KR20220102110A - 클리닝 방법 및 처리 장치 - Google Patents

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KR20220102110A
KR20220102110A KR1020210192307A KR20210192307A KR20220102110A KR 20220102110 A KR20220102110 A KR 20220102110A KR 1020210192307 A KR1020210192307 A KR 1020210192307A KR 20210192307 A KR20210192307 A KR 20210192307A KR 20220102110 A KR20220102110 A KR 20220102110A
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silicon
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KR1020210192307A
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마사미 오이카와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

실리콘 함유막을 제거할 때의 석영 부재에 대한 대미지를 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 클리닝 방법은, 가열부 및 냉각부에 의해 온도 조정 가능한 처리 용기 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거하는 클리닝 방법이며, 상기 처리 용기 내를 클리닝 온도로 안정화하는 공정과, 상기 클리닝 온도로 안정화된 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정을 갖고, 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정에 있어서, 상기 처리 용기 내의 온도에 기초하여 상기 가열부의 가열 능력 및 상기 냉각부의 냉각 능력을 제어한다.

Description

클리닝 방법 및 처리 장치{CLEANING METHOD AND PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 클리닝 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 프로세스에 사용되는 처리 장치에서는, 기판에 막을 형성할 때, 장치 내부에도 막이 퇴적된다. 이 때문에, 처리 장치에서는, 소정의 온도로 가열된 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 장치 내부에 퇴적된 퇴적막을 제거하는 클리닝 처리가 행해진다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에서는, 반응 용기 내에 불소를 포함하는 클리닝 가스를 공급하면서 반응 용기 내의 온도를 검출하고, 검출한 온도에 기초하여 클리닝 가스의 공급을 정지하고 있다.
일본 특허 공개 제2004-172409호 공보
본 개시는, 실리콘 함유막을 제거할 때의 석영 부재에 대한 대미지를 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 클리닝 방법은, 가열부 및 냉각부에 의해 온도 조정 가능한 처리 용기 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거하는 클리닝 방법이며, 상기 처리 용기 내를 클리닝 온도로 안정화하는 공정과, 상기 클리닝 온도로 안정화된 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정을 갖고, 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정에 있어서, 상기 처리 용기 내의 온도에 기초하여 상기 가열부의 가열 능력 및 상기 냉각부의 냉각 능력을 제어한다.
본 개시에 의하면, 실리콘 함유막을 제거할 때의 석영 부재에 대한 대미지를 저감할 수 있다.
도 1은 실시 형태의 처리 장치의 일례를 도시하는 개략도.
도 2는 클리닝 시의 노 내 온도의 변화의 일례를 도시하는 도면.
도 3은 석영의 에칭 레이트의 온도 의존성을 도시하는 도면.
도 4는 Poly-Si 및 석영의 에칭 레이트의 온도 의존성을 도시하는 도면.
도 5는 실시 형태의 클리닝 방법의 일례를 나타내는 흐름도.
도 6은 클리닝 공정의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 클리닝 공정의 다른 일례를 도시하는 도면.
도 8은 클리닝 공정의 또 다른 일례를 도시하는 도면
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대하여 설명한다. 첨부의 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
〔처리 장치〕
도 1을 참조하여, 실시 형태의 처리 장치의 일례에 대하여 설명한다. 도 1은 실시 형태의 처리 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
처리 장치(1)는, 처리 용기(10), 가스 공급부(20), 배기부(30), 가열부(40), 냉각부(50), 온도 센서(60), 제어부(90) 등을 갖는다.
처리 용기(10)는, 대략 원통 형상을 갖는다. 처리 용기(10)는, 내관(11), 외관(12), 매니폴드(13), 인젝터(14), 가스 출구(15), 덮개체(16) 등을 포함한다.
내관(11)은, 대략 원통 형상을 갖는다. 내관(11)은, 예를 들어 석영 등의 내열 재료에 의해 형성되어 있다. 내관(11)은, 이너 튜브라고도 칭해진다.
