衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及气体整流部的制作方法_3

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序,并根据来自输入输出装置122的操作命令的输入等从存储装置121c中读取工艺制程。而且,CPU121a以依照所读取出的工艺制程的内容的方式,控制闸阀205的开闭动作、升降机构218的升降动作、压力调节器223的压力调节动作、真空栗224的开关控制、远程等离子体单元250的气体激励动作、MFC243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c、402a、402b 的流量调节动作、阀243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、401a、401b 的气体的开关控制、加热器 213 的温度控制等。
[0106]此外,控制器121并不限于构成为专用计算机的情况,还可以构成为通用的计算机。例如,通过准备一个存储有上述程序的外部存储装置(例如,磁带、软盘和硬盘等磁盘、⑶和DVD等光盘、MO等磁光盘、USB存储器和存储卡等半导体存储器)283,并用该外部存储装置283在通用的计算机上安装程序等,能够构成本实施方式的控制器121。此外,用于向计算机供给程序的手段并不限于经由外部存储装置283供给的情况。例如,还可以使用互联网和专用线路等通信手段而不经由外部存储装置283来供给程序。此外,存储装置121c和外部存储装置283构成为能够进行计算机读取的记录介质。以下,将它们仅统称为记录介质。此外,在本说明书中,当使用记录介质这一词时,有仅单独包括存储装置121c的情况、仅单独包括外部存储装置283的情况、或两者都包括的情况。
[0107](2)衬底处理工序
[0108]接着,关于衬底处理工序的示例,通过半导体器件的制造工序之一、即使用DCS气体及NH3 (氨)气形成氮化硅(SixNy)膜的示例进行说明。
[0109]图6是表不由本实施方式的衬底处理装置实施的衬底处理的一例的顺序图。图例表示进行利用等离子体的处理,并在作为衬底的晶片200上形成氮化硅(SixNy)膜的情况的顺序动作。
[0110](衬底输入工序S201)
[0111]在进行成膜处理时,首先,使晶片200输送入处理室201内。具体来说,通过升降机构218使衬底支承部210下降,形成升降销207从贯通孔214向衬底支承部210的上表面侧突出的状态。另外,在将处理室201内部调节成规定压力之后,打开闸阀205,使晶片200从闸阀205载置到升降销207上。在使晶片200载置到升降销207上之后,通过升降机构218使衬底支承部210上升到规定位置,由此,晶片200从升降销207被载置到衬底支承部210 上。
[0112](减压/升温工序S202)
[0113]接着,经由排气管222排出处理室201内的气体,以使处理室201内部变成规定压力(真空度)。这时,根据压力传感器测定的压力值,对作为压力调节器223的APC阀的开度进行反馈控制。另外,根据温度传感器(未图示)检测出的温度值,对向加热器213供给的通电量进行反馈控制,以使处理室201内部变成规定温度。具体来说,预先加热衬托器(susceptor),等晶片200或衬托器的温度不再变化之后放置一定时间。在此期间,通过真空排气或由供给N2气进行的吹扫,除去残留在处理室201内的水分或者来自部件的脱气等。于是,成膜工序之前的准备工作完成。
[0114](第一处理气体供给工序S203)
[0115]接着,如图7所示,从第一处理气体供给系统向处理室201内供给作为第一处理气体(原料气体)的DCS气体。另外,以继续由排气系统进行处理室201内部的排气并使处理室201内部的压力变成规定压力(第一压力)的方式进行控制。具体来说,打开第一气体供给管243a的阀243d和第一非活性气体供给管246a的阀246d,使DCS气体流进第一气体供给管243&、队气流进第一非活性气体供给管246a。DCS气体从第一气体供给管243a流出,并由MFC243c进行流量调节。N2气从第一非活性气体供给管246a流出,并由MFC246c进行流量调节。经过流量调节的DCS气体与经过流量调节的N2气在第一气体供给管243a内混合,从气体分散部234向加热后的减压状态的处理室201内供给,并从排气管222排出。这时,变成对晶片200供给DCS气体(原料气体(DCS)供给工序)。DCS气体以规定压力(第一压力:例如lOOPa以上lOOOOPa以下)向处理室201内供给。由此,向晶片200供给DCS。通过供给DCS,在晶片200上形成含硅层。所谓含硅层,是指含有硅(Si)或者含有石圭和氯(C1)的层。
