KR101896746B1 - 종형 열처리 장치의 운전 방법, 기억 매체 및 종형 열처리 장치 - Google Patents

종형 열처리 장치의 운전 방법, 기억 매체 및 종형 열처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101896746B1
KR101896746B1 KR1020150034578A KR20150034578A KR101896746B1 KR 101896746 B1 KR101896746 B1 KR 101896746B1 KR 1020150034578 A KR1020150034578 A KR 1020150034578A KR 20150034578 A KR20150034578 A KR 20150034578A KR 101896746 B1 KR101896746 B1 KR 101896746B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reaction tube
cooling jig
substrate
cooling
jig
Prior art date
Application number
KR1020150034578A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150110338A (ko
Inventor
유타카 모토야마
고헤이 후쿠시마
게이스케 스즈키
히로미 다카하시
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20150110338A publication Critical patent/KR20150110338A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101896746B1 publication Critical patent/KR101896746B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4411—Cooling of the reaction chamber walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrates to be conveyed not being semiconductor wafers or large planar substrates, e.g. chips, lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

본 발명은, 종형의 반응관 내에서 복수매의 기판에 일괄적으로 성막 처리를 행함에 있어서, 기판에의 파티클의 부착을 억제하는 것이다. 웨이퍼 보트(11)에 적재된 복수매의 웨이퍼(W)에 대하여 반응관(12)에서 일괄적으로 질화 실리콘막의 성막 처리를 행함에 있어서, 상기 웨이퍼 보트(11)와는 다른 냉각용의 지그(3)를 설치한다. 그리고, 성막 처리가 종료된 후, 웨이퍼 보트(11) 대신에 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 반입하여, 냉각용의 지그(3)와 반응관(12)의 온도 차에 기초해서, 상기 반응관(12)의 내벽면에 부착된 부착물(200)을 박리시킨다. 또한, 상기 내벽면으로부터 박리되어 파티클(10)로서 반응관(12) 내를 부유하는 부착물(200)에 대해서는, 열 영동에 의해 냉각용의 지그(3)에 부착시킨다.

Description

종형 열처리 장치의 운전 방법, 기억 매체 및 종형 열처리 장치{METHOD OF DRIVING VERTICAL HEAT TREATMENT APPARATUS, RECORDING MEDIUM, AND VERTICAL HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은, 종형의 반응관 내에서 복수매의 기판에 일괄적으로 성막 처리를 행하는 종형 열처리 장치의 운전 방법, 이 운전 방법이 기억된 기억 매체 및 종형 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 등의 기판에 대하여 박막(예를 들어 질화 실리콘(Si-N)막)을 성막하는 장치로서, 종형의 석영으로 이루어지는 반응관 내에서 복수매의 웨이퍼에 대하여 일괄적으로 성막을 행하는 뱃치식의 종형 열처리 장치가 알려져 있다. 이 장치를 사용한 구체적인 성막 방법으로서는, 예를 들어 실리콘을 포함하는 원료 가스와, 이 원료 가스를 질화하는 반응 가스(예를 들어 암모니아(NH3) 가스)를 교대로 복수회 공급하는 방법인, 소위 ALD(Atomic Layer Deposition)법이 채용된다. 질화 실리콘막은, 웨이퍼의 표면뿐만 아니라, 각 가스를 공급하기 위한 가스 인젝터의 외표면이나, 반응관의 내벽면 등에도 성막된다.
그런데, 인젝터나 반응관에 성막된 질화 실리콘막은, 막 내부의 응력이 매우 크고, 또한 반응관을 구성하는 석영과는 열팽창률 및 열수축률이 크게 상이하여, 따라서 반응관의 온도 승강에 수반하여, 가스 인젝터나 반응관의 표면으로부터 탈리하기 쉽다. 그 때문에, 이러한 질화 실리콘막을 성막하는 프로세스를 반복하고 있으면, 가스 인젝터나 반응관의 표면으로부터 탈리한 질화 실리콘막이 파티클로서 웨이퍼에 부착되어 수율의 저하로 이어져버린다.
특허문헌 1에는, 질화 실리콘막을 성막한 후, 반응 용기의 온도 승강을 행함으로써, 웨이퍼에 파티클이 부착되는 것을 억제하는 기술에 대해서 기재되어 있다. 그러나, 이 기술에서는, 통상의 프로세스 시보다 과잉의 전류가 반응 용기 내를 가열하는 히터에 공급되므로, 히터가 열화되기 쉬워져(히터의 수명이 짧아져)버린다. 또한, 특허문헌 1에서는, 반응 용기를 냉각할 때, 당해 반응 용기의 외측으로부터 0℃나 되는 매우 온도가 낮은 냉각 가스를 분사하고 있다. 그 때문에, 반응관 내를 그 후 프로세스 시의 온도로 복구시킬 때, 당해 반응관의 내부의 온도가 안정화되기 어렵다.
특허문헌 2에는, 2개의 보트를 사용하는 기술이나 보트를 언로드할 때에 반응실 내를 배기하는 기술이 기재되어 있고, 또한 특허문헌 3에는, 웨이퍼의 로드 시 혹은 언로드 시에, 반응실 내에 대유량으로 가스를 퍼지해서 파티클을 배출하는 기술에 대해서 기재되어 있다. 그러나, 이들 특허문헌 2, 3에서도, 웨이퍼에의 파티클의 부착을 충분히 억제할 수 있다고는 할 수 없다.
일본 특허 제 4844261호 일본 특허 공개 제2003-100731 국제 공개 2005-50725
본 발명은, 종형의 반응관 내에서 복수매의 기판에 일괄적으로 성막 처리를 행함에 있어서, 기판에의 파티클의 부착을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치의 운전 방법은, 가열 기구에 둘러싸인 종형의 반응관 내를 진공 분위기로 해서, 상기 반응관 내의 기판에 성막용의 가스를 공급해서 성막 처리를 행하는 종형 열처리 장치를 운전하는 방법으로서, 복수의 기판을 선반 형상으로 보유 지지한 기판 보유 지지구를 상기 반응관 내에 반입하여, 상기 기판에 대하여 성막 처리를 행하는 공정과, 상기 반응관으로부터 상기 기판 보유 지지구를 반출하는 공정과, 상기 반응관 내에 냉각용의 지그를 반입해서 상기 반응관의 내벽을 냉각하여, 상기 내벽에 부착되어 있는 박막을 열응력에 의해 박리함과 함께, 상기 박막을 열 영동에 의해 상기 냉각용의 지그에 포집하는 공정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기억 매체는, 컴퓨터상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 이미 설명한 종형 열처리 장치의 운전 방법을 실시하도록 스텝이 짜여져 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치는, 복수의 기판을 선반 형상으로 보유 지지한 기판 보유 지지구를, 가열 기구에 둘러싸인 종형의 반응관 내에 반입하여, 상기 기판에 대해 성막용의 가스를 공급해서 성막 처리를 행하는 종형 열처리 장치로서, 상기 반응관의 내벽을 냉각하여, 상기 내벽에 부착되어 있는 박막을 열 응력에 의해 박리함과 함께 열 영동에 의해 포집하기 위한 냉각용의 지그와, 상기 반응관에 대하여 상기 기판 보유 지지구 및 상기 냉각용의 지그를 반출입하기 위한 승강 기구를 구비한다.
본 발명은, 종형의 반응관 내에서 복수매의 기판에 대하여 일괄적으로 성막 처리를 행함에 있어서, 이들 기판을 적재하는 기판 보유 지지구와는 별도로, 파티클을 반응관의 내벽으로부터 박리하기 위한 냉각용의 지그를 설치하고 있다. 그리고, 성막 처리가 끝난 후, 반응관 내의 설정 온도를 유지한 채, 기판 보유 지지구와 기판 이동 탑재 영역에 놓인 냉각용의 지그를 교체하고 있다. 그 때문에, 반응관의 내벽면이 냉각용의 지그에 의해 냉각되어 강온되고, 이 강온에 수반하여 반응관의 내벽면으로부터 박리된 파티클이 열 영동에 의해 당해 냉각용의 지그에 흡착되므로, 그 후 미처리의 기판에 대하여 성막 처리를 행함에 있어서, 당해 기판에의 파티클의 부착을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 종형 열처리 장치의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 종형 열처리 장치를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 상기 종형 열처리 장치의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 종형 열처리 장치를 나타내는 횡단면도이다.
도 5는 상기 종형 열처리 장치의 다른 예를 도시하는 종단면도이다.
도 6은 도 5의 종형 열처리 장치를 나타내는 횡단면도이다.
도 7은 상기 종형 열처리 장치에서 행하여지는 처리의 일례를 나타내는 시퀀스도이다.
