KR20230140380A - 메인터넌스 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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

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테루오 요시노
코이치로 하라다
유키노리 아부라타니
타케시 야스이
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

반응 용기를 구성하는 금속 부재의 표면 처리의 파손을 수복하는 기술을 제공한다.
(a) 반응 용기 내에 배치된 기판에 대하여 개질 가스를 공급하여, 소정 온도에서 기판에 대한 개질 처리를 수행하는 공정; 및 (b) 반응 용기 내에 기판이 없는 상태에서 반응 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하여, 소정 온도 이상의 온도에서 반응 용기의 적어도 일부를 구성하는 알루미늄 부재의 표면의 알루마이트 처리의 파손에 대한 산화 처리를 수행하는 공정을 포함한다.

Description

메인터넌스 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치{MAINTENANCE METHOD, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, PROGRAM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시(開示)는 메인터넌스 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 상에 막을 형성하는 일 공정으로서 기판에 대하여 플라즈마 여기(勵起)된 처리 가스를 공급해서 개질 처리를 수행하는 공정이 실시되는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
1. 국제공개 2020-188816호 공보
플라즈마 여기된 처리 가스를 이용하여 개질 처리를 실시했을 때, 반응 용기를 구성하는 금속 부재의 표면 처리가 파손되는 경우가 있다.
본 개시의 일 형태에 따르면, (a) 반응 용기 내에 배치된 기판에 대하여 개질 가스를 공급하여, 소정 온도에서 기판에 대한 개질 처리를 수행하는 공정; 및 (b) 반응 용기 내에 기판이 없는 상태에서 반응 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하여, 소정 온도 이상의 온도에서 반응 용기의 적어도 일부를 구성하는 알루미늄 부재의 표면의 알루마이트 처리의 파손에 대한 산화 처리를 수행하는 공정을 포함하는 기술이 제공된다.
본 개시에 따르면, 반응 용기를 구성하는 금속 부재의 표면 처리의 파손을 수복하는 기술을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 일 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 2는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 플라즈마 생성 원리를 설명하는 설명도.
도 3은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제어부(제어 수단)의 구성을 도시하는 도면.
도 4는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 기판 처리 장치에 의해 기판 상의 막을 개질하는 스텝을 도시하는 도면이며, 도 5a는 기판 상에 막을 형성하는 스텝을 도시하는 도면, 도 5b는 이 막을 개질하는 스텝을 도시하는 도면.
도 6은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 산화 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도 7a 내지 도 7c는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 산화 처리 공정에 따른 스텝을 도시하는 도면이며, 도 7a는 각 부품의 알루미늄 표면에 알루마이트층이 설치되는 것을 도시하는 도면, 도 7b는 알루마이트 파손이 발생한 것을 도시하는 도면, 도 7c는 알루마이트 파손을 수복하는 스텝을 도시하는 도면.
<본 개시의 일 형태>
이하, 본 개시의 일 형태에 대해서 도 1 내지 도 7c를 이용하여 설명한다. 각 도면에서 동일한 부호를 이용하여 도시되는 구성 요소는 동일 또는 마찬가지의 구성 요소인 것을 의미한다. 또한 이하에 설명하는 실시 형태에서 중복되는 설명 및 부호에 대해서는 생략하는 경우가 있다. 또한 이하의 설명에서 이용되는 도면은 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 현실의 것과 반드시 일치하지 않는다. 또한 복수의 도면의 상호 간에서도 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하지 않는다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서 도 1 내지 도 3을 이용하여 이하에 설명한다. 본 개시에 따른 기판 처리 장치는 주로 기판 면상에 형성된 막에 대하여 개질 처리를 수행하도록 구성된다.
본 개시의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)는 처리실(201)과 가열 기구(히터)와 플레이트(1004)와 매니폴드(1006)를 구비한다.
히터는 처리실(201) 내를 가열하도록 구성된다. 히터는 예컨대 후술하는 램프 히터(1002)와, 서셉터(217)에 설치되는 서셉터 히터(217b)다. 서셉터 히터(217b)는 예컨대 서셉터 히터(217b) 자신의 전기 저항에 의해 발열되는 저항 히터다.
플레이트(1004)는 후술하는 처리 가스 공급부를 구성하는 부위다. 이 플레이트(1004)는 예컨대 램프 히터(1002)와, 기판(200)의 처리실(201) 사이에 설치되고, 램프 히터(1002)로부터의 복사열을 처리실(201) 내에 투과하는 부재다. 기판(200)은 예컨대 웨이퍼다. 플레이트(1004)의 적어도 일부는 예컨대 비금속의 투명재료인 석영(투명 석영) 부재로 구성된다.
매니폴드(1006)는 플레이트(1004)와 대향하여 배치된다. 매니폴드(1006)는 예컨대 알루미늄 부재로 구성된다. 매니폴드(1006)의 표면에는 산화 처리가 수행되고, 보다 구체적으로는 알루마이트 처리(양극 산화 처리)에 의해 형성된 알루마이트층(피막)(양극 산화 피막)이 형성된다. 적어도 처리 가스에 노출되는 부분의 표면에 산화 피막을 형성하는 것에 의해 기판 처리에서의 알루미늄에 기인하는 금속 오염의 발생을 억제할 수 있다. 또한 플레이트(1004)와 매니폴드(1006)는 서로 비접촉으로 배치되고, 양자의 접촉에 의해 플레이트(1004)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
(처리실)
기판 처리 장치(100)는 기판(200)을 플라즈마를 이용하여 처리하는 처리로를 구비한다. 처리로에는 처리실(201)을 구성하는 처리 용기(반응 용기)(203)가 설치된다. 처리 용기(203)는 돔형의 상측 용기(210)와, 공기형(碗型)의 하측 용기(211)를 구비한다. 상측 용기(210)가 하측 용기(211) 상에 피복되는 것에 의해 처리실(201)이 형성된다. 상측 용기(210)는 예컨대 석영(SiO2) 등의 비금속 재료로 형성되고, 하측 용기(211)는 예컨대 알루미늄 부재로 형성된다. 하측 용기(211)의 표면에는 매니폴드(1006)의 표면과 마찬가지로 산화 처리가 수행되고, 보다 구체적으로는 알루마이트 처리에 의해 형성된 알루마이트층(피막)이 형성된다. 매니폴드(1006)의 경우와 마찬가지로, 적어도 처리 가스에 노출되는 부분의 표면에 산화 피막을 형성하는 것에 의해 기판 처리에서의 알루미늄에 기인하는 금속 오염의 발생을 억제할 수 있다.