[0116]另外,如图7所示,开始向第一气体导入孔303a、第二气体导入孔303b供给吹扫气体。本实施方式的图7中,是在原料气体的供给开始的同时开始了吹扫气体的供给,但也可以在原料气体的供给之前进行供给。另外,还可以在原料气体的供给之后稍后供给。吹扫气体的供给从第一处理气体的供给工序S203持续到后述的吹扫工序S206。如图7所示,关于吹扫气体的流量,以与吹扫工序S204、S206的流量相比变多的方式,控制第一处理气体供给工序S203和第二处理气体供给工序S205的流量。通过这样的构成,能够在调节衬底200端部的流导的同时,抑制吹扫工序S204中的第一处理气体对除去的妨碍、以及吹扫工序S206中的第二处理气体对除去的妨碍。另外,通过始终供给吹扫气体,气体从第一吹扫喷嘴304a和第二吹扫喷嘴304b逆流,能够抑制在吹扫喷嘴和气体均压部内产生副产物。
[0117](吹扫工序S204)
[0118]在晶片200上形成含硅层之后,关闭第一气体供给管243a的阀243d,停止DCS气体的供给。这时,将排气管222的APC阀223保持打开,通过真空栗224对处理室201内部进行真空排气,将残留在处理室201内的未反应或者对含硅层形成发挥作用后的DCS气体从处理室201内排除。另外,还可以将阀246d保持打开,维持向处理室201内供给作为非活性气体的队气。从阀门246d持续供给的N 2气作为吹扫气体发挥作用。由此,能够进一步提高将残留在第一气体供给管243a、共通气体供给管242、处理室201内的未反应或者对含硅层形成发挥作用后的DCS气体排除的效果。
[0119]此外,这时,也可以不将残留在处理室201内和气体整流部234内的气体完全排除(不完全吹扫处理室201内部)。若仅在处理室201内残留微量气体,则在之后进行的工序中不会产生不良影响。这时,向处理室201内供给的队气的流量也无需设为大流量,例如,通过供给与处理室201的容积同等程度的量,能够进行在下一工序中不产生不良影响的程度的吹扫。这样,通过不完全吹扫处理室201内部,能够缩短吹扫时间并使制造生产能力提高。另外,还能将N2气的消耗控制在必要的最小限度。
[0120]这时的加热器213的温度与向晶片200供给原料气体时同样地设定为300?650°C,优选设定为300?600°C,更优选地设定为300?550°C的范围内的一定温度。从各非活性气体供给系统供给的作为吹扫气体的N2气的供给流量分别设为例如100?20000sccm的范围内的流量。作为吹扫气体,除了 N2气之外,还可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有气体。
[0121 ](第二处理气体供给工序S205)
[0122]在除去处理室201内的DCS残留气体之后,停止吹扫气体的供给,并供给作为反应气体的順3气。具体来说,打开第二气体供给管244a的阀244d,使NH 3气流进第二气体供给管244a内。在第二气体供给管244a内流动的见13气由MFC244c进行流量调节。经过流量调节的见13气经由共通气体供给管242、气体整流部234向晶片200供给。供给到晶片200上的见13气与形成在晶片200上的含硅层反应,使硅氮化,并排出氢、氯、氯化氢等杂质。
[0123](吹扫工序S206)
[0124]在第二处理气体供给工序之后,停止反应气体的供给,进行与吹扫工序S204同样的处理。通过进行吹扫工序,能够使残留在第二气体供给管244a、共通气体供给管242、处理室201内等的未反应或者对硅的氮化发挥作用后的NH3气体排除。通过除去残留气体,能够抑制由残留气体造成的预期之外的膜形成。
[0125](重复工序S207)
[0126]通过将上述的第一处理气体供给工序S203、吹扫工序S204、第二处理气体供给工序S205、吹扫工序S206各进行一次,能够在晶片200上堆积规定厚度的氮化硅(SixNy)层。通过重复这些工序,能够控制晶片200上的氮化硅膜的膜厚。控制重复规定次数,直到形成为规定膜厚为止。
[0127](衬底输出工序S208)
[0128]在通过重复工序S207实施规定次数之后,进行衬底输出工序S208,晶片200从处理室201被输送出。具体来说,降温到能够输送出的温度,用非活性气体吹扫处理室201内部,并将压力调节到能够进行输送。调压后,衬底支承部210通过升降机构218而下降,升降销207从贯通孔214突出,并且晶片200被载置到升降销207上。在晶片200被载置到升降销207上之后,打开闸阀205,晶片200从处理室201被输送出。
[0129](3)本实施方式的效果
[0130]根据本实施方式,获得以下所述的一个或多个效果。
[0131](a)能够调节衬底的外周、即圆周方向的气体流动(流导)。(b)通过调节圆周方向上的流导,能够使处理均匀性提高。(c)通过增加均压部分隔板,能够更精密地调节圆周方向的流导。(d)通过从第一处理气体供给工序到第二处理气体供给工序后的吹扫工序一直供给流导调节气体,能够抑制在流导调节部的气体逆流,并抑制在流导调节部产生副产物。(e)另外,通过向衬底的外周侧供给吹扫气体,能够用供给到衬底的外周侧的吹扫气体来稀释通过衬底上方被排出的处理气体,还能抑制在排气部产生副产物。
[0132]〈其他实施方式〉
[0133]以上,对第一实施方式进行了具体说明,但本发明并不限定于上述实施方式,其可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
[0134]例如,具有图8所示的气体供给顺序例。图8表示向设于气体整流部234外周的两个吹扫区域分别以不同流量供给吹扫气体的例子。在图2所示的环境中,第一吹扫喷嘴304a侧的流导与第二吹扫喷嘴304b侧的流导相比形成得较大。由此,流向第一吹扫喷嘴304a侧的第一处理气体和第二处理气体的流量与流向第二吹扫喷嘴304b侧的第一处理气体和第二处理气体的流量相比变多,形成于第一吹扫喷嘴304a侧的膜特性与形成于第二吹扫喷嘴304b侧的膜特性形成得不同。例如,第一吹扫喷嘴304a侧的膜厚变厚,或者耐电压特性变高。这种情况下,例如,通过将向第一吹扫喷嘴304a供给的吹扫气体量设为比向第二吹扫喷嘴304b供给的吹扫气体量多,能够使流过第一吹扫喷嘴304a侧的第一处理气体、第二处理气体、吹扫气体的流导接近流过第二吹扫喷嘴304b侧的第一处理气体、第二处理气体、吹扫气体的流导。通过使第一吹扫喷嘴304a侧的流导接近第二吹扫喷嘴304b侧的流导,能够使向晶片200供给的气体量在圆周方向上均匀化。由此,能够使晶片200上形成的膜特性均匀化。此外,在此示出了将向第一吹扫喷嘴304a供给的吹扫气体的流量设为比向第二吹扫喷嘴304b供给的吹扫气体的流量多的例子,但并不限于此,还可以构成为第二吹扫喷嘴304b —方的变多。
[0135]另外,如图9所示,在吹扫工序中,还可以构成为在设于气体整流部234外周上的吹扫区域内不流过吹扫气体。
[0136]另外,在上述说明中,在S203和S205中使对流导调节部的吹扫气体供给量构成为了相同的量,但并不限于此。例如,还可以使S205中的流量与S203中的流量不同。例如,使S205中的流量比S203中的流量多。对上述的第一气体的活性度与第二气体的活性度进行比较,有时第二气体的活性度较高,会影响对衬底200的处理均匀性。通过调节衬底200外周的圆周方向的流导,能够使处理均匀性提高。
[0137]另外,在上述说明中,示出了气体整流部234向任意一方倾斜的例子,但并不限于此。例如,即使气体整流部234与衬底载置台212平行,第一气体和第二气体中的一方的排气也会偏向。该排气的偏向根据处理室201的结构或排气口 206的位置等而变化。这时,例如,有与第二吹扫喷嘴304b侧相比第一处理气体更多地流向第一吹扫喷嘴304a侧,且与第一吹扫喷嘴304a相比第二处理气体更多地流向第二吹扫喷嘴304b侧的情况。这种情况下,通过
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