半导体器件的制造方法、记录介质及衬底处理装置与流程

文档序号:16238352发布日期:2018-12-11 22:50阅读:172来源:国知局
半导体器件的制造方法、记录介质及衬底处理装置与流程

本发明涉及半导体器件的制造方法、记录介质及衬底处理装置。

背景技术

衬底处理装置存在工作状态和非工作状态。例如,当在批次间进行的维护、衬底搬入前的装置启动时等、作为处理对象的晶片在衬底处理装置内不存在时,衬底处理装置的处理室以非工作状态而被放置。在向处理室搬入晶片的阶段,进入工作状态,并进行规定的衬底处理。



技术实现要素:

发明要解决的问题

若处于非工作状态,则存在从规定的衬底处理条件偏离的情况。例如,处理室的温度变得低于规定的温度。因此,存在下述情况:从非工作状态即进入工作状态而最初处理的衬底、与进入工作状态而在数张后处理的晶片之间,在处理状态方面存在差异。在这种情况下,由于晶片间处理条件不同,因此会发生品质不均。因此,在处理衬底前,使处理室接近衬底处理条件从而调整处理条件。例如,在将批次的最初的衬底投入前,使加热器等工作,使加热器温度接近处理条件。由此,能够使最初的衬底也与处理数张衬底后的情况为同样的条件,结果,能够防止衬底处理的品质不均。(例如专利文献1)

然而,为更确实地抑制品质不均,需要掌握更正确的处理室状态。

因此,本发明的目的在于,提供能够容易地掌握处理室状态的技术。

专利文献1:日本特开2009-231809

用于解决问题的手段

为解决上述问题,提供一种技术,所述技术具有下述工序:预热工序,在处理室中不存在衬底的状态下,对设置于所述处理室的加热部、和控制所述处理室的气氛的气氛控制部进行控制,并且对表示所述处理室的状态的第一处理室数据进行检测;和衬底处理工序,在所述处理室中存在衬底的状态下,控制所述加热部和所述气氛控制部,对衬底进行处理,并且对表示所述处理室的状态的第二处理室数据进行检测;在所述衬底处理工序中,将所述第一处理室数据及所述第二处理室数据、与预先取得的所述预热工序中的第一基准数据及所述衬底处理工序中的第二基准数据一同在显示画面中显示。

发明效果

根据本发明的技术,能够提供能够容易掌握处理状态的技术。

附图说明

图1是说明本实施方式涉及的衬底处理装置的处理流程的说明图。

图2是说明本实施方式涉及的衬底处理装置的说明图。

图3是说明本实施方式涉及的衬底处理装置的说明图。

图4是说明本发明的实施方式涉及的晶盒的说明图。

图5是表示本发明的实施方式涉及的反应器的概略构成例的说明图。

图6是说明本实施方式涉及的衬底处理装置的说明图。

图7是说明本发明的实施方式涉及的表格的一例的说明图。

图8是说明本发明的实施方式涉及的表格的一例的说明图。

图9是说明本实施方式涉及的反应器的状态的说明图。

图10是说明本实施方式涉及的反应器的状态的说明图。

图11是说明比较例涉及的反应器的状态的说明图。

附图标记说明

100衬底处理装置

200反应器(rc)

210衬底载置部

212衬底载置台

213加热器

215温度传感器

220加热器控制部

221温度监测部

246远程等离子体部

247等离子体控制部

248等离子体监测部

262排气管

268压力监测部

280控制器

w晶片

具体实施方式

(1)衬底处理方法

使用图1说明本实施方式涉及的衬底处理方法。图1为对后述的反应器(以下,称为rc。)中的状态转变进行说明的说明图。如图2所示,衬底处理装置具有多个rc。rc为处理衬底的处理室。详情在下文描述。