또한 하측 용기(211)의 하부 측벽에는 게이트 밸브(244)가 설치된다. 게이트 밸브(244)는 열려 있을 때, 반송 기구(미도시)를 이용하고 반입출구(245)를 개재하여 처리실(201) 내에 기판(200)을 반입하거나, 처리실(201) 외로 기판(200)을 반출할 수 있도록 구성된다. 게이트 밸브(244)는 닫혀 있을 때는 처리실(201) 내의 기밀성을 보지(保持)하는 게이트 밸브가 되도록 구성된다.
처리실(201)은, 주위에 전자계 발생 전극(212)이 설치되는 플라즈마 생성 공간과, 플라즈마 생성 공간에 연통되고 기판(200)이 처리되는 기판 처리 공간을 포함한다. 전자계 발생 전극(212)은 예컨대 공진(共進) 코일이다. 플라즈마 생성 공간은 플라즈마가 생성되는 공간이며, 처리실의 내의 전자계 발생 전극(212)의 하단보다 상방(上方)이며 또한 전자계 발생 전극(212)의 상단보다 하방(下方)의 공간을 말한다. 한편, 기판 처리 공간은 기판이 플라즈마를 이용하여 처리되는 공간이며, 전자계 발생 전극(212)의 하단보다 하방의 공간을 말한다. 본 개시에서는 플라즈마 생성 공간과 기판 처리 공간의 수평 방향의 지름은 거의 동일해지도록 구성된다.
(서셉터)
처리실(201)의 저측 중앙에는 기판(200)을 재치하는 기판 재치부(기판 재치대)를 구성하는 서셉터(217)가 배치된다. 서셉터(217)는 예컨대 질화알루미늄(AlN), 세라믹스, 석영 등의 비금속 재료로 형성된다.
서셉터(217)의 내부에는 가열 기구로서의 서셉터 히터(217b)가 일체적으로 매립된다. 서셉터 히터(217b)는 전력이 공급되면, 기판(200) 표면을 예컨대 25℃ 내지 700℃ 정도까지 가열할 수 있도록 구성된다.
서셉터(217)는 하측 용기(211)와는 전기적으로 절연된다. 임피던스 조정 전극(217c)은 서셉터(217) 내부에 설치되고, 임피던스 조정부로서의 임피던스 가변 기구(275)를 개재하여 접지(接地)된다. 임피던스 가변 기구(275)는 코일이나 가변콘덴서에 의해 구성되고, 코일의 인덕턴스 및 저항 및 가변 콘덴서의 용량값을 제어하는 것에 의해 임피던스를 변화시킬 수 있도록 구성된다. 이에 의해 임피던스 조정 전극(217c) 및 서셉터(217)를 개재하여 기판(200)의 전위(바이어스 전압)를 제어할 수 있다. 또한 본 개시에서 임피던스 조정 전극(217c)을 이용한 바이어스 전압 제어를 수행할지 혹은 수행하지 않을지는 임의로 선택할 수 있다.
서셉터(217)에는 서셉터를 승강시키는 구동(驅動) 기구를 구비하는 서셉터 승강 기구(268)가 설치된다. 또한 서셉터(217)에는 관통공(217a)이 설치되는 것과 함께, 하측 용기(211)의 저면(底面)에는 기판 승강 핀(266)이 설치된다. 관통공(217a)과 기판 승강 핀(266)은 서로 대향하는 위치에 적어도 각 3개소(箇所)씩 설치된다. 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때는 기판 승강 핀(266)이 관통공(217a)을 통과하도록 구성된다.
주로 서셉터(217) 및 서셉터 히터(217b), 임피던스 조정 전극(217c)에 의해 본 개시에 따른 기판 재치부가 구성된다.
(램프 히터)
플레이트(1004)의 상방의 외측(즉 상면측)에는 처리실(201) 내에 수용된 기판(200)을 적외선을 방사해서 가열하도록 구성된 가열 기구로서의 램프 히터(1002)가 설치된다. 램프 히터(1002)는 서셉터(217)와 대향하는 위치에 설치되고, 기판(200)의 상방으로부터 기판(200)을 가열하도록 구성된다. 램프 히터(1002)를 점등하는 것에 의해, 서셉터 히터(217b)만을 이용하는 경우에 비해 보다 단시간으로, 또한 높은 온도, 예컨대 850℃까지 기판(200)을 승온시킬 수 있도록 구성된다. 또한 램프 히터(1002)는 근적외선[피크 파장이 바람직하게는 800nm 내지 1,300nm, 보다 바람직하게는 1,000nm의 광(光)]을 방사하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 램프 히터(1002)로서는 예컨대 할로겐 히터를 이용할 수 있다.
본 개시에서는 히터로서 서셉터 히터(217b)와 램프 히터(1002)의 양방(兩方)을 구비한다. 이와 같이 서셉터 히터(217b)와 램프 히터(1002)를 병용하는 것에 의해 기판 표면의 온도를 서셉터 히터(217b) 단체(單體)에 비해, 보다 고온, 예컨대 850℃ 정도까지 승온할 수 있다.
또한 램프 히터(1002)와 플레이트(1004) 사이에는 램프 히터(1002)로부터의 복사열을 처리실(201) 내에 투과하는 투과 창으로서의 덮개부(1012)가 설치된다. 덮개부(1012)는 플레이트(1004)와 마찬가지로 예컨대 비금속의 투명재료인 석영(투명 석영) 부재로 구성된다. 또한 덮개부(1012)는 매니폴드(1006)에 의해 하방으로부터 지지된다. 즉 덮개부(1012)와 플레이트(1004)와 매니폴드(1006)에 의해 버퍼 공간(1028)이 구획된다. 버퍼 공간(1028)에는, 후술하는 개질 처리 시에는 개질 가스가 공급되고, 후술하는 산화 처리 시에는 산소 함유 가스가 공급된다.
(처리 가스 공급부)
처리 용기(203) 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부(120)는 다음과 같이 구성된다.
플레이트(1004)의 주연에는 매니폴드(1006)가 플레이트(1004)와 상하 방향으로 대향되어 배치되고, 처리 용기(203)[상측 용기(210)] 상에 설치된다. 매니폴드(1006)는 냉각 기구(미도시)에 의해 냉각된다.