도 8은 상기 종형 열처리 장치의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 9는 상기 종형 열처리 장치의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 10은 상기 종형 열처리 장치의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 11은 상기 종형 열처리 장치의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 12는 상기 종형 열처리 장치의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 13은 상기 종형 열처리 장치의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 14는 냉각용의 지그의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 15는 냉각용의 지그가 원통 형상인 경우의 회전 테이블의 예를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 14에 도시하는 냉각용의 지그를 반응관 내에 배치한 상태를 도시하는 횡단면도이다.
도 17은 도 14에 도시하는 냉각용의 지그를 반응관 내에 배치했을 때의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 18은 냉각용의 지그의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 19는 냉각용의 지그의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 종형 열처리 장치에 관한 실시 형태의 일례에 대해서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 이 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 이동 탑재 영역(1)에 놓여진 기판 보유 지지구인 웨이퍼 보트(11)에 복수매의 웨이퍼(W)를 적재한 후, 당해 기판 이동 탑재 영역(1)의 상방측에서의 처리 영역(2)에 설치된 종형의 반응관(12)에 웨이퍼 보트(11)를 반입하여, 각 웨이퍼(W)에 대해 박막의 성막 처리를 행하도록 구성되어 있다. 그리고, 기판 이동 탑재 영역(1)에서의 웨이퍼 보트(11)에 대하여 측방측으로 이격된 위치에는, 후술하는 바와 같이, 반응관(12)의 내벽면에 부착된(성막된) 박막이 파티클(10)로서 웨이퍼(W)에 비산되는 것을 억제하기 위해서, 당해 파티클(10)을 포집하기 위한 냉각용의 지그(포집용 지그)(3)가 설치되어 있다. 도 1 및 도 2에서의 도면 부호 30은, 종형 열처리 장치의 외장체를 구성하는 하우징이며, 도면 부호 40은 이 하우징(30)의 외측에서 복수매의 웨이퍼(W)를 수납한 반송 용기(FOUP)(41)가 놓이는 적재대이다.
반응관(12)의 내부 구조나 냉각용의 지그(3)의 구체적 구성에 앞서, 먼저 기판 이동 탑재 영역(1)에서의 각 부재의 상세에 대해서 설명한다. 이 기판 이동 탑재 영역(1)에서 반응관(12)의 하방 위치에는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 승강 기구(5)에 의해 승강하는 보트 엘리베이터(4)가 설치되어 있다. 보트 엘리베이터(4)에는, 회전 기구(49)에 의해 연직축을 중심으로 회전하는 회전축(47)이 설치되고, 회전축(47)의 정상부에는, 웨이퍼 보트(11) 혹은 냉각용의 지그(3)가 적재되는 회전 테이블(47a)이 설치되어 있다. 또한 보트 엘리베이터(4)에는, 후술하는 반응관(12)의 하단 개구부를 막기 위한 덮개(25)가 설치되고, 이 덮개(25)에는, 예를 들어 회전축(47)을 둘러싸도록 단열부(48)가 설치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 보트 엘리베이터(4)에 대하여 측방측으로 이격된 위치에는, 웨이퍼 보트(11) 및 냉각용의 지그(3)를 각각 일시적으로 적재하기 위한 적재부로 이루어지는 대기 영역(대기 위치)(11a, 3a)이 서로 횡배열로 형성되어 있다. 이 예에서는, 보트 엘리베이터(4)에 인접하도록 웨이퍼 보트(11)의 대기 영역(11a)이 형성되어 있고, 냉각용의 지그(3)의 대기 영역(3a)은, 당해 대기 영역(11a)에서 볼 때 보트 엘리베이터(4)와는 반대측에 형성되어 있다. 보트 엘리베이터(4), 대기 영역(11a, 3a)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 평면에서 볼 때 원호 형상을 이루도록 나열되어 있다. 도 2 중 도면 부호 30a는, 이들 대기 영역(11a, 3a)간에 설치된 차폐판이다. 또한, 대기 영역(11a, 3a)에서 볼 때 보트 엘리베이터(4)와는 반대측에는, 이들 대기 영역(11a, 3a)에 대하여 클린 에어를 통류시키기 위한 필터나 팬을 구비한 도시하지 않은 부재가 배치되어 있지만, 여기에서는 설명을 생략하고 있다.
그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 평면에서 보았을 때에 이들 보트 엘리베이터(4), 대기 영역(11a, 3a)을 연결하는 가상의 원을 그렸을 때, 이 원의 대략 중심 위치에는, 보트 엘리베이터(4) 위의 회전 테이블(47a), 대기 영역(11a, 3a)에 대하여 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)의 수수를 행하기 위한 제1 반송 기구(6)가 설치되어 있다. 이 제1 반송 기구(6)는, 승강 가능하고 보트 엘리베이터(4), 대기 영역(11a, 3a)에 대하여 진퇴 가능하게 구성되어 있다.
즉, 제1 반송 기구(6)에 대하여 하우징(30)의 내벽면측으로 이격된 위치에는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트(11)의 길이 방향을 따라서 상하로 연장되는 승강 축(31)이 설치되어 있다. 이 승강 축(31)에는, 당해 승강 축(31)으로부터 하우징(30)의 내부 영역을 향해 연장되는 대략 판상의 기초부(32)의 일단측이 승강 가능하게 설치되어 있다. 즉, 승강 축(31)에는, 당해 승강 축(31)을 따라 승강 가능하게 구성된 모터 등의 구동부를 포함하는 승강 부재(32a)가 설치되어 있고, 기초부(32)의 일단측은, 이 승강 부재(32a)에 접속되어 있다.
기초부(32)의 타단측에는, 당해 기초부(32)의 길이 방향을 따르도록 형성된 도시하지 않은 레일을 따라 진퇴 가능한 대략 상자형의 진퇴부(33)가 설치되어 있고, 이 진퇴부(33)의 상면측에는, 당해 진퇴부(33)에 대하여 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 판상의 회전판(34)이 적층되어 있다. 이 회전판(34)에는, 수평 방향을 따라서 레일(34a)이 형성되어 있고, 당해 회전판(34)의 상면측에는, 이 레일(34a)을 따라 진퇴 가능하게 구성된 아암(35)이 설치되어 있다. 예를 들어 보트 엘리베이터(4) 위의 회전 테이블(47a)은, 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)의 저면보다 직경이 작은 원형으로 형성되어 있기 때문에, 아암(35)의 선단부의 2갈래의 분기 부위를 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)에서의 하방측으로 진입시킬 수 있다. 그리고 아암(35)을 들어올림으로써, 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)는 반송 가능하게 지지된다. 그리고, 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)를 회전 테이블(47a), 대기 영역(11a 또는 3a)에 적재할 때는, 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)를 지지한 아암(35)을 하강시키고, 계속해서 당해 아암(35)을 퇴피시킨다.
또한, 이상 설명한 제1 반송 기구(6)의 상방측에는, 반송 용기(41)와 웨이퍼 보트(11)의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행하기 위한 제2 반송 기구(7)가 설치되어 있고, 이 제2 반송 기구(7)는, 이미 설명한 제1 반송 기구(6)와 대략 마찬가지의 형태를 채용하고 있다. 구체적으로는, 제2 반송 기구(7)는, 기초부(32), 진퇴부(33), 회전판(34) 및 아암(35)을 구비하고 있고, 제1 반송 기구(6)와 공통의 승강 축(31)을 따라 승강하도록 구성되어 있다. 제2 반송 기구(7)에는, 복수매 예를 들어 5매의 웨이퍼(W)를 일괄적으로 반송하기 위해서, 아암(35)이 5개 설치되어 있다. 또한, 도 1에서는, 도시를 간략화하기 위해서, 제2 반송 기구(7)에서의 아암(35)의 매수에 대해 모식적으로 묘화하고 있다. 또한, 도 2에서는, 제1 반송 기구(6)와 제2 반송 기구(7)의 배치 위치가 수직으로 서로 중첩되기 때문에, 이 제2 반송 기구(7)에 대해서는 묘화를 생략하고 있다.
계속해서, 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3) 및 반응관(12)의 내부 부재에 대해서 상세하게 설명한다. 웨이퍼 보트(11)는, 석영에 의해 구성되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이, 다수매 예를 들어 150매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 적재하도록 형성되어 있다. 웨이퍼 보트(11)에서의 웨이퍼(W)의 적재 영역보다 상방측 및 하방측에는, 각각 천장판(45) 및 저판(46)이 당해 웨이퍼 보트(11)의 일부로서 형성되어 있다. 이미 설명한 제1 반송 기구(6)는, 이 저판(46)을 하방측으로부터 지지함으로써 웨이퍼 보트(11)를 반송하도록 구성되어 있다. 반응관(12) 내에 웨이퍼 보트(11)를 기밀하게 반입했을 때, 당해 웨이퍼 보트(11)에 적재되는 복수매의 웨이퍼(W)(제품용 웨이퍼) 중 최하단의 웨이퍼(W)의 높이 위치는, 반응관(12)의 하단 위치보다 이 반응관(12)의 높이 치수의 30％분만큼 상방의 위치로 되어 있다.
