(保持)된다.
기판 재치대(212)는 웨이퍼(200) 반송 시에는 재치면(211)이 기판 반입출구(206)의 위치(웨이퍼 반송 위치)가 되도록 하강하고, 웨이퍼(200) 처리 시에는 웨이퍼(200)가 처리 공간(201) 내의 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다.
구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때는 리프트 핀(207)의 상단부가 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하여 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때는 리프트 핀(207)은 재치면(211)의 상면으로부터 매몰되어 재치면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 구성된다.
(샤워 헤드)
처리 공간(201)의 상부(가스 공급 방향 상류측)에는 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(230)가 설치된다. 샤워 헤드(230)는 예컨대 상부 용기(2021)에 설치된 구멍(2021a)에 삽입된다.
샤워 헤드의 덮개(231)는 예컨대 도전성 및 열전도성이 있는 금속으로 형성된다. 덮개(231)와 상부 용기(2021) 사이에는 블록(233)이 설치되고, 그 블록(233)이 덮개(231)와 상부 용기(2021) 사이를 절연하고, 또한 단열한다. 또한 덮개(231)와 블록(233) 사이에는 밀폐 부재인 O링(209c)이 설치된다.
또한 샤워 헤드의 덮개(231)에는 제1 분산 기구로서의 가스 공급관(241)이 삽입되는 관통공(231a)이 설치된다. 관통공(231a)에 삽입되는 가스 공급관(241)은 샤워 헤드(230) 내에 형성된 공간인 샤워 헤드 버퍼실(232) 내에 공급하는 가스를 분산시키기 위한 것이며, 샤워 헤드(230) 내에 삽입되는 선단부(先端部)(241a)와, 덮개(231)에 고정되는 플랜지(241b)를 포함한다. 선단부(241a)는 예컨대 원주 형상으로 구성되고, 그 원주 측면에는 분산공이 설치된다. 그리고 후술하는 가스 공급부(공급계)로부터 공급되는 가스는 선단부(241a)에 설치된 분산공을 개재하여 샤워 헤드 버퍼실(232) 내에 공급된다.
또한 샤워 헤드(230)는 후술하는 가스 공급부(공급계)로부터 공급되는 가스를 분산시키기 위한 제2 분산 기구로서의 분산판(234)을 구비한다. 이 분산판(234)의 상류측이 샤워 헤드 버퍼실(232)이며, 하류측이 처리 공간(201)이다. 분산판(234)에는 복수의 관통공(234a)이 설치된다. 분산판(234)은 재치면(211)과 대향하며 그 재치면(211)의 상방측에 배치된다. 따라서 샤워 헤드 버퍼실(232)은 분산판(234)에 설치된 복수의 관통공(234a)을 개재하여 처리 공간(201)과 연통하게 된다. 또한 덮개(231)와 분산판(234) 사이에는 밀폐 부재인 O링(209d)이 설치된다.
샤워 헤드 버퍼실(232)에는 가스 공급관(241)이 삽입되는 관통공(231a)을 포함한다.
(가스 공급계)
샤워 헤드(230)의 덮개(231)에 설치된 관통공(231a)에 삽입되는 가스 공급관(241)에는 공통 가스 공급관(242)이 접속된다. 가스 공급관(241)과 공통 가스 공급관(242)은 관의 내부에서 연통된다. 그리고 공통 가스 공급관(242)으로부터 공급되는 가스는 가스 공급관(241), 관통공(231a)을 통해서 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
공통 가스 공급관(242)에는 제1 가스 공급관(243a), 제2 가스 공급관(244a), 제3 가스 공급관(245a)이 접속된다. 이 중 제2 가스 공급관(244a)은 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 개재하여 공통 가스 공급관(242)에 접속되어도 좋다. 또한 도 2에서는, 제2 가스 공급관(244a)은 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 개재하여 공통 가스 공급관(242)에 접속되지만, 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 설치하지 않는 경우에는 제2 가스 공급관(244a)과 공통 가스 공급관(242)을 직접 접속하도록 구성한다.
제1 가스 공급관(243a)을 포함하는 제1 가스 공급계(243)로부터는 주로 제1 원소 함유 가스가 공급되고, 제2 가스 공급관(244a)을 포함하는 제2 가스 공급계(244)로부터는 주로 제2 원소 함유 가스가 공급된다. 제3 가스 공급관(245a)을 포함하는 제3 가스 공급계(245)로부터는, 웨이퍼(200)를 처리하는 때는 주로 불활성 가스가 공급되고, 샤워 헤드(230) 내나 처리 공간(201) 내를 클리닝할 때는 클리닝 가스가 주로 공급된다.
(제1 가스 공급계)
제1 가스 공급관(243a)에는 상류 방향부터 순서대로 제1 가스 공급원(243b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(243c) 및 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치된다. 그리고 제1 가스 공급관(243a)으로부터는 제1 원소를 함유하는 가스(이하, 「제1 원소 함유 가스」라고 부른다)가 제1 가스 공급원(243b), MFC(243c), 밸브(243d), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
제1 원소 함유 가스는 처리 가스 중 하나이며, 원료 가스로서 작용하는 것이다. 여기서 제1 원소는 예컨대 실리콘(Si)이다. 즉 제1 원소 함유 가스는 예컨대 실리콘 함유 가스이다. 또한 제1 원소 함유 가스는 상온 상압에서 고체, 액체 및 기체 중 어느 것이어도 좋다. 제1 원소 함유 가스가 상온 상압에서 액체인 경우에는 제1 가스 공급원(243b)과 MFC(243c) 사이에 미도시의 기화기를 설치하면 좋다. 여기서는 제1 원소 함유 가스를 기체로서 설명한다.
제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d)보다 하류측에는 제1 불활성 가스 공급관(246a)의 하류단이 접속된다. 제1 불활성 가스 공급관(246a)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(246b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(246c) 및 개폐 밸브인 밸브(246d)가 설치된다. 그리고 제1 불활성 가스 공급관(246a)으로부터는 불활성 가스가 불활성 가스 공급원(246b), MFC(246c), 밸브(246d), 제1 가스 공급관(243a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
여기서 불활성 가스는 제1 원소 함유 가스의 캐리어 가스로서 작용하는 것으로, 제1 원소와는 반응하지 않는 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예컨대 질소(N2) 가스를 이용할 수 있다. 또한 불활성 가스로서는 N2 가스의 이외, 예컨대 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
주로 제1 가스 공급관(243a), MFC(243c), 밸브(243d)에 의해 제1 가스 공급계(「실리콘 함유 가스 공급계」라고도 부른다)(243)가 구성된다. 또한 주로 제1 불활성 가스 공급관(246a), MFC(246c) 및 밸브(246d)에 의해 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 제1 가스 공급계(243)는 제1 가스 공급원(243b), 제1 불활성 가스 공급계를 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 제1 불활성 가스 공급계는 불활성 가스 공급원(236b), 제1 가스 공급관(243a)을 포함시켜서 생각해도 좋다. 이러한 제1 가스 공급계(243)는 처리 가스 중 하나인 원료 가스를 공급하는 것이므로, 처리 가스 공급계(「처리 가스 공급부」라고도 부른다) 중 하나에 해당된다.