램프 히터(1002)로부터의 복사열은 덮개부(1012) 및 플레이트(1004)를 통해서 처리실(201) 내에 전달되도록 이루어진다.
플레이트(1004)는 램프 히터(1002) 및 서셉터 히터(217b)에 의해 가열된다. 또한 접촉하는 처리 용기(203)로부터의 열전도 등에 의해 간접적으로 가열되는 경우도 있다. 또한 후술하는 플라즈마 생성부에 의해 생성되는 플라즈마에 의해 가열되는 경우도 있다.
처리실(201)의 상방, 즉 상측 용기(210)의 상부에는 가스 취출구(吹出口)(1004a)를 구비하고, 가스 도입구로부터 처리 가스로서의 개질 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
가스 도입구에는 개질 가스를 공급하는 개질 가스 공급관(232a)과, 산소(O2) 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급관(232b)과, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관(232c)이 합류하도록 접속된다. 개질 가스 공급관(232a)에는 개질 가스 공급원(250a), 유량 제어 장치로서의 MFC(매스 플로우 컨트롤러)(252a), 개폐 밸브로서의 밸브(253a)가 설치된다. 산소 함유 가스 공급관(232b)에는 산소 함유 가스 공급원(250b), MFC(252b), 밸브(253b)가 설치된다. 불활성 가스 공급관(232c)에는 불활성 가스 공급원(250c), MFC(252c), 밸브(253c)가 설치된다. 개질 가스 공급관(232a)과 산소 함유 가스 공급관(232b)과 불활성 가스 공급관(232c)이 합류한 공급관(232)의 하류측에는 밸브(243a)가 설치되고, 버퍼 공간(1028)에 개구(開口)된 가스 도입구에 접속된다. 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)를 개폐시키는 것에 의해, MFC(252a, 252b, 252c)에 의해 각각의 가스의 유량을 조정하면서 개질 가스 공급관(232a), 산소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c)을 개재하여 개질 가스, 산소 가스 함유 가스, 불활성 가스가 합류한 처리 가스를 처리실(201) 내에 공급할 수 있도록 구성된다.
주로 개질 가스 공급관(232a), 산소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c), MFC(252a, 252b, 252c), 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)에 의해 본 개시에 따른 처리 가스 공급부(120)(가스 공급계)가 구성된다.
(배기부)
하측 용기(211)의 측벽에는 처리실(201) 내로부터 처리 가스 등을 배기하는 가스 배기구(235)가 설치된다. 가스 배기구(235)에는 가스 배기관(231)의 상류단이 접속된다. 가스 배기관(231)에는 압력 조정기로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(242), 개폐 밸브로서의 밸브(243b), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 설치된다.
주로 가스 배기구(235), 가스 배기관(231), APC 밸브(242), 밸브(243b)에 의해 본 개시에 따른 배기부가 구성된다. 또한 진공 펌프(246)를 배기부에 포함시켜도 좋다.
(플라즈마 생성부)
처리실(201)의 외주부, 즉 상측 용기(210)의 측벽의 외측에는 처리실(201)을 둘러싸도록, 나선 형상의 공진 코일에 의해 구성된 전자계 발생 전극(212)이 설치된다. 전자계 발생 전극(212)에는 RF 센서(272), 고주파 전원(273), 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력 주파수의 정합을 수행하는 정합기(274)가 접속된다. 전자계 발생 전극(212)은 처리 용기(203)의 외주면과 이간해서 상기 외주면을 따라 배치되고, 고주파 전력(RF 전력)이 공급되는 것에 의해 처리 용기(203) 내에 전자계를 발생시키도록 구성된다. 즉 본 개시의 전자계 발생 전극(212)은 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 방식의 전극이다.
고주파 전원(273)은 전자계 발생 전극(212)에 RF 전력을 공급하는 것이다. RF 센서(272)는 고주파 전원(273)의 출력측에 설치되고, 공급되는 고주파의 진행파나 반사파의 정보를 모니터 하는 것이다. RF 센서(272)에 의해 모니터 된 반사파 전력은 정합기(274)에 입력되고, 정합기(274)는 RF 센서(272)로부터 입력된 반사파의 정보에 기초하여 반사파가 최소가 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력되는 RF 전력의 주파수를 제어하는 것이다.
전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일은 소정의 파장의 정재파를 형성하기 위해서 일정한 파장으로 공진하도록 권경(卷徑), 권회(卷回) 피치, 권수(卷數)가 설정된다. 즉 이 공진 코일의 전기적 길이는 고주파 전원(273)으로부터 공급되는 고주파 전력의 소정 주파수에서의 1파장의 정수배에 상당하는 길이로 설정된다.
전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일을 구성하는 소재로서는 구리 파이프, 구리의 박판, 알루미늄 파이프, 알루미늄 박판, 폴리머 벨트에 구리 또는 알루미늄을 증착한 소재 등이 사용된다. 공진 코일은, 베이스 플레이트(248)의 상단면에 연직으로 입설(立設)되고 절연성 재료에 의해 형성된 복수의 서포트(미도시)에 의해 지지된다.
전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일의 양단은 전기적으로 접지되고, 그 중 적어도 일단(一端)은 상기 공진 코일의 전기적 길이를 미조정하기 위해서 가동 탭(213)을 개재하여 접지된다. 공진 코일의 타단(他端)은 고정 그라운드(214)를 개재하여 설치된다. 가동 탭(213)은 공진 코일의 공진 특성을 고주파 전원(273)과 대략 마찬가지로 하도록 위치가 조정된다. 또한 공진 코일의 임피던스를 미조정하기 위해서, 공진 코일의 접지된 양단 사이에는 가동 탭(215)에 의해 급전부(給電部)가 구성된다.
주로 전자계 발생 전극(212), RF 센서(272), 정합기(274)에 의해 본 개시에 따른 플라즈마 생성부가 구성된다. 또한 플라즈마 생성부로서 고주파 전원(273)을 포함시켜도 좋다.
여기서 본 개시에 따른 장치의 플라즈마 생성 원리 및 생성되는 플라즈마의 성질에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다.
전자계 발생 전극(212)에 의해 구성되는 플라즈마 발생 회로는 RLC의 병렬 공진회로로 구성된다. 상기 플라즈마 발생 회로에서는 플라즈마를 발생시킨 경우, 공진 코일의 전압부와 플라즈마 사이의 용량 결합의 변동이나, 플라즈마 생성 공간(201a)과 플라즈마 사이의 유도 결합의 변동, 플라즈마의 여기 상태 등에 의해 실제 공진 주파수는 근소하게나마 변동한다.
