清洁方法、半导体器件的制造方法及衬底处理装置的制造方法_5

文档序号:9472747阅读:来源:国知局
,吹扫处理室201内。这时,如图6所示,也可以通过重复阀243e、243f的开闭动作,间歇地进行处理室201内的吹扫(循环吹扫)。之后,处理室201内的气氛置换成N2气体(非活性气体置换),处理室201内的压力恢复成常压(大气压恢复)。
[0220](晶舟卸载)
[0221]通过晶舟升降机115将密封盖219下降,并将集流管209的下端开口。然后,空的晶舟217被从集流管209的下端向反应管203的外部搬出(晶舟卸载)。当这些一连串的工序结束时,再次开始上述成膜处理。
[0222](4)清洁处理的变形例
[0223]本实施方式中的清洁处理不限定于上述技术方案,能够变更为以下所示的变形例。
[0224](变形例I)
[0225]在进行步骤Al时,不是间歇地进行向处理室201内的F2气体、HF气体的供给,而与步骤A2、A3同样地连续地进行。S卩,在步骤Al中,也可以维持为打开阀243c、243d的状态。在该情况下,虽然排气管231的温度由于清洁气体与反应副生成物的反应热而上升,通过在上述定时进行步骤BI,与图6所示的清洁时序同样地,能够在将排气管231的温度维持为小于临界温度的温度,使上述堆积物的除去处理适当地进展。
[0226](变形例2)
[0227]在进行步骤Al时,也可以通过在向处理室201内连续地供给F2气体、HF气体的同时,间歇地向处理室201内供给N2气体,使处理室201内的压力变动。S卩,在步骤Al中,也可以维持打开阀243c、243d的状态,并且,此时,重复阀243e、243f中的至少任一个阀的开闭动作。在该情况下,也与图6所示的清洁时序同样地,能够提高来自处理室201内的堆积物的除去效率。
[0228](变形例3)
[0229]在进行步骤Al时,也可以重复向处理室201内供给并封入F2气体和HF气体的步骤、将处理室201内排气的步骤。例如,在步骤Al中,也可以维持为打开阀243c、243d的状态,并且,此时,重复APC阀244的开闭动作。另外,例如,在步骤Al中,也可以重复在关闭APC阀244的状态下维持打开阀243c、243d的工作、在关闭阀243c、243d的状态下维持打开APC阀244的工作。
[0230]另外,在进行步骤Al时,也可以重复向处理室201内供给并封入F2气体和HF气体的步骤、维持向处理室201内封入F2气体和HF气体的状态的步骤、将处理室201内排气的步骤。例如,在步骤Al中,也可以重复在关闭APC阀244的状态下维持打开阀243c、243d的工作、维持关闭APC阀244、阀243c、243d的工作、在关闭阀243c、243d的状态下维持打开APC阀244的工作。
[0231]在这些情况下,也能够使处理室201内的压力变动,与图6所示的清洁时序同样地,能够提高来自处理室201内的堆积物的除去效率。
[0232]另外,通过向处理室201内供给并封入F2气体和HF气体,能够避免F2气体、HF气体未有助于清洁就被从处理室201内排出。另外,通过该封入,能够使F2气体和HF气体容易地在处理室201内的整个区域中遍布,并容易地在处理室201内的整个区域中进行清洁。然后,能够确保处理室201内的F2气体和HF气体的停留时间,即清洁所需要的反应时间。由此,能够在处理室201内的整个区域内使上述清洁作用提高。另外,能够削减未有助于清洁而从处理室201内排出的清洁气体的量,也能够提高清洁气体的利用效率,并降低清洁处理的成本。另外,通过维持向处理室201内封入清洁气体的状态,能够进一步提高在处理室201内的整个区域中的清洁作用。
[0233]此外,也可以控制为:在第一清洁处理中进行APC阀244的开闭动作时,交替地重复APC阀244的全闭(完全关闭)工作、全开(完全打开)工作。另外,也可以将该开度控制为:在第一清洁处理中关闭APC阀244时,不将APC阀244设为全闭,而处理室201内的压力成为规定的压力(一定的压力)。另外,也可以将该开度控制为:在第一清洁处理中打开APC阀244时,不将APC阀244设为全开,而处理室201内的压力成为规定的压力(一定的压力)。另外,也可以适宜组合进行这些控制。
