衬底处理装置及半导体器件的制造方法

衬底处理装置及半导体器件的制造方法
【专利摘要】实现抑制形成特性不连续的膜、成品率高的衬底处理装置和半导体器件的制造方法。衬底处理装置包括：处理室；衬底载置台；使衬底载置台旋转的旋转部；多个原料气体供给构造；原料气体供给部；原料气体排气构造；分别与原料气体排气构造连接的多个原料气体排气管；具有多个原料气体排气管并经由原料气体排气构造将处理室的气氛排出的原料气体排气部；多个反应气体供给构造；反应气体供给部；多个反应气体排气构造；分别与反应气体排气构造连接的多个反应气体排气管；具有多个反应气体排气管并经由反应气体排气构造将处理室的气氛排出的反应气体排气部；分别设于反应气体排气管的多个反应气体压力检测器。
【专利说明】衬底处理装置及半导体器件的制造方法
[0001]抟术冈域
[0002]本发明涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法。
【背景技术】
[0003]通常，在半导体器件的制造工序中，使用对晶片等衬底进行成膜处理等工艺处理的衬底处理装置。作为衬底处理装置进行的工艺处理，例如有利用交替供给法进行的成膜处理。在利用交替供给法进行的成膜处理中，对于作为处理对象的衬底，以原料气体供给工序、吹扫工序、反应气体供给工序、吹扫工序为I次循环而重复进行该循环规定次数(η次循环)，由此在衬底上进行成膜。作为进行这样的成膜处理的衬底处理装置有构成为如下构造的装置:对于作为处理对象的衬底，从其上方侧向衬底的面上供给各种气体(原料气体、反应气体或吹扫气体等)，并使供给到衬底的面上的各种气体向衬底的上方侧排气(例如，参照专利文献I)。
[0004]在采用这样的衬底处理装置的情况下，存在有:在表面呈圆周状地载置多个衬底的衬底载置面；具有衬底载置面的衬底载置台；在与衬底载置面相面对的位置设置的气体供给部。气体供给部是相对于衬底载置台的旋转方向交替供给气体的构造。在成膜处理中，衬底载置台在气体供给部的下方旋转，从而在衬底上形成膜。衬底载置台每旋转一周，在晶片上形成一层的膜。通过旋转多次，形成多层的膜，使衬底载置台旋转直到其膜达到所希望的膜厚。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2011 — 222960

【发明内容】

[0007]在例如所形成的膜用于电极等的情况下，需要使膜的厚度方向的特性恒定。所谓特性例如指电阻值。为了实现使特性恒定，希望形成各层的条件是一定的。假设在条件不一定的情况下，会形成特性不连续的膜，因此存在成品率降低的担忧。
[0008]本发明的目的在于实现抑制形成特性不连续的膜、成品率高的衬底处理。
[0009]根据本发明的一方案，提供一种衬底处理装置，包括:
[0010]处理室；
[0011]衬底载置台，其设于所述处理室内，将衬底载置部呈圆周状地配置；
[0012]旋转部，其使所述衬底载置台旋转；
[0013]原料气体供给构造，多个原料气体供给构造呈圆周状地配置在所述衬底载置台的上方；
[0014]原料气体供给部，其经由所述多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体；
[0015]原料气体排气构造，其与所述多个原料气体供给构造分别对应地设置，将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出；
[0016]多个原料气体排气管，分别与所述原料气体排气构造连接；
[0017]原料气体排气部，具有所述多个原料气体排气管，并经由所述原料气体排气构造将所述处理室的气氛排出；
[0018]多个反应气体供给构造，设于所述衬底载置台的上方，配置于所述原料气体供给构造之间；
[0019]反应气体供给部，其经由所述多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体；
[0020]多个反应气体排气构造，其与所述多个反应气体供给构造分别对应地设置，将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出；
[0021]多个反应气体排气管，分别与所述反应气体排气构造连接；
[0022]反应气体排气部，具有所述多个反应气体排气管，并经由所述反应气体排气构造将所述处理室的气氛排出；
[0023]多个反应气体压力检测器，分别设于所述反应气体排气管；以及
[0024]控制部，至少控制所述原料气体供给部、所述原料气体排气部、所述反应气体供给部、所述反应气体排气部和所述反应气体压力检测器。
[0025]根据本发明，实现了抑制形成特性不连续的膜、成品率高的衬底处理。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的第一实施方式的簇型(clustertype)的衬底处理装置的水平剖视概略图。
[0027]图2是本发明的第一实施方式的簇型的衬底处理装置的纵向剖视概略图。
[0028]图3是本发明的第一实施方式的衬底处理装置所具备的处理腔室的水平剖视概略图。
[0029]图4是本发明的第一实施方式的衬底处理装置所具备的处理腔室的纵向剖视概略图，是图3所示的处理腔室的B — B’线剖视图。
[0030]图5是本发明的第一实施方式的衬底处理装置所具备的处理腔室的纵向剖视概略图，是图3所示的处理腔室的C 一 C’线剖视图。
[0031]图6是本发明的第一实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给排气构造的水平剖视概略图，是图4所示的处理腔室的D — D’线剖视图。
[0032]图7是本发明的第一实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给排气构造的水平剖视概略图，是图4所示的处理腔室的E — E’线剖视图。
[0033]图8是本发明的第一实施方式所示的气体供给部的说明图。
[0034]图9是本发明的第一实施方式所示的气体排气部的说明图。
[0035]图10是本发明的第一实施方式所示的气体供给部的说明图。
[0036]图11是本发明的第一实施方式所示的气体排气部的说明图。
[0037]图12是本发明的第一实施方式所示的气体供给部的说明图。
[0038]图13是表示本发明的第一实施方式的衬底处理工序的流程图。
[0039]图14是本发明的第一实施方式的成膜工序的流程图。
[0040]图15是说明本发明的第一实施方式的成膜工序中的晶片动作的流程图。
[0041]图16是说明本发明的第一实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给排气构造的水平剖视概略图的变形例的说明图。
[0042]图17是本发明的第二实施方式所示的气体排气部的说明图。
[0043]图18是本发明的第二实施方式所示的气体排气部的说明图。
[0044]附图标记的说明
[0045]10…衬底处理装置，200...晶片(衬底)，201...处理室，203…反应容器，220…衬托器，222…升降机构，240…气体供给排气构造，280…气体供给排气构造。
【具体实施方式】
[0046]<本发明的第一实施方式>
[0047]衬底处理装置的构成
[0048]首先，使用图1及图2说明本实施方式的衬底处理装置10。图1是本实施方式的簇型的衬底处理装置10的水平剖视图。图2是本实施方式的簇型的衬底处理装置10的纵向剖视概略图。
[0049]需要说明的是，在应用本发明的衬底处理装置10中，作为用于搬送作为衬底的晶片200的载体而使用FOUP (Front Opening Unified Pod:以下称为晶盒)100。本实施方式的簇型衬底处理装置10的搬送装置分为真空侧和大气侧。
[0050]此外，在以下的说明中，前后左右以图1为基准。图1所示的X1的方向为右，乂2的方向为左，Y1的方向为前，Y2的方向为后。
[0051](真空侧的构成)
[0052]如图1及图2所示，衬底处理装置10具备可承受真空状态等、小于大气压的压力(负压)的第一搬送室103。第一搬送室103的壳体101在俯视下例如为五角形，形成为上下两端被封堵的箱形状。需要说明的是，以下所述的“俯视下”是指从衬底处理装置10的铅直上侧观察铅直下侧时。
[0053]在第一搬送室103内设有能够在负压下将二片晶片200同时移载的第一晶片移载机112。在此，第一晶片移载机112可以是能移载一片晶片200。第一晶片移载机112被构成为可借助第一晶片移载机升降器115而维持着第一搬送室103的气密性地升降。
[0054]在壳体101的五片侧壁中的位于前侧的侧壁，分别经由闸阀126、127而连结预备室(加载互锁室)122、123。预备室122、123被构成为兼具搬入晶片200的功能和搬出晶片200的功能，分别用可承受负压的构造构成。
[0055]进而，在预备室122、123内能够借助衬底支承台140将2片晶片200堆叠地放置。在预备室122、123设置有配置在晶片200之间的隔板(中间板)141。
[0056]在第一搬送室103的壳体101的五片侧壁中的位于后侧(背面侧)的四片侧壁，分别经由闸阀150、151、152、153而相邻地连结有对衬底进行所希望的处理的第一处理腔室202a、第二处理腔室202b、第三处理腔室202c和第四处理腔室202d。关于第一处理腔室202a、第二处理腔室202b、第三处理腔室202c和第四处理腔室202d，后面将详述。
[0057](大气侧的构成)
