CN116895506A - 维护方法、半导体装置的制造方法、记录介质及处理装置 - Google Patents

维护方法、半导体装置的制造方法、记录介质及处理装置 Download PDF

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CN116895506A
CN116895506A CN202310260936.7A CN202310260936A CN116895506A CN 116895506 A CN116895506 A CN 116895506A CN 202310260936 A CN202310260936 A CN 202310260936A CN 116895506 A CN116895506 A CN 116895506A
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aluminum
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吉野晃生
原田幸一郎
油谷幸则
保井毅
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Kokusai Electric Corp
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Abstract

提供一种对构成反应容器的金属构件的表面处理的破损进行修复的维护方法、半导体装置的制造方法、计算机可读取的记录介质以及基板处理装置。该维护方法具有如下工序：(a)对配置于反应容器内的基板供给改性气体，在预定温度进行对基板的改性处理的工序；和(b)在反应容器内没有基板的状态下向反应容器内供给含氧气体，在预定温度以上的温度对铝构件的表面的耐酸铝处理的破损进行氧化处理的工序，该铝构件构成反应容器的至少一部分。

Description

维护方法、半导体装置的制造方法、记录介质及处理装置
技术领域
本公开涉及维护方法、半导体装置的制造方法、程序以及基板处理装置。
背景技术
作为在基板上形成膜的一个工序，有时实施对基板供给经等离子体激发的处理气体来进行改性处理的工序。(例如参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2020-188816号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用经等离子体激发的处理气体实施改性处理时，有时构成反应容器的金属构件的表面处理会破损。
用于解决课题的手段
根据本公开的一个方式，提供一种技术，其具有如下工序：
(a)对配置于反应容器内的基板供给改性气体，在预定温度进行对基板的改性处理的工序；和
(b)在反应容器内没有基板的状态下向反应容器内供给含氧气体，在预定温度以上的温度对铝构件的表面的耐酸铝处理的破损进行氧化处理的工序，所述铝构件构成反应容器的至少一部分。
发明效果
根据本公开，能够提供一种对构成反应容器的金属构件的表面处理的破损进行修复的技术。
附图说明
图1是在本公开的一个方式中优选使用的基板处理装置的概略构成图。
图2是说明本公开的第一实施方式的基板处理装置的等离子体生成原理的说明图。
图3是表示本公开的第一实施方式的基板处理装置的控制部(控制单元)的构成的图。
图4是表示本公开的第一实施方式的基板处理工序的流程图。
图5是表示利用本发明的基板处理装置对基板上的膜进行改性的步骤的图，图5(a)是表示在基板上形成膜的步骤的图，图5(b)是表示对该膜进行改性的步骤的图。
图6是表示本公开的第一实施方式的氧化处理工序的流程图。
图7是表示本公开的第一实施方式的氧化处理工序的步骤的图，图7(a)是表示在各部件的铝表面设有耐酸铝层的图，图7(b)是表示产生了耐酸铝破损的图，图7(c)是表示修复耐酸铝破损的步骤的图。
符号说明
200基板(晶圆)
203处理容器
212电磁场产生电极
1002灯加热器
具体实施方式
<本公开的一个方式>
以下，使用图1～图7对本公开的一个方式进行说明。在各附图中使用相同符号表示的构成要素是指相同或同样的构成要素。需要说明的是，在以下说明的实施方式中，对于重复的说明和符号有时省略。另外，在以下的说明中使用的附图均是示意性的，附图所示的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等未必与现实一致。另外，在多个附图的相互之间，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等也未必一致。