냉각용의 지그(3)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 이 예에서는 석영에 의해 구성된 중공의 원통체로 되어 있다. 상기 원통체의 두께 치수(k)는, 웨이퍼(W)를 적재한 웨이퍼 보트(11)보다 냉각용의 지그(3)의 열용량이 커지도록, 예를 들어 5mm 내지 50mm로 되어 있다. 또한, 평면에서 보았을 때의 상기 원통체의 직경 치수는, 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 반입했을 때, 당해 냉각용의 지그(3)의 외면과 반응관(12)의 내면이 가능한 한 근접하도록, 웨이퍼(W)의 직경 치수나 웨이퍼 보트(11)의 직경 치수보다 커지도록 형성되어 있고, 구체적으로는 320mm 내지 360mm로 되어 있다.
계속해서, 반응관(12)의 내부 구조에 대해 설명한다. 반응관(12)은, 석영에 의해 구성되어 있고, 도 3에 도시한 바와 같이, 하면측이 개구되는 대략 원통 형상을 이루고 있다. 따라서, 웨이퍼 보트(11)나 냉각용의 지그(3)는, 반응관(12)에 대하여 하방측으로부터 기밀하게 반입된다. 도 3 및 도 4는, 반응관(12) 내에 웨이퍼 보트(11)를 배치한 상태를 나타내고 있고, 반응관(12)과 웨이퍼 보트(11)의 사이의 이격 치수(d1)는, 반응관(12)의 길이 방향에 걸쳐서 10mm 내지 35mm로 되어 있다. 한편, 도 5 및 도 6은, 웨이퍼 보트(11) 대신에 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 배치한 상태를 나타내고 있고, 반응관(12)과 냉각용의 지그(3)의 사이의 이격 치수(d2)는, 반응관(12)의 길이 방향에 걸쳐서 5mm 내지 30mm로 되어 있다. 따라서, 이 예에서는, 반응관(12)의 길이 방향에 걸쳐서, 상기 이격 치수(d2)가 상기 이격 치수(d1)보다 작게 되어 있다. 이들 이격 치수(d2, d1)의 관계에 대해서는, 반응관(12)의 길이 치수의 70％ 이상에 걸쳐서 d2<d1로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 반응관(12)의 외측에는, 당해 반응관(12)을 둘러싸도록 원통형의 가열로 본체(14)가 설치되어 있고, 가열로 본체(14)의 내벽면에는, 둘레 방향에 걸쳐서 가열 기구인 히터(13)가 배치되어 있다. 도 3 및 도 5에서의 도면 부호 16은 베이스 플레이트이며, 또한 도면 부호 18은 반응관(12)을 하방측으로부터 지지하는 매니폴드이다.
도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 평면에서 보았을 때에 있어서의 반응관(12)의 일단측(전방측)의 부위는, 당해 반응관(12)의 길이 방향에 걸쳐서 외측을 향해 팽창되어 플라즈마 발생 영역(12c)을 이루고 있다. 이 플라즈마 발생 영역(12c)에는, 웨이퍼 보트(11)의 길이 방향을 따라서 연장되는 처리 가스 공급부(가스 인젝터)인 암모니아 가스 노즐(51a)이 수납되어 있다. 이 암모니아 가스 노즐(51a)의 하단부는, 당해 플라즈마 발생 영역(12c)을 구성하는 반응관(12)의 내벽면을 기밀하게 관통하여, 암모니아 가스의 공급원(55a)에 접속되어 있다. 이 암모니아 가스 노즐(51a)에서의 상기 공급원(55a)측의 단부는, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 도중 부위에서 분기되어, 질소(N2) 가스 등의 퍼지 가스의 공급원(55c)에 접속되어 있다.
플라즈마 발생 영역(12c)의 외측(반응관(12)의 외측)에는, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 암모니아 가스 노즐(51a)로부터 공급되는 암모니아 가스를 플라즈마화하기 위해서, 당해 플라즈마 발생 영역(12c)을 좌우로부터 사이에 두도록, 한 쌍의 플라즈마 발생용 전극(61, 61)이 설치되어 있다. 플라즈마 발생용 전극(61, 61)의 각각은, 웨이퍼 보트(11)의 길이 방향에 걸쳐서 신장되도록 형성됨과 함께, 플라즈마 발생 영역(12c)에 근접하는 위치에 배치되어 있다. 플라즈마 발생용 전극(61)에는, 스위치부(62) 및 정합기(63)를 통하여, 주파수 및 출력 전력이 각각 예를 들어 13.56MHz 및 1kW인 고주파 전원(64)이 접속되어 있다.
그리고, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트(11)에 근접하는 위치에서의 플라즈마 발생 영역(12c)에서 볼 때 우측에는, 실리콘을 포함하는 원료 가스, 이 예에서는 DCS(디클로로실란) 가스를 공급하기 위한 원료 가스 노즐(51b)이 배치되어 있다. 원료 가스 노즐(51b)의 하단부는, 반응관(12)의 내벽면을 기밀하게 관통하여, 원료 가스의 공급원(55b)에 접속되어 있다. 도 3 등에서의 도면 부호 52는, 가스 토출구이며, 각 웨이퍼(W)의 적재 위치마다 형성되어 있다.
또한, 반응관(12)의 내벽면에서의 이들 가스 노즐(51a, 51b)의 관통 위치의 근방 위치에는, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 불화수소(HF) 가스나 불소(F2) 가스 등의 클리닝 가스의 공급원(55d)으로부터 연장되는 클리닝 가스 노즐(51c)이 기밀하게 삽입되어 있다. 이 클리닝 가스 노즐(51c)의 선단부는, 웨이퍼 보트(11)의 하방 위치에서 개구되어 있다. 도 3 및 도 5에서의 도면 부호 53은 밸브, 도면 부호 54는 유량 조정부이다. 또한, 도 4 및 도 6에서는, 클리닝 가스 노즐(51c)의 기재를 생략하고 있다.
이상 설명한 각 가스 노즐(51a 내지 51c)에 대향하도록, 반응관(12) 내에는 상하 방향으로 연장되는 로드(50)가 배치되어 있고, 이 로드(50)의 측면측에는, 반응관(12) 내의 온도를 측정하기 위한 도시하지 않은 온도 검출부(열전쌍의 단부)가 설치되어 있다. 온도 검출부는, 로드(50)의 길이 방향을 따라서 복수 부위에 형성되어 있다.
반응관(12)에 있어서 플라즈마 발생 영역(12c)에서 볼 때 측방측으로 이격된 위치에는, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 선단부가 플랜지 형상으로 연장됨과 함께 석영에 의해 구성된 배기 포트(21)가 형성되어 있다. 이 배기 포트(21)로부터 연장되는 배기로(22)에는, 버터플라이 밸브 등의 압력 조정부(23)를 통하여 진공 배기 기구인 진공 펌프(24)가 접속되어 있다. 또한, 도 3 및 도 5에서는, 도시의 편의상, 배기 포트(21)를 플라즈마 발생 영역(12c)에 대향하는 위치에 묘화하고 있다.
이 종형 열처리 장치에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 장치 전체의 동작 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(100)가 설치되어 있고, 이 제어부(100)의 메모리 내에는 후술하는 성막 처리를 행하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램은, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 기억 매체인 기억부(101)로부터 제어부(100) 내에 인스톨된다.
이어서, 상술한 실시 형태의 작용인, 종형 열처리 장치의 운전 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 이 방법의 개략에 대해서 설명하면, 종형 열처리 장치에서는, 도 7의 상단에 도시한 바와 같이, 다수매의 웨이퍼(W)에 대한 뱃치 처리(박막의 성막 공정)를 복수회 반복함에 있어서, 하나의 뱃치 처리와 당해 하나의 뱃치 처리에 후속하는 다른 뱃치 처리와의 사이에, 반응관(12)의 내벽으로부터 파티클(10)의 원인으로 되는 부착물(200)을 제거하고 있다.
계속해서, 종형 열처리 장치에서 행하여지는 구체적인 처리에 대해서 설명한다. 우선, 반응관(12) 내에는 다수매의 웨이퍼(W)를 적재한 웨이퍼 보트(11)가 이미 기밀하게 반입되어 있고, 각 웨이퍼(W)에 대한 박막(질화 실리콘막)의 성막 처리가 이미 개시되어 있는 것으로 한다. 성막 처리를 개시한 시각을 「t0」으로 하면, 이미 설명한 각 히터(13)는, 시각(t0)에서는 성막 온도인 설정 온도(T0)(550℃)로 설정되어 있다. 따라서, 도 7의 하단에 도시한 바와 같이, 반응관(12) 내의 실제 온도(검출 온도)에 대해서도, 이 설정 온도(T0)와 동일하거나, 혹은 설정 온도(T0)와 거의 동일한 온도로 되어 있다. 냉각용의 지그(3)는, 대기 영역(3a)에 적재되어 있다.
