CN114556530A - 半导体器件的制造方法、衬底处理装置、及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明包括(a)向配置于处理室的衬底供给处理气体而对衬底进行处理的工序、和(b)向处理室供给清洁气体而将附着于处理室内的部件的沉积物除去的工序，使从(b)的执行完成时至第n+1次进行的(a)的执行开始时为止的期间T2短于从第n次进行的(a)完成时至(b)开始执行时为止的期间T1。

Description

半导体器件的制造方法、衬底处理装置、及程序
技术领域
本公开文本涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置、及程序。
背景技术
作为半导体器件的制造工序的一个工序，有时进行向配置于处理室中的衬底供给处理气体、对衬底进行处理的工序。将该工序进行多次而由此使沉积物附着于处理室内的部件等后，有时会在规定的时刻进行清洁(例如参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-243677号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本公开文本的目的在于使衬底处理间的衬底处理品质一致。
用于解决课题的手段
根据本公开文本的一个方式，提供下述技术，其包括：
(a)向配置于处理室中的衬底供给处理气体而对前述衬底进行处理的工序；和，
(b)向前述处理室供给清洁气体而将附着于前述处理室内的部件的沉积物除去的工序，
其中，使从前述(b)的执行完成时至第n+1次进行的前述(a)的执行开始时为止的期间T2短于从第n次进行的前述(a)完成时至前述(b)的执行开始时为止的期间T1。
发明的效果
根据本公开文本，能够使衬底处理间的衬底处理品质一致。
附图说明
[图1]为本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置的立式处理炉的概略构成图，且是以纵截面图示出处理炉部分的图。
[图2]为本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置的立式处理炉的概略构成图，且是以图1的A-A线截面图示出处理炉部分的图。
[图3]为本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置的控制器的概略构成图，且是以框图示出控制器的控制系统的图。
[图4]为示出本公开文本的一个方式中的处理室内的处理工序的详细情况的图。
[图5](a)为示出本公开文本的一个方式中的处理室内的温度变化的图，(b)为示出参考例中的处理室内的温度变化的图。
具体实施方式
＜本公开文本的一个方式＞
以下，主要使用图1～图5(a)对本公开文本的一个方式进行说明。
(1)衬底处理装置的构成
如图1所示，处理炉202具有作为加热机构(温度调节部)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过支承于保持板而垂直地安装。加热器207也作为利用热使气体活化(激发)的活化机构(激发部)而发挥功能。
在加热器207的内侧，与加热器207呈同心圆状地配设有反应管203。反应管203由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端封闭、下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方，与反应管203呈同心圆状地配设有集流管209。集流管209由例如不锈钢(SUS)等金属材料构成，形成为上端及下端开口的圆筒形状。集流管209的上端部构成为与反应管203的下端部卡合，支承反应管203。在集流管209与反应管203之间，设置有作为密封部件的O型圈220a。反应管203与加热器207同样地被垂直安装。主要由反应管203和集流管209构成处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为能够收容作为衬底的晶片200。在该处理室201内进行对晶片200的处理。
在处理室201内，作为第1供给部、第2供给部的喷嘴249a、249b各自以贯通集流管209的侧壁的方式设置。也将喷嘴249a、249b分别称为第1喷嘴、第2喷嘴。喷嘴249a、249b各自由作为石英或SiC等耐热性材料的非金属材料构成。喷嘴249a、249b分别构成为用于多种气体供给的共用喷嘴。