[0058]在预备室122、123的前侧经由闸阀128、129而连结有能够在真空下及大气压下的状态搬送晶片200的第二搬送室121。在第二搬送室121设有用于移载晶片200的第二衬底移载机124。第二衬底移载机124被构成为可借助设置于第二搬送室121内的第二衬底移载机升降器131而升降，并且被构成为借助线性促动器132而在左右方向往返移动。
[0059]在第二搬送室121的左侧设有槽口对准装置106。需要说明的是，槽口对准装置106可以是定向平面对准装置。此外，在第二搬送室121的上部设有用于供给洁净空气的洁净单元118。
[0060]在第二搬送室121的壳体125的前侧设有用于相对于第二搬送室121将晶片200搬入搬出的衬底搬入搬出口 134、和晶盒开启部108。在隔着衬底搬入搬出口 134与晶盒开启部108相反的一侧、即壳体125的外侧设有装载端口(10台)105。晶盒开启部108具备将晶盒100的盖10a开闭并可将衬底搬入搬出口 134封堵的闭合部142、和驱动闭合部142的驱动机构136。通过将载置于装载端口 105的晶盒100的盖10a开闭而能够使晶片200相对于晶盒100进出。此外，晶盒100借助未图示的工序内搬送装置(0ΗΤ等)而能相对于装载端口 105供给及排出。
[0061](处理腔室的构成)
[0062]接着，使用图3?图8说明作为本实施方式的处理炉的处理腔室的构成。图3是本实施方式的衬底处理装置10所具备的处理腔室的水平剖视概略图，是图4、图5的A — A’线剖视图。图4是本实施方式的衬底处理装置10所具备的处理腔室的纵向剖视概略图，是图3所示的处理腔室的B - B’线剖视图。图5是本实施方式的衬底处理装置10所具备的处理腔室的纵向剖视概略图，是图3所示的处理腔室的C - C’线的剖视图。图6是说明第一气体供给排气构造240、第二气体供给排气构造280的说明图。图8是说明供给第一气体的气体供给部250的说明图，图9是说明排出第一气体的排气部270的说明图。图10是说明供给第二气体的气体供给部290的说明图，图11是说明排出第二气体的气体排气部310的说明图。图12是说明供给第三气体的气体供给部330的说明图。
[0063]需要说明的是，为了便于说明，关于图4的构成与图8、图9、图10、图11、图12的构成的关联记载如下。具体而言，图4的Fl与图8的Fl连接。F2、F3也相同。图4的Gl与图9的Gl连接。G2、G3也相同。图4的Hl与图10的Hl连接。H2、H3也相同。图4的Jl与图11的Jl连接。J2、J3也相同。图4的Kl与图12的Kl连接。K2?K6也相同。
[0064]在本实施方式中，第一处理腔室202a、第二处理腔室202b、第三处理腔室202c和第四处理腔室202d分别同样地构成。以下，将第一处理腔室202a、第二处理腔室202b、第三处理腔室202c和第四处理腔室202d总称为“处理腔室202”。
[0065](处理室)
[0066]如图3?图5所示，作为处理炉的处理腔室202具备作为圆筒状气密容器的反应容器203。在反应容器203内形成有用于对晶片200进行处理的处理室201。
[0067]在反应容器203内的上侧设有供给第一气体的气体供给排气构造240、供给第二气体的气体供给排气构造280和供给惰性气体的气体供给构造320。如图4所述，沿着后述的衬托器(susceptor)(衬底载置台)220的旋转方向，气体供给排气构造240、气体供给构造320、气体供给排气构造280和气体供给构造320交替配置。例如配置3个气体供给排气构造240、3个气体供给排气构造280和6个气体供给构造320。
[0068]多个气体供给排气构造240沿旋转方向依序配置气体供给排气构造240a、气体供给排气构造240b、气体供给排气构造240c。多个气体供给排气构造280沿旋转方向依序配置气体供给排气构造280a、气体供给排气构造280b、气体供给排气构造280c。多个气体供给构造320沿旋转方向依序配置气体供给构造320a、气体供给构造320b、气体供给构造320c、气体供给构造320d、气体供给构造320f。
[0069]如后所述，载置于衬托器220上的晶片200通过3个气体供给排气构造240、3个气体供给排气构造280和6个气体供给构造320的下方区域。通过通过下方区域，由此衬托器220每旋转一周，就形成多层的膜。通过做成这样的构造，能够实现与以往相比通过量(through put)更高的处理。
[0070]此外，如后所述，气体供给排气构造240具有气体供给构造241和被构成为在水平方向上将气体供给构造241包围的气体排气构造243。在气体供给构造241的内侧构成气体供给流路245。此外，在气体供给构造241与气体排气构造之间构成气体排气流路246。进而，气体供给排气构造280具有气体供给构造281和被构成为在水平方向上将气体供给构造281包围的气体排气构造283。在气体供给构造281的内侧构成气体供给流路285。此夕卜，在气体供给构造281与气体排气构造之间构成气体排气流路286。
[0071]因而，在旋转方向上依序配置第一气体排气流路246、第一气体供给构造241、第一气体排气流路246、第三气体供给构造320、第二气体排气流路286、第二气体供给构造281、第二气体排气流路286、第三气体供给构造320的组合。
[0072]各气体供给排气构造、气体供给构造的下端以不干扰晶片200的程度与衬托器220接近配置。通过这样设置，增加了气体向晶片200的暴露量，可实现形成于晶片上的膜的膜厚均匀化、气体的使用效率的提高。
[0073]需要说明的是，作为用于增多气体暴露量的其他方法，有提高气体供给构造的下方区域的压力的方法。作为提高压力的方法，例如有:增大气体供给构造的底壁的面积而使气体难以逸出等方法。在提高压力时，以使在气体供给排气构造240a、气体供给排气构造240b、气体供给排气构造240c的下方压力均匀的方式进行控制。通过这样构成，能够使气体供给排气构造240a、气体供给排气构造240b、气体供给排气构造240c的处理条件相等。结果，能够使通过该各个区域时所形成的层的特性相同。
[0074]同样，以使在气体供给排气构造280a、气体供给排气构造280b、气体供给排气构造280c的下方压力均匀的方式进行控制。通过这样构成，能够使气体供给排气构造280a、气体供给排气构造280b、气体供给排气构造280c的处理条件相等。结果，能够使通过各个区域时所形成的层的特性相同。
[0075](衬托器)
[0076]在气体供给孔的下侧、即反应容器203内的底侧中央设有作为衬底载置台的衬托器220，该衬托器220在反应容器203的中心具有旋转轴的中心，被构成为可自由旋转。衬托器220例如由氮化铝(AlN)、陶瓷、石英等非金属材料形成，以便于能够减少晶片200的金属污染。需要说明的是，衬托器220与反应容器203电绝缘。
[0077]衬托器220被构成为在反应容器203内，将多片(本实施方式中例如为5片)晶片200以在同一面上且排列成同一圆周状的方式加以支承。在此，同一面上不限于完全同一面，只要是从上面观察衬托器220时多片晶片200彼此互不重叠地排列即可。此外，衬托器220构成为使多片晶片200沿旋转方向排列地配置所述晶片200。
[0078]在衬托器220表面上的支承晶片200的位置设有晶片载置部221。与要处理的晶片200的片数相同数量的晶片载置部221以相对于衬托器220的中心彼此等间隔(例如72°的间隔)的方式配置在相对于衬托器220的中心为同心圆上的位置。
[0079]各个晶片载置部221在从例如衬托器220的上面观察时为圆形状、在从侧面观察时为凹形状。晶片载置部221的直径优选是构成为比晶片200的直径稍大一点。通过在该晶片载置部221内载置晶片200，由此能够容易进行晶片200的定位。而且，能够抑制发生由于伴随衬托器220的旋转产生的离心力而晶片200从衬托器220飞出等的晶片200错位。
[0080]在衬托器220设有用于使衬托器220升降的升降机构222。升降机构222连接于后述的控制器400，根据控制器400的指示使衬托器220升降。在衬托器220的各晶片载置部221设有多个贯通孔223。在各个贯通孔223设有晶片顶起销224。在载置衬底200时，使衬托器220下降到搬送位置，使晶片顶起销224的下端与反应容器203的底面接触。接触后的晶片顶起销224被顶起到比晶片载置部221的表面尚的位置。如此以使晶片200相对于晶片载置部221表面浮起的方式载置晶片。
[0081]在衬托器220的轴设有用于使衬托器220旋转的旋转机构225。旋转机构225的旋转轴与衬托器220连接，通过使旋转机构225工作而能使衬托器220旋转。此外，通过衬托器220旋转，能够使多个晶片载置部221 —起旋转。旋转机构220也称为旋转部。
[0082]在旋转机构225经由偶联部226而连接后述的控制器400。偶联部226构成为例如利用金属刷等将旋转侧与固定侧之间电连接的滑环(slip ring)机构。由此，不会妨碍衬托器220的旋转。控制器400控制对旋转机构225的通电情况，以使衬托器220以规定速度旋转规定时间。
[0083](加热部)
[0084]在衬托器220的内部一体地埋入有作为加热部的加热器228，构成为能够对晶片200进行加热。当对加热器228供给电力时，晶片200表面可被加热到规定温度(例如室温?100tC左右)。需要说明的是，加热器228可以在同一面上设置多个(例如5个)，以便于对载置在衬托器220上的各个晶片200分别加热。
