KR20210036282A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치의 세정 방법 및 프로그램 - Google Patents

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

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KR20210036282A
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신야 에바타
고에이 구리바야시
다카아키 노다
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

본 발명은, 클리닝 처리의 효율을 향상시키는 기술을 제공하는 데 있다. 기판을 출납 가능한 개구를 갖는 반응 용기와, 반응 용기의 외부에서, 개구를 막지 않도록 마련되고, 반응 용기를 향해서 열을 방사하는 히터와, 개구를 막는 덮개와, 반응 용기 내에 복수의 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 반응 용기의 개구측을 냉각하는 냉각 기구를 갖고, 가스 공급 기구가 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 가스 공급 기구가 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 히터와 냉각 기구가 반응 용기의 내면의 온도를 중심측과 개구측에서 다르게 하거나 중 적어도 하나에 의해, 반응 용기의 개구측과 중심측의 내면의 클리닝을 동시에 행하는 기술이 제공된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치의 세정 방법 및 프로그램{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE, CLEANING METHOD OF SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND PROGRAM}
본 개시는, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치의 세정 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 처리실 내의 기판에 대하여 원료 가스나 반응 가스를 공급하여, 기판 상에 막을 형성하는 성막 처리가 행하여지는 경우가 있다. 성막 처리를 행하면, 처리실 내에 퇴적물이 부착되는 경우가 있다. 그 때문에, 성막 처리를 행한 후, 처리실 내에 클리닝 가스를 공급하여, 처리실 내에 부착된 퇴적물을 제거하는 클리닝 처리가 행하여지는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2011-233570호 공보 일본 특허 공개 제2014-209572호 공보 일본 특허 공개 제2018-26460호 공보
본 개시의 과제는, 클리닝 처리의 효율을 향상시키는 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 양태에 의하면,
기판이 배치되는 제1 영역과 기판이 배치되지 않는 제2 영역을 갖는 반응 용기와,
상기 제1 영역을 가열하는 히터와,
상기 반응 용기 내를 클리닝하는 클리닝 가스를 포함하는, 복수의 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
상기 가스 공급 기구가 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 혹은 상기 가스 공급 기구가 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 상기 히터가 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 하거나 중 적어도 하나에 의해, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하도록 상기 가스 공급 기구, 상기 히터 및 냉각 기구 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 갖는 기술이 제공된다.
본 개시에 의하면, 클리닝 처리의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 2는 인렛 플랜지 주변을 도시하는 종단면도이다.
도 3은 인렛 플랜지에 히터 요소를 장착한 상태를 도시하는 횡단면도이다.
도 4는 인렛 플랜지 주변을 도시하는 종단면도이다.
도 5는 기판 처리 장치의 노구부에의 냉각수의 공급계를 도시하는 도면이다.
도 6은 처리로의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 7은 클리닝 공정을 설명하는 도면이다.
도 8은 HF 가스의 에칭 레이트와 온도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 9는 HF의 증기압과 온도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은 비교예에서의 클리닝 공정을 설명하는 도면이다.
도 11의 (a)는 제1 변형예 및 제2 변형예에서의 처리로의 개략을 도시하는 횡단면도이며, (b)는 제1 변형예에서의 노즐의 정면도이며, (c)는 제2 변형예에서의 노즐의 정면도이다.
도 12의 (a)는 제3 변형예 및 제4 변형예에서의 처리로의 개략을 도시하는 횡단면도이며, (b)는 제3 변형예에서의 노즐의 정면도이며, (c)는 제4 변형예에서의 노즐의 정면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 10을 참조하면서 설명한다. 기판 처리 장치(1)는, 반도체 장치의 제조 공정에서 사용되는 장치의 일례로서 구성되어 있다.
기판 처리 장치(1)는, 상단을 폐색하는 천장과, 하단을 개구하는 개구부를 구비한 연직 방향으로 연장된 원통상의 반응관(2)과, 반응관(2)의 외주에 설치된 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(3)를 구비한다. 반응관(2)은, 예를 들어 석영(SiO2)이나 실리콘 카바이드(SiC) 등에 의해 형성된다. 반응관(2)에는, 온도 검출기(4)가 설치된다. 온도 검출기(4)는, 반응관(2)의 내벽을 따라 세워 설치된다.
반응관(2)의 하단 개구부에는, 후술하는 인렛 플랜지(매니폴드)(5)가, O링 등의 시일 부재(6)를 개재해서 연결되어, 반응관(2)의 하단을 지지하고 있다. 인렛 플랜지(5)는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속에 의해 형성된다. 반응관(2)과 인렛 플랜지(5)로 반응 용기로서의 처리 용기(7)가 형성된다. 처리 용기(7)의 내부에는, 기판으로서의 웨이퍼(W)를 처리하는 처리실(8)이 형성된다.
또한, 반응관(2)은, 외측 방향(반경 방향)으로 돌출되도록 서로 대향해서 형성된 공급 버퍼실(2A)과 배기 버퍼실(2B)을 갖는다. 공급 버퍼실(2A)은, 상하로 연장되는 격벽에 의해 복수의 공간으로 구획되어 있다. 공급 버퍼실(2A)의 각 구획에는, 노즐(23a), 노즐(23b), 노즐(23c)이 각각 설치된다. 공급 버퍼실(2A) 및 배기 버퍼실(2B)과 처리실(8)의 경계벽은, 공급 버퍼실(2A) 등이 마련되어 있지 않은 개소에서의 반응관(2)의 내경과 동일한 내경으로 형성되고, 그것에 의해 웨이퍼(W)의 주위가 웨이퍼(W)와 동심의 벽에 의해 둘러싸인다. 경계벽에는, 그 양측을 연통시키는 복수의 슬릿이 마련된다. 공급 버퍼실(2A)의 하방에는, 노즐(23a), 노즐(23b), 노즐(23c)을 삽입 분리하기 위한 개구부(2E)가 형성되어 있다. 개구부(2E)는, 공급 버퍼실(2A)과 대략 동일한 폭으로 형성되어 있다. 또한 개구부(2E)를 어떠한 형상으로 했다고 해도, 개구부(2E)와 노즐(23a), 노즐(23b), 노즐(23c)의 기초부와의 사이의 간극을 없애는 것은 어렵기 때문에, 해당 간극을 통해서 공급 버퍼실(2A)의 내외를 가스가 유통할 수 있다.
처리실(8)은, 소정의 간격으로 배열된 복수매, 예를 들어 25 내지 150매의 웨이퍼(W)를 수직으로 선반상으로 보유 지지하는 기판 보유 지지구로서의 보트(14)를 내부에 수납한다. 보트(14)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등에 의해 형성되고, 보트(14)는 단열 구조체(15)의 상방에 지지된다. 보트(14)와 단열 구조체(15)에 의해 기판 보유 지지체가 구성된다. 처리 용기(7)의 내부는, 웨이퍼(W)가 배치되는 영역을 포함하는 제1 영역과, 인렛 플랜지에 둘러싸인 영역을 포함하는 제2 영역으로 나뉘어진다.
단열 구조체(15)의 외형은 원주상으로 되어 있고, 덮개부(9)를 관통하는 회전축(13)에 의해 지지된다. 회전축(13)은, 반응관(2)의 관축과 일치하고 있고, 덮개부(9)의 하면에 설치된 회전 기구(16)에 접속된다. 회전축(13)의 덮개부(9)를 관통한 부분에는, 예를 들어 자성 유체 시일이 마련되어 있어, 회전축(13)은, 반응관(2)의 내부를 기밀하게 시일한 상태에서 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전축(13)이 회전됨으로써, 단열 구조체(15)와 보트(14)가 일체로 회전된다. 덮개부(9)는, 승강기로서의 보트 엘리베이터(17)에 의해 상하 방향으로 구동된다. 보트 엘리베이터(17)에 의해, 기판 보유 지지체 및 덮개부(9)가 일체로 승강되어, 반응관(2)의 개구부를 통해서 보트(14)가 반출입된다. 즉, 반응관(2)은, 개구부를 통해서 보트(14)를 출납 가능하게 수용하고, 덮개부(9)는, 인렛 플랜지(5)의 하단 개구를, 보트(14)를 출납 가능하게 막도록 구성되어 있다.
기판 처리 장치(1)는, 기판 처리에 사용되는 처리 가스로서 원료 가스, 반응 가스, 불활성 가스, 클리닝 가스를 처리실(8) 내에 공급하는 가스 공급 기구(18)를 갖고 있다. 가스 공급 기구(18)가 공급하는 처리 가스는, 성막되는 막의 종류에 따라서 선택된다. 본 실시 형태에서는, 가스 공급 기구(18)는, 원료 가스 공급부, 반응 가스 공급부, 불활성 가스 공급부, 제1 퍼지 가스 공급부, 제2 퍼지 가스 공급부, 클리닝 가스 공급부를 포함한다.
