衬底处理系统、半导体器件的制造方法及存储介质的制作方法_3

文档序号:8426278阅读:来源:国知局
向晶片200上供给向缓冲室232供给的惰性气体,并且能够使衬底上的残留气的除去效率提闻。
[0098]在处理室净化工序中供给的惰性气体将第二处理气体供给工序S212中无法与含钛层结合的NH3气体从晶片200上除去。进一步地,也除去残留在喷头230内的NH3气体。在经过规定时间之后,关闭阀门136,停止惰性气体的供给,并且关闭阀门237,将喷头230与真空泵239之间隔断。
[0099]更优选地,在经过规定时间之后,一边使第二排气系统的排气泵224继续工作,一边关闭阀门237。这样,由于经由处理室201且朝向第二排气系统的气流不会受到第一排气系统的影响,所以缓冲室232内的残留气体和所供给的惰性气体能够更确实地向衬底上供给惰性气体,因此,在衬底上,第一气体和未完全反应的残留气体的除去效率进一步提高。
[0100]这样,通过在喷头的净化工序之后继续连续进行处理室的净化工序,能够在除去了喷头230内的残留气体的状态下实施处理室的净化工序,因此,从喷头230向处理室201内供给残留气体,能够防止残留气体附着到晶片200上。
[0101]此外,如果处理气体和反应气体的残留在容许范围之内的话,则如图4b所示,也可以同时进行喷头的净化工序和处理室的净化工序。由此,能够使净化时间缩短,并使生产量提闻。
[0102]另外,也可以与第一处理室净化工序同样地构成。
[0103](判断工序S214)
[0104]在第二处理室净化工序S212结束之后,控制器260判断上述的S202?S212是否执行了规定次数。即,判断是否在晶片200上形成有希望厚度的膜。
[0105]当未实施规定次数时(否定判断时),重复S202?S212的循环。当实施了规定次数时(肯定判断时),结束成膜工序S104。
[0106]在此,使用图5 (a)、(b)、(c)对S202?S212的循环示例进行说明。图5 (a)是如上所述依次进行各工序的循环。图5 (b)是以大致同时进行第一喷头净化工序S204和第一处理室净化工序S206,并大致同时进行第二喷头净化工序S210和第二处理室净化工序S212的方式进行的循环。通过这样大致同时净化喷头和处理室,而能够缩短净化时间,并能期待生产量的提高。图5 (c)是以在第一喷头净化工序S204结束之前开始第一处理室净化工序S206,并在第二喷头净化工序S210结束之前开始第二处理室净化工序S212的方式构成的循环。通过这样构成,能够进一步减少残留在处理室201内的处理气体或反应气体。
[0107]接着,使用图6、图7、图8、图9对设有多个衬底处理装置101的衬底处理系统中的气体供给系统、各工序的循环、和气体供给流程进行说明。
[0108]在此,如图6所示,对在真空输送室104内设有四个衬底处理装置101a、101b、1lcUOld的衬底处理系统101进行说明。在各衬底处理装置中,通过设在真空输送室104内的真空输送机械臂105依次输送晶片200。此外,晶片200从空气输送室102经由加载锁定单元103被输入至真空输送室104内。另外,在此示出的是设有四个衬底处理装置的情况,但并不限定于此,只要设置两个以上即可,也可以设置五个以上。
[0109]接着,使用图7对设在衬底处理系统101中的气体供给系统进行说明。气体供给系统由第一气体供给系统(处理气体供给系统)、第二气体供给系统(反应气体供给系统)、第三气体供给系统(净化气体供给系统)等构成。对各气体供给系统的结构进行说明。
[0110](第一气体供给系统)
[0111]如图7所示,在从处理气体源113到各衬底处理装置之间,分别设有缓冲容器114、质量流量控制器(MFC) 115a、115b、115c、115d、和处理室侧阀门 116 (116a、116b、116c、116d)。另外,它们由处理气体通用管112、处理气体供给管llla、lllb、lllc、llld等连接。由这些构成、和缓冲容器114、处理气体通用管112、MFC115a、115b、115c、115d、处理室侧阀门116(116a、116b、116c、116d)、处理气体供给管111a、111b、111c、Illd构成第一气体供给系统。此外,也可以构成为,使处理气体源113包括在第一气体供给系统中。另外,也可以根据设在衬底处理系统中的衬底处理装置的个数,使各结构增减。