[0085]在衬托器220设有温度传感器227。在加热器228及温度传感器227经由电力供给线229而电连接电力调整器230、加热器电源231及温度调整器232。基于由温度传感器227检测出的温度信息，控制对加热器228的通电情况。
[0086](气体供给排气构造)
[0087]在处理室的上方，从顶板部的中央部观察时呈放射状地设有气体供给排气构造240、气体供给排气构造280、气体供给构造320。
[0088]气体供给排气构造240具有供给第一气体的第一气体供给构造241，并设有包围第一气体供给构造241的气体排气构造243。气体供给排气构造280具有供给第二气体的第二气体供给构造281，并设有包围第二气体供给构造281的气体排气构造283。气体供给构造320具有供给惰性气体的第三气体供给构造320。
[0089]第一气体供给构造241、第二气体供给构造281、第三气体供给构造320例如是台形状。各构造的衬托器径方向的宽度至少比晶片200的直径大，做成为能够向通过各个气体供给孔的下方的晶片200整面供给气体的构造。
[0090]第一气体排气流路246被设置成在水平方向包围第一气体供给构造241，用于将未能附着于晶片200、衬托器220的表面上的第一气体及从相邻的第三气体供给构造320供给的惰性气体排出。通过做成这样的结构，由此能够防止与向相邻的空间供给的第二气体发生混合。
[0091]第一气体排气流路246不仅设于与相邻的第三气体供给构造320之间，还设于例如从气体供给构造观察为处理室的中央侧、外周侧的位置。
[0092]通过将第一气体排气流路246设于处理室的中央侧，由此能够防止气体大量流入处理室中央和/或隔着处理室中央而相邻的气体供给区域。需要说明的是，在此，也将第一气体排气流路246的处理室中央侧称为内周侧气体移动抑制部。
[0093]而且，通过将第一气体排气流路246设于处理室的外周侧，能够防止气体向处理室壁方向大量流入。需要说明的是，在此，也将第一气体排气流路246的处理室外周侧称为外周侧气体移动抑制部。
[0094]第二气体排气流路286被设置成在水平方向包围第二气体供给构造281，用于将未能附着于晶片200、衬托器220的表面上的第二气体及从相邻的第三气体供给构造320供给的惰性气体排出。通过做成这样的结构，由此能够防止与向相邻的空间供给的第一气体发生混合。
[0095]第二气体排气流路286不仅设于与相邻的第三气体供给构造320之间，还设于例如从气体供给构造观察为处理室的中央侧、外周侧的位置。
[0096]通过将第二气体排气流路286设于处理室的中央侧，由此能够防止气体大量流入处理室中央和/或隔着处理室中央而相邻的气体供给区域。需要说明的是，在此，也将第二气体排气流路286的处理室中央侧称为内周侧气体移动抑制部。
[0097]而且，通过将第二气体排气流路286设于处理室的外周侧，能够防止气体向处理室壁方向大量流入。需要说明的是，在此，也将第二气体排气流路286的处理室外周侧称为外周侧气体移动抑制部。
[0098]另外，也可以将第一气体排气流路246的内周侧移动抑制部和第二气体排气流路286的内周侧移动抑制部总称为内周侧移动抑制部。而且，可以将第一气体排气流路246的外周侧移动抑制部和第二气体排气流路286的外周侧移动抑制部总称为外周侧移动抑制部。
[0099]从旋转方向侧面观察气体供给排气构造240、气体供给排气构造280和气体供给构造320的排列时，依次配置有多个如下的组合，即第一气体排气流路246、第一气体供给构造241、第一气体排气流路246、第三气体供给构造320、第二气体排气流路286、第二气体供给构造281、第二气体排气流路286、第三气体供给构造320的组合。通过配置多个这样的组合，使得每一次旋转的形成层数增加，提高了处理通过量。
[0100]另外，在本实施方式中，使用气体供给排气构造240a?气体供给排气构造240c这三个气体供给排气构造240进行了说明，但不限于此，也可以使用四个以上的气体供给构造。
[0101]另外，在本实施方式中，使用气体供给排气构造280a?气体供给排气构造280c这三个气体供给排气构造280进行了说明，但不限于此，也可以使用四个以上的气体供给构造。
[0102]另外，在本实施方式中，使用气体供给构造320a?气体供给构造320f这6个气体供给构造320进行了说明，但不限于此，也可以使用7个以上的气体供给构造。
[0103]接着，使用图6说明气体供给排气构造240的具体构造。图6是从斜向观察图4的D-D’的截面的图。需要说明的是，图6中的O表示后述的气体供给排气构造280的编号。
[0104]气体供给排气构造240具有供给第一气体的第一气体供给构造241。在第一气体供给构造241的上方连接供给管242。以覆盖第一气体供给构造241的方式设有第一气体排气构造243。供给管242连接于图8的下游侧供给管251。具体而言，供给管242a连接于下游侧供给管251a，供给管242b连接于下游侧供给管251b，供给管242c连接于下游侧供给管251c。
[0105]在第一气体排气构造243连接有排气管244。排气管244连接于图9的上游侧排气管271。具体而言，排气管244a连接于上游侧排气管271a，排气管244b连接于上游侧排气管271b，排气管244c连接于上游侧排气管271c。
[0106]从供给管242供给的气体经由第一气体供给构造242的内侧空间即气体供给流路245而被供给到处理室。在气体供给构造241与气体排气构造243之间设有空间，用作供从处理室排出的气体通过的第一气体排气流路246。
[0107]接着，使用图6说明气体供给排气构造280的具体构造。气体供给排气构造280具有供给第二气体的第二气体供给构造281。以覆盖第二气体供给构造281的方式设有第二气体排气构造283。在第二气体供给构造281连接有供给管282。具体而言，供给管282a连接于下游侧供给管291a，供给管282b连接于下游侧供给管291b，供给管282c连接于下游侧供给管291c。
[0108]在第二气体排气构造283连接有排气管284。排气管284连接于图11的上游侧排气管311。具体而言，排气管284a连接于上游侧排气管311a，排气管284b连接于上游侧排气管311b，排气管284c连接于上游侧排气管311c。
[0109]从供给管282供给的气体经由气体供给构造282的内侧空间即气体供给流路285而被供给到处理室。在气体供给构造281与气体排气构造283之间设有空间，用作供从处理室排出的气体通过的第二气体排气流路286。
[0110]接着，使用图7说明气体供给构造320的具体构造气体供给构造320具有供给第三气体的第三气体供给构造321。在第三气体供给构造321连接有供给管322。
[0111]供给管322连接于图12的下游侧供给管331。具体而言，供给管322a连接于下游侧供给管331a，供给管322b连接于下游侧供给管331b，供给管322c连接于下游侧供给管331c，供给管322d连接于下游侧供给管331d，供给管322e连接于下游侧供给管331e，供给管322f连接于下游侧供给管331f。从供给管322供给的气体经由第三气体供给构造321的内侧空间即气体供给流路323而被供给到处理室。
[0112](气体供给部、气体排气部)
[0113]接着，说明气体供给排气构造240、气体供给排气构造280和气体供给构造320各自供给气体的气体供给部。
[0114](第一气体供给部)
[0115]使用图8说明第一气体供给部250。第一气体供给部250具有向气体供给排气构造240供给气体的功能。以下进行具体说明。
[0116]第一气体供给部250具有多个下游侧供给管251。下游侧气体供给管251分别连接于各个气体供给排气构造240。具体而言，下游侧供给管251a连接于供给管242a，下游侧供给管251b连接于供给管242b，下游侧供给管251c连接于供给管242c。
[0117]多个下游侧供给管251在上游的合流部252合流。在合流部252的上游连接有供给管253。在供给管253的上游端连接有第一气体源254。在第一气体源254与合流部之间，从上游起设有作为流量调整器(流量调整部)的质量流量控制器(MFC) 255、开闭阀256。
[0118]从上游侧供给管253经由质量流量控制器255、阀256而向气体供给排气构造240供给含有第一元素的气体(以下称为“含有第一元素气体”或“第一气体”)。
[0119]含有第一元素气体为原料气体即处理气体之一。在这里，第一元素例如是钛(Ti)。即，含有第一元素气体例如是含钛气体。需要说明的是，含有第一元素气体在常温常压下可以是固体、液体以及气体中的任一者。含有第一元素气体在常温常压下为液体的情况下，可在第一气体供给源254与质量流量控制器255之间设置未图示的气化器。在此作为气体进行说明。
[0120]在上游侧供给管253的阀246的下游侧连接有第一惰性气体供给管257的下游端。在第一惰性气体供给管257，从上游方向起依次设有惰性气体源258、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC) 259及作为开闭阀的阀260。
[0121]在这里，惰性气体例如是氮气(N2)。需要说明的是，作为惰性气体，除了队气体外，能够使用例如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等稀有气体。
[0122]主要将下游侧供给管251、上游侧供给管253、MFC245和开闭阀246汇总称为第一气体供给部250。