원료 가스 공급부는, 가스 공급관(19a)을 구비하고 있다. 가스 공급관(19a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(21a) 및 개폐 밸브인 밸브(22a)가 마련되어 있다. 가스 공급관(19a)의 하류단은, 인렛 플랜지(5)의 측벽을 관통하는 노즐(23a)에 접속되어 있다. 노즐(23a)은, 반응관(2) 내에 반응관(2)의 내벽을 따라 상하 방향(관축에 평행)으로 세워 설치되고, 보트(14)에 보유 지지되는 웨이퍼(W)를 향해서 개구되는 복수의 공급 구멍(24a)이 형성되어 있다. 노즐(23a)의 공급 구멍(24a)을 통해서, 관축과 수직 방향으로 웨이퍼(W)에 대하여 원료 가스가 공급된다.
이하, 마찬가지의 구성으로, 반응 가스 공급부로부터는, 가스 공급관(19b), MFC(21b), 밸브(22b), 노즐(23b), 공급 구멍(24b)을 통해서 관축과 수직 방향으로 반응 가스가 웨이퍼(W)에 대하여 공급된다. 불활성 가스 공급부로부터는, 가스 공급관(19c, 19d, 19e), MFC(21c, 21d, 21e), 밸브(22c, 22d, 22e), 노즐(23a, 23b, 23c), 공급 구멍(24a, 24b, 24c)을 통해서 관축과 수직 방향으로 웨이퍼(W)에 대하여 불활성 가스가 공급된다.
제1 퍼지 가스 공급부는, 가스 공급관(19f)을 구비하고 있다. 가스 공급관(19f)에는, 상류 방향으로부터 순서대로 MFC(21f) 및 밸브(22f)가 마련되어 있다. 가스 공급관(19f)의 하류단은, 회전축(13)의 주위에 형성된 중공부(24)에 접속되어 있다. 중공부(24)는, 자성 유체 시일에 의해 베어링의 앞쪽에서 시일되고, 상단, 즉 반응관(2)의 내부에 개방되어 있다. 또한, 중공부(24)로부터 보호 플레이트(12)의 상면까지 연통한 공간이 형성되고, 해당 공간은 단열 구조체(15)와 보호 플레이트(12)의 사이에 형성된 간극(45)과 연속하고 있어, 제1 퍼지 가스 유로를 형성하고 있다. 이렇게 해서 제1 퍼지 가스 공급부로부터 공급된 제1 퍼지 가스(28)는, 간극(45)을 퍼지하면서, 노구부인 처리 용기(7) 하방에 대하여 공급된다. 즉, 제1 퍼지 가스(28)는, 상류에서 회전축(13)의 주위를 퍼지하고, 하류에서는 노구부를 퍼지한 후, 최종적으로 반응관(2)의 하단에 형성된 배기구(26)로부터 배출된다. 또한, 퍼지 가스로서는, 원료 가스나 반응 가스와 반응하지 않는 가스이면 된다.
제2 퍼지 가스 공급부는, 가스 공급관(19g)을 구비하고 있다. 가스 공급관(19g)에는, 상류 방향으로부터 순서대로 MFC(21g) 및 밸브(22g)가 마련되어 있다. 가스 공급관(19g)의 하류단은, 덮개부(9)를 관통하여, 덮개부(9)의 상면에 제2 퍼지 가스 공급구가 형성된다. 따라서, 제2 퍼지 가스 공급구는, 덮개부(9)의 상면에 형성되고, 제2 퍼지 가스 유로(27)에 개구된다. 제2 퍼지 가스 공급구의 개구 위치는, 노즐(23a, 23b, 23c)의 근방이다. 제2 퍼지 가스 유로(27)는, 환상 또는 대략 환상(루프상)이며, 보호 플레이트(12)의 하면에 동심으로 형성되어 있다. 제2 퍼지 가스 유로(27) 내에 공급된 제2 퍼지 가스(49)는, 제2 퍼지 가스 유로(27) 내를 유통하면서, 보호 플레이트(12)와 덮개부(9)의 사이의 간극(46)(도 2 참조)으로부터 주위로 누설되어, 덮개부(9)의 상면이나 인렛 플랜지(5)를 퍼지한다.
클리닝 가스 공급부는, 가스 공급관(19a)에 접속되어 있는 가스 공급관(60a, 60b) 및 가스 공급관(60c)을 구비하고 있다. 가스 공급관(60a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, MFC(61a)와 밸브(62a)가 마련되어 있다. 가스 공급관(60a)의 선단부에, 가스 공급관(19a)을 통해서 제1 노즐로서의 노즐(23a)이 접속되어 있다. 가스 공급관(60b)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, MFC(61b)와 밸브(62b)가 마련되어 있다. 가스 공급관(60b)의 선단부에, 가스 공급관(19a)을 통해서 노즐(23a)이 접속되어 있다. 가스 공급관(60c)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, MFC(61c)와 밸브(62c)가 마련되고, 이 밸브(62c)보다도 하류측에는, 가스 공급관(60d)이 접속되어 있다. 가스 공급관(60d)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, MFC(61d)와 밸브(62d)가 마련되어 있다. 가스 공급관(60c)의 선단부에 제2 노즐로서의 노즐(63c)이 접속되어 있다. 노즐(63c)은, 인렛 플랜지로부터 관축을 향해서 수평하게 신장되는 짧은 관이며, 평면으로 보아, 배기 버퍼실(2B)의 근방에 배치되어 있다(도 6 참조). 노즐(63c)은, 그 선단 부근에서, 반응관(2)의 둘레 방향으로 개구되는 2개의 가스 공급 구멍(64c)을 갖는다. 또한, 도 1에서는, 노즐(23a, 23b, 23c), 배기관(32) 등의 위치는 도시의 관계상, 편의적인 것으로 되어 있다.
배기 버퍼실(2B)의 외벽에 형성된 배기구(26)에는, 배기관(32)이 설치되어 있다. 배기관(32)에는, 처리실(8) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(33) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(34)를 통해서, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(35)가 접속되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 처리실(8) 내의 압력을 처리에 따른 처리 압력으로 할 수 있다. 배기관(32)은, 노즐(23a, 23b, 23c)과 대향하는 위치에 설치된다.
회전 기구(16), 보트 엘리베이터(17), 가스 공급 기구(18)의 MFC(21a 내지 21g), 밸브(22a 내지 22g) 및 APC 밸브(34)에는, 이들을 제어하는 컨트롤러(36)가 접속된다. 컨트롤러(36)는, 예를 들어 CPU를 구비한 마이크로프로세서(컴퓨터)를 갖고, 기판 처리 장치(1)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(36)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(37)가 접속되어 있다.
컨트롤러(36)에는, 기억 매체로서의 기억부(38)가 접속되어 있다. 기억부(38)에는, 기판 처리 장치(1)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 기판 처리 장치(1)의 각 구성부에 처리를 실행시키는 프로그램(레시피라고도 함)이, 판독 가능하게 저장된다.
기억부(38)는, 컨트롤러(36)에 내장된 기억 장치(하드 디스크나 플래시 메모리)이어도 되고, 가반성의 외부 기록 장치(자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)이어도 된다. 또한, 컴퓨터에의 프로그램의 제공은, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해서 행해도 된다. 프로그램은, 필요에 따라 입출력 장치(37)로부터의 지시 등으로 기억부(38)로부터 판독되고, 판독된 레시피에 따른 처리를 컨트롤러(36)가 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)는 컨트롤러(36)의 제어 하에, 원하는 처리를 실행한다.
또한, 컨트롤러(36)에는, 인렛 플랜지(5)의 외주면에 설치된 가열 수단으로서의 히터(50)를 제어하는 온도 제어기(60)가 접속되어 있다. 온도 제어기(60)는, 컨트롤러(36)로부터 레시피에 따른 목표 온도 등이 설정된다. 예를 들어, 일련의 기판 처리 중에서 적어도, 문제가 되는 부생성물을 발생시킬 수 있는 가스가 공급되고, 혹은 처리실(8)에 충만되어 있는 동안에, 그 부생성물이 인렛 플랜지(5)에 부착되는 것을 억제할 수 있는 온도로 설정된다.
이어서, 노구부인 인렛 플랜지(5) 및 그 주변부의 구성에 대해서, 도 2 내지 도 5에 기초하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인렛 플랜지(5)는, 상단에서 반응관(2)의 하단의 플랜지부(2C)와 기밀하게 접속되는 상측 플랜지(5a)와, 하단에서 덮개부(9)와 기밀하게 접속되는 하측 플랜지(5b)와, 상측 플랜지(5a)와 하측 플랜지(5b)를 접속하는 통부(5c)로 구성되어 있다.