(1)基板处理装置的构成
以下使用图1～3对本公开的第一实施方式的基板处理装置进行说明。本公开的基板处理装置构成为主要对形成于基板面上的膜进行改性处理。
本公开的第一实施方式的基板处理装置100具备处理室201、加热机构(加热器)、板1004和歧管1006。
加热器构成为对处理室201内进行加热。加热器例如是后述的灯加热器1002和设置于基座217的加热器217b。基座加热器217b例如是通过基座加热器217b自身的电阻而发热的电阻加热器。
板1004是构成后述的反应气体供给部的部位。该板1004例如是设在灯加热器1002与基板200的处理室201之间、使来自灯加热器1002的辐射热透过处理室201内的构件。基板200例如是晶圆。板1004的至少一部分例如由作为非金属的透明材料的石英(透明石英)构件构成。
歧管1006与板1004相对配置。歧管1006例如由铝构件构成。对歧管1006的表面实施了氧化处理，更具体而言，形成有通过耐酸铝处理(阳极氧化处理)而形成的耐酸铝层(被膜)(阳极氧化被膜)。通过至少在暴露于处理气体中的部分的表面形成氧化被膜，从而能够抑制基板处理中由铝引起的金属污染的产生。另外，板1004和歧管1006相互非接触地配置，能够防止板1004因两者的接触而破损。
(处理室)
基板处理装置100具备使用等离子体对基板200进行处理的处理炉。在处理炉中设有构成处理室201的处理容器(反应容器)203。处理容器203具备圆顶型的上侧容器210和碗型的下侧容器211。通过将上侧容器210覆盖在下侧容器211上，而形成处理室201。上侧容器210例如由石英(SiO2)等非金属材料形成，下侧容器211例如由铝构件形成。对下侧容器211的表面与歧管1006的表面同样地实施了氧化处理，更具体而言，形成有通过耐酸铝处理而形成的耐酸铝层(被膜)。与歧管1006的情况同样地，通过至少在暴露于处理气体中的部分的表面形成氧化被膜，能够抑制基板处理中由铝引起的金属污染的产生。
另外，在下侧容器211的下部侧壁设有闸阀244。闸阀244构成为，在打开时，使用搬送机构(未图示)，能够经由搬入搬出口245向处理室201内搬入基板200，或者向处理室201外搬出基板200。闸阀244以成为在关闭时保持处理室201内的气密性的隔离阀的方式构成。
处理室201具有：在周围设有电磁场产生电极212的等离子体生成空间；以及与等离子体生成空间连通且对基板200进行处理的基板处理空间。电磁场产生电极212例如是谐振线圈。等离子体生成空间是生成等离子体的空间，是指在处理室内比电磁场产生电极212的下端靠上方且比电磁场产生电极212的上端靠下方的空间。另一方面，基板处理空间是使用等离子体对基板进行处理的空间，是指比电磁场产生电极212的下端靠下方的空间。在本公开中，构成为等离子体生成空间与基板处理空间的水平方向的直径大致相同。
(基座)
在处理室201的底侧中央配置有基座217，该基座217构成对基板200进行载置的基板载置部(基板载置台)。基座217例如由氮化铝(AlN)、陶瓷、石英等非金属材料形成。
在基座217的内部一体地埋入有作为加热机构的加热器217b。基座加热器217b构成为，当供给电力时，能够将基板200表面例如从25℃加热至700℃左右。
基座217与下侧容器211电绝缘。阻抗调整电极217c设在基座217内部，经由作为阻抗调整部的阻抗可变机构275而接地。阻抗可变机构275由线圈、可变电容器构成，构成为通过控制线圈的电感和电阻以及可变电容器的电容值而能够使阻抗变化。由此，能够经由阻抗调整电极217c和基座217来控制基板200的电位(偏压)。此外，在本公开中，可以任意选择进行还是不进行使用了阻抗调整电极217c的偏压控制。
在基座217上设有具备使基座升降的驱动机构的基座升降机构268。另外，在基座217上设有贯通孔217a，并且在下侧容器211的底面设有基板提升销266。贯通孔217a和基板提升销266在相互相对的位置至少各设有3处。构成为在通过基座升降机构268使基座217下降时，基板提升销266穿过贯通孔217a。
主要由基座217、基座加热器217b、阻抗调整电极217c构成本公开的基板载置部。
(灯加热器)
在板1004的上方的外侧(即上表面侧)设置有作为加热机构的灯加热器1002，该灯加热器1002构成为对收容在处理室201内的基板200放射红外线进行加热。灯加热器1002设置在与基座217相对的位置，构成为从基板200的上方对基板200进行加热。通过点亮灯加热器1002，与仅使用基座加热器217b的情况相比，构成为能够使基板200在更短时间内升温至较高的温度、例如850℃。需要说明的是，灯加热器1002优选使用放射近红外线(峰值波长优选为800～1300nm、更优选为1000nm的光)的灯加热器。作为这样的灯加热器1002，例如可以使用卤素加热器。