[0123]此外，主要由第一惰性气体供给管257、质量流量控制器249以及阀260构成第一惰性气体供给部。需要说明的是，也可认为惰性气体供给源258、下游侧供给管251、上游侧供给管253包含在第一惰性气体供给部中。
[0124]进一步地，也可认为第一气体源294、第一惰性气体供给部和气体供给排气构造240包含在第一气体供给部。
[0125](第一气体排气部)
[0126]接着，使用图9说明第一气体排气部270。第一气体排气部270具有与排气管244连接的上游侧排气管271。上游侧排气管271分别连接于各个排气管284。具体而言，排气管244a连接于排气管271a，排气管244b连接于排气管271b，排气管244c连接于排气管271c。
[0127]多个排气管271在合流部272合流。在合流部272的下游连接有下游侧排气管273。在下游侧排气管273，从上游起设有作为开闭阀的阀273、作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀275和栗276。
[0128]在各个上游侧排气管271设有压力检测器277。压力检测器例如作为流量检测器使用。在上游侧排气管271a设有压力检测器277a，在上游侧排气管271b设有压力检测器277b，在上游侧排气管271c设有压力检测器277c。将设于第一气体排气部的多个压力检测器277统称为第一压力检测部。压力检测器277连接于控制器400。通过压力检测器277检测各个上游侧排气管271的流量。
[0129]APC阀275是能通过开闭阀而进行处理室201内的真空排气或停止真空排气，而且通过调节阀开度可调整处理室201内的压力的开闭阀。主要由第一气体排气流路246、下游侧排气管271、上游侧排气管273、阀274和APC阀275构成排气部。
[0130]另外，在将含有第一元素气体作为原料气体的情况下，可以将第一气体供给排气构造称为原料气体供给构造，将第一气体供给部称为原料气体供给部，将第一气体排气部称为原料气体排气部。此外，对于其他构成，也可以将第一气体置换为原料气体地加以称呼。
[0131](第二气体供给部)
[0132]使用图10说明第二气体供给部290。第二气体供给部290具有向气体供给排气构造280供给气体的功能。以下进行具体说明。
[0133]第二气体供给部290具有多个下游侧供给管291。下游侧气体供给管291分别连接于各个气体供给排气构造280。具体而言，下游侧供给管291a连接于供给管282a，下游侧供给管291b连接于供给管282b，下游侧供给管291c连接于供给管282c。
[0134]各个下游侧供给管291在上游的合流部292合流，并连接于上游侧供给管293。在供给管293的上游端连接有第二气体源294。在第二气体源294与合流部之间，从上游起设有作为流量调整器(流量调整部)的质量流量控制器(MFC) 295、开闭阀296和等离子体生成部297。
[0135]从上游侧供给管293经由质量流量控制器295、阀296而向气体供给排气构造290供给含有第二元素的气体(以下称为“含有第二元素气体”或“第二气体”)。
[0136]含有第二元素气体为反应气体即处理气体之一。在这里，第二元素例如是氮(N)。即，含有第二元素气体例如是含氮气体。
[0137]在上游侧供给管293的阀296的下游侧连接有第二惰性气体供给管297的下游端。在第二惰性气体供给管297，从上游方向起依次设有惰性气体源298、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC) 299及作为开闭阀的阀300。
[0138]在这里，惰性气体例如是氮气(N2)。需要说明的是，作为惰性气体，除了队气体外，能够使用例如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等稀有气体。
[0139]主要将下游侧供给管291、上游侧供给管293、MFC295和开闭阀296汇总称为第二气体供给部290。
[0140]此外，主要由第二惰性气体供给管298、质量流量控制器300以及阀301构成第二惰性气体供给部。需要说明的是，也可认为惰性气体供给源299、下游侧供给管291、上游侧供给管293包含在第二惰性气体供给部。
[0141]进一步地，也可认为第二气体源294、等离子体生成部297、第二惰性气体供给部和气体供给排气构造280包含在第二气体供给部。
[0142](第二气体排气部)
[0143]接着，使用图11说明第二气体排气部310。排气部310具有与排气管284连接的上游侧排气管311。上游侧排气管311分别连接于各个排气管284。具体而言，排气管284a连接于排气管311a，排气管284b连接于排气管311b，排气管284c连接于排气管311c。
[0144]多个排气管311在合流部312合流。在合流部312的下游连接有下游侧排气管313。在下游侧排气管313，从上游起设有作为开闭阀的阀314、作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀315和栗316。
[0145]在上游侧排气管311设有压力检测器。压力检测器例如是流量检测器。压力检测器317设于各上游侧排气管311。在上游侧排气管311a设有压力检测器317a，在上游侧排气管311b设有压力检测器317b，在上游侧排气管311c设有压力检测器317c。将设于第二气体排气部的多个压力检测器317统称为第二压力检测部。压力检测器连接于控制器400。通过压力检测器317检测各个上游侧排气管的流量。关于检测方法将后述。
[0146]APC阀315是能通过开闭阀而进行处理室201内的真空排气或停止真空排气，而且通过调节阀开度可调整处理室201内的压力的开闭阀。主要由第二气体排气流路286、上游侧排气管311、下游侧排气管313、阀314和APC阀315构成排气部。由第一压力检测器277检测各个上游侧排气管。关于检测方法将后述。
[0147]另外，在将含有第二元素气体作为反应气体的情况下，可以将第二气体供给排气构造称为反应气体供给构造，将第二气体供给部称为反应气体供给部，将第二气体排气部称为反应气体排气部。此外，对于其他构成，也可以将第二气体置换为反应气体地加以称呼。
[0148](第三气体供给部)
[0149]使用图12说明第三气体供给部330。第三气体供给部330具有向气体供给构造320供给气体的功能。以下进行具体说明。
[0150]第三气体供给部330具有多个下游侧供给管331。下游侧气体供给管331分别连接于各个气体供给构造320。具体而言，下游侧供给管331a连接于供给管322a，下游侧供给管331b连接于供给管322b，下游侧供给管331c连接于供给管322c，下游侧供给管331d连接于供给管322d，下游侧供给管331e连接于供给管322e，下游侧供给管331f连接于供给管322f。
[0151]各个下游侧供给管331在合流部332合流，并连接于上游侧供给管333。在供给管333的上游端连接有第三气体源334。在第三气体源334与合流部之间，从上游起设有作为流量调整器(流量调整部)的质量流量控制器(MFC) 335、开闭阀336。
[0152]从上游侧供给管333经由质量流量控制器335、阀336而向气体供给构造320供给含有第三元素的气体(以下称为“含有第三元素气体”或“第三气体”)。
[0153]在这里，作为第三气体主要使用惰性气体。惰性气体例如是氮气(N2)。需要说明的是，作为惰性气体，除了 N2气体外，能够使用例如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等稀有气体。
[0154]主要将下游侧供给管331、上游侧供给管333、MFC335和开闭阀336汇总称为第三气体供给部。另外，可以认为第三气体源334包含于第三气体供给部。
[0155]另外，在将含有第三元素气体作为反应气体的情况下，可以将第三气体供给构造称为惰性气体供给构造，将第三气体供给部称为惰性气体供给部。此外，对于其他构成，也可以将第三气体置换为惰性气体地加以称呼。
[0156](控制部)
[0157]衬底处理装置10具有控制衬底处理装置10的各部的动作的控制器(控制部)400。控制器400至少具有运算部301和存储部302。控制器400与上述的各构成连接，根据上位控制器和/或使用者的指示来从存储部402调出程序和/或制程，并根据其内容控制各构成的动作。需要说明的是，控制器400可以构成作为专用计算机，也可以构成作为通用的计算机。例如，准备存储了上述程序的外部存储装置(例如磁带、软盘、硬盘等磁盘；CD,DVD等光盘；M0等光磁盘；USB存储器、存储卡等半导体存储器)403，通过使用外部存储装置403向通用的计算机安装程序而能构成本实施方式的控制器400。此外，用于向计算机提供程序的手段不限于经由外部存储装置403提供的情况。例如也可以使用互联网或专用线路等通信手段，不经由外部存储装置403地提供程序。需要说明的是，存储部402、外部存储装置403构成为计算机可读取记录介质。以下，也将它们统括地简称为记录介质。需要说明的是，在本说明书中使用了记录介质这样的措辞的情况下，有时仅包含存储部402，有时仅包含外部存储装置403，或者包含上述两者。
[0158]衬底处理工序
[0159]接着，作为本实施方式的半导体制造工序的一工序，说明使用具备上述的处理腔室202的衬底处理装置进行制造的衬底处理工序。