(제2 가스 공급계)
제2 가스 공급관(244a)에는 하류에 리모트 플라즈마 유닛(244e)이 설치된다. 상류에는 상류 방향부터 순서대로 제2 가스 공급원(244b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(244c) 및 개폐 밸브인 밸브(244d)가 설치된다. 그리고 제2 가스 공급관(244a)으로부터는 제2 원소를 함유하는 가스(이하, 「제2 원소 함유 가스」라고 부른다)가 제2 가스 공급원(244b), MFC(244c), 밸브(244d), 리모트 플라즈마 유닛(244e), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
제2 원소 함유 가스를 플라즈마 상태로 하여 웨이퍼(200) 상에 공급하는 경우, 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 가동시켜 제2 원소 함유 가스를 플라즈마 상태로 한다.
제2 원소 함유 가스는 처리 가스 중 하나이며, 반응 가스 또는 개질 가스로서 작용하는 것이다. 여기서 제2 원소 함유 가스는 제1 원소와 다른 제2 원소를 함유한다. 제2 원소로서는 예컨대 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나이다. 본 실시 형태에서는 제2 원소 함유 가스는 예컨대 질소 함유 가스로 한다. 구체적으로는 질소 함유 가스로서 암모니아(NH3) 가스가 이용된다.
제2 가스 공급관(244a)의 밸브(244d)보다 하류측에는 제2 불활성 가스 공급관(247a)의 하류단이 접속된다. 제2 불활성 가스 공급관(247a)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(247b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(247c) 및 개폐 밸브인 밸브(247d)가 설치된다. 그리고 제2 불활성 가스 공급관(247a)으로부터는 불활성 가스가 불활성 가스 공급원(247b), MFC(247c), 밸브(247d), 제2 가스 공급관(244a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
여기서 불활성 가스는 기판 처리 공정에서는 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다. 구체적으로는 예컨대 N2 가스를 이용할 수 있지만, N2 가스 외에 예컨대 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스도 이용할 수 있다.
주로 제2 가스 공급관(244a), MFC(244c), 밸브(244d)에 의해 제2 가스 공급계(244)(「질소 함유 가스 공급계」라고도 부른다)가 구성된다. 또한 주로 제2 불활성 가스 공급관(247a), MFC(247c) 및 밸브(247d)에 의해 제2 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 제2 가스 공급계(244)는 제2 가스 공급원(244b), 리모트 플라즈마 유닛(244e), 제2 불활성 가스 공급계를 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 제2 불활성 가스 공급계는 불활성 가스 공급원(247b), 제2 가스 공급관(244a), 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 포함시켜서 생각해도 좋다. 이러한 제2 가스 공급계(244)는 처리 가스 중 하나인 반응 가스 또는 개질 가스를 공급하는 것이므로, 처리 가스 공급계(「처리 가스 공급부」라고도 부른다) 중 하나에 해당된다.
(제3 가스 공급계)
제3 가스 공급관(245a)에는 상류 방향부터 순서대로 제3 가스 공급원(245b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(245c) 및 개폐 밸브인 밸브(245d)가 설치된다. 그리고 제3 가스 공급관(245a)으로부터는 클리닝 가스가 제3 가스 공급원(245b), MFC(245c), 밸브(245d), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
제3 가스 공급관(245a)의 밸브(245d)보다 하류측에는 제3 불활성 가스 공급관(248a)의 하류단이 접속된다. 제3 불활성 가스 공급관(248a)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(248b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(248c) 및 개폐 밸브인 밸브(248d)가 설치된다. 그리고 제3 불활성 가스 공급관(248a)으로부터는 불활성 가스가 불활성 가스 공급원(248b), MFC(248c), 밸브(248d), 제3 가스 공급관(245a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
성막 공정에서 불활성 가스가 불활성 가스 공급원(248b), MFC(248c), 밸브(248d), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급되고, 처리 용기(202)나 샤워 헤드(230) 내에 잔류된 가스를 퍼지하는 퍼지 가스로서 작용한다. 이러한 불활성 가스로서는 예컨대 N2 가스를 이용할 수 있지만, N2 가스 외에 예컨대 He 가스, Ne 가스, Ar 가스 등의 희가스도 이용할 수 있다.
클리닝 공정에서 클리닝 가스가 제3 가스 공급원(245b), MFC(245c), 밸브(245d), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급되고, 처리 용기(202)나 샤워 헤드(230) 내에 잔류된 퇴적물을 클리닝하는 가스로서 작용한다. 이러한 클리닝 가스로서는 예컨대 3불화질소(NF3) 가스나 3불화염소(ClF3) 가스를 이용할 수 있다.
주로 제3 가스 공급관(245a), MFC(245c), 밸브(245d)에 의해 제3 가스 공급계(245)(「클리닝 가스 공급계, 클리닝 가스 공급부」라고도 부른다)가 구성된다. 또한 제3 가스 공급계(245)는 제3 가스 공급원(245b)을 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 주로 제3 불활성 가스 공급관(248a), MFC(248c) 및 밸브(248d)에 의해 제3 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 제3 불활성 가스 공급계는 불활성 가스 공급원(248b), 제3 가스 공급관(245a)을 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 제3 가스 공급계(245)는 제3 불활성 가스 공급계를 포함시켜서 생각해도 좋다.
(가스 배기계)
처리 용기(202)의 분위기를 배기하는 배기계는 처리 용기(202)에 접속된 배기관(263)을 포함한다. 구체적으로는 처리 공간(201)에 접속되는 배기관(263)을 포함한다.
배기관(263)은 처리 공간(201)의 측방에 접속된다. 배기관(263)에는 처리 공간(201) 내를 소정의 압력으로 제어하는 압력 제어기인 APC(Auto Pressure Controller)(276)가 설치된다. APC(276)는 개도(開度) 조정 가능한 밸브체(미도시)를 포함하고, 컨트롤러(500)로부터의 지시에 따라 배기관(263)의 컨덕턴스를 조정한다. 또한 배기관(263)에서 APC(276)의 상류측과 하류측에는 각각 개폐 밸브인 밸브(275, 277)가 설치된다.
또한 배기관(263)의 밸브(277)의 하류측에는 진공 펌프(278)가 설치된다. 진공 펌프(278)는 배기관(263)을 개재하여 처리 공간(201)의 분위기를 진공 배기하도록 구성된다.
(3) 냉각 기구의 실장 형태
다음으로 처리 용기(202)에 설치되는 냉각 기구에 대해서 구체적인 형태를 설명한다.
우선 냉각 기구를 설치하는 이유를 설명한다. 웨이퍼(200) 상에 막을 형성하는 성막 공정에서는 웨이퍼(200)를 고온 상태로 하는 것이 바람직하다. 고온 상태로 하는 것에 의해 처리 공간(201)에 공급되는 가스의 에너지나 웨이퍼(200)상에서의 반응 상태가 저온(예컨대 실온) 상태에 비해 높아지기 때문이다. 한편, 클리닝 공정에 대해서는 처리 용기(202) 내를 성막 공정에서의 온도와 비교해서 저온으로 하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 예컨대 샤워 헤드(230)나 기판 재치대(212)를 지지하는 샤프트(217) 등의 SUS 등의 금속 재료로 구성된 부재에는 부식 대책으로서 불화니켈 코팅 등의 코팅이 이루어진다. 또한 후술하는 기판 반입출구(206)나 게이트 밸브(205)에서도 마찬가지로, 부식 대책으로서 불화니켈 코팅이 수행되는 경우가 있다. 고온 상태의 불화 니켈 코팅에 NF3 가스나 ClF3 가스 등의 클리닝 가스를 공급하면, 클리닝 가스와 불화니켈 코팅이 반응하여 코팅이 박리되는 경우가 있다. 이것들이 파티클이 되어 막의 오염으로 이어질 우려가 있다.