그 후, 시각(t1)에서, 각 웨이퍼(W)에의 성막 처리가 종료된 것으로 하면, 반응관(12) 내에서의 각 웨이퍼(W)의 표면에는, 질화 실리콘막이 성막된다. 이 질화 실리콘막은, 후술하는 바와 같이, 원료 가스와 반응 가스를 반응관(12) 내에 공급해서 성막되기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면뿐만 아니라, 반응관(12)의 내벽 등, 반응관(12) 내에서 가스가 접촉하는 부위에도 부착물(200)로서 형성되어 있다. 이 반응관(12) 내에서 행하여지는 성막 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
성막 처리가 완료된 시각(t1)에서 반응관(12) 내에 퍼지 가스를 공급하여 대기 분위기로 되돌린 후, 웨이퍼 보트(11)를 하강시키면, 당해 반응관(12)의 내부 분위기는 하방측의 상온 분위기와 접촉하므로, 이미 설명한 성막 온도로부터 약간 강온되어 간다. 그리고, 웨이퍼 보트(11)를 기판 이동 탑재 영역(1)의 바닥면까지 하강시킨 후(시각 (t2)), 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 반송 기구(6)에 의해 대기 영역(11a)에 당해 웨이퍼 보트(11)를 이동시킴과 함께, 냉각용의 지그(3)를 보트 엘리베이터(4)에 이동 탑재한다(웨이퍼 보트(11)와 냉각용의 지그(3)를 교체한다).
시각(t3)에서 대기 영역(11a)에 이동 탑재된 웨이퍼 보트(11)나 처리 완료된 웨이퍼(W)는, 냉각(쿨링)이 행하여진다. 즉, 기판 이동 탑재 영역(1)은, 상온 분위기로 설정되어 있으므로, 이 상온 분위기에 놓여진 웨이퍼 보트(11)나 처리 완료된 웨이퍼(W)는, 자연 냉각되어 간다. 혹은, 질소 가스를 웨이퍼 보트(11)나 처리 완료된 웨이퍼(W)에 강제적으로 분사함으로써 냉각되어 간다. 또한, 웨이퍼 보트(11)나 처리 완료된 웨이퍼(W)는, 실제로는 반응관(12)으로부터 취출되는 시각(t1) 이후에서 냉각되지만, 여기에서는 설명의 사정상 웨이퍼 보트(11)나 처리 완료된 웨이퍼(W)가 대기 영역(11a)에 놓여진 시각(t3)부터 냉각이 개시되는 것으로 설명하고 있다.
또한, 도 7 및 도 9에 도시한 바와 같이, 시각(t3)에서 냉각용의 지그(3)의 상승을 개시한다. 이때의 냉각용의 지그(3)의 상승 속도는, 300mm/분 내지 1800mm/분이나 되는 고속도이며, 이 예에서는 600mm/분이다.
여기서, 냉각용의 지그(3)는, 웨이퍼(W)에 대하여 성막 처리가 행하여지고 있는 동안에, 상온 분위기인 기판 이동 탑재 영역(1)에 놓여져 있고, 따라서 반응관(12)의 내부보다 온도가 낮다. 그 때문에, 이러한 차가운 냉각용의 지그(3)의 선단부가 반응관(12)의 하단측 내벽면에 대향하는 위치까지 상승하면, 당해 하단측 내벽면은, 도 7의 하단에 도시한 바와 같이, 냉각용의 지그(3)에 의해 차게 되어서 온도(T1)(예를 들어 350℃)까지 강온된다. 한편, 냉각용의 지그(3)에 대해서는, 반응관(12)에 의해 가열되어 나가는데, 이미 설명한 바와 같이 당해 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 고속으로 진입시키고 있다. 따라서, 반응관(12) 내에 냉각용의 지그(3)를 완전히 반입할 때까지는, 반응관(12)의 상기 하단측 내벽면에는, 당해 하단측 내벽면보다 차가운 냉각용의 지그(3)의 외주면이 계속해서 대향한다고 할 수 있다.
그리고, 반응관(12)의 내벽면에는, 이미 설명한 바와 같이 부착물(200)이 부착되어 있고, 이 부착물(200)은, 배경기술의 항목에서 설명한 바와 같이, 내부에서의 응력이 강하고, 또한 반응관(12)을 구성하는 석영과 비교하여 열팽창률 및 열수축률이 크다. 그 때문에, 반응관(12)의 하방 위치에서의 내벽면에서는, 부착물(200)이 당해 내벽면으로부터 박리되어, 파티클(10)로서 반응관(12)을 부유하려고 한다.
그러나, 도 10에 도시한 바와 같이, 파티클(10)에서 볼 때 일방측에는 고온의 반응관(12)이 위치하고 있고, 타방측(반응관(12)의 반대측)에는 저온의 냉각용의 지그(3)가 위치하고 있으므로, 파티클(10)은, 열 영동에 의해 냉각용의 지그(3)로 끌려가게 된다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 파티클(10) 등의 미소 입자를 개재하여 고온의 부재와 저온의 부재가 서로 대향하고 있을 때, 고온의 부재측에서는 분위기 중의 기체 분자가 격렬하게 운동하는 한편, 저온의 부재측에서는 기체 분자의 운동은 그다지 심하지 않다.
그 때문에, 기체 분자가 분위기 중에서 운동함에 있어서 파티클(10)에 충돌하면, 상기 고온측의 기체 분자로부터 파티클(10)이 받는 운동 에너지는, 상기 저온측의 기체 분자로부터 받는 운동 에너지보다 크다. 따라서, 이러한 온도 구배가 형성되어 있는 분위기에서는, 파티클(10)은, 열 영동에 의해 상기 저온측의 부재(냉각용의 지그(3))로 끌려가게 된다. 그리고, 파티클(10)이 냉각용의 지그(3)에 한번 부착되면, 이 파티클(10)은, 예를 들어 정전기력에 의해 냉각용의 지그(3)로부터 이탈되기 어려워진다. 따라서, 예를 들어 각 가스 노즐(51a 내지 51c)의 외주면에 부착물(200)이 부착되어 있었다고 해도, 각 가스 노즐(51a 내지 51c)의 외주면에 부착된 부착물(200)은 반응관(12)의 내벽면에서의 부착물(200)과 마찬가지로 냉각용의 지그(3)에 의해 제거(포집)된다.
이렇게 해서 반응관(12) 내에 시각(t4)에서 냉각용의 지그(3)의 반입을 완료한(반응관(12) 내를 기밀하게 막은) 후, 도 12에 도시한 바와 같이, 반응관(12) 내의 분위기를 치환한다. 분위기의 치환에 대해서는, 반응관(12) 내를 진공화해서 진공 상태로 한 후, 당해 반응관(12)을 진공 상태로 한 채, 반응관(12) 내에 퍼지 가스를 간헐적으로 공급하고, 이렇게 해서 진공화와 퍼지 가스의 공급을 복수회 반복하는 소위 사이클 퍼지가 행하여진다. 반응관(12) 내의 분위기를 치환함으로써, 반응관(12)의 내벽면에 그다지 강하게 흡착되지 않은(반응관(12)의 내벽면으로부터 박리되고 있는) 파티클(10)은, 혹은 냉각용의 지그(3)에 포집되지 않고 반응관(12) 내를 부유하는 파티클(10)은, 배기 포트(21)를 향해 배출되어 간다. 반응관(12) 내에서는, 시각(t0) 이후에 걸쳐서 반응관(12) 내가 설정 온도(T0)로 되도록 히터(13)에 통전하고 있으므로, 도 7의 하단에 도시한 바와 같이, 반응관(12) 내의 온도가 예를 들어 성막 온도를 향해서 상승된다.
그 후, 시각(t5)에서 반응관(12) 내의 분위기의 치환을 완료한 후, 반응관(12) 내의 분위기를 퍼지 가스에 의해 대기 분위기로 되돌리고, 냉각용의 지그(3)를 하강시킨다. 반응관(12)의 내부에서는, 도 7의 하단에 도시한 바와 같이, 하단 개구부가 개구되므로, 성막 온도로부터 약간 하강되어 간다. 이렇게 해서 냉각용의 지그(3)의 반출이 완료되는 시각(t6)에 이르기까지의 동안에, 도 12에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트(11)와 처리 완료된 웨이퍼(W)의 냉각은 이미 종료되어 있고, 제2 반송 기구(7)를 사용해서 웨이퍼(W)의 교체가 행하여지고 있다. 즉, 웨이퍼 보트(11)에서의 처리 완료된 웨이퍼(W)를 빈 반송 용기(41)에 복귀시킴과 함께, 다른 반송 용기(41)로부터 미처리의 웨이퍼(W)를 당해 웨이퍼 보트(11)에 이동 탑재한다. 바꾸어 말하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트(11)와 처리 완료된 웨이퍼(W)의 냉각 및 웨이퍼(W)의 교환이 완료되는 시각(t6)까지, 반응관(12)의 하단측 내벽면으로부터 발생하는 파티클(10)의 포집 및 반응관(12) 내의 분위기의 치환을 종료하고 있다.