상측 플랜지(5a)는, 통부(5c)로부터 외주 방향으로 돌출되는 외측 플랜지(5a-1)와, 내주 방향으로 돌출되는 내측 플랜지(5a-2)로 구성되어 있다. 내측 플랜지(5a-2)는, 반응관(2)의 원통부(내부관)나 공급 버퍼실(2A) 및 배기 버퍼실(2B)의 내벽을 지지한다. 외측 플랜지(5a-1)는, 반응관(2)의 플랜지부(2C)의 선단을 지지한다. 플랜지부(2C)의 선단은, 체결구(5d)와 걸림 결합하고, 체결구(5d)가 외측 플랜지(5a-1)에 볼트 체결됨으로써, 외측 플랜지(5a-1)의 상면의 O링 등의 시일 부재(6)에 압박된다. 이때, 체결구(5d)는, 인렛 플랜지(5)와도 열적으로 잘 결합한다.
체결구(5d)는, 배기관(32)이 마련되는 개소를 제외하고, 플랜지부(2C)의 거의 전체 둘레와 걸림 결합하도록, 2개의 C형 부재로 분할되어 구성될 수 있다. 체결구(5d)는 또한, 내부에 냉각수가 유통하는 유로를 가져, 시일 부재(6)를 고온으로부터 보호하는 기능을 갖는다. 또한 체결구(5d)와 플랜지부(2C)의 사이에는, 쿠션을 위한 혹은 열 전달을 높이기 위한 합성 수지제의 탄성 부재(58)가 삽입될 수 있다.
또한, 인렛 플랜지(5)의 하단 개구부(처리 용기(7)의 하단 개구부)는, 원반상의 덮개부(9)에 의해 개폐된다. 덮개부(9)의 상면에는, O링 등의 시일 부재(11)가 설치되어, 시일 부재(11)에 의해 반응관(2)과 외기가 기밀하게 시일된다.
또한, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 인렛 플랜지(5)의 통부(5c)의 외주면에 4개의 가스 도입 포트(51a, 51b, 51c 및 51d)를 구비한다. 가스 도입 포트(51a, 51b, 51c 및 51d)에는, 각각 가스 공급관(19a, 19b, 19e 및 60c)이 접속된다. 또한, 가스 도입 포트(51a, 51b, 51c 및 51d)의 인렛 플랜지(5)의 내주면측에는, 각각 노즐(23a, 23b, 23c 및 63c)이 장착된다. 노즐(23a, 23b, 23c) 각각의 양 옆에는, 그것들을 지지하는 부재가 플랜지 내주면으로부터 중심을 향해서 돌출되어 마련된다.
또한, 인렛 플랜지(5)의 통부(5c)의 외주면에는, 인렛 플랜지(5)를 외주면측으로부터 가열하는 히터(50)가 마련되어 있다.
히터(50)는, 가스 도입 포트(51a 내지 51d)를 피하면서, 분할되어 배치된다. 히터(50)는, 6개의 히터 요소(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)로 구성되고, 각 히터 요소(50a 내지 50f)의 단면이 원호상으로 형성되어 있다. 즉, 각 히터 요소(50a 내지 50f)는, 배관류 등의 가스 도입 포트(51a, 51b, 51c) 등을 피하여, 인렛 플랜지(5)의 외주면을 따라, 인렛 플랜지 전체 둘레를 복수로 분할해서 배치되어 있다. 각 히터 요소(50a 내지 50f)로서, 예를 들어 원호상 금속 블록에 카트리지 히터를 매립한 것이 사용된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 히터 요소(50c와 50d)는, 가스 도입 포트(51a 내지 51c)를 사이에 두도록 배치되어, 그룹화된다. 또한, 히터 요소(50a와 50f)는, 배기구(26)의 양 옆에 배치되어, 그룹화된다.
히터 요소(50c와 50d)는, 가스 도입 포트(51a 내지 51c)를 사이에 두도록 배치되어, 그룹화된다. 또한, 히터 요소(50a와 50f)는, 배기구(26)의 양 옆에 배치되어, 그룹화된다. 또한, 히터 요소(50b와 50e)는, 가스 도입 포트(51a 내지 51c) 및 배기구(26)의 어느 것으로부터도 이격된 위치에 배치되어, 그룹화된다. 또한, 비교적 넓게 이격된 히터 요소(50a와 50b)의 사이에는, 노즐(63c)에 대응하는 가스 도입 포트(51d)가 배치된다.
또한, 배기관(32)이 상부에 배치되는 배기구측인 히터 요소(50a) 근방의 인렛 플랜지(5)의 외주면에는, 온도 센서(52a)가 마련되어 있다. 또한, 가스 도입 포트(51a 내지 51c)측인 히터 요소(50d) 근방의 인렛 플랜지(5)의 외주면에는, 온도 센서(52b)가 마련되어 있다. 또한, 히터 요소(50c) 근방의 인렛 플랜지(5)의 외주면에는, 온도 센서(52b)가 마련되어 있다.
이들 온도 센서(52a 내지 52c)는, 배기구로부터의 거리에 따라서 3개의 그룹으로 분류된 히터(50)를, 그룹마다 온도 제어하기 위해서 사용된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 배기관(32)에 접속되는 배기구(26)의 밑동(根元)에는, 반응관(2)과의 접속을 용이하게 하고, 강도를 높이기 위한 패딩부(54)가 형성되어 있다. 패딩부(54)의 하단은, 배기관(32)의 바로 아래에서는 반응관(2)의 플랜지부(2C)와 연속적으로 접속하여, 일체화되어 있다. 이 때문에, 이 위치에 체결구(5d)를 마련할 수 없고, 냉각수로(25)에 의해 충분히 냉각할 수 없다.
즉, 본 실시 형태에서는, 패딩부(54)의 하방에서, 하측 플랜지(5b)의 하면 상에, 냉각수를 유통 가능하게 구성된 냉각 블록(56)을 마련한다. 그리고 상술한 체결구(5d)의 냉각수로(25)와 협동하여, 플랜지부(2C)의 전체 둘레를 냉각하여, 보다 균등하게 가까운 온도로 유지될 수 있다. 또한 냉각 블록(56)은, 인렛 플랜지(5)와도 열적으로 잘 결합한다.
또한, 내측 플랜지(5a-2)에는, 노구부 내를 배기 버퍼실(2B)에 직접 연통하는 구멍(5a-3)이 형성되어 있다. 구멍(5a-3)은, 주로 제1 및 제2 퍼지 가스를 배기 버퍼실(2B)에 릴리프하도록 작용한다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)에는, 부대 설비로서, 냉각수로(25)나 냉각 블록(56) 등의 냉각기에 냉각수를 공급하는 공급계가 구비되어 있다. 공급계에는, 수원으로서, 상수 또는 소정의 온도로 냉각된 순환 냉각수가 접속되어 있다. 밸브(41) 및 밸브(42)는, 레시피에 기초한 컨트롤러(36)로부터의 지령에 따라서, 냉각수로(25) 및 냉각 블록(56)에의 냉각수의 공급량을 제어한다. 통상, 거의 일정 수압 또는 유량의 물이 공급계에 공급되고 있고, 밸브(41) 및 밸브(42)는, 지정된 개방도로 개방함으로써, 시일 부재(6)를 그 내열 온도 이하로 유지하기 위해서 필요한 유량의 냉각수가 냉각기에 유통하도록 구성될 수 있다.
후술하는 클리닝 공정에서 인렛 플랜지(5) 내면을 실온 이하로 냉각하는 경우, 냉각수로(25)나 냉각 블록(56)에, 칠러로 냉각한 물을 흘릴 수 있다. 노구부의 온도 제어(가열 냉각 제어)는, 단순한 제어에서는, 상시 최대 유량으로 냉각수를 흘리면서, 히터(50)의 가열 제어로 일정 온도로 한다. 보다 친환경적인 방법은, 설정 온도 이하에서는 냉각수를 멈추고 가열만 제어하고, 설정 온도 이상에서는 가열을 멈추고 수량(수온)만 제어한다.
본 실시 형태에서는, 상술한 도 4에 도시한 바와 같이, 인렛 플랜지(5)의 외주면에 배치하는 히터(50)를 6개의 히터 요소(50a 내지 50f)로 분할하고, 히터 요소(50a 내지 50f)를 3개의 그룹으로 그룹화한다. 그리고, 온도 제어기(60)가, 각 그룹에 설치된 온도 센서(52a 내지 52c)에 의해 검출된 검출 온도에 기초하여, 3개의 그룹마다 독립적으로, 히터 요소(50a 내지 50f)에의 공급 전력을 제어함으로써, 필요한 개소에 필요한 가열이 가능하게 되어, 반응관(2)의 노구부의 원주 방향의 온도 불균일이 저감되고, 가열되기 어려운 영역을 적극적으로 가열시키는 것이 가능하게 된다.