또한 샤워 헤드(230)가 플라즈마 생성용의 전극을 겸하는 경우, 코팅이 박리되어 불균일하면, 코팅이 있는 개소와 코팅이 없는 개소에서 플라즈마 생성 상태가 다르기 때문에 플라즈마 생성이 불균일해진다. 그 결과, 웨이퍼 상에 균일하게 막을 형성하지 못할 우려가 있다. 또한 코팅이 박리되어 코팅이 없는 부분에 전력이 집중하여 이상(異常) 방전이 발생할 가능성이 있다. 또한 처리 가스에 의해 금속 재료의 부식이 진행되어 한층 더 파티클이 발생할 우려가 있다. 또한 코팅이 웨이퍼(200)와 평행한 면에서 불균일한 경우, 웨이퍼 면내에서 플라즈마 양이 불균일해진다. 샤워 헤드(230)의 관통공(234a) 중에서 수직 방향으로 불균일한 경우, 각각의 관통공(234a)에서 플라즈마 생성량이 달라진다.
이상의 이유에서, 고온 상태에서 성막 공정을 수행한 후이며 클리닝 공정을 수행하기 전에, 고온 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 개소를 냉각해서 저온 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 여기서 고온 상태로 처리를 수행하면 불량이 발생되는 개소를 저온부라고 부른다.
그래서 처리 가스에 의해 부식되는 재질로 구성되고 처리 가스와 접하는 영역에는, 부식 방지용 코팅이 수행된 샤워 헤드(230)나 샤프트(217) 등의 저온부를 냉각하는 강온 공정을 수행한다.
계속해서 샤워 헤드(230)나 샤프트(217) 등의 저온부를 냉각하는 냉각 기구의 구체적 구성에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다.
샤워 헤드(230)의 덮개(231)의 주위이며 O링(209c, 209d)의 근방에는, 배관부(316)가 매설된다. 구체적으로는 배관부(316)는 후술하는 히터(416)와 O링(209c), 히터(416)와 O링(209d) 사이에 설치된다. 또한 기판 재치대(212)의 주위이며, 히터(213)의 외주에는 배관부(317)가 매설된다. 또한 기판 재치대(212)를 지지하는 샤프트(217)의 내부에는 축 방향으로 연장되는 배관부(318)가 매설된다.
배관부(318)는 왕로, 귀로를 포함하고, 각각은 배관부(317)에 접속된다. 왕로측에는 후술하는 공급관(310)과 마찬가지의 냉매 공급관이 접속되고, 왕로에 냉매를 공급 가능한 구성으로 이루어진다. 또한 귀로에는 후술하는 배출관(311)과 마찬가지의 냉매 배출관이 접속된다. 냉매 공급관으로부터 공급되는 냉매는 배관부(318)의 왕로, 배관부(317)에 공급되고, 배관부(318)의 귀로를 개재하여 냉매 배출관에 배출된다.
또한 하부 용기(2022)의 측면(측벽)의, 기판 반입출구(206)의 주위 상방이며, O링(209a)과 후술하는 히터(422) 사이에는 배관부(322)가 매설된다. 또한 기판 반입출구(206)의 주위 하방이며, O링(209a)과 후술하는 히터(419) 사이에는 배관부(319)가 매설된다. 즉 하부 용기(2022)의 측면(측벽)에 주방향에 배관부(319, 322)가 배치되고, 배관부(319, 322)의 내주측에 히터(419, 422)가 각각 배치된다. 또한 게이트 밸브(205)의 밸브체(205a)를 지지하는 샤프트(205b)의 내부에는 축 방향으로 연장되는 배관부(321)가 매설된다. 또한 뷰포트(300)의 주위이며, O링(209b)과 후술하는 히터(420) 사이에는 배관부(320)가 매설된다.
배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322)에는 각각 냉각 매체가 공급된다. 즉 배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322)는 냉매 유로로서 이용된다. 배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322)는 알루미늄(Al) 등과 같은 열전도율이 높은 금속 배관 재료에 의해 구성된다.
또한 이 냉각 매체는 후술하는 제1 온도에서도 냉각하는 성질을 유지 가능한 매체이다. 예컨대 불활성 가스 또는 공기 등의 가스 상태의 냉각 매체이다. 따라서 제1 온도로 웨이퍼(200)를 처리한 후에 광체를 바로 냉각하는 것이 가능해진다. 비교예로서 예컨대 액체상의 냉각 매체(예컨대 가르텐)가 존재하지만, 후술하는 제1 온도(800℃)에서는 비등해져 냉각 성능이 열화된다는 문제가 있다. 이에 대하여 불활성 가스 또는 공기 등의 가스 상태의 냉각 매체라면 제1 온도라도 냉각 성능을 유지할 수 있으므로, 고온의 상태의 광체를 냉각 가능하며, 따라서 다운타임을 짧게 할 수 있다.
덮개(231)의 주위이며, 배관부(316)의 내측에는 가열부로서의 히터(416)가 매설된다. 또한 배관부(317)의 내측에 히터(213)가 배치된다. 또한 기판 반입출구(206)의 주위 하방이며, 배관부(319)의 내측[처리 용기(202) 내측]에는 가열부로서의 히터(419)가 매설된다. 또한 기판 반입출구(206)의 주위 상방이며, 배관부(322)의 내측[처리 용기(202) 내측]에는 가열부로서의 히터(422)가 매설된다. 또한 뷰포트(300)의 주위이며, 배관부(320)의 내측[처리 용기(202) 내측]에는 가열부로서의 히터(420)가 매설된다.
배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322)는 각각 별도의 배관을 개재하여 접속된다. 배관부(319)의 상류단에는 냉각 매체를 공급하는 공급관(310)이 접속되고, 배관부(322)의 하류단에는 냉각 매체를 배출하는 배출관(311)이 접속된다. 즉 배관부(316, 319, 320, 321, 322)는 공급관(310), 배출관(311)에 연통된다. 즉 배관부(316, 319, 320, 321, 322)를 접속해서 구성된 냉매 유로의 상류단에 냉각 매체를 공급하는 공급관(310)이 접속되고, 냉매 유로의 하류단에 냉각 매체를 처리 용기(202) 외로 배출하는 배출관(311)이 접속된다. 이와 같이 공급 배관과 배기 배관을 공통화하는 것에 의해 부품 점수를 적게 하여 비용을 저감시킬 수 있다. 또한 다른 배관부에 공급관(310)과 배출관(311)을 각각 접속해도 좋고, 배관부(316 내지 322)를 접속해서 구성된 냉매 유로의 상류단에 냉각 매체를 공급하는 공급관(310)이 접속되고, 냉매 유로의 하류단에 냉각 매체를 처리 용기(202) 외로 배출하는 배출관(311)이 접속되면 좋다.