[0160]首先，使用图13及图14，简要说明衬底处理工序。图13是表示本实施方式的衬底处理工序的流程图。图14是本实施方式的成膜工序的流程图。需要说明的是，在以下的说明中，衬底处理装置10的处理腔室202的构成各部分的动作由控制器400控制。
[0161]在此，对作为含有第一元素气体而使用TiCl4气体、作为含有第二元素气体而使用氨气(NH3),并在晶片200上形成氮化钛膜来作为薄膜的例子进行说明。此外，例如可以在晶片200上预先形成规定的膜。此外，可以在晶片200或规定的膜上预先形成规定的图案。
[0162](衬底搬入载置工序S102)
[0163]例如，由工序内搬送装置搬送最多收纳25片晶片200的晶盒100，将其载置到装载端口 105上。通过晶盒开启部108拆下晶盒100的盖100a，使晶盒100的衬底出入口开放。第二衬底移载机124从晶盒100拾取晶片200，将其载置到槽口对准装置106上。槽口对准装置106进行晶片200的位置调整。第二衬底移载机124将晶片200从槽口对准装置106搬入到大气压状态的预备室122内。闸阀128被关闭，预备室122内被排气装置(未图示)排气为负压。
[0164]在处理腔室202中，使衬托器220移动到晶片200的搬送位置、即衬底载置位置并维持于该位置。在本实施方式中，使衬托器220下降。通过下降，使晶片顶起销266在衬托器220的贯通孔223上升。结果，晶片顶起销266成为比衬托器220表面仅突出了规定高度的状态。接着，打开规定的闸阀，使用真空搬送机械臂112将规定片数(例如5片)的晶片200 (处理衬底)搬入到处理室201内。然后，以衬托器220的旋转轴为中心，以使各晶片200不重叠的方式，沿着衬托器220的旋转方向载置各晶片200。由此，晶片200以水平姿势被支承于从衬托器220的表面突出的晶片顶起销266上。
[0165]将晶片200搬入到处理室201内后，使第一搬送机械臂112向处理腔室202之外退避，关闭规定的闸阀而将反应容器203内密闭。其后，使衬托器220移动到衬底处理位置并维持于该位置。在本实施方式中，使衬托器220上升。通过上升，将晶片200载置到在衬托器220设置的各载置部221上。
[0166]需要说明的是，在将晶片200搬入处理室201内时，优选是一边利用第一气体排气部270、第二气体排气部310对处理室201内进行排气，一边从第三气体供给部向处理室201内供给作为惰性气体的N2气体。S卩，优选是，通过使栗276、栗316工作并打开APC阀275,APC阀215，由此在将处理室201内排气的状态下，至少打开阀274、阀314，从而向处理室201内供给N2气体。由此，能够抑制颗粒进入处理室201内、颗粒附着于晶片200上。此夕卜，栗276、栗316至少在从衬底搬入载置工序(S102)到后述的衬底搬出工序(S106)结束为止的期间为始终工作的状态。
[0167]在将晶片200载置于衬托器220之上时，向埋入于衬托器220内部的加热器228供给电力，将晶片200的表面控制成为规定温度。晶片200的温度例如为室温以上?700°C以下，优选是室温以上且500°C以下。此时，加热器228的温度通过基于由温度传感器227检测到的温度信息来控制对加热器228的通电情况而进行调整。
[0168]需要说明的是，在由硅构成的晶片200的加热处理中，若将表面温度加热到750°C以上，则存在在晶片200的表面所形成的源极区域、漏极区域等产生杂质扩散，电路特性劣化、半导体器件的性能降低的情况。通过如上述这样限制晶片200的温度，能够抑制在晶片200的表面所形成的源极区域、漏极区域中的杂质扩散、电路特性劣化、半导体器件的性能降低。
[0169](薄膜形成工序S104)
[0170]接着，进行薄膜形成工序S104。在此说明薄膜形成工序S104的基本流程，关于本实施方式的特征部分，将在后面详细记述。
[0171]在薄膜形成工序S104中，从第一气体供给构造241a、第一气体供给构造241b、第一气体供给构造241c供给TiCl4气体，从第二气体供给构造281a、第二气体供给构造281b、第二气体供给构造281c供给等离子体状态的氨气而在晶片200上形成氮化钛(TiN)膜。
[0172]需要说明的是，在薄膜形成工序S104中，在衬底搬入载置工序S102后也持续由第一排气部270、第二排气部310对处理室201内进行排气。与其并行地，从第三气体供给构造321a、第三气体供给构造321b、第三气体供给构造321c、第三气体供给构造321d、第三气体供给构造321e、第三气体供给构造321f供给作为吹扫气体的N2气体。
[0173](衬托器旋转开始S202)
[0174]接着，使用图14，详细说明薄膜形成工序S104。
[0175]首先，在将晶片200载置于各晶片载置部221上后，开始利用旋转机构225进行衬托器220的旋转。此时，衬托器220的旋转速度通过控制器400来控制。衬托器220的旋转速度例如为I次旋转/分钟以上、且100次旋转/分钟以下。具体而言，旋转速度例如为60次旋转/分钟。通过使衬托器220旋转，衬托器220的表面和晶片200开始在气体供给排气构造240和气体供给排气构造280的下方的移动。在开始旋转的同时，使压力检测器277a、压力检测器277b和压力检测器277c工作。
[0176](气体供给开始S204)
[0177]加热晶片200使其达到所希望的温度，当衬托器220达到所希望的旋转速度后，开始从气体供给构造241a、气体供给构造241b、气体供给构造241c供给TiCl4气体。与其并行地，从气体供给构造281a、气体供给构造281b、气体供给构造281c供给等离子体状态的氨气。
[0178]此时，调整质量流量控制器255，以使TiCl4气体的流量成为规定流量。需要说明的是，体的供给流量例如为10sccm以上且5000sccm以下。需要说明的是，可以与打(:14气体一起，流过作为载体气体的N2气体。
[0179]此外，调整质量流量控制器295，以使氨气的流量成为规定流量。需要说明的是，氨气的供给流量例如为10sccm以上且5000sccm以下。需要说明的是，可以与氨气一起，流过作为载体气体的N2气体。
[0180]此外，通过适当调整APC阀275、APC阀315的阀开度，使包含各气体供给排气构造的下方区域在内的处理室201内的压力为规定压力。
[0181 ] 需要说明的是，从该气体供给开始S204，在晶片200的表面上和/或衬托器的表面开始形成具有规定厚度的含钛层。
[0182](成膜工序S206)
[0183]接着，使衬托器220旋转规定次数，进行后述的成膜工序。此时，由于晶片200和衬托器220的表面暴露于气体，因此在晶片200上形成所希望的膜，并在衬托器220的表面也形成膜。
[0184]然而，在成膜工序中，如下述这样形成气体、气氛的气流。在第一气体供给排气构造240a的下方，从第一气体供给构造241a供给的第一气体在晶片200上形成含钛层，其后，被从第一气体排气构造243a排出。对于第一气体供给排气构造240b、第一气体供给排气构造240c也是同样。
[0185]此外，在第二气体供给排气构造280a的下方，从第二气体供给构造281a供给的第二气体在晶片200上形成含钛层，其后，被从第二气体排气构造283a排出。对于第二气体供给排气构造280b、第二气体供给排气构造280c也是同样。
[0186]此外，从第三气体供给构造320a供给的第三气体将通过了其下方的晶片200上的残留气体挤出(除去)，然后与残留气体成分一起被从第一气体排气构造243a或第二气体排气构造283a排出。对于第三气体供给构造320b、第三气体供给构造320c也是同样。
[0187]以下，使用图15，详细说明成膜工序S206。
[0188](通过第一气体的气体供给构造下方区域S302)
[0189]当晶片200通过第一气体的气体供给排气构造240的下方区域时，11(:14气体被供给到晶片200。在晶片200表面上，通过TiCl4气体与晶片200上接触而形成作为“含有第一元素层”的含钛层。供给到晶片200上的第一气体经由气体排气构造243被排出，由压力检测器277检测该排气流量。
[0190]含钛层例如根据处理室201内的压力、TiCl4气体的流量、衬托器220的温度、通过第一气体供给构造下方区域所需的时间(在第一气体供给构造下方区域的处理时间)等，而以规定厚度及规定分布形成。
[0191](通过惰性气体的气体供给构造下方区域S304)
[0192]接着，晶片200通过了气体供给排气构造240的下方区域之后，向衬托器220的旋转方向R移动而移动到惰性气体供给构造320的下方区域。在晶片200通过惰性气体供给构造320的下方区域时，在第一气体供给构造240的下方区域未能结合于晶片200的钛成分被惰性气体从晶片200上除去。
[0193](通过第二气体的气体供给构造下方区域S306)
[0194]接着，晶片200通过了惰性气体供给构造320的下方区域之后，向衬托器220的旋转方向R移动而移动到第二气体供给构造280的下方区域。在晶片200通过第二气体供给构造280的下方区域时，在第二气体供给构造280的下方区域，含钛层与氨气发生反应而形成氮化钛膜。供给到晶片200上的第二气体经由气体排气构造283被排出，由压力检测器317检测该排气流量。
[0195](通过惰性气体的气体供给构造下方区域S308)
[0196]接着，晶片200通过了第二气体供给构造280的下方区域之后，向衬托器220的旋转方向R移动而移动到惰性气体供给构造320的下方区域。在晶片200通过惰性气体供给构造320的下方区域时，在第二气体供给构造280的下方区域未能与晶片200的含钛层反应的氮成分被惰性气体从晶片200上除去。