그리고, 원주 방향 전체에 적정한 온도로 가열함으로써, 부생성물의 부착을 방지하는 것이 가능하게 된다.
이어서, 상술한 기판 처리 장치(1)를 사용하여, 웨이퍼(W) 상에 막을 형성하는 처리(성막 처리)에 대해서 설명한다. 여기에서는, 웨이퍼(W)에 대하여, 원료 가스로서 DCS(SiH2Cl2: 디클로로실란) 가스와, 반응 가스로서 NH3(암모니아) 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화(SiN)막을 형성하는 예에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 기판 처리 장치(1)를 구성하는 각 부의 동작은, 컨트롤러(36)에 의해 제어된다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수매의 웨이퍼(W)가 보트(14)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 보트(14)는, 보트 엘리베이터(17)에 의해 처리실(8) 내에 반입(보트 로드)되고, 반응관(2)의 하부 이후는 덮개부(9)에 의해 기밀하게 폐색(시일)된 상태가 된다. 또한 이때, 제1 퍼지 가스 공급부로부터, 제1 퍼지 가스(28)로서 N2 가스를 간극(45)을 통해서 노즐(23a 내지 23c)의 기초부에 공급한다. 또한, 제2 퍼지 가스 공급부로부터, 제2 퍼지 가스(49)로서 N2 가스를, 제2 퍼지 가스 유로(27)를 통해서 간극(46)에 공급한다. 제1 퍼지 가스(28), 제2 퍼지 가스(49)의 공급은, 적어도 성막 처리가 완료될 때까지 계속된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(8) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록, 진공 펌프(35)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 처리실(8) 내의 압력은, 압력 센서(33)로 측정되어, 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(34)가 피드백 제어된다. 또한, 처리실(8) 내의 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 되도록, 히터(3)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(8)이 소정의 온도 분포가 되도록, 온도 검출기(4)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(3)에의 통전 정도가 피드백 제어된다. 또한, 회전 기구(16)에 의한 보트(14) 및 웨이퍼(W)의 회전을 개시한다.
또한 이때, 각 히터 요소(50a 내지 50f)에 의해, 인렛 플랜지(5)는, 예를 들어 설정 온도인 200℃ 이상 300℃ 미만으로 가열된다. 이때, 인렛 플랜지(5)의 각 영역에 배치한 히터 요소가 설정 온도로 되도록, 온도 제어기(60)에 의해 각 그룹의 히터 요소(50a 내지 50f)에의 통전 정도가 피드백 제어된다. 설정 온도는, 예를 들어 부생성물의 분압이, 설정 온도에서의 포화 증기압을 초과하지 않도록 설정될 수 있다. 부생성물은 1개에 제한되지는 않고, 염화암모늄, 클로로실란 폴리머 등 외에, 웨이퍼(W) 이외의 표면에 퇴적된 실리콘도 포함될 수 있다. 또한, 이 각 히터 요소(50a 내지 50f)에의 가열은, 적어도 성막 처리가 완료될 때까지 계속된다.
(성막 처리)
[원료 가스 공급 공정]
처리실(8) 내의 온도가 미리 설정된 처리 온도로 안정되면, 처리실(8) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 DCS 가스를 공급한다. DCS 가스는, MFC(21a)로 원하는 유량이 되도록 제어되어, 가스 공급관(19a) 및 노즐(23a)을 통해서 처리실(8) 내에 공급된다. 이때, 제1 퍼지 가스 공급부, 제2 퍼지 가스 공급부로부터 노구부에 대하여 N2 가스가 공급되고 있다. 이에 의해, 노즐(23a 내지 23c)의 기초부와 주변부를 제1 퍼지 가스(28)로 집중적으로 퍼지할 수 있음과 함께, 그 이외의 부분을 제2 퍼지 가스(49)로 퍼지하여, 노구부의 원료 가스 농도를 희석할 수 있다.
[원료 가스 배기 공정]
이어서, DCS 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(35)에 의해 처리실(8) 내를 진공 배기한다. 이때, 불활성 가스 공급부로부터, 불활성 가스로서 N2 가스를 처리실(8) 내에 공급해도 된다(불활성 가스 퍼지). 이 배기 공정에서는, APC 밸브(34)가 일시적으로 완전 개방이 되어, 배기구(26)에는 대유량으로 고온의 배기가 흐름으로써 가열될 수 있다.
[반응 가스 공급 공정]
이어서, 처리실(8) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 NH3 가스를 공급한다. NH3 가스는, MFC(21b)로 원하는 유량이 되도록 제어되어, 가스 공급관(19b) 및 노즐(23b)을 통해서 처리실(8) 내에 공급된다. 이때, 제1 퍼지 가스 공급부, 제2 퍼지 가스 공급부로부터 노구부에 대하여 N2 가스가 공급되고 있다.
[반응 가스 배기 공정]
이어서, NH3 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(35)에 의해 처리실(8) 내를 진공 배기한다. 이때, 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스를 처리실(8) 내에 공급해도 된다(불활성 가스 퍼지). 또한, 원료 가스 배기 공정과 마찬가지로, 냉각수나 설정 온도가 제어될 수 있다.
상술한 4개의 공정을 행하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 행함으로써, 웨이퍼(W) 상에, 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다.
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
소정 막 두께의 막을 형성한 후, 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스가 공급되어, 처리실(8) 내가 N2 가스로 치환됨과 함께, 처리실(8)의 압력이 상압으로 복귀된다. 그 후, 보트 엘리베이터(17)에 의해 덮개부(9)가 강하되고, 보트(14)가 반응관(2)으로부터 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 보트(14)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).
웨이퍼(W)에 SiN막을 형성할 때의 처리 조건으로서는, 예를 들어 하기가 예시된다.
처리 온도(웨이퍼 온도): 300℃ 내지 700℃
처리 압력(처리실 내 압력): 1Pa 내지 4000Pa
DCS 가스 유량: 100sccm 내지 10000sccm
NH3 가스 유량: 100sccm 내지 10000sccm
N2 가스 유량: 100sccm 내지 10000sccm
각각의 처리 조건을, 각각의 범위 내의 값으로 설정함으로써, 성막 처리를 적정하게 진행시킬 수 있다. 또한 성막 처리는, 웨이퍼(W) 상에 SiN막을 형성하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼(W) 상에 SiO2막, SiON막 등을 형성하는 경우에도 적합하게 적용할 수 있다.
[클리닝 공정]
계속해서, 처리실(8) 내의 클리닝을 행한다. SiN막의 형성 공정 시에, 반응관(2) 및 인렛 플랜지(5)의 내벽이나 보트(14)의 표면 등에도 퇴적물이나 부생성물(퇴적막)이 형성된다. 이 퇴적막은, 상술한 뱃치 처리를 반복해서 행함으로써 누적되어, 서서히 두꺼워진다. 이 누적된 퇴적막은, 그 후의 처리에서 박리되어 웨이퍼(W)에 부착되는 등에 의해, 이물의 요인이 된다. 이 때문에, 이후의 처리에 대비하여, 퇴적막의 두께가 소정의 두께에 달한 시점에서 처리실(8) 내로부터 퇴적막을 제거한다. 노즐 내, 로 내(반응관(2)) 및 노구(인렛 플랜지(5))에서는, 퇴적물 등의 성질(조성, 막 두께 등)이 다르고, 일반적으로는 원료 가스의 노즐(23a) 내와, 노구측의 저온 부분에 퇴적물 등이 많이 부착되는 경향이 있다. 또한, 처리실(8) 내에서의 저온 영역(히터(3)에 의해 둘러싸여 있지 않은 영역이며, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역 이외의 영역)에서는, 고온 영역(히터(3)에 의해 둘러싸이는 영역이며, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역)에 비해서, 퇴적물 등이 부착되기 쉬워진다.
노즐 내 및 로 내에는 제1 클리닝 가스로서 F2(불소) 가스와 NO(일산화질소) 가스를 공급하고, 노구부에는 제2 클리닝 가스로서 HF(불화수소) 가스를 공급한다. 즉 제1 클리닝 가스와 제2 클리닝 가스가 처리 용기(7) 내에 동시에 존재할 수 있는 상황에서, 각각의 가스에 의해 클리닝이 행하여진다. 이때, 고온 쪽이 HF 가스에 의한 반응관에의 대미지가 적기 때문에 반응관 온도를 높게 하는 한편, HF 가스의 에칭 레이트를 높게 하기 위해서 노구부 온도를 낮게 한다. 또한, 제1 클리닝 가스로서는, F2 가스 외에, NF3, ClF3 등의 불소 함유 가스를 사용할 수 있다. 또한, 제2 클리닝 가스로서는, NO 가스 외에, 아산화질소(N2O) 가스, 이산화질소(NO2) 가스 등의 질소 원소와 산소 원소를 포함하는 가스를 사용할 수 있다. 바람직하게는, F2 가스와 NO 가스가 사용된다. 클리닝 공정은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이하의 수순으로 행하여진다.