공급관(310)에는 상류측부터 냉매 가스 공급부(310a)와 개폐 밸브인 밸브(310b)가 설치된다. 냉매 가스 공급부(310a)는 냉매 유로에 냉각 매체를 공급한다. 즉 공급관(310)은 냉매 유로에 냉각 매체를 공급하는 공급 배관으로서 이용된다. 또한 배출관(311)에는 개폐 밸브인 밸브(311b)가 설치되고, 하류단에 진공 펌프(311c)가 접속된다. 즉 냉매 유로에는 진공 펌프(311c)가 접속된다. 또한 배출관(311)의 밸브(311b)의 상류측에는 분기로인 배관(312)이 접속된다. 배관(312)에는 밸브(312b)가 설치된다. 즉 배출관(311)은 냉매 유로 내의 냉각 매체를 처리 용기(202) 외로 배출 또는 진공 흡입하는 배기 배관으로서 이용된다.
이와 같이 샤워 헤드(230)나 샤프트(217) 등의 저온부를 소정 온도 이하로 냉각하는 것에 의해 성막 온도인 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부에 대한 열 영향을 저감할 수 있다.
또한 강온 공정에서는 처리 용기(202)의 벽면, 샤워 헤드(230), 기판 재치대(212), 샤프트(217, 205b) 내 등에 배치된 냉매 유로에 냉각 매체를 공급하고, 승온 공정에서는 이들 냉매 유로가 진공 흡입되고, 냉매 유로의 내측에 배치된 히터(416, 419, 420, 422)를 이용하는 것에 의해 강온 시간 및 승온 시간이 단축되어 장치의 가동률이 개선된다.
또한 이와 같이 O링(209a 내지 209d) 등의 근방에 냉매 유로를 배치하는 것에 의해 O링의 열화를 억제할 수 있다. 그렇기 때문에 O링(209a 내지 209d)도 저온부라고 부를 수 있다. 또한 기판 반입출구(206) 근방이나 뷰포트(300) 근방의 처리 용기(202)의 벽면도 저온부라고 부를 수 있다.
또한 배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322)의 근방에는 배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322)의 근방의 온도를 검출하는 온도 센서(516, 517, 518, 519, 520, 521)가 각각 설치된다.
(4) 컨트롤러의 구성
다음으로 제어부(제어 수단)로서의 컨트롤러(500)의 구성에 대해서 설명한다.
제어부(제어 수단)로서의 컨트롤러(500)는 후술하는 기판 처리 공정을 수행하도록 전술한 각 부를 제어한다.
도 3에 도시하는 바와 같이 컨트롤러(500)는 CPU(Central Processing Unit)(500a), RAM(Random Access Memory)(500b), 기억 장치(500c), I/O 포트(500d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(500b), 기억 장치(500c), I/O 포트(500d)는 내부 버스(500e)를 개재하여 CPU(500a)과 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(500)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(501)나 디스플레이 등의 표시 장치(472)가 접속된다.
기억 장치(500c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(500c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 또한 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(500)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로세스 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(500b)은 CPU(500a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(500d)는 전술한 히터(213, 416, 419, 420, 422), MFC(243c, 244c, 245c, 246c, 247c, 248c), 밸브(243d, 244d, 245d, 246d, 247d, 248d, 275, 277, 310b, 311b, 312b), APC(276), 진공 펌프(278, 311c), 게이트 밸브(205), 승강부(218), 제1 기판 이재기(112), 제2 기판 이재기(124), 온도 센서(516, 517, 518, 519, 520, 521) 등에 접속된다.
CPU(500a)는 기억 장치(500c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(501)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(500c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(500a)는 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 히터(213)에 의한 웨이퍼(200)의 가열·냉각 동작, APC(276)에 의한 압력 조정 동작, MFC(243c, 244c, 245c, 246c, 247c, 248c)와 밸브(243d, 244d, 245d, 246d, 247d, 248d)에 의한 처리 가스의 유량 조정 동작, 승강부(218)에 의한 기판 지지부(210)의 상하 회전 동작, 온도 센서(516, 517, 518, 519, 520, 521), 밸브(310b, 311b, 312b), 진공 펌프(311c)에 의한 냉각 매체의 냉매 유로에의 공급 배출 동작, 진공 배기 동작, 히터(416, 419, 420, 422)에 의한 처리 용기(202) 내의 승온·강온 동작 등을 제어하도록 구성된다.
또한 컨트롤러(500)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리(USB Flash Drive)나 메모리 카드 등의 반도체 메모리](473)를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(473)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(500)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(473)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(473)를 개재하지 않고 프로그램을 공급해도 좋다. 또한 기억 장치(500c)나 외부 기억 장치(473)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(500c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(473) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(5) 기판 처리 공정
다음으로 반도체 제조 공정의 일 공정으로서 전술한 구성의 처리 용기(202)를 이용하여 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 공정에 대해서 설명한다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(500)에 의해 제어된다.
여기서는 제1 원소 함유 가스(제1 처리 가스)로서 예컨대 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS)을 기화시켜서 얻어지는 실리콘 함유 가스를 이용하고, 제2 원소 함유 가스(제2 처리 가스)로서 NH3 가스를 이용하고, 그것들을 교호(交互)적으로 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 질화실리콘(SiN)막을 형성하는 예에 대해서 설명한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 개요를 도시하는 흐름도이다.
(승온 공정: S10)
본 공정에서는 기판 지지부(210)에 웨이퍼(200)가 지지되지 않은 상태에서 처리 용기(202) 내를 승온시킨다.
여기서 처리 용기(202)의 외측은 고온이 되지 않도록 안전하게 배려할 필요가 있다. 그렇기 때문에 승온 공정(S10)에서는 컨트롤러(500)는 배관부(316, 319, 320, 321, 322) 내를 진공 상태로 한 상태에서 히터(416, 419, 420, 422, 213)의 전원을 ON으로 한다. 또한 밸브(310b, 312b)를 닫힘[閉] 상태, 밸브(311b)를 열림[開] 상태로 한 상태에서 진공 펌프(311c)를 가동시켜서 배관부(316, 319, 320, 321, 322) 내를 진공 흡입한다. 즉 냉매 유로를 진공 흡입해서 승온 공정(S10)을 수행한다. 그렇기 때문에 냉매 유로는 진공 단열부로서 이용되고, 처리 용기(202) 내의 열을 처리 용기(202) 외로 방출되지 않도록 할 수 있다. 또한 성막 온도인 제1 온도까지의 승온 속도를 짧게 할 수 있다. 또한 각 히터는 O링의 내측에 있기 때문에 냉매 유로는 히터로부터의 열전도를 저감하는 것이 가능해지고, 그에 의해 O링의 열화를 억제할 수 있다.
이때 승온 공정(S10)에서의 재치면(211)과 샤워 헤드(230)의 거리는 후술하는 성막 공정(S12)에서의 재치면(211)과 샤워 헤드(230)의 거리보다 이간시킨다. 이에 의해 기판 지지부(210)에 설치된 히터(213)에 의한 영향을 적게 하여 히터(213)에 의한 열로 샤워 헤드(230)의 온도의 상승을 억제할 수 있다.
(기판 반입 재치·가열 공정: S11)
처리 용기(202)에서는, 우선 기판 재치대(212)를 웨이퍼(200)의 반송 위치(반송 포지션)까지 하강시키는 것에 의해 기판 재치대(212)의 관통공(214)에 리프트 핀(207)을 관통시킨다. 그 결과, 리프트 핀(207)이 기판 재치대(212) 표면보다 소정의 높이만큼만 돌출된 상태가 된다. 계속해서 게이트 밸브(205)를 열고 반송 공간(203)을 제1 반송실(103)과 연통시킨다. 그리고 이 제1 반송실(103)의 제1 기판 이재기(112)를 이용하여 웨이퍼(200)를 반송 공간(203)에 반입하고, 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 이재한다. 이에 의해 웨이퍼(200)는 기판 재치대(212)의 표면으로부터 돌출된 리프트 핀(207) 상에 수평 자세로 지지된다.