그래서 본 개시에서는 플라즈마 발생 시의 전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일에서의 공진의 편차를 전원측에서 보상하기 위해서, 플라즈마가 발생했을 때의 공진 코일로부터의 반사파 전력을 RF 센서(272)로 검출하고, 검출된 반사파 전력에 기초하여 정합기(274)가 고주파 전원(273)의 출력을 보정하는 기능을 가진다.
구체적으로는 정합기(274)는 RF 센서(272)에서 검출된 플라즈마가 발생했을 때의 전자계 발생 전극(212)으로부터의 반사파 전력에 기초하여 반사파 전력이 최소가 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스 또는 출력 주파수를 증가 또는 감소시킨다.
이러한 구성에 의해 본 개시에서의 전자계 발생 전극(212)에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 플라즈마를 포함하는 상기 공진 코일의 실제 공진 주파수에 의한 고주파 전력이 공급되기 때문에(혹은 플라즈마를 포함하는 상기 공진 코일의 실제 임피던스에 정합하도록 고주파 전력이 공급되기 때문에), 위상 전압과 역위상 전압이 항상 상쇄되는 상태의 정재파가 형성된다. 전자계 발생 전극(212)으로서의 공진 코일의 전기적 길이가 고주파 전력의 파장과 같은 경우, 코일의 전기적 중점(전압이 제로의 노드)에 가장 높은 위상 전류가 생기된다. 따라서 전기적 중점의 근방에서는 처리실 벽이나 서셉터(217)와의 용량 결합이 거의 없고, 전기적 포텐셜이 지극히 낮은 도넛 형상의 유도 플라즈마가 형성된다.
또한 전자계 발생 전극(212)은 상기한 바와 같은 ICP 방식의 공진 코일에 한정되지 않고, 예컨대 변형 마그네트론(Modified Magnetron Typed: MMT) 방식의 통 형상 전극을 이용하여 이에 충당해도 좋다.
(제어부)
제어부로서의 컨트롤러(291)는 신호선(A)을 통해서 APC 밸브(242), 밸브(243b) 및 진공 펌프(246)를 제어하고, 신호선(B)을 통해서 서셉터 승강 기구(268)를 제어하고, 신호선(C)을 통해서 히터 전력 조정 기구(276) 및 임피던스 가변 기구(275)를 제어하고, 신호선(D)을 통해서 게이트 밸브(244)를 제어하고, 신호선(E)을 통해서 RF 센서(272), 고주파 전원(273) 및 정합기(274)를 제어하고, 신호선(F)을 통해서 MFC(252a 내지 252c) 및 밸브(253a 내지 253c, 243a)를 제어하도록 구성된다.
도 3에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(291)는 CPU(Central Processing Unit)(291a), RAM(Random Access Memory)(29lb), 기억 장치(291c), I/O 포트(291d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(291b), 기억 장치(291c), I/O 포트(291d)는 내부 버스(291e)를 개재하여 CPU(291a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(291)에는 예컨대 터치패널이나 디스플레이 등으로서 구성된 입출력 장치(292)가 접속된다.
기억 장치(291c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(291c) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(291)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로그램 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 RAM(291b)은 CPU(291a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역으로서 구성된다.
I/O 포트(291d)는 전술한 MFC(252a 내지 252c), 밸브(253a 내지 253c, 243a, 243b), 게이트 밸브(244), APC 밸브(242), 진공 펌프(246), RF 센서(272), 고주파 전원(273), 정합기(274), 서셉터 승강 기구(268), 임피던스 가변 기구(275), 히터 전력 조정 기구(276), 램프 히터(1002) 등에 접속된다.
CPU(291a)는 기억 장치(291c)로부터의 제어 프로그램을 판독해서 실행 하는 것과 함께, 입출력 장치(292)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(291c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. 그리고 CPU(291a)는 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 I/O 포트(291d) 및 신호선(A)을 통해서 APC 밸브(242)의 개도(開度) 조정 동작, 밸브(243b)의 개폐 동작 및 진공 펌프(246)의 기동 및 정지를 제어하고, 신호선(B)을 통해서 서셉터 승강 기구(268)의 승강 동작을 제어하고, 신호선(C)을 통해서 히터 전력 조정 기구(276)에 의한 서셉터 히터(217b)로의 공급 전력량 조정 동작(온도 조정 동작)이나, 임피던스 가변 기구(275)에 의한 임피던스값 조정 동작을 제어하고, 신호선(D)을 통해서 게이트 밸브(244)의 개폐 동작을 제어하고, 신호선(E)을 통해서 RF 센서(272), 정합기(274) 및 고주파 전원(273)의 동작을 제어하고, 신호선(F)을 통해서 MFC(252a 내지 252c)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작 및 밸브(253a 내지 253c, 243a)의 개폐 동작 등을 제어하는 것이 가능하도록 구성된다.
컨트롤러(291)는 외부 기억 장치(293)에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(291c)나 외부 기억 장치(293)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(291c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(293) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(293)를 이용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로 본 개시에 따른 기판 처리 공정에 대해서 주로 도 4, 도 5a 및 도 5b를 이용하여 설명한다. 도 4는 본 개시에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도다. 도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 기판 처리 장치에 의해 기판(200) 상의 막을 개질하는 스텝을 도시하는 도면이다. 본 개시에 따른 기판 처리 공정은 예컨대 웨이퍼 상에 형성된 막의 개질 공정의 일 공정으로서, 전술한 기판 처리 장치(100)에 의해 실시된다. 이하의 설명에서 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(291)에 의해 제어된다.
또한 본 개시에 따른 기판 처리 공정에서 처리되는 기판(200)의 표면에는 실리콘(Si)의 층이 미리 형성된다. 본 개시에서는 상기 Si층에 대하여 플라즈마를 이용한 처리로서 개질 처리를 수행한다.
(기판 반입 공정: S110)
서셉터 승강 기구(268)가 기판(200)의 반송 위치까지 서셉터(217)를 하강시켜서 서셉터(217)의 관통공(217a)에 기판 승강 핀(266)을 관통시킨다. 계속해서 게이트 밸브(244)를 열고 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실로부터 기판 반송 기구(미도시)를 이용하여 처리실(201) 내에 기판(200)을 반입한다. 도 5a에 도시하는 바와 같이, 이 기판(200) 상에는 예컨대 Si막(501)이 형성된다. 반입된 기판(200)은 서셉터(217)의 표면으로부터 돌출된 기판 승강 핀(266) 상에 수평 자세로 지지된다. 그리고 서셉터 승강 기구(268)가 서셉터(217)를 상승시키는 것에 의해 기판(200)은 서셉터(217)의 상면에 지지된다.