계속해서, 보트 엘리베이터(4)에서의 냉각용의 지그(3)에 대해서, 미처리의 웨이퍼(W)를 적재한 웨이퍼 보트(11)와 교체한다. 그리고, 도 7 및 도 13에 도시한 바와 같이, 시각(t7)에서 웨이퍼 보트(11)의 상승을 개시한다. 웨이퍼 보트(11)의 상승 속도는, 이미 설명한 냉각용의 지그(3)의 상승 속도보다 느린 속도이며, 구체적으로는 200mm/분 내지 500mm/분, 이 예에서는 300mm/분이다. 이 웨이퍼 보트(11)는, 이미 설명한 바와 같이 상온 분위기의 기판 이동 탑재 영역(1)에 놓여 있었으므로, 반응관(12)의 내부보다 온도가 낮게 되어 있다. 따라서, 웨이퍼 보트(11)가 반응관(12) 내에 진입함에 따라서, 반응관(12)의 내벽면(특히 반응관(12)의 하단측 내벽면)이 강온되려고 한다.
그러나, 이미 상세하게 설명한 바와 같이, 냉각용의 지그(3)의 상승 속도보다 웨이퍼 보트(11)의 상승 속도가 느리기 때문에, 웨이퍼 보트(11)가 상승하는 동안에, 히터(13)에 의해 당해 웨이퍼 보트(11)가 빠르게 가열된다. 또한, 웨이퍼 보트(11)는, 냉각용의 지그(3)보다 열용량이 작으므로, 히터(13)에 의해 가열되면 빠르게 승온된다. 또한, 평면에서 보았을 때의 웨이퍼 보트(11)와 반응관(12)의 사이의 이격 치수(d1)는, 냉각용의 지그(3)와 반응관(12)의 사이의 이격 치수(d2)보다 크다. 그 때문에, 반응관(12)은, 웨이퍼 보트(11)의 온도 영향을 받기 어렵다.
따라서, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입했을 때에 당해 반응관(12)의 하단측 내벽면이 강온되어 도달하는 온도(T2)는, 도 7의 하단에 도시한 바와 같이, 이미 설명한 냉각용의 지그(3)를 반입했을 때에 강온되어 도달하는 온도(T1)보다 높아진다. 구체적으로는, 온도(T2)는, 예를 들어 400℃로 된다. 그 때문에, 반응관(12)의 하단측 내벽면에 부착물(200)이 여전히 부착되었다고 해도, 당해 부착물(200)은, 냉각용의 지그(3)에 의해 강온되었을 때보다 큰 열응력을 받지 않으므로, 상기 하단측 내벽면에 부착된 상태로 된다. 즉, 부착물(200)은, 이미 설명한 바와 같이 반응관(12)의 내벽면과의 열팽창률 및 열수축률이 크게 상이하므로, 당해 내벽면에 부착된 채 온도 승강이 행하여지면, 이 내벽면에 대하여 열응력이 발생하여, 신장 혹은 축소되려고 한다. 그리고, 부착물(200)이 반응관(12)의 내벽면에 부착되어 있으려고 하는 부착력보다 이 열응력이 커지면, 부착물(200)이 박리되어(파괴되어) 파티클(10)이 된다.
따라서, 상기 부착력과 상기 열응력이 길항하는 레벨보다 작은 열응력이 부착물(200)에 가해져도, 당해 부착물(200)은, 반응관(12)의 내벽면으로부터 탈리되지 않거나, 혹은 탈리되기 어렵다고 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입했을 때, 웨이퍼 보트(11)에 의해 반응관(12)의 하단측 내벽면이 식어서 파티클(10)이 발생하려고 하는데, 이 파티클(10)은, 앞의 냉각용의 지그(3)의 반입 공정에 의해 이미 포집되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)에의 파티클(10)의 부착이 억제된다. 이렇게 해서 시각(t8)에서 웨이퍼 보트(11)가 반응관(12) 내에 기밀하게 수납되면, 웨이퍼(W)에의 성막 처리가 개시된다. 또한, 이상의 도 8, 도 9, 도 12 및 도 13에서는, 반응관(12) 등을 간략화해서 묘화하고 있고, 또한 부착물(200)에 대해서, 반응관(12)의 내벽면 이외의 부위의 묘화를 생략하고 있다.
계속해서, 반응관(12) 내에서 각 웨이퍼(W)에 대해 행하여지는 성막 처리의 일례에 대해서 설명한다. 이미 설명한 질화 실리콘막은, 이 예에서는 서로 반응하는 복수 종류(2종류)의 가스를 교대로 웨이퍼(W)에 공급하는 방법인, 소위 ALD법을 사용해서 성막되고 있다. 구체적으로는, 복수매의 미처리 웨이퍼(W)를 적재한 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 기밀하게 반입한 후, 당해 반응관(12) 내의 진공화를 행한다. 계속해서, 반응관(12) 내가 성막 처리를 행할 때의 처리 압력으로 되도록 압력 조정부(23)(버터플라이 밸브의 개방도)를 설정함과 함께, 당해 반응관(12) 내에 DCS(디클로로실란) 가스를 공급한다. 이 DCS 가스가 각 웨이퍼(W)에 접촉하면, 당해 DCS 가스 중의 성분이 웨이퍼(W)의 표면에 흡착되어 흡착층이 형성된다. 이미 설명한 바와 같이, 이 흡착층은, 웨이퍼(W)의 표면뿐만 아니라, 반응관(12)의 내벽면 등에도 형성된다.
계속해서, DCS 가스의 공급을 정지하고 반응관(12) 내를 진공화한 후, 퍼지 가스를 반응관(12) 내에 공급하여, 반응관(12) 내의 분위기를 치환한다. 이러한 반응관(12) 내의 분위기의 치환을 1회 이상 행한 후, 퍼지 가스의 공급을 정지하여 반응관(12) 내를 처리 압력으로 설정함과 함께, 플라즈마 발생용 전극(61)에 고주파 전력을 공급한다. 그리고, 암모니아 가스 노즐(51a)로부터 플라즈마 발생 영역(12c)에 암모니아 가스를 공급한다. 암모니아 가스는, 플라즈마 발생용 전극(61)에 공급되는 고주파 전력에 의해 플라즈마화하여, 각 웨이퍼(W)를 향해 통류한다. 이 암모니아 가스의 플라즈마가 각 웨이퍼(W)의 표면에 접촉하면, 웨이퍼(W)의 표면이나 반응관(12)의 내벽면에 형성된 흡착층과 반응하여, 질화 실리콘으로 이루어지는 반응층이 형성된다.
그 후, 암모니아 가스의 공급 및 플라즈마 발생용 전극(61)에의 급전을 정지하고, 반응관(12) 내를 치환한 후, 당해 반응관(12) 내를 처리 압력으로 설정한다. 이렇게 해서 반응관(12) 내를 치환하면서 DCS 가스 및 암모니아 가스의 플라즈마를 교대로 반응관(12) 내에 공급하는 성막 사이클을 복수회 반복함으로써, 반응층이 복수층에 걸쳐서 적층되어 질화 실리콘막으로 이루어지는 박막이 형성된다.
상술한 실시 형태에 의하면, 웨이퍼 보트(11)에 적재된 복수매의 웨이퍼(W)에 대하여 반응관(12)에서 일괄적으로 질화 실리콘막의 성막 처리를 행함에 있어서, 당해 웨이퍼 보트(11)와는 다른 냉각용의 지그(3)를 설치하고 있다. 그리고, 성막 처리가 종료된 후, 웨이퍼 보트(11) 대신에 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 반입하여, 냉각용의 지그(3)와 반응관(12)의 온도 차에 기초해서, 당해 반응관(12)의 내벽면에 부착된 부착물(200)을 박리시키고 있다. 또한, 상기 내벽면으로부터 박리되어 파티클(10)로서 반응관(12) 내를 부유하는 부착물(200)에 대해서는, 열 영동에 의해 냉각용의 지그(3)에 부착시키고 있다. 그 때문에, 부착물(200)을 포집한 후에 행하여지는 후속의 성막 처리에 있어서, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입하면, 웨이퍼 보트(11)와 반응관(12)의 온도 차에 기초하여, 반응관(12) 내의 부착물(200)이 박리되려고 하는데, 냉각용의 지그(3)에 의해 이미 부착물(200)이 박리되어 있으므로, 웨이퍼(W)에의 파티클(10)의 부착을 억제할 수 있다.
그리고, 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 반입했을 때에 당해 반응관(12)의 하단측 내벽면이 강온되는 온도(T2)에 대해서, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입했을 때에 상기 하단측 내벽면이 강온되는 온도(T3)보다 낮아지도록 하고 있다. 구체적으로는, 냉각용의 지그(3)를 웨이퍼 보트(11)보다 열용량이 많아지도록, 또한 냉각용의 지그(3)와 반응관(12)의 내벽면과의 이격 치수(d2)를 웨이퍼 보트(11)와 반응관(12)의 내벽면과의 이격 치수(d1)보다 좁게 하고 있다. 또한, 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 상승시키는 속도에 대해서, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 상승시키는 속도보다 빠르게 하고 있다.