외관(12)은, 천장이 있는 대략 원통 형상을 갖고, 내관(11)의 주위에 동심적으로 마련되어 있다. 즉, 내관(11)과 외관(12)에 의해 2중 관 구조를 구성한다. 외관(12)은, 예를 들어 석영 등의 내열 재료에 의해 형성되어 있다. 외관(12)은, 아우터 튜브라고도 칭해진다.
매니폴드(13)는, 대략 원통 형상을 갖는다. 매니폴드(13)는, 내관(11) 및 외관(12)의 하단을 지지한다. 매니폴드(13)는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되어 있다.
인젝터(14)는, 매니폴드(13)를 관통하여 내관(11) 내에 수평으로 연장됨과 함께, 내관(11) 내에서 L자상으로 굴곡하여 상방으로 연장된다. 인젝터(14)는, 기단이 후술하는 가스 공급 배관(22)과 접속되고, 선단이 개구된다. 인젝터(14)는, 가스 공급 배관(22)을 통해 도입되는 처리 가스를 선단의 개구로부터 내관(11) 내로 토출한다. 처리 가스는, 예를 들어 성막 가스, 클리닝 가스, 퍼지 가스를 포함한다. 본 실시 형태에 있어서, 성막 가스는, 실리콘 함유막을 성막하기 위해 사용되는 가스이며, 예를 들어 실리콘 함유 가스, 질화 가스, 산화 가스, 도핑 가스를 포함한다. 실리콘 함유막은, 예를 들어 실리콘막, 질화실리콘막, 산화실리콘막을 포함한다. 실리콘막은, 예를 들어 아몰퍼스 실리콘(a-Si)막, 폴리실리콘(Poly-Si)막, 도프드 실리콘(Doped-Si)막을 포함한다. 클리닝 가스는, 후술하는 클리닝 방법을 실시하기 위해 사용되는 가스이며, 예를 들어 F2 가스, Cl2 가스, ClF3 가스, NF3 가스, HF 가스 등의 할로겐 함유 가스를 포함한다. 퍼지 가스는, 처리 용기(10) 내의 분위기를 불활성 가스 분위기로 치환하기 위한 가스이며, 예를 들어 N2 가스, Ar 가스 등의 불활성 가스를 포함한다. 또한, 도 1의 예에서는, 인젝터(14)가 1개인 경우를 나타내고 있지만, 인젝터(14)는 복수개여도 된다.
가스 출구(15)는, 매니폴드(13)에 형성되어 있다. 가스 출구(15)에는, 후술하는 배기 배관(32)이 접속되어 있다. 처리 용기(10) 내에 공급되는 처리 가스는, 가스 출구(15)를 통해 배기부(30)에 의해 배기된다.
덮개체(16)는, 매니폴드(13)의 하단의 개구를 기밀하게 폐색한다. 덮개체(16)는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되어 있다. 덮개체(16) 상에는, 보온통(17)을 개재하여 웨이퍼 보트(18)가 적재되어 있다. 보온통(17) 및 웨이퍼 보트(18)는, 예를 들어 석영 등의 내열 재료에 의해 형성되어 있다. 웨이퍼 보트(18)는, 복수의 웨이퍼 W를 연직 방향으로 소정 간격을 두고 대략 수평하게 보유 지지한다. 웨이퍼 보트(18)는, 승강 기구(19)가 덮개체(16)를 상승시킴으로써 처리 용기(10) 내로 반입(로드)되어, 처리 용기(10) 내에 수용된다. 웨이퍼 보트(18)는, 승강 기구(19)가 덮개체(16)를 하강시킴으로써 처리 용기(10) 내로부터 반출(언로드)된다.