[0234](变形例4)
[0235]例如,在堆积物未附着于喷嘴249b内的情况下,或附着于喷嘴249b内的堆积物的量少的情况下,也可以在进行第二清洁处理后不进行第三清洁处理。另外,在附着在喷嘴249b内的堆积物的量少的情况下,在进行第三清洁处理的情况下,也在比第二清洁处理短的时间中进行清洁处理。例如,既可以将步骤A3的实施时间设为比步骤A2的实施时间短,也可以将第三清洁处理整体的实施时间设为比第二清洁处理整体的实施时间短。另外,也可以将步骤A3、B3的重复次数设为比步骤A2、B2的重复次数少。在这些情况下,能够使清洁处理的整体上的所需时间缩短,并使生产性提高。另外,也能够避免向喷嘴24%内即喷嘴24%的内壁的蚀刻损伤。另外,也能够防止排气管231的温度上升、并更可靠地避免排气管231的腐蚀。
[0236](5)清洁处理的处理条件
[0237]以下,分别说明第一?第三清洁处理的处理条件。
[0238](第一清洁处理的处理条件)
[0239]作为步骤Al中的子步骤al的处理条件,例示了:
[0240]第一清洁温度:小于400°C,优选200°C?350°C,
[0241]第一清洁压力:1330Pa(1Torr)?101300Pa (大气压),优选 13300Pa (10Torr)以上至53320Pa(400Torr),
[0242]F2气体供给流量:0.5?20slm,
[0243]HF气体供给流量:0.5?20slm,
[0244]N2气体供给流量:0.I?20slm,
[0245]HF气体/F2气体流量比:0.25?4,
[0246]实施时间:I分钟?3分钟。
[0247]作为步骤Al中的子步骤a2的处理条件,例示了:
[0248]第一清洁温度:小于400°C,优选200°C?350°C,
[0249]第一清洁压力:10Pa?50Pa,
[0250]F2气体供给流量:0slm,
[0251]HF气体供给流量:0slm,
[0252]N2气体供给流量:lslm?20slm,
[0253]实施时间:I分钟?3分钟。
[0254]作为步骤BI的处理条件,例示了:
[0255]第一清洁温度:小于400°C,优选200°C?350°C,
[0256]第一清洁压力:10Pa?50Pa,
[0257]F2气体供给流量:0slm,
[0258]HF气体供给流量:0slm,
[0259]N2气体供给流量:lslm?20slm,
[0260]实施时间:10分钟?60分钟。
[0261]此外,在步骤Al中,作为子步骤al、a2的重复次数,例示了 2次?20次。另外,作为步骤A1、B1的重复次数,例示了 2次?5次。
[0262]通过将各个处理条件设定为各自的范围内的某个值,能够在适当控制排气管231的温度的同时,使上述蚀刻处理适当地进展。
[0263](第二、第三清洁处理的处理条件)作为步骤A2、A3的处理条件,例示了:
[0264]第二清洁温度:400°C以上,优选400°C?500°C,
[0265]第二清洁压力:I33OPa(1Torr)?266OOPa (2OOTorr),优选 I33OOPa (10Torr)以上至 19950Pa(150Torr),
[0266]F2气体供给流量:0.2?5slm,
[0267]HF气体供给流量:0slm,
[0268]N2气体供给流量:1?20slm,
[0269]实施时间:5分钟?1分钟。
[0270]作为步骤B2、B3的处理条件,例示了:
[0271]第二清洁温度:400°C以上,优选400°C?500°C,
[0272]第一清洁压力:10Pa?50Pa,
[0273]F2气体供给流量:0slm,
[0274]HF气体供给流量:0slm,
[0275]N2气体供给流量:lslm?20slm,
[0276]实施时间:10分钟?60分钟。
[0277]此外,作为步骤A2、B2的重复次数和步骤A3、B3的重复次数,分别例示了 2次?5次。