(승온 및 진공 배기 공정: S120)
계속해서 처리실(201) 내에 반입된 기판(200)의 승온을 수행한다. 서셉터 히터(217b)는 미리 700℃로 가열된다. 계속해서 램프 히터(1002)를 점등(ON)시키는 것에 의해 서셉터(217) 상에 보지된 기판(200)을 예컨대 700℃ 내지 850℃, 바람직하게는 750℃ 내지 850℃의 범위 내의 소정 값까지 승온시킨다. 여기서는 기판(200)은 그 온도가 예컨대 750℃가 되도록 가열된다. 기판(200)은 서셉터 히터(217b) 및 램프 히터(1002)로부터 방사되는 적외선에 의해 가열된다. 기판(200)의 처리 온도는 막으로의 개질 효과를 보다 높인다는 목적에서는 최대한 높은 온도인 것이 바람직하며, 700℃ 이상의 소정 값으로 한다. 처리 온도가 700℃ 미만의 경우, 막에 대한 개질 효과를 충분히 얻지 못할 가능성이 있다. 또한 처리 온도가 850℃를 초과하는 경우, 막에 대한 의도치 않은 현상이 발생할 가능성이 있다. 처리 온도를 700℃ 내지 850℃로 하는 것에 의해, 충분한 이들의 효과를 얻을 수 있는 것과 함께, 의도치 않은 현상이 발생할 가능성을 피할 수 있다. 또한 기판(200)의 승온을 수행하는 동안, 진공 펌프(246)에 의해 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내를 진공 배기하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 값으로 한다. 진공 펌프(246)는 적어도 후술하는 기판 반출 공정(S160)이 종료될 때까지 작동시켜둔다. 또한 본 명세서에서의 「700℃ 내지 850℃」와 같은 수치 범위의 표기는 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 예컨대 「700℃ 내지 850℃」란 「700℃ 이상 850℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지다.
또한 본 실시 형태에서는 설명의 편의를 위해서, 기판(200)의 온도인 처리 온도와, 처리 용기(203) 내의 온도를 거의 동일한 것으로 간주해서 설명하지만, 양자의 온도가 달라도 좋다. 양자의 온도가 다른 경우, 예컨대 본 공정에서의 처리 용기(203) 내의 소정 부위의 온도를, 개질 처리 시에서의 처리 용기(203) 내의 소정 온도로 간주하고, 후술하는 산화 처리 공정에서의 처리 용기(203) 내의 상기 부위의 온도를 산화 처리 시에서의 처리 용기(203) 내의 온도로 간주해도 좋다.
(개질 가스 공급 공정: S130)
다음으로 개질 가스의 공급을 시작한다. 구체적으로는 밸브(253a)를 열고 MFC(252a)로 유량 제어하면서 처리실(201) 내에 개질 가스의 공급을 시작한다. 동시에 밸브(253c)를 열고 MFC(252c)로 유량 제어하면서 처리실에 불활성 가스를 공급해도 좋다.
개질 가스는 예컨대 질소(N2) 가스나 암모니아(NH3) 가스 등의 질소 함유 가스, 수소(H2) 가스 등의 수소 함유 가스, 헬륨(He) 가스나 아르곤(Ar) 가스, 네온(Ne) 가스, 크세논(Xe) 가스 등의 희(希)가스 또는 그것들의 2개 이상을 적절히 혼합한 혼합 가스다. 어느 가스도 실질적으로 산소 비함유인 것이 바람직하다. 또한 불활성 가스로서는 예컨대 N2 가스나 전술한 희가스를 이용할 수 있다. 불활성 가스로서는 이들 중 1개 이상을 이용할 수 있다. 이 점은 후술하는 각 공정에서도 마찬가지다.
또한 처리실(201) 내의 압력이 소정의 값이 되도록 APC 밸브(242)의 개도를 조정해서 처리실(201) 내의 배기를 제어한다. 이와 같이 처리실(201) 내를 적당히 배기하면서 후술하는 플라즈마 처리 공정(S140)의 종료 시까지 개질 가스의 공급을 계속한다.
(플라즈마 처리 공정: S140)
처리실(201) 내의 압력이 안정되면, 전자계 발생 전극(212)에 대하여 고주파 전원(273)으로부터 고주파 전력의 인가를 시작한다. 이에 의해 개질 가스가 공급되는 플라즈마 생성 공간(201a) 내에 고주파 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 플라즈마 생성 공간의 전자계 발생 전극(212)의 전기적 중점에 상당하는 높이 위치에 가장 높은 플라즈마 밀도를 가지는 도넛 형상의 유도 플라즈마가 여기된다. 플라즈마 형상의 개질 가스를 포함하는 처리 가스는 플라즈마 여기되어 해리(解離)되고, 소정 원소의 래디컬(활성종)이나 이온 등의 반응종이 생성된다.
본 스텝에서의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
플라즈마 여기시키는 개질 가스 공급 유량: 1,000sccm 내지 10,000sccm
RF 전력: 1W 내지 1,500W, 바람직하게는 1W 내지 1,000W
불활성 가스 공급 시간: 10초 내지 1,200초
처리 온도: 700℃ 내지 850℃, 바람직하게는 750℃ 내지 850℃
처리 압력: 0.5Pa 내지 100Pa, 바람직하게는 0.5Pa 내지 10Pa
기판 처리 공간(201b)에서 서셉터(217) 상에 보지되는 기판(200)에는 유도 플라즈마에 의해 생성된 래디컬과 가속화되지 않은 상태의 이온이 기판(200)의 표면에 균일하게 공급된다. 공급된 래디컬 및 이온은 표면의 Si막(501)과 균일하게 반응하고, Si막(501)의 적어도 표면을 개질하여 개질층(502)을 형성한다. 구체적으로는 700℃ 내지 850℃라는 고온화에서, 공급된 반응종이 막과 반응하는 것에 의해, 막 중에 함유되었던 불순물이 제거되는 것과 함께, 반응종에 의해 막의 분자 구조의 결함이 보완된다(즉 개질된다). 즉 본 개시에서의 플라즈마 처리에 의해, 막 중에 포함되어 있었던 불순물이 제거되는 것과 함께 표층이 보수되고, 막의 막 특성(예컨대 절연막으로서의 특성등)이 개선된다. 예컨대 개질 가스가 질소 함유 가스인 경우, 질소를 함유하는 반응종과 Si가 반응하여, Si막의 적어도 일부의 표면은 실리콘질화막으로 개질된다.