가스 공급부(20)는, 가스 소스(21), 가스 공급 배관(22) 및 유량 제어부(23)를 포함한다. 가스 소스(21)는, 처리 가스의 공급원이며, 예를 들어 성막 가스 소스, 클리닝 가스 소스, 퍼지 가스 소스를 포함한다. 가스 공급 배관(22)은, 가스 소스(21)와 인젝터(14)를 접속한다. 유량 제어부(23)는, 가스 공급 배관(22)에 개재 설치되어 있으며, 가스 공급 배관(22)을 흐르는 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어부(23)는, 예를 들어 매스 플로우 컨트롤러, 개폐 밸브를 포함한다. 이러한 가스 공급부(20)는, 가스 소스(21)로부터의 처리 가스를 유량 제어부(23)에서 그 유량을 제어하고, 가스 공급 배관(22)을 통해 인젝터(14)에 공급한다.
배기부(30)는, 배기 장치(31), 배기 배관(32) 및 압력 제어기(33)를 포함한다. 배기 장치(31)는, 예를 들어 드라이 펌프, 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프이다. 배기 배관(32)은, 가스 출구(15)와 배기 장치(31)를 접속한다. 압력 제어기(33)는, 배기 배관(32)에 개재 설치되어 있으며, 배기 배관(32)의 컨덕턴스를 조정함으로써 처리 용기(10) 내의 압력을 제어한다. 압력 제어기(33)는, 예를 들어 자동 압력 제어 밸브이다.
가열부(40)는, 단열재(41), 발열체(42) 및 외피(43)를 포함한다. 단열재(41)는, 대략 원통 형상을 갖고, 외관(12)의 주위에 마련되어 있다. 단열재(41)는, 실리카 및 알루미나를 주성분으로 하여 형성되어 있다. 발열체(42)는, 선상을 갖고, 단열재(41)의 내주에 나선상 또는 사행상으로 마련되어 있다. 발열체(42)는, 처리 용기(10)의 높이 방향으로 복수의 존으로 나누어 온도 제어가 가능하도록 구성되어 있다. 이하, 복수의 존을 상방으로부터 순서대로 「TOP」, 「C-T」, 「CTR」, 「C-B」 및 「BTM」이라 칭한다. 외피(43)는, 단열재(41)의 외주를 덮도록 마련되어 있다. 외피(43)는, 단열재(41)의 형상을 보유 지지함과 함께 단열재(41)를 보강한다. 외피(43)는, 스테인리스강 등의 금속에 의해 형성되어 있다. 또한, 가열부(40)의 외부에 대한 열영향을 억제하기 위해, 외피(43)의 외주에 수랭 재킷(도시하지 않음)을 마련해도 된다. 이러한 가열부(40)는, 발열체(42)가 발열함으로써, 처리 용기(10) 내를 가열한다.
냉각부(50)는, 처리 용기(10)를 향하여 냉각 유체를 공급하여, 처리 용기(10) 내의 웨이퍼 W를 냉각한다. 냉각 유체는, 예를 들어 공기여도 된다. 냉각부(50)는, 예를 들어 열처리 후에 웨이퍼 W를 급속 강온시킬 때 처리 용기(10)를 향하여 냉각 유체를 공급한다. 또한, 냉각부(50)는, 예를 들어 처리 용기(10) 내의 퇴적막을 제거하는 클리닝 시에 처리 용기(10) 내를 향하여 냉각 유체를 공급한다. 냉각부(50)는, 유체 유로(51), 분출 구멍(52), 분배 유로(53), 유량 조정부(54), 배열구(55)를 갖는다.
유체 유로(51)는, 단열재(41)와 외피(43) 사이에 높이 방향으로 복수 형성되어 있다. 유체 유로(51)는, 예를 들어 단열재(41)의 외측에 둘레 방향을 따라서 형성된 유로이다.
분출 구멍(52)은, 각 유체 유로(51)로부터 단열재(41)를 관통하여 형성되어 있으며, 외관(12)과 단열재(41) 사이의 공간에 냉각 유체를 분출한다.
분배 유로(53)는, 외피(43)의 외부에 마련되어 있으며, 냉각 유체를 각 유체 유로(51)에 분배하여 공급한다.