[0197](判定S310)
[0198]在此期间，控制器400判定对于上述I个循环是否实施了规定次数。具体而言，控制器400对衬托器220的旋转数计数。
[0199]在未实施规定次数时(S310为否的情况下)，继续使衬托器220进一步旋转，重复进行通过第一气体供给构造下方区域S302、通过惰性气体供给构造下方区域S304、通过第二气体供给构造下方区域S306、通过惰性气体供给构造下方区域S308的循环。在实施了规定次数时(S310为是的情况下)，结束成膜工序S206。
[0200]接着，说明在成膜工序S206中的压力检测部的动作。在为了实现高通过量而增加了第一气体供给排气构造240、第二气体供给排气构造280的组合的情况下，相邻的供给排气构造变近，可能使气体混合。
[0201]若相邻的第一气体供给构造241和第二气体供给构造281之间的距离近，则存在第一气体或第二气体的排气不充分的隐患。因而，可能存在第一气体和第二气体在处理室、排气流路、排气管等发生混合的隐患。在该情况下，第一气体和第二气体流入第一气体排气流路246和/或第二气体排气流路286，在气体排气流路和/或排气管等引起CVD反应，在壁面上附着膜。若附着量变多，则在气体排气流路和/或排气管引起堵塞等异常。由于因堵塞导致排气流量不充分，因此与通过其他气体供给排气构造的下方空间时相比，流速、压力等处理条件不同。因而，可能出现在各个气体供给排气构造的下方空间所形成的膜的特性不同，存在导致成品率降低的隐患。
[0202]因此，在本实施方式中，检测气体排气流路、排气管的异常状态，使处理条件与其他供给相同气体的区域的处理条件相同。以下，以第一气体排气部270为例，说明具体内容。
[0203]第一气体排气部270经由第一气体排气流路245a、排气管244a而将气体供给排气构造240a的下方空间的气氛排出。排气管244a连接于上游侧排气管271a，压力检测器277a检测出通过排气管271a时的压力Plla。同样，从排气管271b将气体供给排气构造240b下方的气氛排出，并且压力检测器277b检测压力Pllb。此外，从排气管271c将气体供给排气构造240c下方的气氛排出，并且压力检测器277c检测压力Pile。
[0204]由压力检测器277a、压力检测器277b、压力检测器277c检测出的各压力数据被送往控制器400。控制器400将在各检测部检测出的值与预先记录于存储部的压力数据进行比较。
[0205]作为预先存储的压力数据，例如记录有三阶段的压力数据α 1、β 1、γ I。它们之间的关系为α I < β I < γ I。α I是用于使第一气体在晶片200上成膜的通常的压力值的上限。检测出的压力值只要比α I小，就视作通常的压力范围。在检测出的压力值为βI时，视作虽然是不影响晶片的膜质量的压力，但是比通常的压力α I高的压力值。在压力值为β I时，控制器400在附设的显示画面等报告对用户的警告，同时继续处理。并且，在处理下一批次的晶片之前，停止装置。在装置停止期间，实施将检测出高压力值的排气管更换等的维护作业。γ I是对晶片处理有影响的压力值。若压力值为γ?，则判断为配管是对膜质量有影响的程度的异常，立刻停止装置，而不等待下一批次。通过立刻停止，由此抑制向其他配管流入气体。
[0206]在第二气体排气部310也同样是经由排气管311a将气体供给排气构造280a的下方空间的气氛排出。并且同时由压力检测器317a检测出通过排气管311a时的压力P21a。而且，从排气管311b将气体供给排气构造280b下方的气氛排出，并且压力检测器317b检测压力P21b。从排气管311c将气体供给排气构造280c下方的气氛排出，并且压力检测器317c检测压力P21c。
[0207]由压力检测器317a、压力检测器317b、压力检测器317c检测出的各压力数据被送往控制器400。控制器400将在各检测部检测出的值与预先记录于存储部的压力数据进行比较。
[0208]作为预先存储的压力数据，例如记录有三阶段的压力数据α2、β2、γ2。它们之间的关系为α 2 < β 2 < γ 2。α 2是用于使第二气体在晶片200上反应的通常的压力值的上限。在第一气体为原料气体、第二气体为反应气体的情况下，为了提高反应气体相对于含有第一元素层的反应效率，优选是α 2为高于α I的值。若检测出的压力值低于α 2，就视作通常的压力范围。β2高于α2且低于γ2。压力值为β 2，是虽然是不影响晶片的膜质量的压力，但是比通常的压力α2高的压力值。在压力值为β2时，控制器400在附设的显示画面等报告对用户的警告，同时继续处理。并且，在处理下一批次的晶片之前，停止装置。在装置停止期间，实施将检测出高压力值的排气管更换等的维护作业。若检测出的压力值为γ 2以上，则判断为配管是对膜质量有影响的程度的异常，立刻停止装置，而不等待下一批次。通过立刻停止，由此抑制向其他配管流入气体。
[0209](气体供给停止S208)
[0210]在第三工序S210之后，至少关闭阀245，停止含有第一元素气体的供给。与其并行地，关闭阀256，停止含有第二元素气体的供给。
[0211 ](衬托器旋转停止S21)
[0212]在气体供给停止S212后，停止衬托器220的旋转。通过以上，薄膜形成工序S104结束。
[0213](衬底搬出工序S106)
[0214]接着，使衬托器220下降，将晶片200支承于从衬托器220的表面突出的晶片顶起销266上。其后，打开规定的闸阀，使用第一搬送机械臂112将晶片200向反应容器203之外搬出。其后，在结束衬底处理工序的情况下，停止从惰性气体供给系统向处理室201内供给惰性气体。
[0215]通过以上的处理，能够可靠地检测出与第一气体供给排气构造240a、第一气体供给排气构造240b、第一气体供给排气构造240c对应的排气管为异常这一情况。因而，能够使第一气体供给排气构造240a的下方区域、第一气体供给排气构造240b的下方区域、第一气体供给排气构造240c的下方区域的压力条件维持在一定的范围。
[0216]而且，能够可靠地检测出与第二气体供给排气构造280a、第二气体供给排气构造280b、第二气体供给排气构造280c对应的排气管为异常这一情况。因而，能够使第二气体供给排气构造280a的下方区域、第二气体供给排气构造280b的下方区域、第二气体供给排气构造280c的下方区域的压力条件维持在一定的范围。
[0217]进而，由于能够使各第一气体供给排气构造240、第二气体供给排气构造280的各自的下方区域的压力条件维持为一定的范围，因此能够使膜的厚度方向的特性均一，能够提尚成品率。
[0218]此外，在出现堵塞等异常状态下也持续进行处理的情况下，认为存在气体蔓延到相邻的排气流路、排气管而引起进一步的异常状态，但在本实施方式中能够防止发生该状况。例如在第二气体供给排气构造280a的下方第一气体和第二气体混合而在排气管284内引起堵塞的情况下，本来应排气的第一气体和第二气体移动到相邻的第一气体供给排气构造240a和/或第一气体供给排气构造240b的下方。移动后的第一气体和/或第二气体流入各气体的排气管，在气体排气流路和/或排气管等发生膜附着。若附着量多则在气体排气流路和/或排气管引起堵塞。如此，当在一个气体供给排气构造引起了堵塞时，进而在相邻的供给排气构造也引起堵塞，结果在处理室201内产生颗粒。在本实施方式中能够抑制发生这样的状况。
[0219]另外，本实施方式中，在使用液体原料作为第一气体时，发挥更显著的效果。以下，说明使用液体原料时的气体供给排气构造和发生显著效果的理由。
[0220]在使用液体原料的情况下，取代图4、图6所示的第一气体供给排气构造240而使用图16所示的第一气体排气构造240’。第一气体排气构造240’在供给管242的周围设置作为温度调节器的加热器245这一点与图4、6的构造不同。
[0221]向第一气体排气构造240’的供给管242供给液体原料的第一气体。在供给管242，被加热器245加热以便于使液体原料不再液化而维持气体状态。
[0222]从气体供给流路245供给的液体原料气体在晶片200上形成膜。有助于成膜的液体原料气体经由排气流路246、排气管244、排气管271而被排气，但由于排气管244、排气管271未被加热，因此比供给管的温度低。因此认为气体会再次被液化。再液化的液体原料附着于排气管244、排气管271，可能会引起堵塞等配管异常。
[0223]针对这样的状况，在本实施方式中，能够可靠地检测配管异常，因此即使在需要精确温度控制的液体原料时，也能防止运用效率的降低。
[0224](本发明的第二实施方式)
[0225]接着说明第二实施方式。第二实施方式中，将第一实施方式的排气部270置换为排气部270’，将排气部310置换为排气部310’。如图17所示，排气部270’是在排气部270的构成上增加了阀278a、阀278b、阀278c和压力检测器279。如图18所示，排气部310’是在排气部310的构成上增加了阀318a、阀318b、阀318c和压力检测器319。
[0226]接着说明配管的异常检测方法。在此所述的异常是指与第一实施方式相同，例如是配管的堵塞。本实施方式的异常检测处理是在图13的处理结束之后进行后述的维护工序。
[0227](维护工序)
[0228]在维护工序中检测排气管的异常。首先，说明排气部270’的异常检测方法。在衬底处理结束后，打开阀278a，关闭阀278b、阀278c。与其并行地，关闭阀318a、阀318b、阀318c0