s102为停机工序,且表示衬底处理装置未工作的非工作状态。具体而言,为衬底处理装置刚安装后或维护时的状态。例如在图1中,在第一次停机工序s102(1)中,实施安装,在第二次停机工序s102(2)中,实施部件清洗等维护。在图1中,将第m次停机工序称为s102(m)(m=1,···,m)。停机工序s102结束后,进入下一预热(warm-up)工序(以下,称为wu工序。)s104。

s104为wu工序。wu工序s104也称为待机工序。这里所说的预热,是指使rc接近后述的批处理工序s106的状态的工序。例如,进行使加热器的工作稳定等的处理。在图1中,将第n次wu工序称为s104(n)(n=1,···,n)。

wu工序s104由多个子预热(subwarmup)工序(以下,称为swu工序。)s105(s105(p)(p=1,…,p))构成。在swu工序s105中,使用在后述的衬底处理工序s107中使用的制程中的、与作为预热对象的部件相关的制程程序。例如,在以温度为监测对象时,使用包含加热器控制的制程。通过多次执行swu工序105,能够使后述的批处理工序s106的最初的衬底处理工序s107(1)、与r张处理后的状态的工序s107(r)为相同处理条件。swu工序s105(p)结束后,进入衬底处理工序s107(1)。

制程程序为在处理衬底(以下,称为晶片w)的期间控制各部件的执行程序,例如为在加热晶片的期间,控制加热器、气体供给部、气体排气部等部件的程序。需要说明的是,这里,设为处理晶片w的期间,但不限于此,例如也可包含载置晶片w时的部件动作等。另外,关于制程,可按部件而设定子制程。在预热工序s104中,仅使与作为预热对象的部件相关的子制程工作,在批处理工序s106中,使上述以外的子制程工作。例如,在预热工序s104中,执行与加热器相关的子制程,在批处理工序s106中,例如也使处理气体供给系统的子制程工作。

s106为批处理工序。批处理工序s106为对搬入至rc的1批次的晶片w进行处理的工序,且是工作状态。例如每1批次设定k张晶片(w(1)~w(k)),如图4所示,将它们例如搭载于一个晶盒111。在图1中,将第一次的批处理工序称为s106(1),···,将第q次批处理工序称为s106(q)。各晶片w一张一张地搬入rc。当rc为多个的情况下,分别分配给各个rc。

批处理工序s106由多个衬底处理工序s107(s107(1)~s107(r))构成。如下文所述,在衬底处理工序s107中,主要进行晶片w的搬入/搬出(或更换)处理,且进行成膜、改质等处理。

在衬底处理工序s107的rc中,执行制程程序,被搬入的晶片w通过加热器等而被加热,并且通过被供给至rc的处理气体而进行成膜处理、改质处理等。处理结束,则将晶片w从rc搬出,并且搬入下一晶片w。在衬底处理工序s107(1)~s107(r)中,由于进行相同的处理,因此,使用相同的制程程序。

在衬底处理工序s107中,将swu工序s105和相同的制程程序读出并执行。通过使制程程序公共化,能够使与后述的存储装置280c的存储容量相关的负荷变小。需要说明的是,也可使用wu工序专用的制程程序,在这种情况下,与衬底处理条件相适应地适宜地调整时间等。

另外,根据维护的频率,如图1所示,也可连续实施批处理工序s106。维护频率根据处理内容来设定即可。例如,对于易于产生颗粒的cvd处理等而言,提高维护频率,对于颗粒不易产生的退火处理等而言,降低维护频率。

(2)衬底处理装置的构成

使用图2、图3、图4对本发明的一实施方式涉及的衬底处理装置的简要构成进行说明。图2为表示本实施方式涉及的衬底处理装置的构成例的横剖面图。图3表示本实施方式涉及的衬底处理装置的构成例,且为图2α-α’中的纵剖面图。图4为说明本实施方式涉及的晶盒的说明图。

在图2及图3中,能够应用本发明的衬底处理装置100为对作为衬底的晶片w进行处理的装置,主要由io工作台110、大气搬送室120、加载互锁室130、真空搬送室140、rc200构成。

(大气搬送室·io工作台)