유량 조정부(54)는, 분배 유로(53)에 개재 설치되어 있으며, 유체 유로(51)에 공급되는 냉각 유체의 유량을 조정한다.
배열구(55)는, 복수의 분출 구멍(52)보다도 상방에 마련되어 있으며, 외관(12)과 단열재(41) 사이의 공간에 공급된 냉각 유체를 처리 장치(1)의 외부로 배출한다. 처리 장치(1)의 외부로 배출된 냉각 유체는, 예를 들어 열교환기에 의해 냉각되어 다시 분배 유로(53)에 공급된다. 단, 처리 장치(1)의 외부로 배출된 냉각 유체는, 재이용되지 않고 배출되어도 된다.
온도 센서(60)는, 처리 용기(10) 내의 온도를 검출한다. 온도 센서(60)는, 예를 들어 내관(11) 내에 마련되어 있다. 단, 온도 센서(60)는, 처리 용기(10) 내의 온도를 검출할 수 있는 위치에 마련되어 있으면 되고, 예를 들어 내관(11)과 외관(12) 사이의 공간에 마련되어 있어도 된다. 온도 센서(60)는, 예를 들어 복수의 존에 대응하여 높이 방향의 다른 위치에 마련된 복수의 측온부(61 내지 65)를 갖는다. 측온부(61 내지 65)는, 각각 존 「TOP」, 「C-T」, 「CTR」, 「C-B」 및 「BTM」에 대응하여 마련되어 있다. 복수의 측온부(61 내지 65)는, 예를 들어 열전쌍, 측온 저항체여도 된다. 온도 센서(60)는, 복수의 측온부(61 내지 65)에서 검출한 온도를 제어부(90)에 송신한다.
제어부(90)는, 처리 장치(1)의 동작을 제어한다. 제어부(90)는, 예를 들어 컴퓨터여도 된다. 처리 장치(1)의 전체의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이어도 된다.
그런데, 처리 장치(1)에 있어서 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거할 때, 클리닝 가스가 사용된다. 클리닝 가스에 의한 실리콘 함유막의 제거 반응에서는, 반응열이 발생하여 처리 용기(10) 내의 온도가 상승하는 경우가 있다. 그리고, 처리 용기(10) 내의 온도가 상승하면, 실리콘 함유막의 제거 반응이 진행되기 쉬워지고, 또한 반응열이 발생하여 처리 용기(10) 내의 온도가 상승한다. 그 때문에, 원하는 온도 이상의 상태에서 실리콘 함유막의 제거 반응이 진행되어, 처리 용기(10) 내에서 사용되고 있는 석영 등의 부재가 대미지를 받을(에칭될) 우려가 있다. 그 결과, 석영 등의 부재에 기인하는 파티클이 발생하거나, 석영 등의 부재의 수명이 짧아져 교환 빈도가 높아지거나 한다. 또한, 반응열을 고려하여 클리닝 온도를 낮게 설정하면, 실리콘 함유막의 에칭 레이트가 낮아져, 생산성이 악화된다.
도 2는 클리닝 시의 처리 용기(10) 내의 온도(이하 「노 내 온도」라 함)의 변화의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2에서는, 실리콘 함유막이 퇴적된 처리 용기(10) 내에 웨이퍼 보트(18)를 반입하고, 노 내 온도를 안정화시킨 후에 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하여 처리 용기(10) 내를 클리닝한 경우의 노 내 온도의 변화를 나타낸다. 도 2 중, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 노 내 온도[℃]를 나타낸다. 또한, 도 2에 있어서, 실선, 파선 및 일점쇄선은, 각각 웨이퍼 보트(18)의 상부(TOP), 중앙부 (CTR) 및 하부(BTM)에 있어서의 노 내 온도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 처리 용기(10) 내의 온도를 안정화시킨 후에 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하면, TOP, CTR 및 BTM 중 어느 것에 있어서도 처리 용기(10) 내의 온도가 상승함을 알 수 있다. 예를 들어, TOP에서는, 클리닝을 개시하기 전에 310℃ 정도였던 노 내 온도가 400℃ 정도까지 상승하였다. 또한, CTR에서는, 클리닝을 개시하기 전에 325℃ 정도였던 노 내 온도가 425℃ 정도까지 상승하였다. 또한, BTM에서는, 클리닝을 개시하기 전에 360℃ 정도였던 노 내 온도가 450℃ 정도까지 상승하였다.