[0229]然后，从气体供给流路245a向处理室供给惰性气体，并经由气体排气流路246a、排气管271a将所供给的气体排出。在排气时，由压力检测部277a检测排气管271a的压力。而且，由压力检测部279检测排气管273的压力。分别检测出的压力数据被送往控制器400。在控制器400，计算由压力检测部271a检测出的压力值与由压力检测部279检测出的压力值之差APla。计算出的数据与预先存储的维护用压力数据相比较。维护用压力数据例如是能够进行处理的状态的上限值即a3a、异常状态的i33a。若APla在a 3a的范围内，则判断为是能够进行晶片处理的状态。若APla在β 3a的范围内，则判断为是异常状态，实施配管的更换、清洁等维护作业。
[0230]接着，关闭阀278a、阀278c，打开阀278b。其后，从气体供给流路245向处理室供给惰性气体，并经由气体排气流路246b、排气管271b将所供给的气体排出。在排气时，由压力检测部277b检测排气管271b的压力。而且，由压力检测部279检测排气管273的压力。分别检测出的压力数据被送往控制器400。在控制器400，计算由压力检测部271b检测出的压力值与由压力检测部279检测出的压力值之差APlb。计算出的数据与预先存储的维护用压力数据相比较。维护用压力数据例如是能够进行处理的状态的上限值即a3b、异常状态的i33b。若APlb在a 3b的范围内，则判断为是能够进行晶片处理的状态。若APlb在i3 3b的范围内，则判断为是异常状态，实施配管的更换、清洁等维护作业。
[0231]接着，关闭阀278a、阀278b，打开阀278c。其后，从气体供给流路245向处理室供给惰性气体，并经由气体排气流路246c、排气管271c将所供给的气体排出。在排气时，由压力检测部277c检测排气管271c的压力。而且，由压力检测部279检测排气管273的压力。分别检测出的压力数据被送往控制器400。在控制器400，计算由压力检测部271c检测出的压力值与由压力检测部279检测出的压力值之差APlc。计算出的数据与预先存储的维护用压力数据相比较。维护用压力数据例如是能够进行处理的状态的上限值即a3c、异常状态的i33c。若APlc在a 3c的范围内，则判断为是能够进行晶片处理的状态。若APlc在P3c的范围内，则判断为是异常状态，实施配管的更换、清洁等维护作业。
[0232]通过以上的方法，检测排气部270’的异常。
[0233]接着，说明排气部310’的异常检测方法。在排气部270’的异常检测技术后，关闭阀278a、阀278b、阀278c。与其并行地，打开阀318a，关闭阀318b、阀318c。
[0234]然后，从气体供给流路285a向处理室供给惰性气体，并经由气体排气流路286a、排气管311a将所供给的气体排出。在排气时，由压力检测部317a检测排气管311a的压力。而且，由压力检测部319检测排气管313的压力。分别检测出的压力数据被送往控制器400。在控制器400，计算由压力检测部317a检测出的压力值与由压力检测部319检测出的压力值之差AP2a。计算出的数据与预先存储的维护用压力数据相比较。维护用压力数据例如是能够进行处理的状态的上限值即a4a、异常状态的i34a。若Δ P2a在a 4a的范围内，则判断为是能够进行晶片处理的状态。若AP2a在β 4a的范围内，则判断为是异常状态，实施配管的更换、清洁等维护作业。
[0235]接着，关闭阀318a、阀318c，打开阀318b。其后，从气体供给流路285向处理室供给惰性气体，并经由气体排气流路286c、排气管311c将所供给的气体排出。在排气时，由压力检测部317c检测排气管311c的压力。而且，由压力检测部319检测排气管313的压力。分别检测出的压力数据被送往控制器400。在控制器400，计算由压力检测部317c检测出的压力值与由压力检测部319检测出的压力值之差AP2c。计算出的数据与预先存储的维护用压力数据相比较。维护用压力数据例如是能够进行处理的状态的上限值即a4c、异常状态的i3 4c。若AP2c在a 4c的范围内，则判断为是能够进行晶片处理的状态。若Δ P2c在i3 4c的范围内，则判断为是异常状态，实施配管的更换、清洁等维护作业。
[0236]通过以上的方法，检测排气部310’的异常。
[0237]如此，通过在上游侧排气管271和下游侧排气管273分别检测压力，由此不仅在压力检测器277的上游，在下游也能发现异常。
[0238]而且，在上游侧排气管271a、上游侧排气管271b、上游侧排气管271c也能分别发现异常，因此能够提高维护效率。
[0239]<本发明的其他实施方式>
[0240]以上，具体说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述各实施方式，在不脱离其要旨的范围内可进行各种变更。
[0241]此外，例如在上述各实施方式中，举出通过使衬托器220旋转来使衬托器220上的各晶片200与气体供给构造的相对位置移动的构造例，但本发明不限于此。S卩，本发明只要是使衬底载置台10上的各晶片与气体供给构造的相对位置移动的结构即可，不需一定是各实施方式中所说明的旋转驱动式机构，例如可以使固定有气体供给构造的处理室的顶板旋转。
[0242]此外，例如在上述各实施方式中，作为衬底处理装置所进行的成膜处理，以如下情况为例，即，使用TiCl4气体作为原料气体(第一处理气体)，使用NH3气体作为反应气体(第二处理气体)，并交替供给这些气体，由此在晶片W上形成TiN膜的情况，但本发明不限于此。即，成膜处理所用的处理气体不限于TiCl4气体、NH3气体等，可以使用其他种类的气体来形成其他种类的薄膜。而且，即使在使用三种以上的处理气体的情况下，只要是交替供给这些处理气体来进行成膜处理，就能适用本发明。
[0243]此外，在上述各实施方式中，记载了使处理条件相同，但这是指结果上衬底的特性成为所希望范围内的条件。因而，使处理条件相同是指特性成为所希望范围内的条件的范围。
[0244]此外，例如在上述的各实施方式中，作为衬底处理装置进行的处理而举出成膜处理为例，但本发明不限于此。即，除了成膜处理之外，可以是形成氧化膜、氮化膜的处理、形成含有金属的膜的处理。此外，衬底处理的具体内容不限，不仅是成膜处理，在退火处理、氧化处理、氮化处理、扩散处理、光刻处理等其他衬底处理中也能很好地适用。而且，本发明也能很好地适用于其他衬底处理装置，例如退火处理装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置、利用等离子体的处理装置等其他衬底处理装置。此夕卜，本发明可以是这些装置混杂存在。此外，可以将某实施方式的构成的一部分置换为其他实施方式的构成，而且，可以在某实施方式的构成加上其他实施方式的构成。此外，对于各实施方式的构成的一部分，可以增加其他构成、删除或置换。
[0245]<本发明的优选方案>
[0246]以下，附记本发明的优选方案。
[0247][附记I]
[0248]根据本发明的一方案，提供一种衬底处理装置，包括:
[0249]处理室；
[0250]衬底载置台，其设于所述处理室内，将衬底载置部呈圆周状地配置；
[0251]旋转部，其使所述衬底载置台旋转；
[0252]原料气体供给构造，多个原料气体供给构造呈圆周状地配置在所述衬底载置台的上方；
[0253]原料气体供给部，其经由所述多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体；
[0254]原料气体排气构造，其与所述多个原料气体供给构造分别对应地设置，将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出；
[0255]多个原料气体排气管，分别与所述原料气体排气构造连接；
[0256]原料气体排气部，具有所述多个原料气体排气管，并经由所述原料气体排气构造将所述处理室的气氛排出；
[0257]多个反应气体供给构造，设于所述衬底载置台的上方，配置于所述原料气体供给构造之间；
[0258]反应气体供给部，其经由所述多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体；
[0259]多个反应气体排气构造，其与所述多个反应气体供给构造分别对应地设置，将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出；
[0260]多个反应气体排气管，分别与所述反应气体排气构造连接；
[0261]反应气体排气部，具有所述多个反应气体排气管，并经由所述反应气体排气构造将所述处理室的气氛排出；
[0262]多个反应气体压力检测器，分别设于所述反应气体排气管；以及
[0263]控制部，至少控制所述原料气体供给部、所述原料气体排气部、所述反应气体供给部、所述反应气体排气部和所述反应气体压力检测器。
[0264][附记2]
[0265]在附记I所述的衬底处理装置中，优选是，
[0266]还设置按所述多个原料气体排气管分别设置的原料气体压力检测器。
[0267][附记3]
[0268]在附记I或2所述的衬底处理装置中，优选是，
[0269]在由所述多个反应气体压力检测器检测到的压力值中的至少一个压力值大于规定值的情况下，判断为检测到大压力的排气管为异常状态。
[0270][附记4]
[0271]在附记2或3所述的衬底处理装置中，优选是，