在喷嘴249a、249b上，分别连接有作为第1配管、第2配管的气体供给管232a、232b。气体供给管232a、232b分别构成为多种气体的供给中使用的共用配管。在气体供给管232a、232b上，从气体流的上游侧起依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a、241b及作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a的较阀243a更靠下游侧，连接有气体供给管232c、232d。在气体供给管232c、232d上，从气体流的上游侧起依次分别设置有MFC241c、241d、阀243c、243d。在气体供给管232b的较阀243b更靠下游侧，连接有气体供给管232e。在气体供给管232e上，从气体流的上游侧起依次设置有MFC241e、阀243e。气体供给管232a～232e例如由SUS等金属材料构成。
如图2所示，在反应管203的内壁与晶片200之间的俯视下呈圆环状的空间中，以自反应管203的内壁的下部沿上部朝向晶片200的排列方向上方竖立的方式，分别设置有喷嘴249a、249b。即，在排列有晶片200的晶片排列区域的侧方的、将晶片排列区域水平包围的区域，沿着晶片排列区域，分别设置有喷嘴249a、249b。在喷嘴249a、249b的侧面，分别设置有供给气体的气体供给孔250a、250b。气体供给孔250a、250b各自在俯视下朝向晶片200的中心开口，能够朝向晶片200供给气体。在朝反应管203的下部至上部的范围内，设置有多个气体供给孔250a、250b。
从气体供给管232a，经由MFC241a、阀243a、喷嘴249a而向处理室201内供给例如含有硅(Si)(其为构成形成于晶片200上的膜的主元素)的硅烷系气体作为处理气体(原料气体)。所谓原料气体，是指气体状态的原料，例如通过使常温常压下为液体状态的原料气化而得到的气体、常温常压下为气体状态的原料等。
从气体供给管232b，经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b而向处理室201供给例如氟系气体作为清洁气体。
从气体供给管232c，经由MFC241c、阀243c、气体供给管232a、喷嘴249a而向处理室201供给例如氧化氮系气体来作为添加气体。氧化氮系气体其单体本身不发挥清洁作用，但通过与氟系气体反应而生成例如卤代亚硝酰基化合物等活性种，以提高氟系气体的清洁作用的方式发挥作用。
从气体供给管232d、232e，分别经由MFC241d、241e、阀243d、243e、气体供给管232a、232b、喷嘴249a、249b向处理室201供给例如氮(N2)气体作为非活性气体。N2气体作为吹扫气体、载气、稀释气体等发挥作用。
主要由气体供给管232a、MFC241a、阀243a构成处理气体供给系统(原料气体供给系统)。主要由气体供给管232b、MFC241b、阀243b构成清洁气体供给系统。主要由气体供给管232c、MFC241c、阀243c构成添加气体供给系统。主要由气体供给管232d、232e、MFC241d、241e、阀243d、243e构成非活性气体供给系统。
上述的各种供给系统中的任一或全部供给系统可以构成为将阀243a～243e、MFC241a～241e等集成而成的集成型供给系统248。集成型供给系统248以下述方式构成：与气体供给管232a～232e的各自连接，通过后述的控制器121来控制各种气体向气体供给管232a～232e内的供给动作，即，利用阀243a～243e的开闭动作、MFC241a～241e进行的流量调节动作等。集成型供给系统248构成为一体型、或分离型的集成单元，并以下述方式构成：能够相对于气体供给管232a～232e等以集成单元单位进行拆装，能够以集成单元单位进行集成型供给系统248的维护、更换、增设等。
在反应管203的侧壁下方，设置有对处理室201的气氛进行排气的排气口231a。排气口231a也可以从反应管203的侧壁的下部沿着上部、即沿着晶片排列区域设置。在排气口231a上，连接有排气管231。排气管231由例如SUS等金属材料构成。在排气管231上，经由作为检测处理室201的压力的压力检测器(压力检测部)的压力传感器245及作为压力调节器(压力调节部)的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀244，连接有作为真空排气装置的真空泵246。APC阀244构成为通过在使真空泵246工作的状态下使阀开闭，从而能够进行处理室201的真空排气及真空排气停止，此外，构成为通过在使真空泵246动作的状态下基于由压力传感器245检测到的压力信息调节阀开度，能够调节处理室201的压力。排气系统主要由排气管231、APC阀244、压力传感器245构成。也可以考虑将真空泵246包含在排气系统中。