도 3은 석영의 에칭 레이트의 온도 의존성을 도시하는 도면이다. 도 3에서는, 노 내 온도를 350℃, 400℃, 450℃로 설정한 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하였을 때의 석영 에칭 레이트(E/R)를 나타낸다. 도 3 중, 횡축은 노 내 온도[℃]를 나타내고, 종축은 E/R[nm/min]을 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 노 내 온도가 350℃이면 E/R이 3㎚/min 정도인 것에 반해, 노 내 온도가 400℃로 되면 E/R이 20㎚/min 정도로 되고, 노 내 온도가 450℃로 되면 E/R이 90㎚/min 정도로 되어 있다.
도 4는 Poly-Si 및 석영의 에칭 레이트의 온도 의존성을 도시하는 도면이다. 도 4에서는, 노 내 온도를 200℃, 300℃, 400℃로 설정한 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하였을 때의 Poly-Si 및 석영의 에칭 레이트(E/R)를 나타낸다. 도 4 중, 횡축은 노 내 온도[℃]를 나타내고, 종축은 E/R[nm/min]을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 노 내 온도가 저온일수록, 석영에 대한 Poly-Si의 선택비가 높아짐을 알 수 있다.
이상, 도 3 및 도 4의 결과로부터, 노 내 온도가 200℃ 내지 350℃ 정도이면, 석영을 거의 에칭하지 않고, Poly-Si를 선택적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다. 한편, 노 내 온도가 400℃ 이상으로 되면, 석영에 대한 Poly-Si의 선택비가 낮아져, 석영이 대미지를 받아 버림을 알 수 있다.
이하에서는, 처리 용기(10) 내의 실리콘 함유막을 제거할 때의 석영 부재에 대한 대미지를 저감할 수 있는 실시 형태의 클리닝 방법의 일례에 대해 설명한다.
〔클리닝 방법〕
도 5를 참조하여, 실시 형태의 클리닝 방법의 일례에 대하여 설명한다. 이하에서는, 전술한 처리 장치(1)에 있어서 웨이퍼 W에 실리콘 함유막을 성막하는 처리를 반복함으로써 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거하는 경우를 예로 들어 설명한다.
실시 형태의 클리닝 방법은, 반입 공정 S10, 온도 안정화 공정 S20, 클리닝 공정 S30, 퍼지 공정 S40 및 반출 공정 S50을 갖는다.
반입 공정 S10은, 처리 용기(10) 내에 웨이퍼 보트(18)를 반입하는 공정이다. 반입 공정 S10에서는, 제어부(90)는, 승강 기구(19)를 제어하여 덮개체(16)를 상승시킴으로써, 덮개체(16) 및 덮개체(16) 상의 웨이퍼 보트(18)를 처리 용기(10) 내에 반입한다. 이때, 처리 용기(10) 내는, 가열부(40)에 의해 클리닝 온도로 승온되어 있다. 클리닝 온도는, 예를 들어 300℃ 내지 350℃여도 된다.
온도 안정화 공정 S20은, 반입 공정 S10 후에 실시된다. 온도 안정화 공정 S20에서는, 제어부(90)는, 가열부(40) 및 냉각부(50)를 제어하여, 처리 용기(10) 내를 클리닝 온도로 안정화시킨다. 또한, 온도 안정화 공정 S20에서는, 제어부(90)는, 가스 공급부(20)를 제어하여 인젝터(14)를 통해 처리 용기(10) 내에 퍼지 가스를 공급함과 함께, 배기부(30)를 제어하여 처리 용기(10) 내를 클리닝 압력으로 조정한다.