그 후 소정의 처리 시간이 경과되면, 고주파 전원(273)으로부터의 전력의 출력을 정지하고, 처리실(201) 내에서의 플라즈마 방전을 정지한다. 또한 밸브(253a)를 닫고 개질 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 정지한다. 동시에 밸브(253c)를 닫고 불활성 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 정지해도 좋다. 이상으로 플라즈마 처리 공정(S140)이 종료된다.
(진공 배기 공정: S150)
개질 가스의 공급을 정지하면, 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내를 진공 배기한다. 이에 의해 처리실(201) 내의 가스를 처리실(201) 외로 배기한다. 그 후, APC 밸브(242)의 개도를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실과 마찬가지의 압력으로 조정한다.
(기판 반출 공정: S160)
처리실(201) 내가 소정의 압력이 되면, 서셉터(217)를 기판(200)의 반송 위치까지 하강시켜 기판 승강 핀(266) 상에 기판(200)을 지지시킨다. 그리고 게이트 밸브(244)를 열고 기판 반송 기구를 이용하여 기판(200)을 처리실(201) 외로 반출한다. 이상으로 본 개시에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
(3) 메인터넌스 공정(알루미늄 부재에 대한 산화 처리 공정)
전술한 바와 같이 매니폴드(1006) 및 하측 용기(211)는 금속 부재인 알루미늄 부재로 형성되는 경우가 있다. 알루미늄 표면이 처리 용기 내에 직접 노출되면, 개질 처리에 의해 알루미늄 부재에 포함되는 알루미늄 등의 원소가 처리 용기 내에 방출되고, 기판 처리 공정에서 그 방출된 알루미늄 등이 기판에 취입(取入)될 우려가 있다. 즉 금속 오염이 발생할 수 있다. 이러한 오염을 방지하기 위해서, 도 7a에 도시하는 바와 같이 각 부품의 알루미늄(701) 표면에는 표면 처리인 알루마이트 처리에 의해 형성된 알루마이트층(702)이 설치된다. 또한 도 7a 내지 도 7c는 매니폴드(1006)의 처리실(201)측의 측면을 도시하는 도면이다. 하지만 예컨대 700℃ 이상의 고온 하에서의, 실질적으로 산소 비함유의 가스에 의한 플라즈마 개질 처리에 의해 도 7b에 도시하는 바와 같이 알루마이트층(702)에 알루마이트 파손(박리, 균열, 크랙)(703)이 발생하고, 노출된 알루미늄에 의한 금속 오염이 발생할 우려가 있다. 이 파손은 램프 히터(1002)에 의한 급격한 온도 상승에 의해 알루미늄(701)과 알루마이트층(702)의 열팽창의 차이가 급격하게 커지는 것에 의해 발생한다. 따라서 알루마이트 파손(703)이 발생했을 때, 매니폴드(1006)나 하측 용기(211) 등의 처리 용기를 구성하는 알루미늄 부재의 알루마이트 파손(703)을 수복하기 위해서 산화 처리를 수행한다.
도 6은 산화 처리의 플로우를 도시하는 도면이다.
전술한 바와 같이, 도 4에 도시하는 본 형태의 시퀀스에서는, (a) 반응 용기 내에 배치된 기판에 대하여 개질 가스를 공급하여, 소정 온도에서 기판에 대하여 개질 처리를 수행하는 공정을 구비하는 것이며, 도 6에 도시하는 본 형태의 시퀀스에서는, (b) 반응 용기 내에 기판이 없는 상태에서 반응 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하여, (a)에서의 소정 온도 이상의 온도에서 산화 처리를 실시하고, 이에 의해 반응 용기의 적어도 일부를 구성하는 알루미늄 부재의 표면의 알루마이트 처리의 파손을 수복하는 공정을 구비한다.
(산화 처리 공정: S610)
도 4의 기판 반출 공정(S160) 후에, 즉 개질 처리가 완료된 기판(200)을 반출한 후의 처리 용기 내에 산소(O)함유 가스를 공급한다. 구체적으로는 셔터가 닫힌 후, 밸브(253b)를 열고 MFC(252b)로 유량 제어하면서 처리실(201) 내에 O 함유 가스의 공급을 시작한다. 동시에 밸브(253c)를 열고 MFC(252c)로 유량 제어하면서 처리실에 불활성 가스를 공급해도 좋다.
이때 램프 히터(1002)와, 서셉터 히터(217b)를 점등(ON)하여 처리 용기 내를 개질 처리 시에서의 온도와 마찬가지의 온도 또는 그 이상의 온도로 가열한다. 예컨대 개질 처리 시의 온도가 750℃라면, 산화 처리 시의 온도를 750℃ 내지 850℃로 한다. 이 산화 처리에서는 플라즈마 여기되지 않은 논 플라즈마 상태의 O 함유 가스이며, 열 여기된 O 함유 가스를 사용하는 산화 어닐링이 실시된다.
본 스텝에서의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
O 함유 가스 공급 유량: 0.1slm 내지 10slm
불활성 가스 공급 유량: 0slm 내지 10slm
각 가스 공급 시간: 15분 내지 60분
처리 온도[처리실(201) 내의 온도]: 700℃ 내지 850℃, 바람직하게는 750℃ 내지 850℃
처리 압력[처리실(201) 내의 압력]: 1Pa 내지 2,000Pa, 바람직하게는 1Pa 내지 1,000Pa
전술한 조건 하에서 알루미늄 부재의 알루마이트 파손이 발생한 개소에 대하여 O 함유 가스를 공급하고, 산화 처리를 실행하는 것에 의해, 도 7c에 도시하는 바와 같이 이 파손 개소를 산화시켜서 산화막(704)을 형성할 수 있다. 특히 램프 히터(1002)에 의한 복사열에 의해 열 산화가 촉진되고, 산화막(704)이 형성된다.