在集流管209的下方，设置有能够将集流管209的下端开口气密地封闭的作为炉口盖体的密封盖219。密封盖219由例如SUS等金属材料构成，形成为圆盘状。在密封盖219的上表面，设置有与集流管209的下端抵接的作为密封部件的O型圈220b。在密封盖219的下方，设置有使后述的晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255由例如SUS等金属材料构成，贯通密封盖219而与晶舟217连接。旋转机构267构成为通过使晶舟217旋转而使晶片200旋转。密封盖219构成为，通过设置于反应管203外部的作为升降机构的晶舟升降机115而在垂直方向上升降。晶舟升降机115构成为搬运系统(搬运机构)，其通过使密封盖219升降，从而将晶片200搬入处理室201、及将晶片200从处理室201搬出(搬运)。
在集流管209的下方，设有作为炉口盖体的闸门219s，该闸门219s能够在使密封盖219下降并将晶舟217从处理室201内搬出后的状态下将集流管209的下端开口气密地封闭。闸门219s由例如SUS等金属材料构成，形成为圆盘状。在闸门219s的上表面，设置有与集流管209的下端抵接的作为密封部件的O型圈220c。闸门219s的开闭动作(升降动作、转动动作等)由闸门开闭机构115s控制。
作为衬底支承件的晶舟217构成为将多张例如25～200张晶片200以水平姿态且使中心相互对齐的状态在垂直方向上排列并以多层方式支承，即隔开间隔而排列。晶舟217由例如石英、SiC等耐热性材料构成。在晶舟217的下部以多层方式支承由例如石英、SiC等耐热性材料构成的隔热板218。
在反应管203内，设置有作为温度检测器的温度传感器263。通过基于由温度传感器263检测到的温度信息调节向加热器207的通电情况，处理室201的温度成为所期望的温度分布。温度传感器263沿着反应管203的内壁设置。
如图3所示，作为控制部(控制手段)的控制器121以具备CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)121a、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机的形式构成。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为能够经由内部总线121e与CPU121a进行数据交换。在控制器121上，连接有例如构成为触摸面板等的输入输出装置122。
存储装置121c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等构成。在存储装置121c内以能够读取的方式储存有对衬底处理装置的动作进行控制的控制程序、记载有后述的成膜的步骤、条件等的工艺制程、记载有后述的清洁的步骤、条件等的清洁制程等。工艺制程是使控制器121执行后述的成膜中的各步骤并能够获得规定结果的方式组合而成的，作为程序发挥功能。清洁制程是使控制器121执行后述的清洁中的各步骤并能够获得规定结果的方式组合而成的，作为程序发挥功能。以下，也将工艺制程、清洁制程、控制程序等一并简称为程序。另外，也将工艺制程、清洁制程简称为制程。本说明书中，使用程序这一用语的情况包括仅包含制程的情况、仅包含控制程序的情况、或包含这两者的情况。RAM121b构成为暂时保持由CPU121a读取到的程序、数据等的存储区域(工作区)。
I/O端口121d与上述的MFC241a～241e、阀243a～243e、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、温度传感器263、加热器207、旋转机构267、晶舟升降机115、闸门开闭机构115s等连接。
CPU121a构成为从存储装置121c读取并执行控制程序，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读取制程。CPU121a构成为按照所读取的制程的内容控制以下动作：利用MFC241a～241e进行的各种气体的流量调节动作、阀243a～243e的开闭动作、APC阀244的开闭动作及基于压力传感器245的利用APC阀244进行的压力调节动作、真空泵246的起动及停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调节动作、利用旋转机构267进行的晶舟217的旋转及旋转速度调节动作、利用晶舟升降机115进行的晶舟217的升降动作、利用闸门开闭机构115s进行的闸门219s的开闭动作等。