처리 용기(202) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면, 제1 기판 이재기(112)를 처리 용기(202) 외로 퇴피시키고, 게이트 밸브(205)를 닫고 처리 용기(202) 내를 밀폐한다. 그 후 기판 재치대(212)를 상승시키는 것에 의해 기판 재치대(212)에 설치된 재치면(211) 상에 웨이퍼(200)를 재치시키고, 또한 기판 재치대(212)를 상승시키는 것에 의해 전술한 처리 공간(201) 내의 처리 위치(기판 처리 포지션)까지 웨이퍼(200)를 상승시킨다.
웨이퍼(200)가 반송 공간(203)에 반입된 후, 처리 공간(201) 내의 처리 위치까지 상승하면, 밸브(277)와 밸브(275)를 열고 처리 공간(201)과 APC(276) 사이를 연통시키는 것과 함께 APC(276)와 진공 펌프(278) 사이를 연통시킨다. APC(276)는 배기관(263)의 컨덕턴스를 조정하는 것에 의해 진공 펌프(278)에 의한 처리 공간(201)의 배기 유량을 제어하고, 처리 공간(201)을 소정의 압력[예컨대 10-5Pa 내지 10-1Pa의 고(高)진공]으로 유지한다.
이와 같이 하여 기판 반입 재치·가열 공정(S11)에서는 처리 공간(201) 내를 소정의 압력이 되도록 제어 하는 것과 함께, 웨이퍼(200)의 표면 온도가 웨이퍼(200)를 처리하는 온도이며 제1 온도인 예컨대 700℃ 내지 1,000℃, 구체적으로는 800℃ 내지 900℃가 되도록 히터(213)를 제어한다. 여기서 제1 온도란 후술하는 성막 공정(S12)에서 예컨대 SiN막을 형성 가능한 온도이다. 또한 본 개시에서의 「700℃ 내지 1,000℃」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 따라서 예컨대 「700℃ 내지 1,000℃」란 「700℃ 이상1,000℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.
(성막 공정: S12)
다음으로 성막 공정(S12)을 수행한다. 이하, 도 5를 참조하여 성막 공정(S12)에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한 성막 공정(S12)은 다른 처리 가스를 교호적으로 공급하는 공정을 반복하는 사이클릭 처리이다.
또한 성막 공정은 기판 지지부(210)에 웨이퍼(200)를 지지한 상태에서 웨이퍼(200)를 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 기판 지지부(210)를 내포한 처리 용기(202) 내에 처리 가스를 공급하기 때문에 처리 가스 공급 공정이라고도 부른다.
또한 본 공정에서는 처리 가스에 의해 부식되는 재질로 구성되는 샤워 헤드(230)는 처리 가스와 접하는 영역에 부식 방지용 코팅이 수행된 상태이다. 또한 샤프트(217) 등의 저온부는 샤워 헤드(230)와 마찬가지로 부식 방지용 코팅이 수행된 상태이다.
여기서 성막 공정(S12)에서 컨트롤러(500)는 밸브(310b, 312b)를 닫힘 상태로 하고, 밸브(311b)를 열림 상태로 하여 진공 펌프(311c)를 가동시켜서 배관부(316, 319, 320, 321, 322) 내를 진공 흡입한다. 즉 냉매 유로를 진공 흡입해서 성막 공정(S12)을 수행한다. 그렇기 때문에 냉매 유로는 진공 단열부로서 이용되고, 처리 용기(202) 내의 열이 처리 용기(202) 외로 방출되는 것을 억제할 수 있다. 또한 이때 웨이퍼(200)의 온도를 제1 온도로 유지할 수 있는 상태라면 히터(416, 419, 420, 422)의 전원을 OFF로 해도 좋다.
(제1 처리 가스 공급 공정: S20)
성막 공정(S12)에서는 먼저, 제1 처리 가스 공급 공정(S20)을 수행한다.
제1 처리 가스 공급 공정(S20)에서 제1 처리 가스로서 제1 원소 함유 가스인 실리콘 함유 가스를 공급할 때는 밸브(243d)를 여는 것과 함께, 실리콘 함유 가스의 유량이 소정 유량이 되도록 MFC(243c)를 조정한다. 이에 의해 처리 공간(201) 내에의 실리콘 함유 가스의 공급이 시작된다. 또한 실리콘 함유 가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5,000sccm 이하이다. 이때 제3 가스 공급계의 밸브(248d)를 열고 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2 가스를 공급한다. 또한 제1 불활성 가스 공급계로부터 N2 가스를 흘려도 좋다. 또한 이 공정에 앞서 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2 가스의 공급을 시작해도 좋다.
처리 공간(201)에 공급된 실리콘 함유 가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 그리고 웨이퍼(200)의 표면에는 실리콘 함유 가스가 웨이퍼(200) 상에 접촉하는 것에 의해 「제1 원소 함유층」으로서의 실리콘 함유층이 형성된다.
실리콘 함유층은 예컨대 처리 용기(202) 내의 압력, 실리콘 함유 가스의 유량, 기판 지지부(서셉터)(210)의 온도, 처리 공간(201)의 통과에 소요되는 시간 등에 따라 소정의 두께 및 소정의 분포로 형성된다. 또한 웨이퍼(200) 상에는 미리 소정의 막이 형성되어도 좋다. 또한 웨이퍼(200) 또는 소정의 막에는 미리 소정의 패턴이 형성되어도 좋다.
실리콘 함유 가스의 공급을 시작하고 소정 시간이 경과한 후, 밸브(243d)를 닫고 실리콘 함유 가스의 공급을 정지한다. 실리콘 함유 가스의 공급 시간은 예컨대 2초 내지 20초이다.
이러한 제1 처리 가스 공급 공정(S20)에서는 밸브(275) 및 밸브(277)가 열림 상태가 되고, APC(276)에 의해 처리 공간(201)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다.
(퍼지 공정: S21)
실리콘 함유 가스의 공급을 정지한 후는 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2 가스를 공급하여 처리 공간(201)의 퍼지를 수행한다. 이때 밸브(275) 및 밸브(277)는 열림 상태가 되고 APC(276)에 의해 처리 공간(201)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다. 이에 의해 제1 처리 가스 공급 공정(S20)에서 웨이퍼(200)에 결합하지 못한 실리콘 함유 가스는 진공 펌프(278)에 의해 배기관(263)을 개재하여 처리 공간(201)으로부터 제거된다.
퍼지 공정(S21)에서는 웨이퍼(200), 처리 공간(201), 샤워 헤드 버퍼실(232)에서의 잔류 실리콘 함유 가스를 배제하기 위해서 대량의 퍼지 가스를 공급해서 배기 효율을 높인다.
퍼지가 종료되면, 밸브(277) 및 밸브(275)를 열림 상태로 한 상태에서 APC(276)에 의한 압력 제어를 재개한다. 이때도 제3 가스 공급관(245a)으로부터의 N2 가스의 공급은 계속되고, 샤워 헤드(230) 및 처리 공간(201)의 퍼지가 계속된다.