在衬底处理装置100的近前,设置有io工作台(加载端口)110。在io工作台110上搭载有多个晶盒(pot)111。晶盒111用作为搬送硅(si)衬底等晶片w的载体,在晶盒111内,如图4所示,设置有以水平姿势以多层支承晶片w的支承部113。

对存储于晶盒111内的晶片w赋予晶片编号。()为晶片编号。在图4中,例如从下至上依次设定为w(1)、···、w(j)、w(j+1)、···、w(k)(1<j<k)。

在晶盒111上设置罩(cap)112,且通过晶盒开启器121而被开闭。晶盒开启器121将载置于io工作台110的晶盒111的罩112开闭,通过使衬底出入口开放·闭锁,从而是晶片w能够相对于晶盒111而出入。晶盒111通过未图示的amhs(automatedmaterialhandlingsystems,自动晶片搬送系统)而相对io工作台110供给及排出。

io工作台110与大气搬送室120邻接。大气搬送室120在不同于io工作台110的面连结后述的加载互锁室130。在大气搬送室120内设置有将晶片w移载的大气搬送机械装置122。

在大气搬送室120的壳体127的前侧,设置有用于将晶片w相对于大气搬送室120而搬入搬出的衬底搬入搬出口128,和晶盒开启器121。在大气搬送室120的壳体127的后侧,设置有用于将晶片w向加载互锁室130搬入搬出的衬底搬入搬出口129。衬底搬入搬出口129通过闸阀133而开放·闭锁,由此能够实现晶片w的出入。

(加载互锁室)

加载互锁室130与大气搬送室120邻接。在构成加载互锁室130的壳体131所具有的面之中的、不同于大气搬送室120的面,配置有后述的真空搬送室140。

在加载互锁室130内,设置有具有两个载置晶片w的载置面135的衬底载置台136。

(真空搬送室)

衬底处理装置100包括作为搬送室的真空搬送室(传输模块)140,搬送室为在负压下搬送晶片w的搬送空间。构成真空搬送室140的壳体141俯视下形成为五角形,在五角形的各边连结加载互锁室130及处理晶片w的rc200(rc200a至200d)。在真空搬送室140的大致中央部,设有作为在负压下移载(搬送)晶片w的搬送部的搬送机械装置170,机械装置170以该凸缘144为基部地设置。

设置于真空搬送室140内的真空搬送机械装置170被构成为能够通过升降机145及凸缘144而在维持真空搬送室140的气密性的同时进行升降。机械装置170所具有的2个臂180被构成为可升降。需要说明的是,在图3中,为便于说明,显示臂180的末端执行器,省略了其他构造。

在壳体141的侧壁中的面向各rc200的壁设有衬底搬入搬出口148。例如,如图3所示,在面向rc200c的壁设有衬底搬入搬出口148c。此外,闸阀149按每个rc而设置。例如,在rc5设置有闸阀149c。需要说明的是,由于rc200a、200b、200d为与200c相同的构成,因此,这里省略说明。

臂180能够以轴为中心旋转、延伸。通过进行旋转、延伸,能够向rc内搬送晶片w,或将晶片w从rc200内搬出。此外,根据控制器280的指示,还能够将晶片向与晶片编号相应的rc200搬送。

(反应器)

接下来,使用图5说明作为反应器的rc200。如图例所示,rc200具有处理容器(容器)202。容器202构成例如横剖面为圆形且扁平的密闭容器。另外,容器202由例如铝(al)、不锈钢(sus)等金属材料构成。在容器202内,形成有对晶片w进行处理的处理空间205,和将晶片w向处理空间205搬送时、供晶片w通过的搬送空间206。容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设置有分隔板208。

在下部容器202b的侧面设有与闸阀149邻接的衬底搬入搬出口204,晶片w经由衬底搬入搬出口204而在下部容器202b与未作图示的搬送室之间移动。下部容器202b的底部设有多个提升销207。