控制器121能够通过将储存在外部存储装置123中的上述程序安装在计算机中而构成。外部存储装置123包括例如HDD等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器等半导体存储器等。存储装置121c、外部存储装置123以计算机能够读取的记录介质的形式构成。以下也将它们一并简称为记录介质。在本说明书中，使用记录介质这一用语的情况包括仅包含存储装置121c的情况、仅包含外部存储装置123的情况或包含这两者的情况。需要说明的是，向计算机提供程序也可以不使用外部存储装置123而使用互联网、专用线路等通信手段来进行。
(2)衬底处理工序
对作为半导体器件的制造工序的一个工序，使用上述的衬底处理装置，而执行向收容有作为衬底的晶片200的处理容器内供给处理气体而处理晶片200的工序的衬底处理顺序例进行说明。以下的说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器121控制。
本说明书中，使用“晶片”这一用语的情况包括表示晶片本身的情况和表示晶片与在其表面形成的规定层、膜的层叠体的情况。在本说明书中，使用“晶片的表面”这一用语的情况包括表示晶片本身的表面的情况和表示形成于晶片上的规定层等表面的情况。在本说明书中，记载为“在晶片上形成规定层”的情况包括表示在晶片本身的表面上直接形成规定层的情况和在晶片上形成的层等之上形成规定层的情况。在本说明书中，使用“衬底”这一用语的情况也与使用“晶片”这一用语的情况含义相同。
〔衬底处理〕
此处，作为衬底处理的一例，针对向晶片200供给作为处理气体的成膜用原料气体而在晶片200上形成膜的成膜处理进行说明。
(晶片填充、晶舟加载)
若多张晶片200被装填(晶片填充)于晶舟217，则利用闸门开闭机构115s使闸门219s移动，使集流管209的下端开口开放(闸门打开)。然后，如图1所示，利用晶舟升降机115将支承有多张晶片200的晶舟217提起，向处理室201搬入(晶舟加载)。在该状态下，密封盖219成为借助O型圈220b将集流管209的下端密封的状态。
(压力调节及温度调节)
在晶舟217向处理室201的搬入完成后，利用真空泵246进行真空排气(减压排气)，以使得处理室201、即晶片200所存在的空间成为所期望的压力(真空度)。此时，处理室201的压力由压力传感器245测定，基于该测得的压力信息对APC阀244进行反馈控制(压力调节)。另外，以使处理室201的晶片200成为所期望的温度的方式利用加热器207进行加热。此时，以使处理室201成为所期望的温度分布的方式，基于温度传感器263检测到的温度信息，对向加热器207的通电情况进行反馈控制(温度调节)。另外，使利用旋转机构267进行的晶舟217及晶片200的旋转开始。真空泵246的运行、晶片200的加热及旋转均至少在针对晶片200的处理完成为止的期间持续进行。
(成膜)
在处理室201的压力调节及温度调节完成后，向处理室201的晶片200供给原料气体。
具体而言，将阀243a打开，向气体供给管232a内流入原料气体。原料气体由MFC241a进行流量调节，经由喷嘴249a向处理室201供给，并从排气口231a排气。此时，向晶片200供给原料气体。另外，此时，可以将阀243d、243e打开，经由喷嘴249a、249b的各自向处理室201供给N2气体。
作为本步骤中的处理条件，可示例
原料气体供给流量：0.1～5slm
原料气体供给时间：1～180分钟
N2气体供给流量(每个气体供给管)：0～5slm
处理室201温度(成膜温度)：400～650℃
处理室201压力(成膜压力)：1～1330Pa。
本说明书中的“400～650℃”这样的数值范围的表述是指下限值及上限值包括在该范围内。因此，例如，“400～650℃”是指“400℃以上650℃以下”。关于其他数值范围也是同样的。
通过在上述的处理条件下向晶片200供给原料气体，从而能够在晶片200的表面上沉积规定的膜。
作为原料气体，可以使用一硅烷(SiH4，简称：MS)气体、二硅烷(Si2H6)气体、三硅烷(Si3H8)气体、四硅烷(Si4H10)气体、五硅烷(Si5H12)气体、六硅烷(Si6H14)气体等氢化硅气体。
作为非活性气体，可以使用N2气体、以及Ar气体、He气体、Ne气体、Xe气体等稀有气体。该点在后述的清洁处理中也是同样的。
(后吹扫及大气压恢复)
在规定的膜向晶片200上的形成完成后，将阀243a关闭，停止原料气体向处理室201的供给。然后，对处理室201进行真空排气，将残留于处理室201中的气体等从处理室201排除。此时，将阀243d、243e打开，将作为吹扫气体的N2气体从喷嘴249a、249b的各自向处理室201供给，并从排气口231a排气。由此，处理室201被吹扫，残留于处理室201中的气体、反应副产物等从处理室201除去(后吹扫)。然后，处理室201的气氛被置换为非活性气体(非活性气体置换)，处理室201的压力恢复为常压(大气压恢复)。