[0112](第二气体供给系统)
[0113]如图7所示,在从反应气体源123到各衬底处理装置之间,设有作为活化部的远程等离子体单元(RPU) 124、MFC125a、125b、125c、125d、处理室侧阀门 126 (126a、126b、126c、126d)。这些各构成由反应气体通用管122和反应气体供给管121a、121b、121c、121d等连接。由这些构成、和1?^124、]\^(:1253、12513、125(3、125(1、处理室侧阀门 126 (126a、126b、126c、126d)、反应气体通用管122、反应气体供给管121a、121b、121c、121d等构成第二气体供给系统。
[0114]此外,也可以构成为,使反应气体源123包括在第二气体供给系统中。另外,也可以根据设在衬底处理系统中的衬底处理装置的个数,使各结构增减。
[0115]另外,也可以构成为,在处理室侧阀门126 (126a、126b、126c、126d)的前侧,设置排气线路171a、171b、171c、171d和排气阀170 (170a、170b、170c、170d)来排出反应气体。通过设置排气线路,能够不使钝化的反应气体或反应性降低的反应气体从处理室中通过地排出。例如,也可以是,直到后述的图9的步骤3为止,不向任意一个衬底处理室供给反应气体,而将存在于各气体供给管121a、121b、121c、121d内的、活性度降低的反应气体排出的工序。由此,能够使衬底处理装置之间的处理均匀性提高。
[0116](第三气体供给系统(净化气体供给系统))
[0117]如图7所示,在从净化气体(惰性气体)源133到各衬底处理装置之间,设有MFC135a、135b、135c、135d、处理室侧阀门 136 (136a、136b、136c、136d)等。这些各构成由净化气体(惰性气体)通用管132和净化气体(惰性气体)供给管131a、131b、131c、131d等连接。由这些构成、和 MFC135a、135b、135c、135d、处理室侧阀门 136( 136a、136b、136c、136d)、惰性气体通用管132和惰性气体供给管131a、131b、131c、131d等构成第三气体供给系统。此外,也可以构成为,使净化气体(惰性气体)源133包括在第三气体供给系统(净化气体供给系统)中。另外,也可以根据设在衬底处理系统中的衬底处理装置的个数,使各结构增减。
[0118](各衬底处理装置中的处理工序)
[0119]接着,使用图8对由四个衬底处理装置进行的各步骤中的处理工序进行说明。
[0120](步骤I)
[0121]由衬底处理装置1la实施第一处理气体供给工序S202。
[0122](步骤2)
[0123]由衬底处理装置1la实施第一喷头净化工序S204和第一处理室净化工序S206,由衬底处理装置1lb实施第一处理气体供给工序S202。
[0124](步骤3)
[0125]由衬底处理装置1la实施第二处理气体供给工序S208,由衬底处理装置1lb实施第一喷头净化工序S204和第一处理室净化工序S206,由衬底处理装置1lc实施第一处理气体供给工序S202。
[0126](步骤4)
[0127]由衬底处理装置1la实施第二喷头净化工序S210和第二处理室净化工序S212,由衬底处理装置1lb实施第二处理气体供给工序S208,由衬底处理装置1lc实施第一喷头净化工序S204和第一处理室净化工序S206,由衬底处理装置1ld实施第一处理气体供给工序S202。
[0128]这样,通过各循环,由各衬底处理装置在各步骤中进行处理气体供给工序、净化工序、反应气体供给工序、和净化工序。
[0129]接着,使用图9对各步骤中的各气体供给系统的阀门动作进行说明。
[0130]处理气体源113、反应气体源123、净化气体源133至少在执行成膜工序S104的期间继续保持打开(ON)状态。另外,活化部124也在从反应气体源123供给反应气体的期间继续保持打开(ON)状态。第一气体供给系统、第二气体供给系统、第三气体供给系统也以配合上述图8的动作的方式进行各阀门的开关动作。