在处理空间205内设有对晶片w进行支承的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有载置晶片w的衬底载置面211、在表面具有衬底载置面211的衬底载置台212、作为设置于衬底载置台212内的加热源的加热器213。衬底载置台212上的与提升销207相对应的位置上分别设有供提升销207贯通的贯通孔214。加热器213连接有加热器控制部220,且按照控制器280的指示而被加热至所期望的温度。

在加热器213的附近设置温度传感器215。温度传感器215连接有温度监测部221。温度监测部221将温度传感器215检测到的温度信息发送至控制器280。检测到的温度数据为表示rc200的状态的信息。在本实施方式中,将表示检测到的rc的状态的数据也称为处理室数据。加热器控制部220、温度监测部221电连接于控制器280。温度监测部221在wu工序s104、批处理工序s106中工作。需要说明的是,也将在wu工序s104中取得的处理室数据称为第一处理室数据、在批处理工序s106中取得的处理室数据称为第二处理室数据。

衬底载置台212被轴217支承。轴217贯通处理容器202的底部,此外,在处理容器202的外部连接于升降部218。

升降部218主要具有对轴217进行支承的支承轴、和使支承轴升降、旋转的动作部。动作部例如具有用于实现升降的电机的升降机构,和用于使支承轴旋转的齿轮等旋转机构。

通过使升降部218动作从而使轴217及衬底载置台212升降,由此,衬底载置台212能够使载置于载置面211上的晶片w升降。需要说明的是,轴217下端部的周围被波纹管219覆盖,由此,能够处理空间205内能够气密地保持。

当搬送晶片w时,衬底载置台212下降至衬底载置面211与衬底搬入搬出口204相对的位置,在处理晶片w时,如图5所示,晶片w上升至成为处理空间205内的处理位置。

在处理空间205的上部(上游侧)设有作为气体分散机构的簇射头230。在簇射头230的盖231设有贯通孔231a。贯通孔231a由后述的气体供给管242连通。

簇射头230具有用于使气体分散的作为分散机构的分散板234。该分散板234的上游侧为缓冲空间232,下游侧为处理空间205。在分散板234设有多个贯通孔234a。分散板234被配置成与衬底载置面211相对。分散板234例如构成为圆盘状。贯通孔234a在遍及分散板234的整个表面的范围内设置。

上部容器202a具有凸缘,在凸缘上载置并固定有支承块233。支承块233具有凸缘233a,在凸缘233a上载置并固定分散板234。而且,盖231固定于支承块233的上表面。

(供给部)

以与设置于簇射头230的盖231的气体导入孔231a连通的方式,在盖231上连接公共气体供给管242。在公共气体供给管242上,连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a、第三气体供给管245a。

(第一气体供给系统)

在第一气体供给管243a,自上游方向起依次设有第一气体供给源243b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)243c及作为开闭阀的阀243d。

第一气体源243b为含有第一元素的第一气体(也称为“含第一元素的气体”)源。含第一元素的气体为原料气体、即处理气体之一。这里,第一元素为硅(si)。即,含第一元素的气体为含硅气体。具体而言,作为含硅气体,可使用二氯硅烷(cl2h2si、也称为dcs)、六氯乙硅烷(si2cl6、也称为hcds)气体。

主要由第一气体供给管243a、质量流量控制器243c、阀243d构成第一气体供给系统243(也称为含硅气体供给系统)。

(第二气体供给系统)

在第二气体供给管244a,自上游方向起依次设有第二气体源244b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)244c及作为开关阀的阀244d。

第二气体源244b为含有第二元素的第二气体(以下,也称为“含第二元素的气体”。)源。含第二元素的气体为处理气体之一。需要说明的是,含第二元素的气体也可以考虑作为反应气体。

这里,含第二元素的气体含有不同于第一元素的第二元素。作为第二元素,例如,为氧(o)、氮(n)、碳(c)中的任一者。在本实施方式中,含第二元素的气体例如为含氮气体。具体而言,作为含氮气体,使用氨(nh3)气体。