(晶舟卸载、晶片取出)
然后，利用晶舟升降机115使密封盖219下降，集流管209的下端开口。然后，处理完成的晶片200在支承于晶舟217的状态下被从集流管209的下端搬出至反应管203的外部(晶舟卸载)。晶舟卸载后，使闸门219s移动，集流管209的下端开口借助O型圈220c由闸门219s密封(闸门关闭)。处理完成的晶片200在被搬出至反应管203的外部后从晶舟217取出(晶片取出)。
(3)清洁处理
进行上述的成膜处理时，包含薄膜的沉积物累积在处理容器的内部、例如反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面、晶舟217的表面等。即，该包含薄膜的沉积物附着于被加热至成膜温度的处理室201内的部件的表面等。本方式中，当在处理容器内累积的沉积物的量、即累积膜厚达到沉积物发生剥离、落下之前的规定量(厚度)时，执行将沉积物除去的清洁处理。
该清洁处理中，向处理容器内供给清洁气体，将处理容器内的部件等上附着的沉积物除去。需要说明的是，除去该沉积物的工序也可以包括在上述的半导体器件的制造工序的一个工序中，以下的说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作也由控制器121控制。
(空晶舟加载)
利用闸门开闭机构115s使闸门219s移动，集流管209的下端开口开放(闸门打开)。然后，利用晶舟升降机115将空的晶舟217、即未装填晶片200的晶舟217提起，搬入处理室201中。在该状态下，密封盖219成为借助O型圈220b将集流管209的下端密封的状态。
(压力调节及温度调节)
在晶舟217向处理室201的搬入完成后，以处理室201成为所期望的压力的方式，利用真空泵246进行真空排气(压力调节)。另外，以处理室201成为所期望的温度(第1温度)的方式，利用加热器207进行加热(温度调节)。此时，处理室201内的部件、即反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面、晶舟217的表面等也被加热至第1温度。另外，使利用旋转机构267进行的晶舟217的旋转开始。真空泵246的运行、处理室201的加热、晶舟217的旋转至少在后述的清洁完成为止的期间持续进行。需要说明的是，可以不使晶舟217旋转。
(清洁)
在处理室201的压力调节及温度调节完成后，向未收容有晶片200的经加热的状态的处理室201供给清洁气体。具体而言，将阀243b打开，向气体供给管232b内流入清洁气体。清洁气体由MFC241b进行流量调节，经由气体供给管232b、喷嘴249b向处理室201供给，并从排气口231a排气。此时，可以同时地将阀243d、243e打开，经由喷嘴249a、249b向处理室201供给N2气体。
作为本步骤中的处理条件，可示例：
清洁气体供给流量：0.1～5slm
N2气体供给流量(每个气体供给管)：0～50slm
各气体供给时间：0.5～60分钟，优选为5～20分钟
处理温度(腔室清洁温度)：100～600℃，优选为350～450℃
处理压力(腔室清洁压力)：1～30000Pa，优选为1000～5000Pa。
通过在上述的处理条件下向处理室201供给清洁气体，从而能够在处理室201中生成例如自由基等活性种。清洁气体与处理室201内的部件、例如反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面、晶舟217的表面等接触。此时，通过热化学反应(蚀刻反应)，能够将处理室201内的部件表面的附着物除去。
(后吹扫及大气压恢复步骤)
经过规定的时间，处理室201的清洁完成，之后将阀243b关闭，停止清洁气体向处理室201的供给。然后，利用与成膜处理的后吹扫同样的处理步骤，对处理室201进行吹扫(后吹扫)。此时，可以通过将阀243b的开闭动作重复而间歇地进行处理室201的吹扫(循环吹扫)。然后，将处理室201的气氛置换为N2气体(非活性气体置换)，处理室201的压力恢复为常压(大气压恢复)。
(晶舟卸载)
然后，利用晶舟升降机115使密封盖219下降，集流管209的下端开口，并且空的晶舟217从集流管209的下端向反应管203的外部搬出(晶舟卸载)。在晶舟卸载后，使闸门219s移动，集流管209的下端开口介由O型圈220c被闸门219s密闭。这些一系列工序完成时，再次开始上述的成膜处理(参见图4)。
(4)清洁处理的开始时刻
以下，一边与参考例对比，一边对本方式中清洁处理开始的时刻进行说明。
图5(b)所示的参考例作为以往的衬底处理装置的动作例较为常见，表示下述情况：在第n次(n为1以上的整数)成膜处理中处理炉内的累积膜厚达到规定的厚度而成为应进行清洁处理的状态时，一旦第n次成膜处理完成，则在其之后立刻自动地开始清洁处理。