클리닝 공정 S30은, 온도 안정화 공정 S20 후에 실시된다. 클리닝 공정 S30에서는, 제어부(90)는, 가스 공급부(20)를 제어하여, 클리닝 온도로 안정화된 처리 용기(10) 내에 클리닝 가스의 일례인 F2 가스를 공급하여 실리콘 함유막을 제거한다.
도 6은 클리닝 공정 S30의 일례를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시된 클리닝 공정 S30은, F2 공급 스텝 S31 및 냉각 스텝 S32를 포함하는 사이클을 반복함으로써, 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거하는 공정이다.
본 실시 형태에 있어서, 제어부(90)는, 먼저 F2 공급 스텝 S31을 실행하고, F2 공급 스텝 S31에 있어서 처리 용기(10) 내의 온도가 제1 온도 T1 이상으로 된 경우에, F2 공급 스텝 S31로부터 냉각 스텝 S32로 이행시킨다. 또한, 제어부(90)는, 냉각 스텝 S32에 있어서 처리 용기(10) 내의 온도가 제2 온도 T2 이하로 된 경우에, 냉각 스텝 S32로부터 F2 공급 스텝 S31로 이행시킨다.
F2 공급 스텝 S31은, 냉각부(50)를 가동시키지 않고, 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하는 스텝이다. F2 공급 스텝 S31에서는, F2 가스가 실리콘 함유막과 반응함으로써 반응열이 발생하여 처리 용기(10) 내의 온도가 상승한다.
냉각 스텝 S32는, 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하지 않고, 냉각부(50)를 가동시켜, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 하는 스텝이다. 냉각 스텝 S32에서는, 처리 용기(10) 내에 F2 가스가 공급되지 않으므로, 반응열에 의한 처리 용기(10) 내의 온도 상승이 억제된다. 또한, 냉각 스텝 S32에서는, 냉각부(50)를 가동시켜, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 하므로, 처리 용기(10) 내가 냉각된다. 냉각 스텝 S32에서는, 냉각 효율을 높인다는 관점에서, 처리 용기(10) 내에 퍼지 가스의 일례인 N2 가스를 공급하여 처리 용기(10) 내의 압력을 높이는 것이 바람직하다.
제1 온도 T1은, 예를 들어 350℃ 내지 400℃로 설정된다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내에서 사용되고 있는 석영 등의 부재가 F2 가스에 의해 에칭되어 대미지를 받는 것을 억제할 수 있다. 제2 온도 T2는, 제1 온도 T1보다도 낮은 온도이며, 예를 들어 300℃ 내지 350℃로 설정된다.
도 6에 도시된 클리닝 공정 S30에 의하면, 처리 용기(10) 내의 온도가 제1 온도 T1로 상승할 때까지 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하여 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거한다. 계속해서, 처리 용기(10) 내가 제1 온도 T1 이상으로 된 경우에, 처리 용기(10) 내로의 F2 가스의 공급을 정지하고, 처리 용기(10) 내에 N2 가스를 공급함과 함께, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 한다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내가 냉각된다. 그 결과, 처리 용기(10) 내에서 사용되고 있는 석영 등의 부재에 대한 대미지를 억제하면서, 처리 용기(10) 내의 실리콘 함유막을 제거할 수 있다.
또한, 도 6의 예에서는, 3회의 F2 공급 스텝 S31과 2회의 냉각 스텝 S32를 교호로 실시하는 경우를 설명하였지만, F2 공급 스텝 S31 및 냉각 스텝 S32를 실시하는 횟수는 이것에 한정되지 않는다.