在用等离子体状态的第二气体处理晶片w时,可在第二气体供给管设置作为等离子体生成部的远程等离子体部246。在远程等离子体部246上设置对远程等离子体部246供给电力等从而控制的等离子体控制部247。在远程等离子体部246与等离子体控制部247之间,连接等离子体监测部248。等离子体监测部248对向远程等离子体部246供给电力时的反射波等进行检测,并监视远程等离子体部246的状态。远程等离子体部246在wu工序s104、批处理工序s106中工作。由于检测到的反射波等会对供给至处理空间205的等离子体产生影响,因此,反射波等数据为表示处理室的状态的数据。

主要由第二气体供给管244a、质量流量控制器244c、阀244d构成第二气体供给系统244(也称为反应气体供给系统)。也可在第二气体供给系统244中包含远程等离子体部246。

(第三气体供给系统)

在第三气体供给管245a,自上游方向起依次设有第三气体源245b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)245c及作为开关阀的阀245d。

第三气体源245b为非活性气体源。非活性气体例如为氮(n2)气体。

主要由第三气体供给管245a、质量流量控制器245c、阀245d构成第三气体供给系统245。

从非活性气体源245b供给的非活性气体在衬底处理工序作为吹扫残留在容器202、簇射头230内的气体的吹扫气体而发挥作用。

(排气部)

对将容器202的气氛排气的排气部进行说明。在容器202上以与处理空间205连通的方式连接排气管262。排气管262设置于处理空间205的侧方。在排气管262上设置有作为压力控制器(其将处理空间205内控制为规定的压力)的apc(autopressurecontroller)266。apc266具有能够调整开度的阀体(未图示),且按照来自控制器280的指示而调整排气管262的流导。在排气管262中,在apc266的上游侧设置阀267。在阀267的下游,设置对排气管262的压力进行计测的压力监测部268。

压力监测部268为对排气管252的压力进行监视的部件。由于排气管262与处理空间205是连通的,因此,间接地监视处理空间205的压力。压力监测部268与控制器280电连接,将检测到的压力数据发送至控制器280。压力监测部268在wu工序s104、批处理工序s106中工作。由压力监测部268检测到的压力数据为表示处理室的状态的数据。

将排气管262、压力监测部268、阀267、apc266概括地称为排气部。此外,还设有dp(drypump。干泵)269。如图所示,dp269经由排气管262而将处理空间205的气氛排气。

需要说明的是,通过供给部和排气部而控制rc200的气氛,由此,在本实施方式中,将供给部和排气部概括地称为气氛控制部。

(控制器)

衬底处理装置100具有对衬底处理装置100的各部的动作进行控制的控制器280。

将控制器280的概略示于图6。作为控制部(控制手段)的控制器280以包括cpu(centralprocessingunit)280a、ram(randomaccessmemory)280b、作为存储部的存储装置280c、i/o端口280d的计算机的形式构成。ram280b、存储装置280c、i/o端口280d以能够经由内部总线280f与cpu280a进行数据交换的方式构成。衬底处理装置100内的数据的发送接收根据发送接收指示部280e(其还具有cpu280a的一个功能)的指示来进行。

另外,cpu280a还具有对由各监测部检测到的数据与其他数据进行比较的功能。此外,还具有将上述数据在后述显示装置284中显示的功能。其他数据为预先在存储装置280c中记录的初始值、由各监测部检测到的最好数据等。也可以是其他衬底处理装置的数据、其他rc的数据。cpu280a将由各监测部检测到的数据与其他数据进行比较,可以使上述数据匹配的方式控制加热器、阀等。

控制器280构成为能够连接例如作为键盘等而构成的输入装置281、外部存储装置282。此外,在上位装置270设置有经由网络而连接的接收部283。接收部283能够从上位装置270接收存储于晶盒111的晶片w的处理信息等。所谓处理信息,例如是指形成于晶片w的膜、图案等、与晶片w的处理状态相关的信息。