(제2 처리 가스 공급 공정: S22)
샤워 헤드 버퍼실(232) 및 처리 공간(201)의 퍼지가 완료되면, 계속해서 제2 처리 가스 공급 공정(S22)을 수행한다. 제2 처리 가스 공급 공정(S22)에서는 밸브(244d)를 열고 샤워 헤드(230)를 개재하여 처리 공간(201) 내에 제2 처리 가스로서 제2 원소 함유 가스인 NH3 가스의 공급을 시작한다. 이때 NH3 가스의 유량이 소정 유량이 되도록 MFC(244c)를 조정한다. NH3 가스의 공급 유량은 예컨대 1,000sccm 내지 10,000sccm이다. 또한 제2 처리 가스 공급 공정(S22)에서도, 제3 가스 공급계의 밸브(248d)는 열림 상태가 되고, 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2 가스가 공급된다. 이와 같이 하는 것에 의해 NH3 가스가 제3 가스 공급계에 침입하는 것을 막는다.
NH3 가스는 샤워 헤드(230)를 개재하여 처리 공간(201) 내에 공급된다. 공급된 NH3 가스는 웨이퍼(200) 상의 실리콘 함유층과 반응한다. 그리고 이미 형성된 실리콘 함유층이 NH3 가스에 의해 개질된다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에는 예컨대 실리콘 원소 및 질소 원소를 함유하는 층인 SiN층이 형성된다.
NH3 가스의 공급을 시작하고 소정 시간이 경과한 후, 밸브(244d)를 닫고 NH3 가스의 공급을 정지한다. NH3 가스의 공급 시간은 예컨대 2초 내지 20초다.
이러한 제2 처리 가스 공급 공정(S22)에서는 제1 처리 가스 공급 공정(S20)과 마찬가지로 밸브(275) 및 밸브(277)가 열림 상태가 되고, APC(276)에 의해 처리 공간(201)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다.
(퍼지 공정: S23)
NH3 가스의 공급을 정지한 후는 전술한 퍼지 공정(S21)과 마찬가지의 퍼지 공정(S23)을 실행한다. 퍼지 공정(S23)에서의 각 부의 동작은 전술한 퍼지 공정(S21)과 마찬가지이므로 여기서의 설명은 생략한다.
(판정 공정: S24)
이상의 제1 처리 가스 공급 공정(S20), 퍼지 공정(S21), 제2 처리 가스 공급 공정(S22), 퍼지 공정(S23)을 1사이클로 하여, 컨트롤러(500)는 이 사이클을 소정 횟수(n사이클) 실시했는지에 대한 여부를 판정한다(S24). 사이클을 소정 횟수 실시하면, 웨이퍼(200) 상에는 소망 막 두께의 SiN층이 형성된다.
이상의 각 공정(S20 내지 S24)으로 이루어지는 성막 공정(S12) 후에는 기판 반출 공정(S13)을 실행한다.
(기판 반출 공정: S13)
기판 반출 공정(S13)에서는 전술한 기판 반입 재치·가열 공정(S11)과 반대의 순서로 처리 완료된 웨이퍼(200)를 처리 용기(202) 외로 반출한다.
(판정 공정: S14)
이상의 기판 반입 재치·가열 공정(S11), 성막 공정(S12), 기판 반출 공정(S13)을 1사이클로 하여, 컨트롤러(500)는 이 사이클을 소정 횟수(m사이클) 실시했는지에 대한 여부를 판정한다(S14). 그리고 소정 횟수(m사이클) 실시하지 않은 경우에는 스텝(S11)으로 돌아가, 기판 반입 재치·가열 공정(S11)과 마찬가지의 순서로 다음으로 대기하는 미처리의 웨이퍼(200)를 처리 용기(202) 내에 반입한다. 그 후, 반입된 웨이퍼(200)에 대해서는 성막 공정(S12)이 실행된다. 그리고 소정 횟수(m사이클) 실시한 경우에는 다음 강온 공정(S15)을 실행한다. 여기서 전술한 사이클을 소정 횟수(m사이클) 실시하면, 처리 용기(202) 내의 벽면 등에는 소망 막 두께의 SiN층이 형성된다.
(강온 공정: S15)
강온 공정(S15)에서는 기판 지지부(210)에 웨이퍼(200)를 지지하지 않는 상태에서 배관부(316, 317, 318, 319, 320, 321, 322) 내에 냉각 매체를 소정 시간 공급한다. 즉 냉매 유로에 냉각 매체를 소정 시간 공급하고, 샤워 헤드(230)나 샤프트(217) 등의 저온부나 처리 용기(202) 내를 소정 온도까지 강온한다.
즉 강온 공정에서는 성막 공정 후에 처리 용기(202)에 구비된 냉매 유로에 냉각 매체를 소정 시간 공급한다. 이에 의해 샤워 헤드(230)나 샤프트(217) 등의 저온부를 제1 온도보다 낮고, 코팅이 열화되지 않을 온도인 제2 온도까지 강온시킨다.
여기서 강온 공정(S15)에서는 컨트롤러(500)는 히터(213, 416, 419, 420, 422)의 전원을 OFF로 한 상태에서, 밸브(310b, 312b)를 열림 상태로 하고, 밸브(311b)를 닫힘 상태로 하여 냉매 가스 공급부(310a)로부터 냉각 매체를 공급한다. 냉매 가스 공급부(310a)로부터 공급된 냉각 매체는 공급관(310), 밸브(310b), 배관부(319, 316, 320, 321, 322), 배출관(311), 배관(312), 밸브(312b)를 개재하여 기판 처리 장치(10) 외로 배출된다. 즉 강온 공정에서는 냉매 가스 공급부(310a)로부터 냉매 유로에 냉각 매체를 공급하고, 배관부(319, 316, 317, 318, 320, 321, 322) 근방을 냉각한다. 이때 온도 센서(516 내지 521)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 처리 용기(202) 내가 제2 온도까지 강온하면, 밸브(310b, 312b)를 닫힘 상태로 하고 냉매 유로로의 냉각 매체의 공급 배출 동작을 정지한다. 이에 의해 클리닝 온도인 제2 온도까지의 강온 속도를 짧게 할 수 있다.
이때 강온 공정(S15)에서의 재치면(211)과 샤워 헤드(230)와의 거리는 전술한 성막 공정(S12)에서의 재치면(211)과 샤워 헤드(230)와의 거리보다 이간시켜도 좋다. 이에 의해 기판 지지부(210)에 설치된 히터(213)에 의한 영향을 적게 하고, 히터(213)에 의한 열 또는 기판 재치대(212)에 축적된 열로부터 샤워 헤드(230)의 온도의 상승을 억제할 수 있다.
(클리닝 공정: S16)
클리닝 공정(S16)에서는 처리 용기(202) 내에 클리닝 가스를 공급한다. 즉 기판 지지부(210)에 웨이퍼(200)가 지지되지 않은 상태에서 처리 용기(202) 내에 클리닝 가스를 공급하여 클리닝한다. 이때 예컨대 처리 공간(201) 중의 온도를 100℃ 내지 500 사이, 구체적으로는 300℃ 내지 500℃ 사이로 한다.