(보트 로드: S1)
웨이퍼(W)가 장전되어 있지 않은 상태의 보트(14)(빈 보트(14))를, 상술한 보트 로드와 마찬가지의 수순에 의해 처리실(8) 내에 반입한다.
(압력 조정 및 온도 조정: S2)
처리실(8) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(35)에 의해 진공 배기된다. 이때, 처리실(8) 내의 압력이 압력 센서(33)로 측정되어, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(34)가 피드백 제어된다(압력 조정). 진공 펌프(35)는, 적어도 처리실(8) 내의 잔류 클리닝 가스의 퍼지(S5)가 완료될 때까지의 동안은 상시 작동한 상태를 유지한다. 이때, 가스 공급관(19f)으로부터, 제1 퍼지 가스(28)로서 N2 가스를 공급한다. 또한, 가스 공급관(19f)으로부터, 제2 퍼지 가스(49)로서 N2 가스를 공급한다. 제1 퍼지 가스(28), 제2 퍼지 가스(49)의 공급은, 적어도 클리닝 처리가 완료될 때까지 계속된다. 제1 퍼지 가스(28), 제2 퍼지 가스(49)의 유량은, 특히 제1 클리닝 가스나 제2 클리닝 가스가 공급되고 있는 동안, 성막 처리 시의 유량에 비해서 증가될 수 있다. 제1 퍼지 가스(28)와 제2 퍼지 가스(49)의 유량의 합계는, 제1 클리닝 가스나 제2 클리닝 가스의 유량의 합계보다도 큰 것이 바람직하다.
처리실(8) 내가 소정의 제1 온도(T1)로 되도록 히터(3)의 통전 정도가 제어되어, 처리실(8) 내가 강온된다. 이때, 처리실(8) 내가 원하는 온도 분포로 되도록 로 내의 복수의 온도 검출기(4)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(3)에의 통전 정도 및 히터(3)의 냉각 기구(도시하지 않음)의 냉각이 피드백 제어될 수 있다(온도 조정). 제1 온도(T1)는 예를 들어 200 내지 400℃의 범위 내이다. 또한, 노구부가 소정의 제2 온도(T2)로 되도록 히터(50)에 의한 가열 및 냉각수로(25)와 냉각 블록(56)에 의한 냉각에 의해 온도 제어된다. 제2 온도(T2)는, 제1 온도(T1)보다 낮아, 예를 들어 5 내지 75℃의 범위 내이다. 이때, 노구부가 소정의 온도 분포로 되도록 온도 센서(52a, 52b, 52c)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(50)에의 통전 정도 및 밸브(41, 42)의 개폐가 피드백 제어된다(온도 조정). 히터(3)에 의한 처리실(8) 내의 온도 제어와, 히터(50), 냉각수로(25)와 냉각 블록(56)에 의한 노구부의 온도 제어는, 적어도 처리실(8) 내의 클리닝이 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행하여진다. 제1 온도 범위와 제2 온도 범위는, 적어도 온도 측정점에서 100℃ 이상 이격되어 있어, 겹치지 않는다.
계속해서, 회전 기구(16)에 의해 보트(14)를 회전시킨다. 회전 기구(16)에 의한 보트(14)의 회전은, 적어도 처리실(8) 내의 클리닝이 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행하여진다. 또한, 보트(14)는 회전시키지 않아도 된다.
(클리닝 가스 공급: S3)
이어서, 제1 노즐인 노즐(23a)로부터 제1 클리닝 가스로서 F2 가스와 NO 가스를 공급함과 함께, 제2 노즐인 노즐(63c)로부터 제2 클리닝 가스로서 HF 가스를 공급한다.
노즐(23a)은, 웨이퍼(W) 상에 형성된 원료 가스를 공급하는 것에 사용되므로, 처리실(8) 내에 수용된 웨이퍼(W)의 근방을 향해서 가스를 공급하도록 되어 있다. 이 때문에, 노즐(23a)은, 인렛 플랜지(5)측과 비교하여, 처리실(8) 내의 웨이퍼(W)를 수용하는 부분(도 1에서 상방)인 반응관(2)측에 가스를 공급하기 쉽다. 따라서, 노즐(23a)로부터의 가스 공급에 의하면, 인렛 플랜지(5)측과 비교하여, 반응관(2)측이 클리닝되기 쉽다.
이에 반해, 노즐(63c)은, 노즐(23a)과 비교해서 인렛 플랜지(5)측에 가스를 공급하도록 되어 있다. 이 때문에, 노즐(63c)은, 반응관(2)측과 비교하여, 인렛 플랜지(5)측에, 예를 들어 인렛 플랜지(5)의 내벽면에 대하여 가스를 공급하기 쉽다. 따라서, 노즐(63c)로부터의 가스 공급에 의하면, 반응관(2)측과 비교하여, 인렛 플랜지(5)측이 클리닝되기 쉽다.
이때, 각각의 에칭 가스에 의한 클리닝의 대상물을, 효과적으로 클리닝할 수 있는 온도로 설정함으로써, 클리닝의 대상 이외에의 대미지를 방지하면서, 대상물을 확실하게 클리닝할 수 있다.
클리닝 가스 공급 공정(S3)을 보다 구체적으로 설명한다.
스텝 S3a1에서는 가스 공급관(60a)의 밸브(62a)를 개방하여, 가스 공급관(60a) 내에 F2 가스를 흘린다. F2 가스는 가스 공급관(60a)으로부터 흘러, MFC(61a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 F2 가스는, 노즐(23a)의 공급 구멍(24a)으로부터 처리실(8) 내에 공급되어, 반응관(2) 및 보트(14)의 표면 등에 접촉하여, 배기관(32)으로부터 배기된다. 이때, 가스 공급관(19c)의 밸브(22c)를 개방하여, MFC(21c)에 의해 유량 조정해서 노즐(23a)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스도 공급한다. 이때, 노즐(23b, 23c) 내에의 F2 가스의 침입을 방지하기 위해서, 가스 공급관(19d, 19e)의 밸브(22d, 22e)를 개방하여, 노즐(23b, 23c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다.
소정 시간, 예를 들어 30초 경과 후, 스텝 S3a2에서는, 가스 공급관(60a)의 밸브(62a)를 닫은 후, 가스 공급관(60b)의 밸브(62b)를 개방하여, 가스 공급관(60b) 내에 NO 가스를 흘린다. NO 가스는 가스 공급관(60b)으로부터 흘러, MFC(61b)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 NO 가스는, 노즐(23a) 내에서 잔류하고 있던 F2 가스와 혼합해서 강한 에칭 작용을 발휘하여, 노즐(23a) 내를 클리닝한다. 노즐(23a)의 공급 구멍(24a)으로부터 처리실(8) 내에 공급되어, 공급 버퍼실(2A), 반응관(2) 및 보트(14), 배기 버퍼실(2B)의 표면 등에 순차 접촉해서 클리닝한 후, 배기관(32)으로부터 배기된다. 이때, 가스 공급관(19c)의 밸브(22c)를 개방하여, MFC(21c)에 의해 유량 조정해서 노즐(23a)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스도 공급한다. 또한, 노즐(23b, 23c) 내에의 NO 가스의 침입을 방지하기 위해서, 가스 공급관(19d, 19e)의 밸브(22d, 22e)를 개방하여, 노즐(23b, 23c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다.
소정 시간, 예를 들어 30초 경과 후, 스텝 S3a3에서는, 가스 공급관(60b)의 밸브(62b)를 닫는다. 이때, 가스 공급관(19c, 19d, 19e)의 밸브(22c, 22d, 22e)를 개방하여, MFC(21c, 21d, 21e)에 의해 유량 조정해서 노즐(23a, 23b, 23c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다. 또한 스텝 S3a3은 필수적이지 않다. 또한 스텝 S3a3 후에 또는 스텝 S3a3 대신에, N2 가스의 유량을 충분히 작게 해서 진공 펌프(35)의 도달 압력 부근까지 배기하는 스텝을 행해도 된다.
스텝 S3a1 내지 S3a3을 소정 횟수 반복한다. 또한 스텝 S3a1과 스텝 S3a2를 동시에 행하면서(즉 가스 공급관(60a) 내에서 가스를 혼합시킴) 또한 스텝 S3a3을 생략할 수 있으며, 그 경우에는, 반복이 아니라 지속적인 공급이 된다.