이 산화 처리에 의해 알루미늄 부재의 알루마이트 파손이 발생한 개소에 막 두께가 1μm 내지 10μm, 바람직하게는 5μm 내지 10μm인 산화막(704)이 형성된다. 산화막(704)의 막 두께가 1μm 미만이면 수복이 충분하지 않고, 알루미늄 유래의 오염이 발생하기 쉽다. 산화막(704)의 막을 1μm 이상으로 하는 것에 의해 알루미늄 유래의 오염의 발생을 억제할 수 있다. 또한 산화막(704)의 막을 5μm 이상으로 하는 것에 의해 알루미늄 유래의 오염의 발생을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 한편, 산화막(704)의 막 두께가 10μm를 초과하면 고온 처리 시의 열 팽창에 의해 막 박리가 발생하기 쉽다. 산화막(704)의 막 두께를 10μm 이하로 하는 것에 의해, 고온 처리 시의 열팽창에 의한 막 박리의 발생을 억제할 수 있다. 이와 같이 산화막(704)의 막 두께가 1μm 내지 10μm, 바람직하게는 5μm 내지 10μm이면, 알루미늄 유래의 오염을 충분히 방지하는 것이 가능해진다.
본 개시에 따르면, 개질 처리와 동일한 온도 또는 그 이상의 온도에서 산화 처리가 실시되어서 알루마이트 파손이 수복된다. 예컨대 개질 온도 이상의 높은 온도에서 산화하는 것에 의해 개질 처리 시에서의 수복 부분의 열 팽창을 작게 하는 것이 가능해지고, 수복 부분의 파손이 재발생할 가능성을 작게 하는 것이 가능해진다. 따라서 그 수복 부분이 그 후의 개질 처리에 의해 재차 파손되는 것을 저감시킬 수 있다.
본 개시에서는 고온으로 하기 위해서 램프가 이용된다. 램프를 이용한 가열에서는 복사에 의해 가열한다. 이 시점에서는 산화 처리 시의 압력이 개질 처리 시의 압력보다 낮은 것이 보다 복사에 의한 가열에 의한 산화 처리를 촉진시키는 것이 가능해진다.
또한 본 개시에 따르면, 플라즈마를 사용하지 않는 열산화 처리(즉 논 플라즈마 열산화 처리)를 이용하는 것에 의해 플라즈마에 의한 강렬한 산화를 발생시키지 않고, 플라즈마에 의한 손상을 방지하는 것이 가능해지고, 알루마이트 파손의 개소를 효과적으로 수복하는 것이 가능해진다.
O 함유 가스로서는 산소(O2) 가스, 오존(O3) 가스, 수증기(H2O) 가스, 과산화수소(H2O2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 등 중 1개 이상을 이용할 수 있다.
(퍼지 공정:S620)
산화 처리 공정(S610)이 종료된 후, 밸브(243b)를 닫고 처리실(201) 내로의 O 함유 가스의 공급을 정지한다. 그 후, 불활성 가스원(250c)으로부터 퍼지 가스로서 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급한다. 이때 전자계 발생 전극(212)에 플라즈마 전력을 인가하여 불활성 가스를 플라즈마 여기시키는 것에 의해, 활성화된 불활성 가스를 이용한 불활성 가스 플라즈마 퍼지를 실시해도 좋다.
이에 의해 처리실(201) 내가 퍼지되어 처리실(201) 내에 잔류하는 산소 등의 가스나 반응 부생성물 등이 처리실(201) 내로부터 제거된다(퍼지). 이와 같이 개질 처리가 재개되기 전에 처리실(201) 내는 불활성 가스로 퍼지된다. 이 공정에 의해 반응 용기 내의 산소를 제거하는 것이 가능해진다. 그 후 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스에 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
이러한 일련의 처리에 의해, 알루미늄 부재의 알루마이트 파손을 수복하는 것이 가능해진다. 또한 본 개시에 따르면, 알루마이트 파손이 발생한 부재를 기판 처리 장치에 설치한 상태에서 이 파손을 보수하는 것이 가능해진다. 그렇기 때문에 알루마이트 파손이 발생한 알루마이트 부재를 기판 처리 장치로부터 제거하고, 알루마이트 처리를 수행하는 것과 같은 번잡한 공정을 없애는 것이 가능해진다.
또한 전술한 바와 같이 산화 처리는 셔터를 닫은 상태에서 수행된다. 즉 산화 처리는 처리 용기 내에 처리 후의 기판(200)(제품 웨이퍼, 더미 웨이퍼)을 반입(수용)하지 않고 수행된다. 이에 의해 처리 후의 기판(200)(제품 웨이퍼, 더미 웨이퍼)의 표면에 형성된 막에 대하여 전술한 산화 처리가 수행되지 않고, 기판(200)(제품 웨이퍼, 더미 웨이퍼)의 표면에 형성된 막은 산화되지 않고 그대로의 상태에서 유지된다.
알루미늄 부재의 알루마이트 파손은 예컨대 정기 메인터넌스에 의해 파악 가능하다. 또한 알루마이트 파손이 발생하면, 알루미늄 부재 경유에 의해 개질 처리 시에서의 기판 온도가 저하된다. 그러므로 개질 처리 시에서의 기판 온도를 모니터 하여, 기판 온도가 소정 온도 이하가 된 경우(또는 기판 온도를 일정하게 유지하기 위해서 피드백 제어된 히터[서셉터 히터(217b) 및/ 또는 램프 히터(1002)]의 출력이 소정 값 이상이 된 경우), 알루마이트 파손이 발생했다고 판단하고, 기판 처리 장치는 그 알람을 입출력 장치(292)로부터 출력하도록 구성되어도 좋다.
산화 처리가 실시될 때, 서셉터(217)는 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강된 상태에서 실시해도 좋다. 이 경우, 하측 용기(211)의 측면 등을 램프 히터(1002) 및/ 또는 서셉터 히터(217b)로부터 방사되는 복사광에 대하여 충분히 노출시키는 것이 가능해지고, 하측 용기(211)에 대한 가열을 보다 촉진시켜서 하측 용기(211)를 충분히 산화시키는 것이 가능해진다. 또한 산화 처리가 실시될 때, 서셉터(217)는 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 상승된 상태에서 실시해도 좋다. 이 경우, 개질 처리의 상태를 재현해서 산화 처리하는 것이 가능해진다. 또한 서셉터(217)를 하강시킨 상태와 상승시킨 상태의 두 상태를, 1회의 산화 처리에서 양방 실행시켜도 좋다.
