衬底处理装置及半导体器件的制造方法_3

文档序号:8432199阅读:来源:国知局
空间203后,当上升至处理空间201内的处理位置时,关闭阀266和阀267。由此,搬运空间203与TMP265之间、以及TMP265与排气管264之间被切断,基于TMP265进行的搬运空间203的排气结束。另一方面,打开阀270和阀271,使处理空间201与APC269之间连通,并且使APC269与DP272之间连通。APC269通过调整排气管263的流导,来控制基于DP272的处理空间201的排气流量,将处理空间201维持在规定压力(例如10 —5?1-1Pa的高真空)。此外,其他排气系统的阀维持关闭。另外,在关闭阀266和阀267时,在将位于TMP265的上游侧的阀267关闭后,再关闭阀266,由此能够稳定地维持TMP265的动作。
[0081]此外,在该工序中,可以边对处理容器202内进行排气,边从惰性气体供给系统向处理容器202内供给作为惰性气体的N2气体。S卩,可以边通过TMP265或DP272对处理容器202内进行排气,边通过打开至少第三气体供给系统的阀245d而向处理容器202内供给N2气体。
[0082]另外,在将晶圆200载置于衬底载置台212上时,向埋置于衬底载置台212内部的加热器213供给电力,并进行控制以使晶圆200的表面成为规定温度。晶圆200的温度例如为室温以上且500°C以下,优选为室温以上且400°C以下。此时,通过基于由未图示的温度传感器检测出的温度信息而控制向加热器213的通电情况,来调整加热器213的温度。
[0083](成膜工序S104)接着,进行薄膜形成工序S104。以下,参照图3来说明成膜工序S104。此外,成膜工序S104是使交替地供给不同处理气体的工序反复进行的循环处理。
[0084](第一处理气体供给工序S202)当加热晶圆200并达到期望的温度时,打开阀243d,并且调整质量流量控制器243c以使得BTBAS气体的流量成为规定流量。此外,BTBAS的供给流量为例如10sccm以上且5000sccm以下。此时,打开第三气体供给系统的阀245d,从第三气体供给管245a供给N2气体。另外,也可以从第一惰性气体供给系统流出N2气体。另外,也可以在该工序之前,就从第三气体供给管245a开始供给N2气体。
[0085]被供给至处理容器202的BTBAS气体供给至晶圆200上。在晶圆200的表面,BTBAS气体与晶圆200之上接触而形成作为“含第一元素层”的含硅层。
[0086]含硅层根据例如处理容器202内的压力、BTBAS气体的流量、基座(susc印tor)217的温度、通过处理空间201所需的时间等,以规定厚度及规定分布形成。此外,可以在晶圆200上预先形成规定的膜。另外,可以在晶圆200或规定的膜上预先形成规定图案。
[0087]在从BTBAS气体的供给开始后经过规定时间之后,关闭阀243d,停止BTBAS气体的供给。在上述的S202的工序中,如图4所示,阀270及阀271打开,通过APC269进行控制以使处理空间201的压力成为规定压力。在S202中,除阀270及阀271以外的排气系统的阀全部关闭。
[0088](吹扫工序S204)接着,从第三气体供给管245a供给N2气体,进行喷头230及处理空间201的吹扫。此时也是,阀270及阀271打开,通过APC269进行控制以使处理空间201的压力成为规定压力。另一方面,除阀270及阀271以外的排气系统的阀全部关闭。由此,将在第一处理气体供给工序S202中无法与晶圆200结合的BTBAS气体通过DP272而经由排气管263而从处理空间201除去。
[0089]接着,从第三气体供给管245a供给N2气体,进行喷头230的吹扫。此时的排气系统的阀如图4中“SHP”所示那样,阀270及阀271关闭,而阀268打开。其他排气系统的阀维持关闭。S卩,在进行喷头230的吹扫时,将处理空间201与APC269之间切断,并且将APC269与排气管264之间切断,停止基于APC269的压力控制,另一方面,使缓冲空间232与DP272之间连通。由此,残留在喷头230 (缓冲空间232)内的BTBAS气体经由排气管262并通过DP272而从喷头230排出。此外,此时,APC269的下游侧的阀270可以打开。
[0090]当喷头230的吹扫结束时,打开阀270及阀271而使基于APC269的压力控制重新开始,并且关闭阀268而将喷头230与排气管264之间切断。其他的排气系统的阀保持关闭。此时也是,继续从第三气体供给管245a供给N2气体,继续进行喷头230及处理空间201的吹扫。此外,在吹扫工序S204中,在经由排气管262的吹扫的前后进行经由排气管263的吹扫,但也可以仅是经由排气管262的吹扫。另外,也可以同时进行经由排气管262的吹扫和经由排气管263的吹扫。
[0091](第二处理气体供给工序S206)在吹扫工序S204后,打开阀244d,经由远程等离子体单元244e、喷头230而向处理空间201内开始氧气的供给。
[0092]此时,调整质量流量控制器244c以使氧气的流量成为规定流量。此外,氧气的供给流量例如为10sccm以上且5000sccm以下。此外,可以与氧气一起从第二惰性气体供给系统流出作为载气的N2气体。另外,在该工序中也是,第三气体供给系统的阀245d打开,从第三气体供给管245a供给N2气体。
[0093]等离子体状态的氧气被供给至晶圆200上。通过氧气的等离子体对已经形成的含硅层进行改性,由此在晶圆200上形成例如含有硅元素及氧元素的层。