在显示装置284中,显示由各监测部检测到的数据等。需要说明的是,在本实施方式中,将显示装置作为与输入装置281非同一的部件进行了说明,但不限于此。例如,当输入装置兼具触摸面板等显示画面的话,输入装置281与显示装置284也可以是一个部件。

存储装置280c由例如闪存、hdd(harddiskdrive)等构成。在存储装置280c内,以可读取的方式存储有:记载有后述衬底处理的步骤、条件等的工艺制程、作为为了实现该工艺制程而控制衬底处理装置的动作的控制程序的制程程序;后述的表格等。需要说明的是,制程程序是以使控制器280执行后述衬底处理工序的各步骤、并能获得规定结果的方式组合得到的,其作为程序发挥功能。以下,也将该制程程序、控制程序等统一简称为程序。需要说明的是,本说明书中在使用程序这样的用语的情况下,有时仅单独包含工艺制程,有时仅单独包含控制程序,或者有时包含上述两者。另外,ram280b以存储区域(工作区)的形式构成,该存储区域暂时保持通过cpu280a读取的程序、数据等。

在存储装置280c中,存储有图7中记载的wu工序中的监测数据表格w。此外,还存储有图8中记载的批处理工序中的检测数据表格l。在各表格中,分别记录有装置安装时等设定的初始值。监测数据例如为由等离子体监测部248、压力监测部268、温度监测部221中的任一者检测到的数据。各个监测数据被实时写入,随时间的经过,而将数据储存。例如,wu工序s104(n)的swu工序s105(p)中的数据记录于表格w的wnp的位置。另外,批处理工序s106(o)的衬底处理工序s107(r)中的数据记录于表格l的lop的位置。上述这些数据按时间序列而连续地记录。

监测到的数据在输入输出装置281中显示。作为显示方法,例如如图9、图10所示,将存储于表格w的wu工序的基准数据(第一基准数据)、与衬底处理工序的基准数据(第二基准数据)在画面上显示。在画面上显示时,以能够总括地掌握第一基准数据、第二基准数据、第一处理室数据、第二处理室数据的方式进行显示。例如,在一个显示画面上同时显示基准数据和处理室数据。在图9中,以虚线显示温度监测部检测到的第一处理室数据、第二处理室数据,以实线显示第一基准值、第二基准值。这里,例如作为基准值而显示初始值。

i/o端口280d与各闸阀149、设置于rc200的升降机构218、各压力调整器、各泵、温度监测部221、等离子体监测部248、压力监测部268、臂170等衬底处理装置100的各构成连接。

cpu280a被构成为:读取并执行来自存储装置280c的控制程序,并且根据来自输入输出装置281的操作命令的输入等从存储装置280c读取制程程序。而且,cpu280a被构成为:能够按照读取的制程程序的内容,控制闸阀149的开闭动作、机械装置170的动作、升降机构218的升降动作,温度监测部221,等离子体监测部248,压力监测部268的动作,各泵的开闭控制,质量流量控制器的流量调整动作,阀等。

需要说明的是,对于控制器280而言,通过使用存储有上述程序的外部存储装置(例如,硬盘等磁盘,dvd等光盘,mo等光磁盘,usb存储器等半导体存储器)282,将程序安装于计算机;等,能够构成本实施方式涉及的控制器280。需要说明的是,用于向计算机供给程序的手段不限于经由外部存储装置282而供给的情况。例如,也可以使用网络、专用线路等通信手段,不经由外部存储装置282从而供给程序。需要说明的是,存储装置280c、外部存储装置282以计算机可读取的记录介质的形式构成。以下,也将它们统一简称为记录介质。需要说明的是,本说明书中使用记录介质这一术语时,有时仅单独包含存储装置280c,有时仅单独包含外部存储装置282,或有时包含上述两者。

(3)衬底处理方法的详情

接下来,对衬底处理方法的详情进行说明。这里,对wu工序s105、批处理工序s107的详情进行说明。

(wu工序s104)