소정 횟수 반복되는 스텝 S3a1 내지 S3a3과 병행하는 스텝 S3b에서는 가스 공급관(60c)의 밸브(62c)를 개방하여, 가스 공급관(60c) 내에 HF 가스를 흘린다. 이때 가스 공급관(60d)의 밸브(62d)를 닫고 있다. HF 가스는 가스 공급관(60c)으로부터 흘러, MFC(61c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF 가스는, 노즐(63c)의 가스 공급 구멍(64c)으로부터 처리실(8) 내에 공급되어, 인렛 플랜지(5)의 내벽 등에 접촉하여, 배기관(32)으로부터 배기된다. 또한 스텝 S3a3 또는 배기 스텝이 행하여지고 있는 동안에, 가스 공급관(60c)의 밸브(62c)를 닫을 수 있다.
노즐(23a)로부터 공급되는 F2 및 NO의 혼합 가스에 의해, 주로 노즐(23a)이나 반응관(2)의 내벽이나 보트(14)의 표면 등의 비교적 온도가 높은 영역에 대하여 선택적으로 클리닝이 행하여진다(고온부 클리닝). 노즐(63c)로부터 공급되는 HF 가스에 의해, 주로 인렛 플랜지(5)의 내벽이나 덮개부(9) 및 보호 플레이트(12)의 상면 등의 비교적 온도가 낮은 영역에 대하여 선택적으로 클리닝이 행하여진다(저온부 클리닝).
클리닝 시, APC 밸브(34)를 조정하여, 처리실(8) 내의 압력을, 예를 들어 77Pa 내지 53.2kPa의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(61c)로 제어하는 HF 가스의 공급 유량은, 예를 들어 0.1slm 내지 4slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(61a, 61b)로 제어하는 F2 가스, NO 가스의 공급 유량은, 예를 들어 0.1slm 내지 4slm의 범위 내의 유량으로 한다. MFC(21c)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 0.2slm 내지 10slm의 범위 내의 유량으로 한다. 여기서, HF 가스와 F2 가스의 유량비가 1:4 이상 또는 4 이상:1로 하는 것이 바람직하다. 1:4 이상의 유량비는, F2 가스가 HF 가스보다 4배 이상 흐르는 것을 의미하고, 4 이상:1의 유량비는, HF 가스가 F2 가스의 4배 이상 흐르는 것을 의미한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 수분의 병존이나, HF 가스가 포화 증기압에 가까워지는(습해지는) 것에 기인하여, 300℃ 이하에서는 저온일수록 HF 가스의 에칭 레이트(E.R)가 높아진다. 또한 F2 가스와 NO 가스의 에칭 레이트는, F2와 NO로부터 원자상 불소를 생기게 하는 반응의 레이트에 기인하여, 75℃ 내지 50℃ 부근에서 에칭 레이트가 극소가 되고, 75℃ 내지 400℃의 범위에서는 온도의 상승과 함께 에칭 레이트가 높아진다. 따라서, 선택성을 최대화하기 위해서는, 처리실(8) 내의 제1 온도는 200℃ 이상이 바람직하고, 인렛 플랜지(5) 내의 제2 온도는 75℃ 이하가 바람직하다. 한편 제2 온도가 75℃를 초과하면, 인렛 플랜지(5)에 확산한 F2 가스 등이 인렛 플랜지(5)를 과잉으로 에칭하거나 하여, 수명을 단축시킬 우려가 있다. 또한 제1 온도가 200℃를 하회하면 반응관(2)에 확산한 HF 가스가 반응관(2)에 대미지를 부여할 우려가 있고, 400℃를 초과하면 F2 가스 등에 의한 에칭이 과잉으로 되거나 불균일을 발생시키거나 할 우려가 있다.
도 9에 도시하는 바와 같이, HF의 증기압 곡선에 있어서, 대기압(100kPa)에서의 비점은 19.5℃로, HF는 실온에서는 기체이다. 53.2kPa(400Torr) 이하에서는 비점은 5℃ 이하이다. 예를 들어, 증기압이 39.9kPa(300Torr)에서는 -5℃, 26.6kPa(200Torr)에서는 -17℃이다. 클리닝 시의 처리실(8) 내의 압력이 53.2kPa 이하이면 인렛 플랜지(5) 내의 온도가 5℃이어도, HF 가스는 액화하지 않아, 액화 부식 등의 문제는 없다. 따라서, 인렛 플랜지(5) 내의 제2 온도는 5℃ 이상이 바람직하다. 한편, 인렛 플랜지(5) 내의 제2 온도가 5℃ 미만이면, 액화한 HF에 의한 부식의 우려가 있다.
(압력 조정 및 온도 조정: S4)
처리실(8) 내가 스텝 S3의 클리닝 가스 공급 시보다 고진공인 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(35)에 의해 진공 배기됨과 함께, 처리실(8) 내가 소정의 제3 온도(T3)로 되도록 히터(3)의 가열이 제어된다. 이때, 처리실(8) 내의 압력이 압력 센서(33)로 측정되어, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(34)가 피드백 제어된다(압력 조정). 또한 노구부는, 시일 부재(6)를 그 내열 온도(예를 들어 300℃) 이하의 온도로 유지하도록 냉각된다.
(퍼지 및 대기압 복귀: S5, 누설 체크: S6)
처리실(8) 내가 소정의 제3 온도(예를 들어, 750℃)로 된 후, 밸브(22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 62d)를 개방하여, 가스 공급관(19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 60d) 각각으로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 처리실(8) 내에 공급하여, 배기관(32)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 처리실(8) 내가 불활성 가스로 퍼지되어, 처리실(8) 내에 잔류하는 가스가 처리실(8) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(8) 내가 대기 온도로 되도록 히터(3)의 가열이 제어된다. 또한 APC 밸브(34)가 폐쇄되고 처리실(8) 내가 불활성 가스로 채워져, 처리실(8) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀). 이때 모든 불활성 가스의 공급을 일시적으로 정지하고, 누설 체크를 행한다.
(보트 언로드: S7)
상술한 보트 언로드와 마찬가지의 수순에 의해, 보트(14)를 반응관(2)의 외부로 반출한다. 그리고, 셔터(도시하지 않음)에 의해 인렛 플랜지(5)의 하단 개구를 시일한다.
<다른 실시 형태>
클리닝 가스 공급 공정(S3)의 클리닝 가스 공급으로서 노즐(23a)로부터 제1 클리닝 가스로서 F2(불소) 가스와 NO(일산화질소) 가스를 공급한 후, 노즐(63c)로부터 제2 클리닝 가스로서 HF(불화수소) 가스를 공급하고, 이것을 복수회 반복해서 클리닝 가스를 공급하도록 해도 된다.
다른 실시 형태의 클리닝 가스 공급 공정(S3)을 보다 구체적으로 설명한다.
F2 가스와 NO 가스를 공급하는 스텝 S3a는 스텝 S3a1 내지 S3a3을 각각 1회 행한다. 스텝 S3a1 내지 S3a3은 실시 형태와 마찬가지이다. 단, 가스 공급관(60d)의 밸브(62d)를 개방하여, MFC(61d)에 의해 유량 조정해서 노즐(63c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다.
스텝 S3a3의 후, 스텝 S3b에서는 가스 공급관(60c)의 밸브(62c)를 개방하여, 가스 공급관(60c) 내에 HF 가스를 흘린다. HF 가스는 가스 공급관(60c)으로부터 흘러, MFC(61c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HF 가스는, 노즐(63c)의 가스 공급 구멍(64c)으로부터 처리실(8) 내에 공급되어, 인렛 플랜지(5)의 내벽 등에 접촉하여, 배기관(32)으로부터 배기된다. 이때, 가스 공급관(60d)의 밸브(62d)를 닫고 있다. 또한, 가스 공급관(19c, 19d, 19e)의 밸브(22c, 22d, 22e)를 개방하여, MFC(21c, 21d, 21e)에 의해 유량 조정해서 노즐(23a, 23b, 23c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다.
스텝 Sa(스텝 S3a1 내지 S3a3) 및 스텝 Sb를 소정 횟수 반복한다. 그 동안에, 반응관(2) 내(반응 용기(7)의 중심측)의 온도는 200℃ 내지 400℃, 인렛 플랜지(5) 내의 온도는 5℃ 내지 75℃로 유지된다. 제1 클리닝 가스와 제2 클리닝 가스는, 시분할로 공급되지만, 한쪽 가스가 충분히 배기되기 전에 다른 쪽 가스가 공급되기 때문에, 처리 용기(7) 내에서는 서로 혼합되어서 동시에 존재하고 있다.
<비교예>
본 개시자들이 본 개시에 앞서 검토한 기술(비교예)에 대해서 도 10을 사용해서 설명한다. 비교예의 노구부에는 온도 제어 기구를 구비하고 있지 않다. 따라서, 처리실(8) 내 온도를 낮게 설정해서 HF 가스에 의해 클리닝한 후, 처리실(8) 내 온도를 높게 설정해서 F2 가스와 NO 가스에 의해 클리닝한다.