[0094]改性层根据例如处理容器203内的压力、氧气的流量、衬底载置台212的温度、等离子体生成部206的电力供给情况等,以规定厚度、规定分布、规定氧成分等相对于含硅层的侵入深度而形成。
[0095]在经过规定时间后,关闭阀244d,停止氧气的供给。
[0096]在S206中也是,与上述的S202同样地,阀270及阀271打开,通过APC269进行控制以使处理空间201的压力成为规定压力。另外,除阀270及阀271以外的排气系统的阀全部关闭。
[0097](吹扫工序S208)接着,执行与S204相同的吹扫工序。各部分的动作如S204中所说明的那样,因此省略此处的说明。
[0098](判断S210)控制器280判断上述I循环是否实施了规定次数(η循环)。
[0099]在未实施规定次数时(S210中为否的情况),重复第一处理气体供给工序S202、吹扫工序S204、第二处理气体供给工序S206、吹扫工序S208的循环。在已实施了规定次数时(S210中为是的情况),结束图3所示的处理。
[0100]返回图2的说明,接着,执行衬底搬出工序S106。
[0101](衬底搬出工序S106)在衬底搬出工序S106中,使衬底载置台212下降,使晶圆200支承在从衬底载置台212的表面突出的顶杆207上。由此,晶圆200从处理位置变为搬运位置。然后,打开闸阀205,使用晶圆移载机将晶圆200向处理容器202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。
[0102]衬底搬出工序S106中的排气系统的各阀的动作如图4所示。首先,在晶圆200从处理位置移动至搬运位置的期间,关闭阀270和阀271,停止基于APC269的压力控制。另一方面,打开阀261b,将搬运空间203与DP272之间连通,通过DP272对搬运空间203进行排气。此时,其他的排气系统的阀关闭。
[0103]接着,当晶圆200移动至搬运位置时,关闭阀261b,将搬运空间203与排气管264之间切断。另一方面,打开阀266和阀267,通过TMP265 (及DP272)对搬运空间203的环境气体进行排气,由此将处理容器202维持于高真空(超高真空)状态(例如10 —5Pa以下),以减小处理容器202与同样维持于高真空(超高真空)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,将晶圆200从处理容器202向移载室搬出。
[0104](处理次数判断工序S108)在搬出晶圆200后,判断薄膜形成工序是否达到规定次数。若判断为达到规定次数,则转移到清洁工序。若判断为未达到规定次数,则为了接下来使待机的晶圆200的处理开始,转移到衬底搬入、载置工序S102。
[0105](清洁工序110)若在处理次数判断工序S108中判断为薄膜形成工序已达到规定次数,则进行清洁工序。在此,打开清洁气体供给系统的阀248d,经由喷头230向处理空间201供给清洁气体。
[0106]当清洁气体充满喷头230、处理空间201后,由高频电源252施加电力并且通过匹配器251使阻抗匹配,从而在喷头230、处理空间201中生成清洁气体的等离子体。生成的清洁气体等离子体将附着于喷头230、处理空间201内的壁上的副产物除去。
[0107]如上所述,在处理容器202中,在处理空间201、搬运空间203及缓冲空间232上分别连接多个排气系统、即排气管263、261、262。另外,在与搬运空间203连接的排气管261上设置TMP265。而且,在各排气管263、261、262的下游侧连接排气管264,在该排气管264上设置DP272。若像这样在各排气系统中共用DP272,则存在如下隐患:在从除设有TMP265的排气管261以外的排气系统通过DP272进行排气时,TMP265的下游侧的压力(排气管264的压力)会上升,气体会逆流至TMP265,导致TMP265的动作不稳定。若气体逆流至TMP265,则根据情况不同也存在TMP265发生故障或破损的隐患。特别是,在交替地反复供给不同处理气体的循环处理中,在排气系统中,较大的压力变动在短时间内重复多次,因此为了使TMP265的动作保持稳定,TMP265的下游侧的压力管理很重要。
[0108]因此,在本实施方式中构成为,在设有TMP265的排气管261中,在TMP265的下游侧设置阀266,在经由其他排气管262、263并通过DP272进行排气时,使阀266闭阀而将TMP265与其下游侧的排气管264之间切断。具体而言,当设于排气管262上的阀268打开时、即进行喷头230(缓冲空间232)的吹扫时,TMP265的下游侧的阀266始终关闭,将TMP265与排气管264之间切断。另外,当设于排气管263上的阀270、271打开时、即通过APC269调整处理空间201的压力时、或进行处理空间201的吹扫时,阀266始终关闭,将TMP265与排气管264之间切断。由此,在排气管264中流动的气体不会逆流至TMP265,能够防止TMP265的动作变得不稳定。特别是,在交替地重复供给不同处理气体的循环处理中,即使频繁地产生排气系统的压力变动,TMP265的动作也不会变得不稳定,能够降低TMP265的故障等的产生几率。另外,在将TMP265前后的阀266和阀267关闭时,在将位于TMP265上游侧的阀267关闭后,再关闭阀266,由此能够稳定地维持TMP265的动作,能够进一步降低TMP265的故障等的产生几率。
[0109]接
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