如图5(b)的参考例所示，在成膜处理后的时刻立刻进行清洁处理的情况下，在图5(b)所示的清洁处理后开始的第n+1次成膜处理、与未经历清洁处理而进行的第n+1次成膜处理之间，观察到大的温度偏差。特别是，该成膜处理开始时的温度差异使成膜处理时的温度历程不同，被认为是成膜处理间的处理品质产生差别的原因。
在第n次成膜处理完成而没有成为应开始第n+1次成膜处理的情况时，衬底处理装置构成为转移至待机到成为应开始第n+1次成膜处理的情况为止的“空闲状态”。在空闲状态下，出于降低其运转成本、维护成本等原因，优选使加热器207处于不运转(加热器输出功率为零)的状态、或使该加热器输出功率相当大幅地降低的状态。因此，衬底处理装置有时构成为以如此方式控制加热器207。
此处，根据成膜处理的实施流程(半导体器件的生产流程)，有时该空闲状态持续较长时间。因此，就经历长时间的空闲状态后开始第n+1次成膜处理的情况而言，与不间隔长时间的空闲状态而连续地进行成膜处理的情况相比，处理室的温度有时大幅下降。为了使如此大幅下降的处理室201的温度上升至适于成膜处理的温度，与不间隔空闲状态而连续地进行成膜处理的情况相比，会耗费较长时间。
因此，进行过清洁处理后经历长时间的空闲状态、然后进行第n+1次衬底处理的情况下的晶片200的热历程存在下述倾向：较之不经历清洁处理、即不间隔空闲状态而连续地进行成膜处理的情况下的晶片200的热历程更大。
为了解决上述的新型课题,图5(a)所示的本方式中，在第n次衬底处理中累积膜厚达到规定的厚度时、即成为应进行清洁处理的状态时，在第n+1次成膜处理即将开始之前进行清洁处理，而不是在第n次成膜处理刚完成后进行清洁处理。此处，图5(a)中，清洁处理时的温度与成膜处理时的温度相同，但这是用于表示使成膜处理开始时的温度稳定在相同温度的一例。即，无需一定使清洁处理时的温度与成膜处理时的温度相同。重要的是使成膜处理开始时的处理炉202内的温度始终恒定。
具体而言，本方式的衬底处理装置构成为：在进行了n次成膜处理后而未成为应开始第n+1次成膜处理的情况时、即尚未接收到第n+1次成膜处理的执行命令的情况下，不开始清洁处理而是转移至等待成为应开始第n+1次成膜处理的情况的“新空闲状态”。
可以说本方式中的空闲状态在下述方面与图5(b)所示的参考例的空闲状态完全不同：虽然成为应进行清洁处理的状态但不开始该处理，即，尽管有应进行的处理但不开始该处理，在使加热器207不运转的状态、或使其输出功率降低的状态下，等待第n+1次成膜处理的开始命令。
另外，就本方式中的空闲状态而言，在之后接收到第n+1次成膜处理的开始命令时，不是开始已接收命令的该成膜处理，而是在进行了清洁处理后进行成膜处理。因此，在图5(b)所示的参考例中，认为因空闲状态(或成膜处理间)的时间，成膜处理开始时的温度完全不同，但如图5(a)所示的本方式中，能够无关于空闲状态的时间而使成膜处理开始时的温度稳定。另外，所谓应开始成膜处理的情况，以接收到成膜处理的执行命令时的情况进行了说明，但例如也可以为接下来被处理的衬底全部投入装置内的时刻。
本方式中，进行控制以使得从清洁处理的执行完成时至第n+1次进行的成膜处理的执行开始时为止的期间T2短于从第n次进行的成膜处理完成时至清洁处理的执行开始时为止的期间T1。由此，在第n+1次成膜处理开始时，能够高效地利用清洁处理时的热。由此，能够使得第n+1次成膜处理中的晶片200的热历程与连续成膜处理中的晶片200的热历程一致。结果，能够与成膜处理间的待机时间无关地使成膜处理开始时的处理条件(例如，温度)稳定，因此，能够使晶片200的处理品质均匀化。需要说明的是，该情况下，无需使处理条件必须一致，也可具有一定程度的规定范围内的误差，只要不影响晶片200的处理即可。
需要说明的是，优选以下述方式构成：在转移到新空闲状态时，至接收到第n+1次成膜处理的执行命令为止，使限制清洁处理的操作的动作不受操作人员的操作控制，而是由控制器121自主且自动地控制。该情况下，即使通过操作者的人为操作向衬底处理装置输入了清洁处理的开始命令，至接收到第n+1次处理的执行命令为止，联锁装置也会自动工作，限制清洁处理的开始。
如前文所述，本方式中，即使在第n次衬底处理的执行途中变为应进行清洁的状态，第n次衬底处理完成后也不自动开始清洁，而是在第n次衬底处理完成后待机至有第n+1次衬底处理的指示，在有指示后才开始清洁。然后，在清洁完成后，(由于已接收第n+1次衬底处理的指示)，可立刻开始第n+1次衬底处理。如此，通过在第n+1次衬底处理即将进行之前进行清洁，从而能够抑制衬底处理开始时处理室内的温度降低。
(5)由本方式带来的效果
根据本方式，获得以下所示的一种或多种效果。