각 처리에 이용되는 레시피는 처리 내용에 따라 개별로 준비하고, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(293)를 개재하여 기억 장치(291c) 내에 격납해두는 것이 바람직하다. 그리고 각 처리를 시작할 때, CPU(291a)가 기억 장치(291c) 내에 격납된 복수의 레시피 중으로부터 처리 내용에 따라 적절한 레시피를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해 1대(臺)의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있고, 조작 실수를 회피하면서 각 처리를 신속하게 시작할 수 있게 된다.
전술한 레시피는 새로 작성하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 기판 처리 장치에 이미 인스톨된 기존의 레시피를 변경하는 것에 의해 준비해도 좋다. 레시피를 변경하는 경우에는 변경 후의 레시피를 전기 통신 회선이나 상기 레시피를 기록한 기록 매체를 개재하여 기판 처리 장치에 인스톨해도 좋다. 또한 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(292)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨된 기존의 레시피를 직접 변경해도 좋다.
전술한 형태에서는 한 번에 1매 또는 여러 매의 기판을 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 예컨대 한 번에 복수 매의 기판을 처리하는 뱃치(batch)식의 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 전술한 형태에서는 핫 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 본 개시는 전술한 형태에 한정되지 않고, 콜드 월형의 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
이들의 기판 처리 장치를 이용하는 경우에서도 전술한 형태나 변형예와 마찬가지의 처리 순서, 처리 조건으로 각 처리를 수행할 수 있고, 전술한 형태나 변형예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 전술한 형태나 변형예는 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 순서, 처리 조건은 예컨대 전술한 형태나 변형예의 처리 순서, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.
200: 기판(웨이퍼) 203: 처리 용기
212: 전자계 발생 전극 1002: 램프 히터

Claims (20)

  1. (a) 반응 용기 내에 배치된 기판에 대하여 처리 가스를 공급하여, 소정 온도에서 상기 기판에 대한 처리를 수행하는 공정; 및
    (b) 상기 반응 용기 내에 기판이 없는 상태에서 상기 반응 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하여, 상기 소정 온도 이상의 온도에서 상기 반응 용기의 적어도 일부를 구성하는 알루미늄 부재의 표면의 알루마이트 처리의 파손에 대한 산화 처리를 수행하는 공정
    을 포함하는 메인터넌스 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 대한 처리는 질소 함유 가스의 플라즈마를 이용하여 실시되고, 상기 산화 처리는 상기 산소 함유 가스를 논 플라즈마로 하는 상태에서 실시되는 메인터넌스 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정 온도는 실질적으로 700℃ 내지 850℃인 메인터넌스 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 부재의 표면에는 알루마이트층이 형성되고,
    상기 소정 온도는 상기 알루미늄 부재와 상기 알루마이트층 사이에서 열 팽창 차이가 발생하는 온도인 메인터넌스 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 알루마이트 처리의 파손은 상기 알루미늄 부재가 노출되는 것을 포함하는 것인 메인터넌스 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반응 용기는, 상측 용기와, 상기 상측 용기의 상부에 설치된 석영창과, 상기 석영창의 상부에 배치된 램프를 구비하고,
    상기 알루미늄 부재는 상기 석영창의 측면에 배치되는 메인터넌스 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응 용기는 하측 용기를 구비하고, 상기 하측 용기는 그 내측의 표면이 상기 알루마이트 처리된 상기 알루미늄 부재에 의해 구성되는 메인터넌스 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 산화 처리는 상기 반응 용기 내의 서셉터를 상기 기판에 대한 처리 시에서의 위치로부터 낮춘 상태에서 실행되는 메인터넌스 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 산화 처리는 상기 반응 용기 내의 서셉터를 상기 기판에 대한 처리 시에서의 위치에서 실행되는 메인터넌스 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 산화 처리 시의 압력은 상기 기판에 대한 처리 시의 압력보다 낮은 메인터넌스 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    (c) 상기 기판에 대한 처리 시의 기판 온도 또는 램프 히터의 출력에 기초하여 상기 알루마이트 처리의 파손을 검출하고 알람을 출력하는 공정
    을 더 포함하는 메인터넌스 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 공정에서는 상기 알루마이트 파손이 발생한 개소에 산화막을 형성하고,
    상기 산화막의 막 두께는 1μm 이상 10μm 이하인 메인터넌스 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 공정에서는 상기 알루마이트 파손이 발생한 개소에 산화막을 형성하고,
    상기 산화막의 막 두께는 5μm 이상 10μm 이하인 메인터넌스 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    (d) 상기 (b) 공정 후, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스의 플라즈마를 생성하는 공정
    을 더 포함하는 메인터넌스 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 대한 처리는 상기 기판에 형성된 막을 개질하는 처리인 메인터넌스 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 공정 전에,
    (e) 반응 용기의 적어도 일부가 알루마이트 처리가 이루어진 알루미늄 부재에 의해 구성되고, 상기 알루마이트 처리된 표면이 상기 반응 용기의 내부에 노출되도록 배치된 상기 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정; 및
    (f) 상기 반응 용기 내의 온도를 소정 온도까지 상승시키는 공정
    을 수행하고,
    상기 (a) 공정 후에,
    (g) 상기 (a) 공정에서 처리된 상기 기판을 상기 반응 용기 외로 반출하는 공정
    을 포함하는 메인터넌스 방법.
  17. 내부에 배치된 기판이 소정 온도에서 처리된 상태의 반응 용기에 대하여,
    상기 반응 용기 내에 기판이 없는 상태에서 상기 반응 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하여, 상기 소정 온도 이상의 온도에서 상기 반응 용기의 적어도 일부를 구성하는 알루미늄 부재의 표면의 알루마이트 처리의 파손에 대한 산화 처리를 수행하는 메인터넌스 방법.
  18. 제1항에 기재된 메인터넌스 방법을 수행하는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제1항에 기재된 메인터넌스 방법을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.
  20. 반응 용기;
    상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계;
    상기 반응 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 가스를 플라즈마 여기시키는 여기부; 및
    상기 반응 용기 내에서, (a) 상기 반응 용기 내에 배치된 기판에 대하여 상기 처리 가스를 공급하여, 소정 온도에서 상기 기판에 대한 처리를 수행하는 단계와, (b) 상기 반응 용기 내에 기판이 없는 상태에서 상기 반응 용기 내에 상기 산소 함유 가스를 공급하여, 상기 소정 온도 이상의 온도에서 상기 반응 용기의 적어도 일부를 구성하는 알루미늄 부재의 표면의 알루마이트 처리의 파손에 대한 산화 처리를 수행하는 단계를 수행하도록, 상기 처리 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 여기부를 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
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