따라서, 냉각용의 지그(3)에 의해 반응관(12)의 내벽면의 부착물(200)을 박리시킨 후, 당해 내벽면에 부착물(200)이 여전히 남아있다고 해도, 그 후 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입했을 때, 이 부착물(200)은, 냉각용의 지그(3)에 의해 받은 열 응력보다 큰 열 응력을 받지 않는다. 그 때문에, 웨이퍼 보트(11)에 의해 반응관(12)의 내벽면에서의 부착물(200)에 가해지는 열 응력보다 큰 열응력을 당해 부착물(200)에 미리 부여하고 있으므로, 파티클(10)에 의한 웨이퍼(W)의 오염을 억제할 수 있다.
그리고, 냉각용의 지그(3)를 사용해서 반응관(12)의 내벽면에서의 부착물(200)을 냉각함에 있어서, 반응관(12)의 전체가 아니라, 반응관(12)의 내측으로부터 부착물(200)만 혹은 부착물(200)이 부착된 반응관(12)의 근방 위치만을 냉각하고 있다. 또한, 반응관(12) 내의 설정 온도에 대해서는, 각 처리를 행하고 있는 사이에 걸쳐서 균일하게 온도(T0)로 설정하고 있다. 그 때문에, 부착물(200)을 박리시킨 후, 성막 처리를 행하는 온도(T0)로 반응관(12) 내를 빠르게 승온하는 것이 가능하여, 빠르게 후속의 처리를 개시할 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 부착물(200)을 반응관(12)의 내벽으로부터 박리시킴에 있어서, 필요 최소한의 부위만을 냉각하고 있다. 한편, 이미 설명한 배경의 항목에서의 특허문헌 1에서는, 반응 용기의 외측으로부터 당해 반응 용기의 전체를 냉각하고 있기 때문에, 그 후 반응 용기 내의 온도를 성막 온도로 되돌리기 위해서는 어느 정도의 대기 시간을 둘 필요가 있어, 스루풋의 저하로 이어져버린다.
또한, 웨이퍼(W)에 대한 뱃치 처리를 행할 때마다 냉각용의 지그(3)에 의한 부착물(200)의 박리 처리(파티클(10)의 포집 처리)를 행하고 있으므로, 각 뱃치 처리에 걸쳐서 안정적으로 파티클(10)의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 처리 완료된 고온의 웨이퍼(W)의 냉각 및 처리 완료된 웨이퍼(W)와 미처리 웨이퍼(W)의 교체를 행하고 있는 동안에, 이미 설명한 냉각용의 지그(3)에 의한 부착물(200)의 박리 처리를 행하고 있어, 말하자면 통상의 성막 사이클과 병행해서 파티클(10)을 포집하고 있다. 그 때문에, 파티클(10)의 발생을 억제함에 있어서, 예를 들어 성막 처리를 한번 정지하고 파티클(10)을 제거한 후, 성막 처리를 재개하는 경우에 비해, 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
이상 설명한 예에서는, 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 기밀하게 수납한 후, 사이클 퍼지(반응관(12) 내의 진공 배기 및 퍼지 가스의 공급)를 행했지만, 이러한 사이클 퍼지를 행하지 않아도 된다. 구체적으로는, 반응관(12) 내에 냉각용의 지그(3)를 기밀하게 반입한 후, 즉시 당해 냉각용의 지그(3)를 취출해도 된다. 또한, 이미 상세하게 설명한 바와 같이, 냉각용의 지그(3)에 의해 포집되는 파티클(10)은, 반응관(12) 내의 상부측의 측벽에 비해, 하부측의 측벽에 부착된 부착물(200)로부터 발생하는 양이 많다. 따라서, 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 반입할 때, 당해 냉각용의 지그(3)의 상단면이 반응관(12)의 하단 위치와 동일한 높이 레벨이나, 혹은 냉각용의 지그(3)의 상단면이 반응관(12)의 하단 위치보다 약간 상방측에 위치하는 높이 레벨까지 냉각용의 지그(3)를 상승시키고, 계속해서 냉각용의 지그(3)를 하강시키도록 해도 된다. 이렇게 사이클 퍼지를 행하지 않는 경우에는, 부착물(200)을 제거하는 공정을 신속하게 완료시킬 수 있다.
이 「냉각용의 지그(3)의 상단면이 반응관(12)의 하단 위치 보다 약간 상방측에 위치하는 레벨」이란, 반응관(12)의 하단 위치보다 당해 반응관(12)의 높이 치수의 30％분만큼 상방의 위치인 것이 바람직하다. 즉, 이미 설명한 바와 같이, 반응관(12)의 높이 방향에 있어서, 최하단의 웨이퍼(W)는, 반응관(12)의 하단 위치 보다 당해 반응관(12)의 높이 치수의 30％분만큼 상방에 위치하고 있다. 따라서, 웨이퍼 보트(11)에 적재되는 어떤 웨이퍼(W)에 대해서도 파티클(10)의 부착을 억제하기 위해서는, 이 최하단의 웨이퍼(W)와 동일한 높이 레벨보다 하방측에 부착되는 부착물(200)을 미리 제거해 두는 것이 바람직하다.
냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 반입했을 때에 당해 반응관(12)의 하단측 내벽면이 도달하는 온도(T2)와, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입했을 때에 상기 하단측 내벽면이 도달하는 온도(T3)의 관계에 대해서는, 이미 설명한 예에서는, T2<T3으로 되는 예에 대해서 설명했다. 이러한 온도 관계로 되도록 냉각용의 지그(3)의 열용량이나 외형 치수, 혹은 웨이퍼 보트(11) 및 냉각용의 지그(3)의 상승 속도를 설정함으로써 이미 설명한 효과가 얻어지지만, T2=T3이어도 된다. 즉, 웨이퍼 보트(11)를 반응관(12) 내에 반입했을 때에 파티클(10)로서 발생하는 부착물(200)을 냉각용의 지그(3)에 의해 박리할 수 있을 정도로 해 두면 된다. 또한, 예를 들어 반응관(12)의 내벽에 부착된 부착물(200)의 양이 그다지 많지 않은 경우 등, 온도(T2, T3)에 대해서, T2>T3으로 되도록 해도 된다.
이상 설명한 냉각용의 지그(3)로서는, 예를 들어 웨이퍼(W)에 성막 처리를 행하기 위한 웨이퍼 보트(11)와 동일한 구성의 다른 웨이퍼 보트(11)를 사용해도 된다. 이 경우에는, 파티클(10)을 포집하기 위한 웨이퍼 보트(11)에 대해서는, 성막 처리용의 웨이퍼 보트(11)보다 열용량을 크게 하기 위해서, 예를 들어 웨이퍼(W)보다 두께 치수가 큰 석영으로 이루어지는 더미 웨이퍼를 적재해도 된다.
또한, 이미 설명한 예에서는, DCS 가스와 암모니아 가스의 플라즈마를 교대로 공급하는 방법을 채용했지만, 이들 DCS 가스와 암모니아 가스를 반응관(12) 내에 동시에 공급하는 방법인, CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 질화 실리콘막을 성막해도 된다. 또한, 웨이퍼(W)에 성막하는 박막으로서는, 질화 실리콘막 대신에, 질화 실리콘막에 붕소(B)나 산소(O) 혹은 탄소(C)를 도프한 다성분계의 박막이어도 되고, 산화 실리콘(Si-O)막 등의 다른 화합물이나, 금속 산화물인 high-k 재료로 이루어지는 박막이어도 된다. 산화 실리콘막을 성막할 때에 사용하는 각 가스에 대해서 일례를 들면, 원료 가스로서는 실리콘을 포함하는 유기계의 가스가 사용되고, 당해 원료 가스와 반응하는 반응 가스로서는 산소 가스나 오존(O3) 가스가 사용된다. high-k 재료로서는, 산화하프늄(Hf-O), 산화알루미늄(Al-O), 산화지르코늄(Zr-O), 산화스트론튬(Sr-O), 산화티타늄(Ti-O) 등을 들 수 있다. 그리고 high-k 재료를 성막할 때에는, 금속 원소 및 유기물을 포함하는 원료 가스와 산화 가스가 사용된다.