(a)由于在第n+1次成膜处理的开始前进行清洁处理，因此，能够在第n+1次成膜处理开始时，高效地利用清洁处理时的热。由此，能够使第n+1次成膜处理中的晶片200的热历程与其他成膜处理(第1次～第n次)中的晶片200的热历程一致。结果，能够使成膜处理间的处理品质均匀化。
(b)由于在第n+1次成膜处理开始前进行清洁处理，因此，能够高效地利用清洁处理时的热，而不论至第n+1次成膜处理的开始时为止的时间如何。由此，能够与待机时间的长度无关地使成膜处理开始时的处理条件一致。结果，能够使成膜处理之间的处理品质均匀化。
(c)限制上述清洁处理的操作的动作由控制器121自主且自动地控制，因此，能够防止因操作者的操作而在错误的时刻开始清洁处理，由此，能够使成膜处理间的处理品质均匀化。
(d)根据本方式，由于在第n+1次成膜处理的开始前进行清洁处理，因此，在新空闲状态，通过使加热器207不运转、或使其输出功率下降，由此能够降低电力消耗以使处理炉202长久耐用，此外，能够实现成膜处理间的处理品质的均匀化。
＜本公开文本的另一方式＞
以上，对本公开文本的方式具体地进行了说明。然而，本公开文本不限于上述方式，可以在不超出其主旨的范围内进行各种变更。
例如，也可合适地应用于下述情况：作为形成于晶片200上的规定的膜，将硅膜(Si膜)、硅氧化膜(SiO膜)、硅氮化膜(SiN膜)、硅碳化膜(SiC膜)等Si系膜形成于晶片200上。另外，也可合适地应用于将钛氮化膜(TiN膜)形成于晶片200上的情况。另外，也可合适地应用于将铝氧化膜(AlO膜)等高介电常数绝缘膜(High-k膜)形成于晶片200上的情况。
另外，作为清洁气体，也可合适地使用氟(F2)气体、氟化氢(HF)气体、氟化氮(NF3)等氟系气体、或它们的混合气体。另外，也可合适地使用氯化氢(HCl)等氯系气体。
上述方式中，各处理使用的制程优选根据处理内容而单独准备，预先经由电通信线路、外部存储装置123而储存在存储装置121c内。并且，优选在开始各处理时、CPU121a根据处理内容而从储存于存储装置121c内的多个制程中适当选择合适的制程。由此，能够在1台衬底处理装置中再现性良好地形成各种膜种、组成比、膜质、膜厚的膜。另外，能够减轻操作者的负担，避免操作失误，并且能够迅速地开始各处理。
另外，优选预先将工艺制程与清洁制程建立关联并存储在存储装置121c内，以使得能够根据膜种类适当选择清洁气体。另外，本方式中，优选将清洁制程的执行时间固定。总之，优选使清洁处理时间(清洁气体的供给时间)恒定。由此，在工艺制程即将进行之前执行清洁制程，因而能够使工艺制程开始时的处理炉202内的状态稳定。
上述制程不限于新制作的情况，例如，也可以通过变更已安装于衬底处理装置的现有制程来准备。在变更制程的情况下，也可以将变更后的制程经由电通信线路、记录有该制程的记录介质而安装在衬底处理装置中。另外，也可以对现有衬底处理装置所具有的输入输出装置122进行操作，以直接对已安装在衬底处理装置中的现有制程进行变更。
上述方式中，对基于处理炉202内的累积膜厚是否达到规定厚度来判断是否为应进行清洁处理的状态的例子进行了说明，但本公开文本不限于此。例如，也可以基于是否将成膜处理进行了规定次数来判断是否为应进行清洁处理的状态。另外，也可以不取决于这些判断而是基于操作者有无指示来判断是否为应进行清洁处理的状态。另外，也可以基于作为清洁对象的部件的使用次数或使用时间来判断。如此，可任意地设定是否为应进行清洁处理的状态的判断基准(判定要件)。
上述方式中，已衬底处理装置以实施成膜处理的方式构成，但成膜处理例如也可以为形成CVD、PVD、氧化膜、氮化膜的处理、形成包含金属的膜的处理。另外，衬底处理的具体内容不限，不仅可以为成膜处理，也可以为退火处理、氧化处理、氮化处理、扩散处理等处理。另外，也可应用于其他衬底处理装置，例如曝光装置、光刻装置、涂布装置、利用了等离子体的CVD装置。另外，作为衬底处理装置的一例而示出了半导体制造装置，但并不限于半导体制造装置，也可以为LCD装置这样的处理玻璃衬底的装置。
上述方式中，对使用一次处理多张衬底的分批式衬底处理装置形成膜的例子进行了说明。本公开文本不限定于上述方式，例如在使用一次处理一张或几张衬底的单片式衬底处理装置形成膜的情况下，也能够合适地应用。另外，在上述方式中，对使用具有热壁型处理炉的衬底处理装置来形成膜的例子进行了说明。本公开文本不限定于上述方式，在使用具有冷壁型处理炉的衬底处理装置来形成膜的情况下，也能够合适地应用。
在使用上述衬底处理装置的情况下，也可以在与上述方式同样的处理步骤、处理条件下进行各处理，获得与上述方式同样的效果。
另外，上述方式可以适当组合而使用。此时的处理步骤、处理条件例如可以与上述方式的处理步骤、处理条件同样。
附图标记说明
200 晶片(衬底)
201 处理室