[0131]在此,优选地,在各步骤中,在仅以第一规定时间tl分别打开、关闭处理室侧阀门116 (116a、116b、116c、116d)后,在缓冲容器114内将处理气体以第二规定时间t2缓冲。通过这样地将处理气体临时供给到缓冲容器114内,能够使气体供给系统的上游侧的压力变动和管内的压力变动缓和,并能使向各处理室供给的处理气体的供给量均匀化。
[0132]优选地,进行时间调整,以使第一规定时间tl和第二规定时间t2的合计,与反应气体的供给时间t3和惰性气体的供给时间t4中的任意一方或双方相等。
[0133]另外,优选地,第二规定时间t2以与第一规定时间tl相比较短的方式构成。通过这样地构成,能够使缓冲容器114的压力达到规定压力以下,并能进一步使压力的增减缓和。
[0134]另外,优选地,通过缓冲容器114进行的缓冲也可以与关闭各个阀门116 (116a、116b、116c、116d)同时进行。
[0135]另外,优选地,也可以构成为在关闭各个阀门116的同时关闭缓冲容器侧阀门160,停止向各处理室供给处理气体而在缓冲容器114内进行缓冲。
[0136]此外,也可以在第一气体供给系统的缓冲容器114的后段设置缓冲容器侧阀门160,当关闭各个处理室侧阀门116 (116a、116b、116c、116d)时,也关闭缓冲容器侧阀门160。另外,也可以在关闭了处理室侧阀门116之后,以设有时间差的方式关闭缓冲容器侧阀门160。通过设置时间差,能够在将处理气体通用管112内由处理气体以达到规定压力的方式充满之后,对进入至缓冲容器114内的气体进行缓冲,并能进一步使压力缓和。通过以规定压力使处理气体通用管112内充满,能够将在接着打开处理室侧阀门116中的任意一个紧后而向其他的处理室201所供给的气体供给量保持为一定,因此,即使从第一气体供给系统到各处理室的气体管道的长度不同,也能将在各处理室内的气体供给量保持为一定。
[0137]另外,如图10所示,也可以为,在向各衬底处理装置供给处理气体时和供给反应气体时中的任意一方或双方的情况下供给惰性气体。通过同时供给惰性气体,能够使气体向处理室201内的扩散性提高,并能使向晶片200的处理的平面内均匀性提高。通过在处理气体供给时和惰性气体供给时中的任意一方或双方的情况下供给惰性气体,能够用惰性气体除去在分别供给处理气体和反应气体时产生的副产品。副产品例如有氯化铵(NH4C1)。
[0138]另外,考虑到喷头内与处理室内的副产品的产生量不同。因此,也可以调整喷头的净化时间和处理室的净化时间。另外,也可以使净化时的排气量各不相同。另外,也可以使净化时的惰性气体的供给量各不相同。
[0139]接着,用图11对各步骤中的各排气系统的阀门动作进行说明。如图11所示,构成为,在通过各衬底处理装置中的喷头的排气系统进行排气时,使处理室排气系统的APC阀门的阀门开度缩小。
[0140](3)本实施方式的效果
[0141]根据本实施方式,发挥如下所述的一个或多个效果。
[0142](a)在各处理室内的处理气体的供给进行了规定时间之后,关闭阀门,并使处理气体在缓冲容器内缓冲,由此,能够缩短各气体的供给时间,且生产量提高。
[0143](b)将RPU设为始终打开(0N),并由反应气体的供给系统的阀门操作来打开/关闭(0N/0FF)向各处理室进行的反应气体的供给,由此不需要进行RPU的开/关控制,能够缩短等离子体的开/关所必需的时间。
[0144](c)使来自第一排气系统的排气流导与经由处理室201的排气泵224的流导相比较高,由此,附着在缓冲空间232的壁上的气体、和浮游在缓冲空间232内的气体能够不会进入至处理室201内地从第一排气系统排出。
[0145]Cd)使来自第二排气系统的排气流导与经由喷头230的来自第一排气系统的排气流导相比较高,由此,能够排出残留在处理室201内的气体。
[0146](e)在处理室的净化
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