(보트 로드: S1)
실시 형태의 S1과 마찬가지이다. 웨이퍼(W)가 장전되어 있지 않은 상태의 보트(14)(빈 보트(14))를 상술한 보트 로드와 마찬가지의 수순에 의해 처리실(8) 내에 반입한다.
(압력 조정 및 온도 조정: S2a)
처리실(8) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 실시 형태와 마찬가지로 진공 펌프(35)에 의해 진공 배기된다.
처리실(8) 내가 소정의 제4 온도(T4)로 되도록 히터(3)의 냉각 기구(도시하지 않음)에 의해 실시 형태와 마찬가지로 강온된다. 단, 제4 온도(T4)는 제1 온도(T1)보다도 낮아, 강온하는 데 실시 형태보다도 긴 시간을 요한다.
계속해서, 회전 기구(16)에 의해 보트(14)를 회전시킨다. 회전 기구(16)에 의한 보트(14)의 회전은, 적어도 처리실(8) 내의 클리닝이 완료될 때까지의 동안은 계속해서 행하여진다. 또한, 보트(14)는 회전시키지 않아도 된다.
(클리닝 가스 공급: S3b)
이어서, 클리닝 가스를 처리실(8) 내에 공급한다. 노즐(63c)로부터 클리닝 가스로서 HF 가스를 공급한다.
스텝 S3b에서는, 실시 형태와 마찬가지로 노즐(63c)의 가스 공급 구멍(64c)으로부터 HF 가스가 처리실(8) 내에 공급되어, 인렛 플랜지(5)의 내벽 등에 접촉하여, 배기관(32)으로부터 배기된다. 단, 가스 공급관(19c, 19d, 19e)의 밸브(22c, 22d, 22e)를 개방하여, MFC(21c, 21d, 21e)에 의해 유량 조정해서 노즐(23a, 23b, 23c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다.
클리닝 시, APC 밸브(34)를 조정하여, 처리실(8) 내의 압력을, 예를 들어 133(1Torr) 내지 53200Pa(400Torr)의 범위 내의 압력으로 한다. MFC(61c)로 제어하는 HF 가스의 공급 유량은, 예를 들어 100sccm(0.1slm) 내지 4000sccm(4slm)의 범위 내의 유량으로 한다. 히터(3)의 온도는, 처리실(8) 내의 제4 온도(T4)가, 예를 들어 75℃ 이상 100℃ 미만의 범위 내의 온도로 되도록 설정한다.
(압력 조정: S4a, 온도 조정: S4b)
처리실(8) 내가 스텝 S3의 클리닝 가스 공급 시보다 고진공인 원하는 압력(진공도)이 되도록 실시 형태의 스텝 S4와 마찬가지로 진공 펌프(35)에 의해 진공 배기된다. 처리실(8) 내가 소정의 제3 온도(T3)로 되도록 실시 형태의 스텝 S4와 마찬가지로 히터(3)에 의해 가열된다. 제4 온도(T4)는 실시 형태의 제1 온도(T1)보다도 낮기 때문에, 제3 온도(T3)까지 가열하는 데, 실시 형태보다도 시간을 요한다.
(퍼지: S5a, 누설 체크: S6)
처리실(8) 내가 소정의 제3 온도로 된 후, 밸브(22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 62d)를 개방하여, 가스 공급관(19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 60d) 각각으로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 처리실(8) 내에 공급하여, 배기관(32)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하여, 처리실(8) 내가 불활성 가스로 퍼지되어, 처리실(8) 내에 잔류하는 가스가 처리실(8) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(8) 내가 소정의 제1 온도(T1)로 되도록 히터(3)의 냉각 기구(도시하지 않음)에 의해 실시 형태와 마찬가지로 강온되고, 누설 체크를 행한다(스텝 S6).
(클리닝 가스 공급: S3a)
F2 가스와 NO 가스를 공급하는 스텝 S3a(스텝 S3a1 내지 S3a3)는, 실시 형태와 마찬가지이다. 단, 가스 공급관(60d)의 밸브(62d)를 개방하여, MFC(61d)에 의해 유량 조정해서 노즐(63c)로부터 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급한다.
압력 조정 및 온도 조정(스텝 S4), 퍼지 및 대기압 복귀(스텝 S5), 보트 언로드(스텝 S7)는 실시 형태와 마찬가지이다.
실시 형태는, 비교예보다도 처리실(8) 내의 온도가 높은 상태에서 클리닝을 행하므로, 처리실(8) 내의 강온 시간을 단축하는 것이 가능하여, 도 10에 도시하는 시간(ta)을 없애는 것이 가능하다. 또한, 비교예보다도 저온에서 HF 가스에 의한 클리닝을 행하므로, 에칭 레이트를 향상시키는 것이 가능하여, 도 10에 도시하는 시간(tb)을 없애는 것이 가능하다. 또한, 실시 형태는 비교예보다도 온도 변화의 횟수를 적게 하는 것이 가능하다. 또한, HF 가스에 의한 클리닝과 F2 가스 및 NO 가스의 클리닝을 병행해서 행하므로, 도 10에 도시하는 시간(tc) 및 시간(td)을 없애는 것이 가능하다. 따라서, 실시 형태에서는 비교예에 비하여 클리닝 시간을 절반 이하로 하는 것이 가능하다.
실시 형태에 따르면, 하기의 적어도 하나의 효과를 발휘한다.
(1) 가스 공급 기구가 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하므로, 다른 특성의 클리닝 가스를 공급해서 클리닝이 가능하다.
(2) 가스 공급 기구가 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하므로, 2종류의 클리닝 가스의 병렬 공급이 가능하다.
(3) 히터와 냉각 기구가 반응 용기의 내면의 온도를 중심측(히터(3)에 둘러싸여 있는 영역)과 개구측에서 다르게 하므로, 다른 특성의 클리닝 가스를 병행해서 공급하는 것이 가능하다.
(4) 제1 온도 범위를 제1 클리닝 가스의 에칭 레이트의 극소점보다도 높게 하고, 제2 온도 범위를 제2 클리닝 가스의 에칭 레이트의 극대점보다도 낮게 함으로써, 각각의 에칭을 높은 국소성으로 행할 수 있다. 동시에, 제2 온도 범위를 제2 클리닝 가스(불화수소)의 응축점보다도 높게 함으로써, 반응 용기의 부식을 방지할 수 있다.
(5) 노즐 내나 반응관 내의 에칭의 불균일을 작게 할 목적으로, F2 가스 및 NO 가스의 공급 시간이나 공급량, 처리실의 제1 온도의 분포를 파라미터로서 이용할 수 있다.
<변형예>
이상, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명하였다. 그러나, 본 개시는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
실시 형태에서는, 노즐은 하방으로부터 상방으로 연신되는 I자형을 사용했지만, 도 11, 12에 도시하는 바와 같이, 반응관의 상부측에서 되접힌 U자형이어도 된다.
도 11, 12에 도시하는 바와 같이, 변형예에서는, 실시 형태의 노즐(23a, 23b, 23c)에 더하여, N2 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 노즐(23d, 23e)을 구비한다.
도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 변형예의 노즐(23a, 23b, 23c)은 반응관의 상부에서 되접힌 U자형이며, 되접힌 선단측에 공급 구멍을 복수 갖는다. 제1 변형예의 노즐(23d, 23e)은 I자형이며, 그 직경은 노즐(23a, 23b, 23c)의 직경보다도 작고, 그 공급 구멍의 수는 노즐(23a, 23b, 23c)의 공급 구멍의 수보다도 많다.
도 11의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제2 변형예의 노즐(23a, 23b, 23c)은 제1 변형예와 마찬가지이다. 제2 변형예의 노즐(23d, 23e)은 제1 변형예와 마찬가지로 I자형이지만, 그 직경은 노즐(23a, 23b, 23c)의 직경과 마찬가지이고, 그 공급 구멍의 수는 제1 변형예의 노즐(23d, 23e)의 공급 구멍의 수보다도 적다. 또한, 제2 변형예의 노즐(23d)의 공급 구멍은 선단측인 상부측에 배치되고, 노즐(23e)의 공급 구멍은 밑동측인 하부측에 배치된다.