또한, 복수매의 웨이퍼(W)에 대한 뱃치 처리를 반복하는 동안에, 뱃치 처리를 행할 때마다 냉각용의 지그(3)에 의한 부착물(200)의 박리 처리를 행했지만, 뱃치 처리를 복수회 행한 후에 당해 박리 처리를 행해도 된다. 또한, 파티클(10)을 포집한 냉각용의 지그(3)에 대해서는, 이미 설명한 뱃치 처리를 다수회에 걸쳐 행한 후, 웨이퍼 보트(11)의 클리닝을 행할 때에, 이 웨이퍼 보트(11)와 마찬가지로 클리닝을 행해도 된다. 구체적으로는, 파티클(10)이 부착된 냉각용의 지그(3)를 반응관(12) 내에 기밀하게 수납한다. 계속해서, 반응관(12) 내를 가열하면서 당해 반응관(12) 내에 클리닝 가스를 공급하면, 파티클(10)이 에칭되어 배기 포트(21)를 향해 배출된다.
이어서, 냉각용의 지그(3)의 다른 예에 대해서 기재한다. 냉각용의 지그(3)는, 앞의 실시 형태와 같이 중공체가 아니어도, 상하의 면이 개구되어 있는 통 형상체 혹은 상하의 면 중 한쪽이 개구되어 있는 통 형상체이어도 된다.
또한 냉각용의 지그(3)는, 반응관(12)의 내주면에 대향하는 외주면에 복수의 돌출부를 형성하는 구성을 채용해도 된다. 도 14는, 이러한 구조의 냉각용의 지그(3)의 일례를 나타내고 있으며, 이 예의 냉각용의 지그(3)는, 원통체(300)의 외주면에, 원통체(300)의 축방향으로(상하 방향으로) 각각 연장됨과 함께 횡단면이 대략 사변형인 복수의 각형의 돌출부(301)가 둘레 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다.
돌출부(301)에 있어서 반응관(12)의 내주면에 대향하는 면에서부터 원통체(300)의 중심축까지의 거리는 웨이퍼 보트(11)의 반경보다 크다. 따라서 냉각용의 지그(3)를 반응관(12)에 반입했을 때에 있어서의 돌출부(301)와 반응관(12)의 거리는, 웨이퍼 보트(11)와 반응관(12)의 거리보다 작다. 도 14에 도시하는 냉각용의 지그(3)에서의 각 부의 치수의 일례를 나타내면, 원통체(300)의 높이는 200 내지 1000mm, 돌출부(301)의 높이(h)는 10 내지 100mm, 돌출부(301)의 폭(d)은 2 내지 20mm, 돌출부(301)의 배열 피치(서로 인접하는 돌출부(301)의 폭 방향 중심부끼리의 간격)(p)는 5 내지 20mm이다. 또한, 도 14의 돌출부(301)에 관해서는, 도시의 편의상, 이미 설명한 치수와는 정합하지 않다.
이러한 원통체(300)를 구비한 냉각용의 지그(3)를 보유 지지하는 회전 테이블(47a)은, 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이, 원통체(300)와 동일한 외경의 원판에 대해서 서로 대향하는 주연 부위를 절결한 형상으로 된다. 점선은 절결하지 않은 경우에 있어서의 원판의 윤곽을 나타내고 있다. 원판에 있어서 절결한 부위는, 냉각용의 지그(3)를 반송하는 아암(35)이 진입하는 영역으로 된다.
도 16은, 도 14에 도시하는 냉각용의 지그(3)가 반응관(12) 내에 반입된 상태를 도시하는 횡단면도로서, 냉각용의 지그(3)와 반응관(12) 사이의 거리나 돌출부(301)의 각 치수 등에 대해서는 편의상의 크기이며, 실제의 치수를 따라 그린 것이 아니라 설명을 위한 도면이다. 또한 도 17은, 냉각용의 지그(3)가 반응관(12) 내에 반입된 상태에서, 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 냉각용의 지그(3)가 돌출부(301)를 구비하고 있음으로써, 부착물(200)을 횡단면에서 보면, 반응관(12)에 부착되어 있는 부착물(200)과 냉각용의 지그(3) 사이의 거리가 상이하게 됨으로써 온도 변화가 발생한다. 즉, 부착물(200)에 있어서, 돌출부(301)에 대향하고 있는 부위의 온도는, 돌출부(301)에 대향하지 않는 부위의 온도보다 낮다. 이 때문에 화살표로 나타낸 바와 같이 온도가 높은 부위에서 낮은 부위를 향하는 응력이 작용하므로, 막 박리가 보다 한층 촉진된다.
이렇게 돌출부(301)를 구비한 냉각용의 지그(3)를 사용하는 것은 유효한데, 유사한 구성으로서 도 18 및 도 19에 나타내는 냉각용의 지그(3)를 들 수 있다. 도 18에 나타내는 냉각용의 지그(3)는, 원통체(300)의 외주면에 돔 형상, 예를 들어 반구 형상의 돌출부(302)를 복수 상하 방향으로 배열하고, 이들 돌출부(302)의 열을 원통체(300)의 둘레 방향으로 배열한 것이다. 또한 도 19에 나타내는 냉각용의 지그(3)는, 도 18에 나타내는 돔 형상의 돌출부(302)를 원추형의 돌출부(303)로 치환한 것이다. 또한 도시하지 않았지만, 도 18에 도시하는 돔 형상의 돌출부(302)를 각형의 블록 형상의 돌출부로 치환한 냉각용의 지그(3)이어도 된다.
도 18 및 도 19에 나타내는 각 돌출부(302, 303)의 치수에 대해서는, 예를 들어 높이가 10 내지 100mm, 원통체(300)측(밑둥측)의 직경이 2 내지 20mm, 배열 피치가 5 내지 20mm이다. 또한 돌출부가 각형의 블록 형상인 경우에는, 높이 및 배열 피치의 일례는 마찬가지이지만, 폭이 예를 들어 2 내지 20mm로 된다.
또한, 냉각용의 지그(3)의 돌출부의 형태로서는, 이미 설명한 예에 한정되지 않고, 예를 들어 원통체(300)의 둘레 방향으로 링 형상으로 형성된 돌출부를 상하 방향으로 간격을 두고 복수단 형성할 수 있는 구조이어도 된다. 또한, 원통체(300)의 외주면에 복수의 오목부를 형성해서 요철을 형성하는 경우에도, 오목부를 기준으로 하면, 당해 외주면은 돌출부에 상당하므로, 원통체(300)에 돌출부를 형성한다는 의미에 포함된다.
W: 웨이퍼 1: 기판 이동 탑재 영역
2: 처리 영역 3: 냉각용의 지그
5: 보트 엘리베이터 10: 파티클
11: 웨이퍼 보트 12: 반응관
51a 내지 51d: 가스 노즐 21: 배기구
200: 부착물 300: 원통체
301 내지 303: 돌출부

Claims (20)

  1. 가열 기구에 둘러싸인 종형의 반응관 내를 진공 분위기로 해서, 상기 반응관 내의 기판에 성막용의 가스를 공급하여 성막 처리를 행하는 종형 열처리 장치를 운전하는 방법으로서,
    복수의 기판을 선반 형상으로 보유 지지한 기판 보유 지지구를 상기 반응관 내에 반입하여, 상기 기판에 대해 성막 처리를 행하는 공정과,
    상기 반응관으로부터 상기 기판 보유 지지구를 반출하는 공정과,
    상기 반응관 내에 냉각용의 지그를 반입해서 상기 반응관의 내벽을 냉각하여, 상기 반응관의 상기 내벽에 부착되어 있는 박막을 열 응력에 의해 박리함과 함께, 상기 박막을 열 영동에 의해 상기 냉각용의 지그에 포집하는 공정
    을 포함하는 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그가 상기 반응관 내에 위치하고 있을 때에 퍼지 가스를 상기 반응관 내에 공급함과 함께 상기 반응관 내를 진공 배기하는 공정을 행하는, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그가 상기 반응관 내에 위치하고 있는 동안에, 상기 기판 보유 지지구에 보유 지지되어 있는 처리 완료된 기판을 처리 전의 기판과 교환하는 공정을 행하는, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 통 형상체인, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판을 보유 지지한 상기 기판 보유 지지구를 상기 반응관 내에 반입 종료한 시점에서의 상기 반응관의 세로 방향에 있어서의 하단부 내벽의 온도를 T1, 상기 냉각용의 지그가 상기 반응관 내에 반입 종료한 시점에서의 상기 반응관의 상기 하단부 내벽의 온도를 T2로 하면, T2<T1인, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반응관의 높이 방향의 치수의 30％ 이상의 높이 영역에서, 상기 냉각용의 지그와 상기 반응관의 내주벽 사이의 거리가 상기 기판 보유 지지구에 있어서 대응하는 높이 영역에서의 상기 기판 보유 지지구와 상기 반응관의 내주벽 사이의 거리보다 작은, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 상기 기판 보유 지지구보다 열용량이 커지도록 구성되어 있는, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반응관 내에 상기 냉각용의 지그를 반입할 때의 속도는, 상기 반응관 내에 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때의 속도보다 빠른, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 상기 반응관의 내주면에 대향하는 상기 냉각용의 지그의 외주면에 복수의 돌출부가 형성되어 있는, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 통 형상 부분을 갖고, 상기 복수의 돌출부는 상기 통 형상 부분의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성되어 있는, 종형 열처리 장치의 운전 방법.