[0278]通过将各个处理条件设定为各自的范围内的某个值,能够在适当控制排气管231的温度的同时,分别使处理室201内的部件的表面的保护处理和喷嘴249a、249b内的清洁处理适当地进展。
[0279]另外,优选的是,第二清洁处理的处理时间设为比第三清洁处理的处理时间长。这是由于,HCDS气体是包含在上述处理条件下单独成为固体的元素(Si)的气体,S卩,是能够单独使膜堆积的气体。另外,C3H6气体、O2气体、NH3气体是包含在上述处理条件下单独不成为固体的元素(C、0、N、H)的气体,S卩,是单独不能使膜堆积的气体。因此,当进行上述成膜处理时,与喷嘴249b的内部相比,在喷嘴249a的内部附着大量的堆积物(以Si为主成分的堆积物)。另一方面,在喷嘴249b内,由于稍微侵入喷嘴249b内的HCDS气体的影响,以S1、S1、SiN等为主成分的堆积物稍微附着。通过按上述方式设定第二、第三清洁处理的处理时间,能够在可靠地除去喷嘴249a内的堆积物的同时,避免向喷嘴249b内即喷嘴249b的内壁的蚀刻损伤(过度蚀刻)。另外,将在第二清洁处理中供给的F2气体的流量、浓度设为比在第三清洁处理中供给的F2气体的流量、浓度大,也能够得到同样的效果。
[0280](6)本实施方式的效果
[0281]根据本实施方式,能够得到以下所示的一个或多个效果。
[0282](a)在第一?第三清洁处理中,分别交替地重复清洁处理室201内的步骤Al?A3和冷却排气管231的步骤BI?B3。由此,能够在将排气管231的温度维持为第一温度以下的温度即小于临界温度的温度的状态下,使保护处理、清洁处理适当地进展。
[0283]作为参考,在图7中示出,在第一?第三清洁处理中,不进行冷却排气管231的步骤BI?B3,而连续地进行清洁处理室201内的步骤Al?A3的清洁时序。如图7的虚线所示,当连续地进行步骤Al?A3时,有时会由于清洁气体与反应副生成物的反应热,排气管231的温度上升,并超过临界温度。结果,排气管231有时会腐蚀。
[0284]与之相对,在本实施方式中,由于在上述定时进行步骤BI?B3,能够避免排气管231的温度到达临界温度,即在排气管231的内壁产生腐蚀的温度。结果,能够抑制由进行清洁处理导致的排气管231的腐蚀,并降低衬底处理装置的维护成本等。
[0285](b)如上所述,在使用HCDS气体这样的一个分子中所包含的Cl的数量多的气体作为原料气体的情况下,容易生成NH4Cl等反应副生成物,反应副生成物向排气管231内的附着量容易增加。另外,在排气管231构成作为波纹管那样在内壁上具有凹凸结构的管的情况下,反应副生成物向排气管231内的附着量也容易增加。因此,在这些情况下,通过进行清洁处理,排气管231的温度容易上升。在这些情况下,在上述定时进行步骤BI?B3的本实施方式具有大的意义。
[0286](c)如上所述,在将子步骤a2中的APC阀244的开度设为比子步骤al中的APC阀244的开度大的开度的情况下,在开始子步骤a2后,大量清洁气体迅速从处理室201内向排气管231内流通。另外,在以变形例3这样的处理步骤供给清洁气体的情况下也同样如此。因此,在这些情况下,通过进行清洁处理,排气管231的温度容易上升。在该情况下,在上述定时进行步骤BI?B3的本实施方式也具有大的意义。
[0287](d)通过仅以在上述定时进行步骤BI?B3的方式变更清洁制程程序,能够得到上述效果。即,在本实施方式中,由于无需另行设置用于冷却排气管231的温度的冷却器单元等冷却装置等使衬底处理装置的排气系统的构成复杂化,能够避免衬底处理装置的制造成本、改变成本、维护成本的增加。另外,也无需用于使冷却装置工作的电力,也能够避免衬底处理装置的电力消耗量,即运转成本的增加。
[0288](e)在步骤BI?B3中,向排气管231内供给作为冷却气体的N2气体,使排气管231强制冷却。由此,能够提高排气管231的冷却效率,并缩短步骤BI?B3的实施时间。结果,能够使清洁处理需要的时间,即衬底处理装置的停机时间缩短,并使其生产性提高。