도 12의 (b)에 도시하는 제3 변형예의 노즐(23a, 23d, 23e)은 제1 변형예와 마찬가지이다. 제3 변형예의 노즐(23b, 23c)은 I자형이며, 그 직경은 노즐(23a)의 직경과 마찬가지이고, 각각에 인접해서 I자형 노즐(23f, 23g)을 구비한다. 제3 변형예의 노즐(23f, 23g)의 직경은 제3 변형예의 노즐(23b, 23c)의 직경과 마찬가지이며, 그 공급 구멍의 수는 제3 변형예의 노즐(23b, 23c)의 공급 구멍의 수보다도 적다. 또한, 제3 변형예의 노즐(23f)의 공급 구멍은 선단측인 상부측에 배치되고, 노즐(23g)의 공급 구멍은 밑동측인 하부측에 배치된다.
도 12의 (c)에 도시하는 제4 변형예의 노즐(23a, 23b, 23c)은 제3 변형예와 마찬가지이다. 제4 변형예의 노즐(23d, 23e)은 제3 변형예의 노즐(23d, 23e)과 마찬가지로 I자형이지만, 그 직경은 제3 변형예의 노즐(23d, 23e)보다도 크다. 제4 변형예의 노즐(23f, 23g)의 형상 및 그 직경은 제3 변형예의 노즐(23f, 23g)과 마찬가지이지만, 그 공급 구멍의 수는 제3 변형예의 노즐(23f, 23g)의 공급 구멍의 수보다도 적다. 또한, 제4 변형예의 노즐(23f)의 공급 구멍은, 제3 변형예와 마찬가지로 선단측인 상부측에 배치되고, 노즐(23g)의 공급 구멍은 제3 변형예와 마찬가지로 근원측인 하부측에 배치된다.
반응 용기의 중심측의 온도가 제1 온도 범위 내의 상태에서, 상기 반응 용기의 개구측의 전체 둘레를 제1 온도 범위 내보다도 낮은 제2 온도 범위 내로 유지하는 공정과,
상기 반응 용기 내의 기판이 배치되는 영역의 부근에서, 제1 클리닝 가스를 공급하는 공정과,
상기 반응 용기 내의 상기 개구의 부근에서 제2 클리닝 가스를 공급하는 공정과,
공급된 상기 제1 클리닝 가스와 상기 제2 클리닝 가스가 동시에 상기 반응 용기 내에 존재하는 상태에서, 상기 제1 클리닝 가스에 의한 상기 반응 용기의 중심측의 클리닝과, 상기 제2 클리닝 가스에 의한 상기 개구측의 클리닝을 실질적으로 동시에 행하는 공정을 갖고,
상기 제1 클리닝 가스와 상기 제2 클리닝 가스를, 1:4 이상의 유량비로 동시 공급하거나, 4 이상:1의 유량비로 동시 공급하거나, 상기 제1 클리닝 가스 및 상기 제2 클리닝 가스를 교대로 공급하거나 중 어느 한 방법으로 상기 제1 클리닝 가스 및 상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
1: 기판 처리 장치
3: 히터
7: 처리 용기(반응 용기)
9: 덮개부(덮개)
W: 웨이퍼(기판)

Claims (19)

  1. 기판이 배치되는 제1 영역과 기판이 배치되지 않는 제2 영역을 갖는 반응 용기와,
    상기 제1 영역을 가열하는 히터와,
    상기 반응 용기 내를 클리닝하는 클리닝 가스를 포함하는, 복수의 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
    상기 가스 공급 기구가 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 혹은, 상기 가스 공급 기구가 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 상기 히터가 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 하거나 중 적어도 하나에 의해, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하도록 상기 가스 공급 기구, 상기 히터 및 냉각 기구 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응 용기는, 상기 제1 영역에 상기 제2 영역을 통해서 상기 기판을 출납 가능한 개구를 갖는 통상의 반응관을 구비하고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 유체 연통하고,
    상기 제2 영역에는, 상기 제1 영역에 상기 기판이 배치되어 있는 동안에, 단열 구조체가 배치되는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반응 용기의 개구측을 냉각하는 상기 냉각 기구를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급 기구는, 상기 제1 영역으로부터 제1 클리닝 가스를 공급하는 제1 노즐과, 상기 제2 영역으로부터 제2 클리닝 가스를 공급하는 제2 노즐을 갖는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 노즐은, 상기 제1 클리닝 가스로서 불소 함유 가스와, 산소 및 질소를 포함하는 가스의 혼합 가스를 공급하고,
    상기 제2 노즐은, 상기 제2 클리닝 가스로서 불화수소 가스를 공급하는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역의 온도를 200℃ 이상 400℃ 이하로 하고, 상기 제2 영역의 온도를 5℃ 이상 75℃ 이하로 하는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가스 공급 기구가 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 혹은, 상기 가스 공급 기구가 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 상기 히터가 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 하거나 중 적어도 2개에 의해, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하도록 상기 가스 공급 기구, 상기 히터 및 냉각 기구 중 적어도 하나를 제어하는, 기판 처리 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 가스 공급 기구는, 상기 반응 용기의 중심측이며 기판이 배치되는 영역의 부근으로부터 제1 클리닝 가스를 공급하는 제1 노즐과, 상기 반응 용기의 상기 개구측의 부근으로부터 제2 클리닝 가스를 공급하는 제2 노즐을 갖고,
    상기 냉각 기구는, 상기 클리닝을 동시에 행할 때, 상기 반응 용기의 중심측의 온도가 200℃ 이상 400℃ 이하의 상태에서, 상기 반응 용기의 상기 개구측의 전체 둘레를 5℃ 이상 75℃ 이하로 냉각하는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가스 공급 기구가 다른 2종류의 클리닝 가스를, 다른 2군데로부터 공급하고 또한 상기 히터가 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 함으로써, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하도록 상기 가스 공급 기구, 상기 히터 및 냉각 기구 중 적어도 하나를 제어하는, 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 클리닝 가스는, F2 가스를 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 클리닝 가스는, 산화질소를 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제2 클리닝 가스는, 불화수소를 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 반응 용기는, 내열 내식 재료제의 반응관과, 상기 반응관의 개구를 상기 반응 용기의 개구에 접속함과 함께 상기 클리닝 가스를 상기 반응 용기 내에 도입하는 포트를 갖는 인렛 플랜지를 구비하는, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 제1 노즐은, 상기 반응관의 내면을 따라 관축과 평행하게 배치되고, 관축과 수직 방향으로 제1 클리닝 가스로서 불소 함유 가스와 산소와 질소를 포함하는 가스의 혼합 가스를 토출하고,
    제2 노즐은, 상기 인렛 플랜지의 둘레 방향으로 제2 클리닝 가스로서 불화수소를 토출하는, 기판 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 냉각 기구는, 상기 반응 용기의 상기 개구의 실질적으로 전체 둘레에 접촉하도록 마련되어, 내부를 냉각 매체가 유통함으로써 상기 반응 용기의 상기 개구측이 냉각되고,
    상기 인렛 플랜지는, 기판에의 처리를 행할 때, 그 내면이 200℃ 이상으로 유지되는, 기판 처리 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 영역에 공급하는 제1 클리닝 가스와 상기 제2 영역에 공급하는 제2 클리닝 가스를, 1:4 이상의 유량비로 동시 공급하거나, 4 이상:1의 유량비로 동시 공급하거나, 상기 제1 클리닝 가스 및 상기 제2 클리닝 가스를 교대로 공급하거나 중 어느 한 방법으로 상기 제1 클리닝 가스 및 상기 제2 클리닝 가스를 공급하는, 기판 처리 장치.
  17. 기판이 배치되는 제1 영역과 기판이 배치되지 않는 제2 영역을 갖는 반응 용기 내의 상기 제1 영역에서 기판을 처리하는 공정과,
    상기 제1 영역에 기판이 배치되지 않은 상태에서, 상기 반응 용기 내에 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 혹은, 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 히터에 의해 상기 제1 영역을 가열해서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 하거나 중 적어도 하나에 의해, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하는 공정을 갖는 기판 처리 장치를 사용한 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 기판이 배치되는 제1 영역과 기판이 배치되지 않는 제2 영역을 갖는 반응 용기 내의 상기 제1 영역에 기판이 배치되지 않은 상태에서, 상기 반응 용기 내에 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 혹은, 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 히터에 의해 상기 제1 영역을 가열하고, 냉각 기구에 의해 상기 제2 영역을 냉각하여, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 하거나 중 적어도 하나에 의해, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
  19. 기판이 배치되는 제1 영역과 기판이 배치되지 않는 제2 영역을 갖는 반응 용기 내의 상기 제1 영역에서 기판을 처리하는 수순과,
    상기 제1 영역에 기판이 배치되지 않은 상태에서, 상기 반응 용기 내에 다른 2종류의 클리닝 가스를 공급하거나, 혹은, 다른 2군데로부터 클리닝 가스를 공급하거나, 또는, 히터에 의해 상기 제1 영역을 가열해서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 온도를 다르게 하거나 중 적어도 하나에 의해, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 다른 조건에서 클리닝하는 수순
    을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록된 프로그램.
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