도 7은 클리닝 공정 S30의 다른 일례를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 클리닝 공정 S30에서는, F2 공급 스텝 S31로부터 냉각 스텝 S32로 이행할 때의 판정에 이용되는 제1 온도 T1이 사이클의 도중에서 변경된다. 또한, 그 밖의 구성에 대해서는, 도 6에 도시된 클리닝 공정 S30과 동일해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, F2 공급 스텝 S31로부터 냉각 스텝 S32로의 2회째의 이행 시의 제1 온도 T1b는, F2 공급 스텝 S31로부터 냉각 스텝 S32로의 1회째의 이행 시의 제1 온도 T1a보다도 낮은 온도로 변경되어 있다.
또한, 도 6의 예에서는, F2 공급 스텝 S31로부터 냉각 스텝 S32로 이행할 때의 판정에 이용되는 제1 온도 T1이, 사이클의 횟수를 거듭함에 따라서 낮은 온도로 변경되고 있지만, 예를 들어 사이클의 횟수를 거듭함에 따라서 높은 온도로 변경되어도 된다.
도 7에 도시된 클리닝 공정 S30에 의하면, 처리 용기(10) 내의 온도가 제1 온도 T1a, T1b로 상승할 때까지 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하여 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거한다. 계속해서, 처리 용기(10) 내가 제1 온도 T1a, T1b 이상으로 된 경우에, 처리 용기(10) 내로의 F2 가스의 공급을 정지하고, 처리 용기(10) 내에 N2 가스를 공급함과 함께, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 한다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내가 냉각된다. 그 결과, 처리 용기(10) 내에서 사용되고 있는 석영 등의 부재에 대한 대미지를 억제하면서, 처리 용기(10) 내의 실리콘 함유막을 제거할 수 있다.
또한, 도 7의 예에서는, 3회의 F2 공급 스텝 S31과 2회의 냉각 스텝 S32를 교호로 실시하는 경우를 설명하였지만, F2 공급 스텝 S31 및 냉각 스텝 S32를 실시하는 횟수는 이것에 한정되지 않는다.
도 8은 클리닝 공정 S30의 또 다른 일례를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시된 클리닝 공정 S30은, 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하면서, 냉각부(50)를 가동시킴으로써, 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거하는 공정이다.
본 실시 형태에 있어서, 먼저, 제어부(90)는, 가스 공급부(20)를 제어하여, 인젝터(14)를 통해 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급함으로써, 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거한다. 이때, F2 가스가 실리콘 함유막과 반응함으로써 반응열이 발생하여 처리 용기(10) 내의 온도가 상승한다. 계속해서, 제어부(90)는, 처리 용기(10) 내의 온도가 제1 온도 T1a 이상으로 된 경우에, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 함으로써, 처리 용기(10) 내를 냉각한다. 계속해서, 제어부(90)는, 처리 용기(10) 내의 온도가 제2 온도 T2 이하로 된 경우에, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 낮게 한다. 계속해서, 제어부(90)는, 처리 용기(10) 내의 온도가 제1 온도 T1b 이상으로 된 경우에, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 함으로써, 처리 용기(10) 내를 냉각한다. 계속해서, 제어부(90)는, 처리 용기(10) 내의 온도가 제2 온도 T2 이하로 된 경우에, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 낮게 한다. 이후, 마찬가지로, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 조정하면서, 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거한다.
도 8에 도시된 클리닝 공정 S30에 의하면, 처리 용기(10) 내의 온도가 제1 온도 T1a, T1b로 상승할 때까지 처리 용기(10) 내에 F2 가스를 공급하여 처리 용기(10) 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거한다. 계속해서, 제어부(90)는, 처리 용기(10) 내가 제1 온도 T1a, T1b 이상으로 된 경우에, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 높게 함으로써 처리 용기(10) 내를 냉각한다. 계속해서, 제어부(90)는, 처리 용기(10) 내가 제2 온도 T2 이하로 된 경우에, 가열부(40)의 가열 능력에 대한 냉각부(50)의 냉각 능력의 비율을 낮게 한다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내에서 사용되고 있는 석영 등의 부재에 대한 대미지를 억제하면서, 처리 용기(10) 내의 실리콘 함유막을 제거할 수 있다.