구체적으로는 제3 가스 공급관(245a)으로부터 클리닝 가스를 공급하고, 샤워 헤드(230) 내나 처리 용기(202) 내의 클리닝을 수행한다. 즉 클리닝 공정(S16)에서 밸브(245d)를 여는 것과 함께 클리닝 가스의 유량이 소정 유량이 되도록 MFC(245c)를 조정한다. 이에 의해 처리 용기(202) 내로의 클리닝 가스의 공급이 시작된다. 이때 밸브(275) 및 밸브(277)는 열림 상태가 되고, APC(276)에 의해 처리 공간(201)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다. 이에 의해 샤워 헤드(230) 내나 기판 지지부(210)나 처리 용기(202)의 내벽 등에 퇴적된 퇴적물이 진공 펌프(278)에 의해 배기관(263)을 개재하여 처리 공간(201)으로부터 제거된다.
즉 클리닝 공정에서는 강온 공정 후, 기판 지지부(210)에 웨이퍼(200)가 지지되지 않은 상태에서 처리 용기(202) 내에 클리닝 가스를 공급하고, 샤워 헤드(230) 내나 샤프트(217)나 처리 용기(202)의 내벽 등을 클리닝하다.
여기서 클리닝 공정(S16)에서는 컨트롤러(500)는 히터(416, 419, 420, 422)의 전원을 OFF로 한 상태에서 밸브(310b, 312b)를 닫힘 상태로 하고, 밸브(311b)를 열림 상태로 하여 진공 펌프(311c)를 가동시켜서 배관부(316, 319, 320, 321, 322) 내를 진공 흡입한다. 즉 냉매 유로를 진공 흡입해서 클리닝 공정(S16)을 수행한다. 그렇기 때문에 냉매 유로는 진공 단열부로서 이용된다.
(판정 공정: S17)
클리닝 공정(S16) 후, 판정 공정(S17)을 수행한다. 여기서는 다음으로 처리하는 웨이퍼(200)가 존재하면 승온 공정(S10)으로 이행하고, 다음으로 처리하는 웨이퍼(200)가 존재하지 않으면 종료하도록 판정한다.
[다른 실시 형태]
이상으로, 본 개시의 일 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 개시는 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
예컨대 전술한 실시 형태에서는 기판 처리 장치가 수행하는 성막 처리에서 제1 원소 함유 가스(제1 처리 가스)로서 실리콘 함유 가스를 이용하고, 제2 원소 함유 가스(제2 처리 가스)로서 NH3 가스를 이용하고, 그것들을 교호적으로 공급하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 SiN막을 형성하는 경우를 예로 들었지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 즉 성막 처리에 이용하는 처리 가스는 실리콘 함유 가스나 NH3 가스 등에 한정되지 않고, 다른 종류의 가스를 이용하여 다른 종류의 박막을 형성해도 상관없다. 또한 3종류 이상의 처리 가스를 이용하는 경우에도 이것들을 교호적으로 공급해서 성막 처리를 수행하는 것이라면, 본 개시를 적용하는 것이 가능하다. 구체적으로는 제1 원소로서는 Si가 아니라, 예컨대 Ti, Zr, Hf 등 다양한 원소이어도 좋다. 또한 제2 원소로서는 N이 아니라, 예컨대 O 등이어도 좋다.
또한 전술한 실시 형태에서는 배관부(316 내지 322)를 접속해서 구성된 냉매 유로의 상류단에 냉각 매체를 공급하는 공급관(310)이 접속되고, 냉매 유로의 하류단에 냉각 매체를 처리 용기(202) 외로 배출하는 배출관(311)이 접속되는 경우를 이용하여 설명했지만 본 개시는 이에 한정되지 않고, 배관부(316 내지 322)의 각각의 상류단에 냉각 매체를 공급하는 공급관(310)이 접속되고, 배관부(316 내지 322)의 각각의 하류단에 냉각 매체를 배출하는 배출관(311)이 접속되도록 해도 좋다. 이에 의해 냉각 시간을 단축하거나, 각각의 냉매 유로의 근방에서 냉각과 승온을 제어할 수 있다.
또한 전술한 실시 형태에서는 배관부(316 내지 322)를 접속해서 구성된 냉매 유로의 상류단에 냉각 매체를 공급하는 공급관(310)이 접속되고, 냉매 유로의 하류단에 냉각 매체를 처리 용기(202) 외로 배출하는 배출관(311)이 접속되는 경우를 이용하여 설명했지만 본 개시는 이에 한정되지 않고, 냉매 유로에 냉각 장치를 설치하고, 냉각 매체를 처리 용기(202) 외로 배출하지 않고, 냉각 매체를 냉각하면서 순환시켜도 좋다.
또한 전술한 실시 형태에서는 성막 공정에서 히터(416, 419, 420, 422)의 전원을 OFF 상태로 해서 수행하는 경우를 이용하여 설명했지만 본 개시는 이에 한정되지 않고, 성막 공정에서 히터(416, 419, 420, 422)의 전원을 ON 상태로 하여 수행해도 좋다. 이에 의해 기판 지지부(210)의 주위부터 처리 용기(202) 내를 가열할 수 있다.
또한 전술한 실시 형태에서는 성막 공정에서 냉매 유로를 진공 흡입해서 진공 단열부로서 이용하는 경우를 이용하여 설명했지만 본 개시는 이에 한정되지 않고, 성막 공정에서 게이트 밸브(205)의 샤프트(205b)에 설치된 냉매 유로에는 냉각 매체를 공급해서 냉각해도 좋다.
<본 개시의 바람직한 형태>
이하, 본 개시의 바람직한 형태에 대해서 부기(付記)한다.
(부기 1)
본 개시의 일 형태에 따르면,
기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 기판 지지부를 내포한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 공정;
상기 처리 가스 공급 공정 후에 상기 처리 용기에 구비된 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하는 것에 의해, 상기 처리 용기에 구비되고 상기 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 강온 공정; 및
상기 강온 공정 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 클리닝 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
(부기 2)
부기 1에 기재된 방법으로서,
상기 클리닝 공정 후, 상기 기판이 지지되지 않은 상태에서 상기 처리 용기 내를 승온시키는 승온 공정을 더 포함한다.
(부기 3)
부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 냉매 유로에는 진공 펌프가 접속되고, 상기 승온 공정에서는 상기 진공 펌프를 가동시켜서 상기 냉매 유로를 진공 흡입한다.
(부기 4)
부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 승온 공정에서는 상기 냉매 유로의 내측에 설치된 가열부를 제어한다.
(부기 5)
부기 1 또는 부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 저온부는 상기 처리 가스에 의해 부식되는 재질로 구성되고, 상기 처리 가스와 접하는 영역에는 부식 방지용 코팅이 수행되고,
상기 처리 가스 공급 공정에서는 상기 코팅이 수행된 상태에서 상기 처리 가스를 공급하고,
상기 강온 공정에서는 상기 코팅이 열화되지 않는 온도까지 상기 저온부를 강온시킨다.
(부기 6)
부기 1 또는 부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 저온부는 샤워 헤드이며, 상기 냉매 유로는 상기 샤워 헤드의 주위에 설치된다.
(부기 7)
부기 1 또는 부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 저온부는 상기 기판 지지부를 지지하는 샤프트이며, 상기 냉매 유로는 상기 샤프트의 내부에 설치된다.
(부기 8)
부기 1 또는 부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 처리 용기에는 기판 반입출구가 설치되고,
상기 기판 반입출구에는 밸브체 및 샤프트를 구비한 게이트 밸브가 인접되고,
상기 저온부는 상기 기판 반입출구 근방이다.