  11. 컴퓨터상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 제1항 또는 제2항에 기재된 종형 열처리 장치의 운전 방법을 실시하도록 스텝이 짜여져 있는, 기억 매체.
  12. 복수의 기판을 선반 형상으로 보유 지지한 기판 보유 지지구를, 가열 기구에 둘러싸인 종형의 반응관 내에 반입하여, 상기 기판에 대해 성막용의 가스를 공급해서 성막 처리를 행하는 종형 열처리 장치로서,
    상기 반응관의 내벽을 냉각하여, 상기 내벽에 부착되어 있는 박막을 열 응력에 의해 박리함과 함께 열 영동에 의해 포집하기 위한 냉각용의 지그와,
    상기 반응관에 대하여 상기 기판 보유 지지구 및 상기 냉각용의 지그를 반출입하기 위한 승강 기구
    를 구비하는 종형 열처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반응관 내를 진공 배기하기 위한 진공 배기 기구와,
    상기 반응관 내에 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급부와,
    성막 처리 후의 기판이 상기 반응관으로부터 반출된 후, 상기 승강 기구에 의해 상기 반응관 내에 상기 냉각용의 지그를 반입하는 스텝과, 상기 냉각용의 지그가 상기 반응관 내에 위치하고 있을 때에 상기 퍼지 가스를 상기 반응관 내에 공급함과 함께 상기 반응관 내를 진공 배기하는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부
    를 구비하는, 종형 열처리 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 통 형상체인, 종형 열처리 장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판을 보유 지지한 상기 기판 보유 지지구를 상기 반응관 내에 반입 종료한 시점에서의 상기 반응관의 세로 방향에서의 하단부 내벽의 온도를 T1, 상기 냉각용의 지그가 상기 반응관 내에 반입 종료한 시점에서의 상기 하단부 내벽의 온도를 T2로 하면, T2<T1인, 종형 열처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는, 적어도 높이 방향의 치수의 30％ 이상의 높이 영역에서, 상기 반응관의 내주벽과의 사이의 거리가 상기 기판 보유 지지구에서의 대응하는 높이 영역에서의 상기 반응관의 내주벽과의 사이의 거리보다 작아지도록 구성되어 있는, 종형 열처리 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 상기 기판 보유 지지구보다 열용량이 커지도록 구성되어 있는, 종형 열처리 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 반응관 내에 상기 냉각용의 지그를 반입할 때의 속도는 상기 반응관 내에 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때의 속도보다 빠른, 종형 열처리 장치.
  19. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 상기 반응관의 내주면에 대향하는 상기 냉각용의 지그의 외주면에 복수의 돌출부가 형성되어 있는, 종형 열처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 냉각용의 지그는 통 형상 부분을 갖고, 상기 복수의 돌출부는 상기 통 형상 부분의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성되어 있는, 종형 열처리 장치.
KR1020150034578A 2014-03-24 2015-03-12 종형 열처리 장치의 운전 방법, 기억 매체 및 종형 열처리 장치 KR101896746B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014060494 2014-03-24
JPJP-P-2014-060494 2014-03-24
JP2015012539A JP6213487B2 (ja) 2014-03-24 2015-01-26 縦型熱処理装置の運転方法、記憶媒体及び縦型熱処理装置
JPJP-P-2015-012539 2015-01-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150110338A KR20150110338A (ko) 2015-10-02
KR101896746B1 true KR101896746B1 (ko) 2018-09-07

Family

ID=54141535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150034578A KR101896746B1 (ko) 2014-03-24 2015-03-12 종형 열처리 장치의 운전 방법, 기억 매체 및 종형 열처리 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9487859B2 (ko)
JP (1) JP6213487B2 (ko)
KR (1) KR101896746B1 (ko)
CN (1) CN104947075B (ko)
TW (1) TWI603401B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10608145B2 (en) * 2017-05-05 2020-03-31 Applied Materials, Inc. Illumination device for desorbing molecules from inner walls of a processing chamber
JP6911705B2 (ja) * 2017-10-27 2021-07-28 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜装置の運転方法
CN109950187B (zh) 2017-12-20 2024-04-12 株式会社国际电气 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质
JP6724120B2 (ja) * 2017-12-20 2020-07-15 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
CN113025994A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 横店集团东磁股份有限公司 一种炉管清洁方法
JP2023083853A (ja) * 2021-12-06 2023-06-16 キオクシア株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002334844A (ja) 2001-03-05 2002-11-22 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及び熱処理方法
JP2009239013A (ja) 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Electron Ltd クリーニング基板及びクリーニング方法
JP2010103443A (ja) 2008-10-27 2010-05-06 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置の真空排気方法及び基板処理装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4844261A (ko) 1971-10-12 1973-06-26
JPH0377313A (ja) * 1989-08-19 1991-04-02 Mitsubishi Electric Corp 化学気相成長装置
JPH03185818A (ja) * 1989-12-15 1991-08-13 Hitachi Ltd 熱処理方法および装置
JPH05144736A (ja) 1991-11-20 1993-06-11 Nec Corp 減圧気相成長装置
JP2790390B2 (ja) * 1992-01-30 1998-08-27 大日本スクリーン製造株式会社 基板熱処理装置
JPH0845859A (ja) 1994-07-28 1996-02-16 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造方法
JP3534518B2 (ja) * 1996-01-16 2004-06-07 エア・ウォーター株式会社 半導体熱処理方法およびそれに用いる装置
US20050189074A1 (en) * 2002-11-08 2005-09-01 Tokyo Electron Limited Gas processing apparatus and method and computer storage medium storing program for controlling same
JP2003100731A (ja) 2001-09-27 2003-04-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
KR100802990B1 (ko) 2003-11-20 2008-02-14 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체장치의 제조 방법 및 기판처리장치
KR20050050725A (ko) 2003-11-26 2005-06-01 고대영 유기셀레늄이 함유된 두부
JP5028957B2 (ja) 2005-12-28 2012-09-19 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置並びに記憶媒体
JP4844261B2 (ja) * 2006-06-29 2011-12-28 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置並びに記憶媒体
JP2009182006A (ja) 2008-01-29 2009-08-13 Panasonic Corp 半導体装置の製造方法および製造装置
JP4961381B2 (ja) * 2008-04-14 2012-06-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
JP5395405B2 (ja) * 2008-10-27 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法及び装置
JP5546654B2 (ja) * 2013-02-01 2014-07-09 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体製造方法、基板処理方法、及び異物除去方法
JP5605464B2 (ja) * 2013-06-25 2014-10-15 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びそのクリーニング方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002334844A (ja) 2001-03-05 2002-11-22 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及び熱処理方法
JP2009239013A (ja) 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Electron Ltd クリーニング基板及びクリーニング方法
JP2010103443A (ja) 2008-10-27 2010-05-06 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置の真空排気方法及び基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI603401B (zh) 2017-10-21
CN104947075B (zh) 2018-07-20
JP6213487B2 (ja) 2017-10-18
US9487859B2 (en) 2016-11-08
CN104947075A (zh) 2015-09-30
US20150267293A1 (en) 2015-09-24
KR20150110338A (ko) 2015-10-02
TW201604964A (zh) 2016-02-01
JP2015195350A (ja) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101896746B1 (ko) 종형 열처리 장치의 운전 방법, 기억 매체 및 종형 열처리 장치
KR100613171B1 (ko) 반도체 기판 냉각 방법 및 장치
KR100908777B1 (ko) 종형 뱃치 처리 장치 및 반도체 처리 시스템
JP4844261B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置並びに記憶媒体
KR101671533B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체
KR101568450B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체
JP5683063B2 (ja) 窒化アルミニウム又は酸化ベリリウムのセラミックカバーウェハ
KR20170077013A (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
TW201610222A (zh) 半導體製造裝置及半導體的製造方法
US8398771B2 (en) Substrate processing apparatus
KR101509858B1 (ko) 열처리 장치
JP2009200142A (ja) 成膜装置および成膜方法
KR101685095B1 (ko) 기판 버퍼링 장치, 기판처리설비, 및 기판처리방법
KR20110072354A (ko) 기판처리시스템 및 그에 사용되는 세정모듈
KR102121893B1 (ko) 후면 패시베이션을 위한 장치 및 방법
JP2013138217A (ja) 基板処理装置、半導体製造方法、基板処理方法、及び異物除去方法
JP2012138540A (ja) 真空処理装置
JP2009272367A (ja) 基板処理装置
JP2005268244A (ja) 基板処理装置
WO2010013333A1 (ja) 真空装置及び真空処理方法
US20180076030A1 (en) SiC FILM FORMING METHOD AND SiC FILM FORMING APPARATUS
JP2010135505A (ja) 真空装置
JP2013084966A (ja) 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
JP2011204735A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
US20220254634A1 (en) Chamber body feedthrough for in chamber resistive heating element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant