衬底处理装置、半导体器件的制造方法及记录介质的制作方法_4

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底搬入载置工序(S102)之后,进行成膜工序(S104)。以下,参照图5,详细说明成膜工序(S104)。需要说明的是,成膜工序(S104)是重复进行交替供给不同处理气体的工序的循环处理。
[0115](第一处理气体供给工序:S202)
[0116]在成膜工序(S104),首先,进行第一处理气体(原料气体)供给工序(S202)。需要说明的是,在第一处理气体例如为TiC14等液体原料的情况下,使原料气化而生成(预备气化)原料气体(即TiC14气体)。原料气体的预备气化可以与上述的衬底搬入载置工序(S102)并行进行。这是因为,要稳定地生成原料气体需要花费规定的时间。
[0117]在供给第一处理气体时,打开阀243d,并调整质量流量控制器243c以使原料气体的流量成为规定流量,由此开始向处理空间201内的原料气体(Si2Cl6气体)供给。原料气体的供给流量例如为100?500SCCm。原料气体被簇射头230分散而均匀地供给到处理空间201内的晶片200上。
[0118]此时,打开第一惰性气体供给系统的阀246d,从第一惰性气体供给管246a供给惰性气体(N2气体)。惰性气体的供给流量例如为500?5000SCCm。需要说明的是,可以从吹扫气体供给系统的第三气体供给管245a流过惰性气体。
[0119]多余的原料气体从处理空间201内向排气缓冲室209均匀流入,在第二气体排气系统的第二排气管222内流过而被排气。具体而言,将第二气体排气系统的阀为打开状态,利用APC223进行控制以使处理空间201的压力成为规定的压力。需要说明的是,除第二气体排气系统中的阀以外的排气系统的阀全部关闭。
[0120]此时的处理空间201内的处理温度、处理压力为原料气体不会发生自分解的程度的处理温度、处理压力。因此,在晶片200上吸附原料气体的气体分子。
[0121]在排气缓冲室209中,原料气体发生自分解,在处理室壁形成含有原料的膜。
[0122]在开始原料气体的供给起经过了规定时间后,关闭阀243d,停止原料气体的供给。原料气体及载体气体的供给时间例如为2?20秒。
[0123](第一簇射头排气工序:S204)
[0124]停止了原料气体的供给之后,从第三气体供给管245a供给惰性气体(N2气体),进行簇射头230的吹扫。关于此时的气体排气系统的阀,第二气体排气系统的阀为关闭状态,而第三气体排气系统的阀237为打开状态。其他气体排气系统的阀保持关闭状态。S卩,在进行簇射头230的吹扫时,将排气缓冲室209与APC223之间阻断,停止基于APC223的压力控制,而使缓冲空间232与真空栗239之间连通。由此,残留于簇射头230 (缓冲空间232)内的原料气体经由第三排气管236而被真空栗239从簇射头230排气。需要说明的是,此时,APC223的下游侧的阀可以打开。
[0125]第一簇射头排气工序(S204)中的惰性气体(N2气体)的供给流量例如为1000?lOOOOsccm。此外,惰性气体的供给时间例如为2?10秒。
[0126](第一处理空间排气工序:S206)
[0127]当簇射头230的吹扫结束时,接着从第三气体供给管245a供给惰性气体(队气体),进行处理空间201的吹扫。此时,使第二气体排气系统的阀为打开状态,并利用APC223控制成使得处理空间201的压力成为规定的压力。另一方面,除第二气体排气系统的阀以外的气体排气系统的阀全部为关闭状态。由此,在第一处理气体供给工序(S202)未能吸附于晶片200的原料气体通过第二气体排气系统的真空栗224,经由第二排气管222及排气缓冲室209而从处理空间201除去。
[0128]第一处理空间排气工序(S206)的惰性气体(N2气体)的供给流量例如为1000?lOOOOsccm。此外,惰性气体的供给时间例如为2?10秒。
[0129]需要说明的是,在此,在第一簇射头排气工序(S204)之后进行第一处理空间排气工序(S206),但进行这些工序的顺序可以相反。此外,可以同时进行这些工序。
[0130](第二处理气体供给工序:S208)
[0131]在簇射头230及处理空间201的吹扫完成后,接着,进行第二处理气体(反应气体)供给工序(S208)。在第二处理气体供给工序(S208)中,打开阀244d,经由远程等离子体单元244e和簇射头230开始向处理空间201内供给反应气体(见13气体)。此时,调整MFC244c,以使反应气体的流量成为规定流量。反应气体的供给流量例如为1000?10000sccmo
[0132]等离子体状态的反应气体被簇射头230分散而均匀地供给到处理空间201内的晶片200上,与吸附于晶片200上的含有原料气体膜发生反应,在晶片200上生成SiN膜。
[0133]此时,打开第二惰性气体供给系统的阀247d,从第二惰性气体供给管247a供给惰性气体(N2气体)。惰性气体的供给流量例如为500?5000SCCm。需要说明的是,可以从吹扫气体供给系统的第三气体供给管245a流过惰性气体。