Claims (15)

1.半导体器件的制造方法，其包括：
(a)向配置于处理室的衬底供给处理气体而对所述衬底进行处理的工序；和，
(b)向所述处理室供给清洁气体而将附着于所述处理室内的部件的沉积物除去的工序，
使从所述(b)的执行完成时至第n+1次进行的所述(a)的执行开始时为止的期间T2短于从第n次进行的所述(a)的完成时至所述(b)的执行开始时为止的期间T1(n为1以上的整数)。
2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，当成为应进行所述(b)的状态时，在成为应开始第n+1次的所述(a)的情况的时刻开始所述(b)，而不是在未与所述(b)相伴地进行了n次的所述(a)刚完成后开始所述(b)。
3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其还包括工序(c)，在进行了n次所述(a)之后而未成为应开始第n+1次的所述(a)的情况时，转移至等待成为应开始第n+1次的所述(a)的情况的空闲状态，而不是开始所述(b)。
4.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述空闲状态下，当成为应开始第n+1次的所述(a)的情况时，在进行所述(b)之后进行所述(a)。
5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述(a)即将开始之前执行所述(b)。
6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，使从所述(b)的执行完成时至第n+1次进行的所述(a)的执行开始时为止的期间T2为零。
7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，使所述(b)的处理条件恒定。
8.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述(b)的处理条件中，使所述处理室的温度在规定的范围内。
9.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，使所述(b)的执行时间恒定。
10.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，使所述(b)的所述清洁气体的供给时间恒定。
11.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述处理气体为选自由一硅烷(SiH4)气体、二硅烷(Si2H6)气体、三硅烷(Si3H8)气体、四硅烷(Si4H10)气体、五硅烷(Si5H12)气体、六硅烷(Si6H14)气体组成的组中的氢化硅气体。
12.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述清洁气体为选自由氟(F2)气体、氟化氢(HF)气体、氟化氮(NF3)等氟系气体组成的组中的氢化硅气体、或它们的混合气体。
13.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在对所述衬底进行处理的工序中，形成下述膜，所述膜选自由包含硅膜(Si膜)、硅氧化膜(SiO膜)、硅氮化膜(SiN膜)、硅碳化膜(SiC膜)等的Si系膜、包含钛氮化膜(TiN膜)等的金属膜、包含铝氧化膜(AlO膜)等的高介电常数绝缘膜(High-k膜)组成的组。
14.衬底处理装置，其具备：
收容衬底的处理室；
处理气体供给系统，其向所述处理室供给处理气体；
清洁气体供给系统，其向所述处理室供给清洁气体；
控制部，其构成为能够控制所述处理气体供给系统、所述清洁气体供给系统，以使得进行下述处理：
(a)向配置于所述处理室的衬底供给所述处理气体的处理；
(b)向所述处理室供给所述清洁气体而将附着于所述处理室的部件内的沉积物除去的处理；和
使从所述(b)的执行完成时至第n+1次进行的所述(a)的执行开始时为止的期间T2短于从第n次进行的所述(a)的完成时至所述(b)的执行开始时为止的期间T1的处理。
15.程序，其能够利用计算机使衬底处理装置执行下述步骤：
(a)向配置于衬底处理装置的处理室的衬底供给处理气体而对所述衬底进行处理的步骤；
(b)向所述处理室供给清洁气体而将附着于所述处理室内的部件的沉积物除去的步骤；和，
使从所述(b)的执行完成时至第n+1次进行的所述(a)的执行开始时为止的期间T2短于从第n次进行的所述(a)的完成时至所述(b)的执行开始时为止的期间T1的步骤。
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