퍼지 공정 S40은, 클리닝 공정 S30 후에 실시된다. 퍼지 공정 S40은, 처리 용기(10) 내의 가스를 치환하는 공정이다. 퍼지 공정 S40에서는, 인젝터(14)로부터 처리 용기(10) 내에 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 F2 가스를 N2 가스로 치환한다.
반출 공정 S50은, 퍼지 공정 S40 후에 실시된다. 반출 공정 S50은, 처리 용기(10) 내로부터 웨이퍼 보트(18)를 반출하는 공정이다. 반출 공정 S50에서는, 냉각부(50)를 가동시켜 처리 용기(10) 내를 급랭시키면서, 승강 기구(19)에 의해 덮개체(16)를 하강시킴으로써, 덮개체(16) 및 덮개체(16) 상에 적재된 웨이퍼 보트(18)를 처리 용기(10) 내로부터 반출한다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (12)

  1. 가열부 및 냉각부에 의해 온도 조정 가능한 처리 용기 내에 퇴적된 실리콘 함유막을 제거하는 클리닝 방법이며,
    상기 처리 용기 내를 클리닝 온도로 안정화하는 공정과,
    상기 클리닝 온도로 안정화된 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하여 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정을 갖고,
    상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정에 있어서, 상기 처리 용기 내의 온도에 기초하여 상기 가열부의 가열 능력 및 상기 냉각부의 냉각 능력을 제어하는, 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정은,
    상기 냉각부를 가동시키지 않고, 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하는 제1 스텝과,
    상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하지 않고, 상기 냉각부를 가동시키는 제2 스텝을 포함하는, 클리닝 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정은,
    상기 제1 스텝과 상기 제2 스텝을 포함하는 사이클을 반복하는 제3 스텝을 더 포함하는, 클리닝 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스텝에 있어서 상기 처리 용기 내의 온도가 제1 온도 이상으로 된 경우에, 상기 제1 스텝으로부터 상기 제2 스텝으로 이행하는, 클리닝 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 온도는, 상기 사이클의 도중에서 변경되는, 클리닝 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 스텝에 있어서 상기 처리 용기 내의 온도가 제2 온도 이하로 된 경우에, 상기 제2 스텝으로부터 상기 제1 스텝으로 이행하는, 클리닝 방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 스텝에 있어서 상기 처리 용기 내에 불활성 가스를 공급하는, 클리닝 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정은, 상기 냉각부를 가동시키면서 상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하는 제3 스텝을 포함하고,
    상기 제3 스텝에 있어서 상기 처리 용기 내의 온도가 제3 온도 이상으로 된 경우에 상기 가열부의 가열 능력에 대한 상기 냉각부의 냉각 능력의 비율을 높게 하고,
    상기 제3 스텝에 있어서 상기 처리 용기 내의 온도가 상기 제3 온도보다도 낮은 제4 온도 이하로 된 경우에 상기 비율을 낮게 하는, 클리닝 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클리닝 가스는, 할로겐 함유 가스인, 클리닝 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기는 석영에 의해 형성되고, 상기 클리닝 가스는 F2 가스인, 클리닝 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클리닝 온도는, 300℃ 내지 350℃인, 클리닝 방법.
  12. 실리콘 함유막을 성막하는 처리 장치이며,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 클리닝 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리 용기 내를 가열하는 가열부와,
    상기 처리 용기 내를 냉각하는 냉각부와,
    상기 처리 용기 내의 온도를 검출하는 온도 센서와,
    제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 처리 용기 내를 클리닝 온도로 안정화하는 공정과,
    상기 클리닝 온도로 안정화된 상기 처리 용기 내에 상기 가스 공급부로부터 클리닝 가스를 공급하여 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정을 실행하도록 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 실리콘 함유막을 제거하는 공정에 있어서, 상기 온도 센서가 검출하는 온도에 기초하여 상기 가열부의 가열 능력 및 상기 냉각부의 냉각 능력을 제어하는, 처리 장치.
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