(부기 9)
부기 1 또는 부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 처리 용기에는 상기 처리 용기의 외부로부터 상기 처리 용기의 내부를 시인할 수 있는 뷰포트가 설치되고,
상기 저온부는 상기 뷰포트 근방이다.
(부기 10)
부기 1 또는 부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 저온부는 O링이다.
(부기 11)
부기 1에 기재된 방법으로서,
상기 기판 지지부에는 히터가 내포되고,
상기 강온 공정에서의 상기 기판 지지부와 상기 저온부의 거리는 상기 처리 가스 공급 공정에서의 상기 거리보다 이간시킨다.
(부기 12)
부기 2에 기재된 방법으로서,
상기 기판 지지부에는 히터가 내포되고,
상기 승온 공정에서의 상기 기판 지지부와 상기 저온부의 거리는 상기 처리 가스 공급 공정에서의 상기 거리보다 이간시킨다.
(부기 13)
본 개시의 다른 형태에 따르면,
기판을 지지하는 기판 지지부;
상기 기판 지지부를 내포하는 처리 용기;
상기 처리 용기에 구비되고 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부;
상기 처리 용기에 구비되고 상기 저온부를 냉각하는 냉매 유로;
상기 처리 용기에 구비된 가열부;
상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부;
상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급부;
상기 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 공급하는 냉매 가스 공급부; 및
상기 가열부와 상기 처리 가스 공급부와 상기 클리닝 가스 공급부와 상기 냉매 가스 공급부를 제어하고, 상기 기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 상기 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리 가스를 공급하는 처리 후에 상기 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하여 상기 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 처리와, 상기 강온하는 처리 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 처리와를 수행하도록 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기 14)
본 개시의 또 다른 형태에 따르면,
기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 기판 지지부를 내포한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 단계;
상기 처리 가스를 공급하는 단계 후에 상기 처리 용기에 구비된 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하는 것에 의해, 상기 처리 용기에 구비되고 상기 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 단계; 및
상기 저온부를 강온하는 단계 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 단계
를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 제공된다.
10: 기판 처리 장치 202: 처리 용기
500: 컨트롤러(제어부)

Claims (21)

  1. 기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 기판 지지부를 내포한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 공정;
    상기 처리 가스 공급 공정 후에 상기 처리 용기에 구비된 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하는 것에 의해, 상기 처리 용기에 구비되고 상기 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 강온 공정; 및
    상기 강온 공정 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 클리닝 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로에 공급되는 불활성 가스는 상기 제1 온도에서 냉각 성능을 유지 가능한 가스인 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로에는 밸브가 설치되고, 상기 제2 온도에 도달하면 상기 밸브를 닫힘[閉]으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로에는 진공 펌프가 접속되고,
    상기 처리 가스 공급 공정에서는 상기 진공 펌프를 가동시켜서 상기 냉매 유로를 진공 흡입하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로에는 진공 펌프가 접속되고,
    상기 클리닝 공정에서는 상기 진공 펌프를 가동시켜서 상기 냉매 유로를 진공 흡입하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝 공정 후,
    상기 기판이 지지되지 않은 상태에서 상기 처리 용기 내를 승온시키는 승온 공정
    을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉매 유로에는 진공 펌프가 접속되고,
    상기 승온 공정에서는 상기 진공 펌프를 가동시켜서 상기 냉매 유로를 진공 흡입하는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 승온 공정에서는 상기 냉매 유로의 내측에 설치된 가열부를 제어하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기판 지지부에는 히터가 내포되고,
    상기 승온 공정에서의 상기 기판 지지부와 상기 저온부의 거리는 상기 처리 가스 공급 공정에서의 상기 거리보다 이간시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 저온부는 상기 처리 가스에 의해 부식되는 재질로 구성되고, 상기 처리 가스와 접하는 영역에는 부식 방지용 코팅이 수행되고,
    상기 처리 가스 공급 공정에서는 상기 코팅이 수행된 상태에서 상기 처리 가스를 공급하고,
    상기 강온 공정에서는 상기 코팅이 열화되지 않는 온도까지 상기 저온부를 강온시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 저온부는 샤워 헤드이며, 상기 냉매 유로는 상기 샤워 헤드의 주위에 설치되는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 저온부는 상기 처리 가스에 의해 부식되는 재질로 구성되는 것과 함께, 상기 기판과 평행하는 면에 부식 방지용 코팅이 수행된 샤워 헤드이며,
    상기 처리 가스 공급 공정에서는 상기 코팅이 수행된 상태에서 상기 처리 가스를 공급하고,
    상기 강온 공정에서는 상기 코팅이 열화되지 않는 온도까지 상기 저온부를 강온시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 저온부는 상기 처리 가스에 의해 부식되는 재질로 구성되는 것과 함께, 관통공에 부식 방지용 코팅이 수행된 샤워 헤드이며,
    상기 처리 가스 공급 공정에서는 상기 코팅이 수행된 상태에서 상기 처리 가스를 공급하고,
    상기 강온 공정에서는 상기 코팅이 열화되지 않는 온도까지 상기 저온부를 강온시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 저온부는 상기 기판 지지부를 지지하는 샤프트이며, 상기 냉매 유로는 상기 샤프트의 내부에 설치되는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용기에는 기판 반입출구가 설치되고,
    상기 기판 반입출구에는 밸브체 및 샤프트를 구비한 게이트 밸브가 인접되고,
    상기 저온부는 상기 기판 반입출구 근방인 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용기에는 상기 처리 용기의 외부로부터 상기 처리 용기의 내부를 시인(視認)할 수 있는 뷰포트가 설치되고,
    상기 저온부는 상기 뷰포트 근방인 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 저온부는 O링이며, 상기 냉매 유로는 상기 O링의 주위에 설치되는 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로는 상기 O링과 히터 사이에 설치되는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지부에는 히터가 내포되고,
    상기 강온 공정에서의 상기 기판 지지부와 상기 저온부의 거리는 상기 처리 가스 공급 공정에서의 상기 거리보다 이간시키는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부를 내포하는 처리 용기;
    상기 처리 용기에 구비되고 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부;
    상기 처리 용기에 구비되고 상기 저온부를 냉각하는 냉매 유로;
    상기 처리 용기에 구비된 가열부;
    상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부;
    상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급부;
    상기 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 공급하는 냉매 가스 공급부; 및
    상기 가열부와 상기 처리 가스 공급부와 상기 클리닝 가스 공급부와 상기 냉매 가스 공급부를 제어하고, 상기 기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 상기 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리와, 상기 처리 가스를 공급하는 처리 후에 상기 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하여 상기 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 처리와, 상기 강온하는 처리 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 처리를 수행하도록 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  21. 기판 지지부에 기판을 지지한 상태에서 상기 기판을 제1 온도까지 가열하는 것과 함께, 상기 기판 지지부를 내포한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 단계;
    상기 처리 가스를 공급하는 단계 후에 상기 처리 용기에 구비된 냉매 유로에 불활성 가스 또는 공기를 소정 시간 공급하는 것에 의해, 상기 처리 용기에 구비되고 상기 제1 온도의 상태에서 클리닝 가스를 공급하면 불량이 발생되는 저온부를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하는 단계; 및
    상기 저온부를 강온하는 단계 후, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 저온부를 클리닝하는 단계
    를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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