[0272]在由所述多个原料气体压力检测器检测到的压力值中的至少一个压力值大于规定值的情况下，判断为检测到大压力的排气管为异常状态。
[0273][附记5]
[0274]在附记I?4中任一项所述的衬底处理装置中，优选是，
[0275]还具有所述多个反应气体排气管合流的合流部和连接于该合流部的下游侧的反应气体合流管，在所述反应气体合流管设有合流管压力检测器。
[0276][附记6]
[0277]在附记5所述的衬底处理装置中，优选是，
[0278]在所述反应气体压力检测器与所述合流部之间设有阀。
[0279][附记7]
[0280]在附记2?6中任一项所述的衬底处理装置中，优选是，
[0281]还具有所述多个原料气体排气管合流的合流部和连接于该合流部的下游侧的原料气体合流管，在所述原料气体合流管设有合流管压力检测器。
[0282][附记8]
[0283]在附记7所述的衬底处理装置中，优选是，
[0284]在所述原料气体压力检测器与所述合流部之间设有阀。
[0285][附记9]
[0286]提供一种半导体器件的制造方法，优选是，包括如下工序:
[0287]将多个衬底搬入处理室、并在内置于所述处理室的衬底载置台上呈圆周状地载置衬底的工序；
[0288]开始所述衬底载置台的旋转的工序；
[0289]原料气体供给排气工序，经由多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个原料气体排气构造而将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出；以及
[0290]反应气体供给排气工序，与所述原料气体供给排气工序并行地，经由多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个反应气体排气构造而将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出，
[0291]在所述反应气体供给排气工序，在与所述多个反应气体排气构造分别连接的排气管检测压力。
[0292][附记10]
[0293]提供一种程序，优选是，执行如下工序:
[0294]将多个衬底搬入处理室、并在内置于所述处理室的衬底载置台上呈圆周状地载置衬底的工序；
[0295]开始所述衬底载置台的旋转的工序；
[0296]原料气体供给排气工序，经由多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个原料气体排气构造而将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出；以及
[0297]反应气体供给排气工序，与所述原料气体供给排气工序并行地，经由多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个反应气体排气构造而将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出，
[0298]在所述反应气体供给排气工序，在与所述多个反应气体排气构造分别连接的排气管检测压力。
[0299][附记11]
[0300]提供一种记录介质，优选是，存储有执行如下工序的程序:
[0301]将多个衬底搬入处理室、并在内置于所述处理室的衬底载置台上呈圆周状地载置衬底的工序；
[0302]开始所述衬底载置台的旋转的工序；
[0303]原料气体供给排气工序，经由多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个原料气体排气构造而将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出；以及
[0304]反应气体供给排气工序，与所述原料气体供给排气工序并行地，经由多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个反应气体排气构造而将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出，
[0305]在所述反应气体供给排气工序，在与所述多个反应气体排气构造分别连接的排气管检测压力。
【主权项】
1.一种衬底处理装置，包括: 处理室； 衬底载置台，其设于所述处理室内，将衬底载置部呈圆周状地配置； 旋转部，其使所述衬底载置台旋转； 原料气体供给构造，多个原料气体供给构造呈圆周状地配置在所述衬底载置台的上方； 原料气体供给部，其经由所述多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体； 原料气体排气构造，其与所述多个原料气体供给构造分别对应地设置，将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出； 多个原料气体排气管，分别与所述原料气体排气构造连接； 原料气体排气部，具有所述多个原料气体排气管，并经由所述原料气体排气构造将所述处理室的气氛排出； 多个反应气体供给构造，设于所述衬底载置台的上方，配置于所述原料气体供给构造之间； 反应气体供给部，其经由所述多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体； 多个反应气体排气构造，其与所述多个反应气体供给构造分别对应地设置，将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出； 多个反应气体排气管，分别与所述反应气体排气构造连接； 反应气体排气部，具有所述多个反应气体排气管，并经由所述反应气体排气构造将所述处理室的气氛排出； 多个反应气体压力检测器，分别设于所述反应气体排气管；以及控制部，至少控制所述原料气体供给部、所述原料气体排气部、所述反应气体供给部、所述反应气体排气部和所述反应气体压力检测器。2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中， 还设置按所述多个原料气体排气管分别设置的原料气体压力检测器。3.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其中， 在由所述多个反应气体压力检测器检测到的压力值中的至少一个压力值大于规定值的情况下，判断为检测到大压力的排气管为异常状态。4.根据权利要求3所述的衬底处理装置，其中， 在由所述多个原料气体压力检测器检测到的压力值中的至少一个压力值大于规定值的情况下，判断为检测到大压力的排气管为异常状态。5.根据权利要求4所述的衬底处理装置，其中， 还具有所述多个反应气体排气管合流的合流部和连接于该合流部的下游侧的反应气体合流管，在所述反应气体合流管设有合流管压力检测器。6.根据权利要求5所述的衬底处理装置，其中， 在所述反应气体压力检测器与所述合流部之间设有阀。7.根据权利要求6所述的衬底处理装置，其中， 还具有所述多个原料气体排气管合流的合流部和连接于该合流部的下游侧的原料气体合流管，在所述原料气体合流管设有合流管压力检测器。8.根据权利要求7所述的衬底处理装置，其中， 在所述原料气体压力检测器与所述合流部之间设有阀。9.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其中， 在由所述多个原料气体压力检测器检测到的压力值中的至少一个压力值大于规定值的情况下，判断为检测到大压力的排气管为异常状态。10.根据权利要求9所述的衬底处理装置，其中， 还具有所述多个原料气体排气管合流的合流部和连接于该合流部的下游侧的原料气体合流管，在所述原料气体合流管设有合流管压力检测器。11.根据权利要求9所述的衬底处理装置，其中， 在所述原料气体压力检测器与所述合流部之间设有阀。12.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中， 在由所述多个反应气体压力检测器检测到的压力值中的至少一个压力值大于规定值的情况下，判断为检测到大压力的排气管为异常状态。13.根据权利要求12所述的衬底处理装置，其中， 还具有所述多个反应气体排气管合流的合流部和连接于该合流部的下游侧的反应气体合流管，在所述反应气体合流管设有合流管压力检测器。14.根据权利要求13所述的衬底处理装置，其中， 在所述反应气体压力检测器与所述合流部之间设有阀。15.一种半导体器件的制造方法，包括如下工序: 将多个衬底搬入处理室、并在内置于所述处理室的衬底载置台上呈圆周状地载置衬底的工序； 开始所述衬底载置台的旋转的工序； 原料气体供给排气工序，经由多个原料气体供给构造向所述原料气体供给构造的下方区域供给原料气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个原料气体排气构造而将所述原料气体供给构造的下方区域的气氛排出；以及 反应气体供给排气工序，与所述原料气体供给排气工序并行地，经由多个反应气体供给构造向所述反应气体供给构造的下方区域供给反应气体，并经由与所述多个原料气体供给构造对应的多个反应气体排气构造而将所述反应气体供给构造的下方区域的气氛排出， 在所述反应气体供给排气工序，在与所述多个反应气体排气构造分别连接的排气管检测压力。
【文档编号】H01L21/02GK106032572SQ201510102951
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月9日
【发明人】板谷秀治
【申请人】株式会社日立国际电气