[0289](f)在步骤Al中,通过交替地重复子步骤al、a2,并使处理室201内的压力重复变动,能够提高来自处理室201内的堆积物的除去效率。结果,能够使清洁处理需要的时间,即衬底处理装置的停机时间缩短,并使其生产性提高。
[0290](g)在第一清洁处理中,通过使用F2气体和HF气体,S卩,通过使用在F2气体中添加HF气体而成的混合气体,能够提高堆积物的蚀刻速率,使处理室201内的清洁有效地进展。另外,在第一清洁处理中,通过使用F2气体和HF气体,在将处理室201内的温度(第一清洁温度)等处理条件设为低温侧的条件的情况下,也能够以实用的速度使处理室201内的清洁进展。结果,能够抑制处理室201内的石英部件的蚀刻损伤,更可靠地避免排气管231的腐蚀。
[0291]〈本发明的其他实施方式〉
[0292]以上,具体说明了本发明的实施方式。然而,本发明不限定于上述实施方式,在不脱离其技术思想的范围内可以进行各种变更。
[0293]例如,在上述实施方式中,说明了使用温度传感器231a实际测定排气管231的温度,基于该测量结果(实测值)控制清洁处理的进展的例子,但本发明不限定于这样的技术方案。例如,也可以通过实验或模拟等预先求出(a)清洁气体向排气管231内实质流通的时间、(b)实质停止了清洁气体向排气管231内的流通的时间、(c)排气管231的温度即上升温度和下降温度的关系,基于预先求出的(a)?(c)的关系控制清洁处理的进展。S卩,也可以基于清洁气体向排气管231内实质流通的时间、实质停止了清洁气体向排气管231内的流通的时间推定排气管231的温度,根据该推定结果,控制清洁处理的进展。在该情况下,无需在排气管231上设置温度传感器231a,能够简化衬底处理装置的构成,能够使其制造成本等降低。
[0294]另外,例如也可以在排气管231上设置作为加热机构的副加热器(水套加热器)。在实施上述成膜处理时,通过使用副加热器加热排气管231,能够抑制反应副生成物向排气管231内附着。但是,即使在实施成膜处理时利用副加热器加热排气管231,也难以完全防止反应副生成物向排气管231内附着,会在清洁处理时产生上述问题。此外,在进行上述清洁处理时,需要将副加热器设为OFF而使之不工作,停止副加热器对排气管231的加热且不加热排气管231。
[0295]另外,例如,在上述实施方式中,作为清洁气体,说明了组合使用作为氟类气体的F2气体和作为反应促进气体的HF气体的例子、单独使用F2气体的例子,但本发明不限定于这样的技术方案。即,作为清洁气体,既可以单独使用F2气体、三氟化氯(ClF3)气体、三氟化氮(NF3)气体以及氟化氢(HF)气体等氟类气体,另外,也可以使用以任意的组合来使这些气体混合而成的气体。另外,作为反应促进气体,既可以使用H2气体、O 2气体、NH 3气体,进一步地,也可以使用NO气体、N2O气体、勵2气体等氧化氮类气体。
[0296]另外,例如在上述实施方式中,说明了利用图4所示的成膜时序即以下所示的成膜时序在晶片200上形成S1CN膜,之后,清洁处理室201内、喷嘴231a、231b内的例子。
[0297]NH3— (HCDS 一 C 3H6— O 2— NH 3) X η — S1CN 膜
[0298]然而,本发明不限定于上述技术方案。S卩,也可以在利用以下例示的成膜时序在晶片上形成S1CN膜、碳氮化硅膜(SiCN膜)、氮氧化硅膜(S1N膜)、氮化硅膜(SiN膜)、硼碳氮化硅膜(SiBCN膜)、硼氮化硅膜(SiBN膜)等硅类绝缘膜后,适合地实施上述清洁处理。
[0299]NH3— (C 3H6— HCDS — C 3Η6— O 2— NH 3) X η — S1CN 膜
[0300]NH3— (HCDS 一 C 3H6— NH 3一 O 2) X η 一 S1CN 膜[0301 ] NH3— (HCDS 一 C 3H6— NH3) Xn ^ SiCN 膜
[0302]NH3— (HCDS 一 NH 3一 O 2) X η 一 S1N 膜
[0303]NH3— (HC
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