这里,对wu工序s104进行说明。在wu工序s104中,以使得批处理工序s106中的初期的处理(例如衬底处理工序s107(1))与数张处理后的处理(例如衬底处理工序s107(r))的处理条件接近的方式,进行加热处理等。即,在将待处理的晶片w投入前,使加热器213工作,从而接近温度条件。此外,从气体供给系统供给气体,向处理空间205供给气体。需要说明的是,这里,对加热处理进行了说明,但不限于此,例如,对于等离子体生成、压力调整而言也是同样的。在等离子体生成的情况下,以使得在wu工序s104中的反射波与批处理工序106同样地接近零的方式,进行控制。另外,对于压力调整而言,在衬底处理前调整压力。

在如前文所述接近温度条件的情况下,在wu工序s104中,将制程程序读出,基于该制程程序而控制各部件。各部件以接近批处理工序s106的处理的方式进行控制。制程程序进行规定次数,从而接近处理条件。需要说明的是,当有专用的预热制程程序时,将该程序读出、并基于该程序而控制各部件。

在wu工序s104中,控制加热器213,并且通过温度传感器215而连续检测温度数据,检测到的温度数据被发送至控制器280。在等离子体生成的情况下,连续检测反射波等,检测到的反射波数据被发送至控制器280。在压力检测的情况下,压力被连续地检测,检测到的压力数据被发送至控制器280。

检测到的数据记录于监测数据表格w。如图9、图10所示,所记录的数据在显示装置284的显示画面中以曲线图显示。在显示画面中,显示具体是哪个工序的数据。这里,作为一个例子,显示swu工序s105(p)。

(批处理工序s106)

接下来,对衬底处理工序进行说明。以下,对作为第一处理气体使用hcds气体、作为第二处理气体使用氨(nh3)气体而形成硅氮化(sin)膜的例子进行说明。

将晶片w搬入腔室202内后,关闭闸阀149而将腔室202内密闭。之后,通过使衬底载置台212上升,将晶片w载置于设置于衬底载置台212的衬底载置面211上,进一步地,使衬底载置台212上升,由此,使晶片w上升至前述的处理空间205内的处理位置(衬底处理位置)。

当将晶片w载置于衬底载置台212上时,向被埋入衬底载置台212的内部的加热器213供给电力,以使得晶片w的表面成为规定的温度的方式控制。晶片w的温度例如为室温以上800℃以下,优选为室温以上且700℃以下。此时,利用温度传感器215检测到的数据经由加热器监测部220而被发送至控制器280。控制器280基于温度信息而算出控制值,并基于该算出值而指示温度控制部220来对加热器213的通电情况进行控制,从而调整温度。

此外,控制加热器213,并且温度数据通过温度传感器215而被连续地检测、并被发送至控制器280。当检测等离子体生成状态时,通过等离子体监测部248而连续检测反射波等,并发送至控制器280。当检测压力状态时,通过压力监测部268而连续地检测压力,并发送至控制器280。

检测到的数据记录于监测数据表格l。如图9、图10所示,所记录的数据在显示装置284中作为衬底处理工序s107而以曲线图显示。进行显示时,显示具体是哪个工序的数据。这里,显示衬底处理工序s107(r)。

当晶片w维持在规定的温度后,从第一气体供给系统243向处理空间205供给hcds气体,并且,从第二气体供给系统244供给nh3气体。此时,nh3气体通过远程等离子体部246而成为等离子体状态。

在处理空间205中,存在热分解后的hcds气体和等离子体状态的nh3气体。通过si与氮的键合,从而在晶片w上形成sin膜。当形成所期望的膜厚的sin膜后,停止向处理空间205供给hcds气体、nh3气体供给,将hcds气体、nh3气体从处理空间205排气。排气时,从第三气体供给系统供给n2气体,吹扫残留气体。

接下来,对在批处理工序s106和wu工序s104中检测数据的理由进行说明。首先,对图11中记载的比较例进行说明。比较例是仅检测衬底处理工序s107的数据、并进行显示的例子。这里,对衬底处理工序s107(r)中的利用温度传感器215而检测到的数据进行显示。实线为基准数据,虚线为温度传感器215检测到的检测数据。