[0134]多余的反应气体、反应副生成物从处理空间201内流入排气缓冲室209,在第二气体排气系统的第二排气管222内流过而被排气。具体而言,使第二气体排气系统的阀为打开状态,通过APC223进行控制以使处理空间201的压力成为规定的压力。需要说明的是,除了第二气体排气系统的阀以外的排气系统的阀全部关闭。
[0135]然而,由于排气缓冲室209被加热到比原料气体的分解温度高的温度、例如反应气体与原料气体发生反应的温度,因此多余的反应气体的大部分与附着于排气缓冲室的壁的含有原料气体膜发生反应,形成致密的SiN膜。所形成的致密的膜由于是膜应力均匀的膜而难以剥离。因而,不会存在剥下的膜在处理室逆向流动的情况。另一方面,缓冲室209内的多余气体经由第二排气管222被排气。第二排气管222与缓冲室不同,被控制为气体不会附着的温度,因此能被排气而不会附着于第二排气管222的内壁。此外,由于使缓冲室209的温度高于第二排气管222,因此在连通的排气孔221的近旁,缓冲室209的压力高于第二排气管222的压力。因而,形成从缓冲室209向第二排气管222的气流,排气效率变高。通过提高了排气效率,抑制多余气体向处理室逆流。
[0136]在开始反应气体的供给起经过了规定时间后,关闭阀244d,停止反应气体的供给。反应气体及载体气体的供给时间例如为2?20秒。
[0137](第二簇射头排气工序:S210)
[0138]停止了反应气体的供给之后,进行第二簇射头排气工序(S210),将残留于簇射头230的反应气体、反应副生成物除去。该第二簇射头排气工序(S210),只要与已说明的第一簇射头排气工序(S204)同样地进行即可,因此省略说明。
[0139](第二处理空间排气工序:S212)
[0140]在簇射头230的吹扫结束后,接着,进行第二处理空间排气工序(S212),将残留于处理空间201的反应气体、反应副生成物除去。关于该第二处理空间排气工序(S212),也是只要与已说明的第一处理空间排气工序(S206)同样地进行即可,因此省略说明。
[0141](判定工序:S214)
[0142]将以上的第一处理气体供给工序(S202)、第一簇射头排气工序(S204)、第一处理空间排气工序(S206)、第二处理气体供给工序(S208)、第二簇射头排气工序(S210)和第二处理空间排气工序(S212)作为1次循环,控制器260判定是否实施了该循环规定次数(η次循环)(S214)。若实施了该循环规定次数,则在晶片200上形成所希望膜厚的氮化硅(SiN)膜。
[0143](处理片数判定工序:S106)
[0144]在包括以上的各工序(S202?S214)的成膜工序(S104)之后,如图4所示,接着,判定在成膜工序(S104)处理后的晶片200是否达到了规定片数(S106)。
[0145]在成膜工序(S104)处理后的晶片200未达到规定片数,其后,将处理完毕的晶片200取出,接着开始对待机的新晶片200的处理,因此移至衬底搬出入工序(S108)。此外,在对规定片数的晶片200实施了成膜工序(S104)的情况下,将处理完毕的晶片200取出,成为处理容器202内不存在晶片200的状态,因此移至衬底搬出工序(S110)。
[0146](衬底搬出入工序:S108)
[0147]在衬底搬出入工序(S108),使衬底载置台212下降,将晶片200支承于从衬底载置台212的表面突出的提升销207上。由此,晶片200从处理位置变为搬送位置。其后,打开闸阀205,使用晶片移载机将晶片200向处理容器202之外搬出。此时,关闭阀245d,停止从第三气体供给系统向处理容器202内供给惰性气体。
[0148]在衬底搬出入工序(S108),在晶片200从处理位置移动到搬送位置的期间,使第二气体排气系统的阀为关闭状态,停止基于APC223的压力控制。另一方面,使第一气体排气系统的阀为打开状态,利用TMP及DP将搬送空间203的气氛排出,由此将处理容器202维持为尚真空(超尚真空)状态(例如10 5Pa以下),减少了与同样维持为尚真空(超尚真空)状态(例如10_6Pa以下)的移载室之间的压力差。在该状态下打开闸阀205,将晶片200从处理容器202搬出到移载室。
[0149]其后,在衬底搬出入工序(S108),按照与前述的衬底搬入载置工序(S102)的情况同样的顺序,接着将待机的新晶片200向处理容器202搬入,使该晶片200上升到处理空间201内的处理位置,并使处理空间201内为规定的处理温度、处理压力,成为可开始下一成膜工序(S104)的状态。然后,对处理空间201内的新晶片200,进行成膜工序(S104)及处理片数判定工序(S106)。
[0150](衬底搬出工序:S110)
[0151]在衬底搬出工序(S110),按照与前述的衬底搬出入工序(S108)的情况同样的顺序,将处理完毕的晶片200从处理容器202内取出而搬出到移载室。但是,与衬底搬出入工序(S108)的情况不同,在衬底搬出工序(S110),不接着进行将待机的新晶片200向处理容器202内搬入,而是保持在处理容器202内不存在晶片200的状态。
[0152]当衬底搬出工序(S110)结束,则其后移至清洁工序。
[0153](4)清洁工序
[0154]接着,作为半导体器件的制造方法的一工序,就对衬底处理装置100的处理容
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