在图11中,可知,基准数据与检测数据存在偏离。因此,可推测,在加热器213中存在问题。这里所谓的问题是表示例如断线等硬件方面的故障、在预热工序中加热不充分;等。为确定数据发生偏离的原因,在使衬底处理装置停止后,拆下衬底载置台212、轴217并将其分解,收集各种数据并进行分析等,非常花费功夫。此外,由于需要使衬底处理装置通知,因此生产率显著降低。

鉴于上述状况,期望的是,不使衬底处理装置停止,而容易地确定问题。因此,在本实施方式中,在wu工序s104中也对数据进行检测。

将由批处理工序s106与wu工序s104这两者中检测到的数据示于图9、图10。与图11同样地,实线为基准数据,虚线为由温度监测部221检测到的数据。

在图9中,在swu工序s105、衬底处理工序s107的两者中发生了偏离。因而可知,至少在wu工序s104中出现了问题。认为该问题例如是wu工序s104不充分。另外,wu工序s104的预热用制程程序的设定内容的出错(例如,由斜率、压力设定错误导致的温度上升抑制)、必要以上的非工作时间的闲置时间(freetime)出现问题。由此,由于能够容易的确定是wu工序的问题,因此,与比较例相比,能够使问题的检索范围变小。因而,对于用户而言,对问题的确定不会花费时间,能够及时采取解决方案。需要说明的是,作为解决方案的例子,进行以增减swu工序s105的方式进行设定、或构筑专用的预热制程等作业。

在图10中,在swu工序s105中,几乎没有偏离,而在衬底处理工序s107中发生偏离。因而可知,在wu工序s105中没有问题,在衬底处理工序s107中出现问题。对于该问题,可考虑由于在wu工序s104中未工作的部件、制程等而出现问题,受到了该问题的影响。具体而言,在wu工序s104中,不供给处理气体、而仅供给非活性气体的情况下,可考虑由于在wu工序s104中未使用的第一气体供给系统243、第二气体供给系统244等而出现问题。或者,在与第一气体供给系统243、第二气体供给系统244等相关的制程中存在问题。另外,进入批处理工序s106后,可考虑与监测对象相关联的部件发生损坏、等问题。由此,由于能够容易的确定是批处理工序s106的问题,因此,与比较例相比,能够使问题的检索范围变小。因而,对于用户而言,对问题的确定不会花费时间,能够及时采取解决方案。需要说明的是,作为解决方案的例子,进行与问题位置相关的制程程序、子制程的再设定、变量参数的再设定、对部件进行确认等作业。

如上所述,在批处理工序s106和wu工序s104这两者中对数据进行检测、并进行显示,由此使问题的确定变得容易。

接下来,对基准数据进行说明。关于基准数据,在上述实施例中以初始值为例进行了说明,但不限于此。例如,基准数据可以是与各个rc200相关的数据之中的最高品质的数据、其他rc的数据、其他衬底处理装置的数据。

当基准数据是在由rc200检测到的数据之中的、品质最高的衬底处理工序s107的数据的情况下,若存在偏离,则判断为非高品质处理。这种情况下,通过以接近基准数据的方式对各部件进行控制,能够以良好的再现性制造品质高的半导体器件。因而,能够提高高品质的半导体器件的制造成品率。

当由其他rc检测到的数据、由其他衬底处理装置检测到的数据为基准数据的情况下,若存在偏离,则判断为在各rc中存在个体差异。这种情况下,以接近基准数据的方式控制部件,从而即便是在rc、衬底处理装置间存在个体差异,也能够接近晶片w的处理状态。因而,能够实现成品率高的处理。

另外,对于数据的显示而言,也可以按如下方式进行显示。所显示的swu工序s105的数据从s105(1)至s105(p)连续地进行显示。通过连续地进行显示,能够容易地确定在是否在哪个swu工序中出现了问题。

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