在本公开中，作为加热器，具备基座加热器217b和灯加热器1002这两者。通过如此地并用基座加热器217b和灯加热器1002，与基座加热器217b单体相比，能够将基板表面的温度升温至更高的温度、例如850℃左右。
另外，在灯加热器1002与板1004之间设有作为透过窗的盖部1012，该盖部1012使来自灯加热器1002的辐射热从处理室201内透过。盖部1012与板1004同样，例如由作为非金属的透明材料的石英(透明石英)构件构成。另外，盖部1012由歧管1006从下方支承。即，由盖部1012、板1004和歧管1006划分出缓冲空间1028。在后述的改性处理时向缓冲空间1028供给改性气体，在后述的氧化处理时向缓冲空间1028供给含氧气体。
(处理气体供给部)
向处理容器203内供给处理气体的处理气体供给部120如下构成。
在板1004的周缘，歧管1006与板1004在上下方向上相对地配置，安装在处理容器203(上侧容器210)上。歧管1006利用冷却机构(未图示)冷却。
来自灯加热器1002的辐射热通过盖部1012和板1004到达处理室201内。
板1004利用灯加热器1002和基座加热器217b加热。另外，有时也利用来自所接触的处理容器203的热传导等而间接地加热。另外，有时也利用由后述的等离子体生成部生成的等离子体加热。
在处理室201的上方、即上侧容器210的上部具备气体吹出口1004a，构成为能够从气体导入口将作为处理气体的改性气体向处理室201内供给。
在气体导入口处，供给改性气体的改性气体供给管232a、供给含氧(O2)气体的含氧气体供给管232b、供给非活性气体的非活性气体供给管232c以合流的方式连接。在改性气体供给管232a设有改性气体供给源250a、作为流量控制装置的MFC(质量流量控制器)252a、作为开闭阀的阀253a。在含氧气体供给管232b设有含氧气体供给源250b、MFC 252b、阀253b。在非活性气体供给管232c设有非活性气体供给源250c、MFC 252c、阀253c。在改性气体供给管232a、含氧气体供给管232b和非活性气体供给管232c合流的供给管232的下游侧设有阀243a，阀243a与在缓冲空间1028开口的气体导入口连接。通过使阀253a、253b、253c、243a开闭，从而能够通过MFC 252a、252b、252c调整各个气体的流量，并且经由改性气体供给管232a、含氧气体供给管232b、非活性气体供给管232c将改性气体、含氧气体、非活性气体合流而成的处理气体向处理室201内供给。
主要由改性气体供给管232a、含氧气体供给管232b、非活性气体供给管232c、MFC252a、252b、252c、阀253a、253b、253c、243a构成本公开的处理气体供给部120(气体供给系统)。
(排气部)
在下侧容器211的侧壁设有从处理室201内排出反应气体等的气体排气口235。在气体排气口235连接有气体排气管231的上游端。在气体排气管231设有作为压力调整器的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀242、作为开闭阀的阀243b、作为真空排气装置的真空泵246。
主要由气体排气口235、气体排气管231、APC阀242、阀243b构成本公开的排气部。另外，也可以将真空泵246包含于排气部。
(等离子体生成部)
在处理室201的外周部、即上侧容器210的侧壁的外侧，以包围处理室201的方式设有由螺旋状的谐振线圈构成的电磁场产生电极212。在电磁场产生电极212连接有RF传感器272、高频电源273、进行高频电源273的阻抗、输出频率的匹配的匹配器274。电磁场产生电极212与处理容器203的外周面分离而沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力(RF电力)而在处理容器203内产生电磁场。即，本公开的电磁场产生电极212是电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma：ICP)方式的电极。
高频电源273向电磁场产生电极212供给RF电力。RF传感器272设在高频电源273的输出侧，监控所供给的高频的前进波、反射波的信息。将通过RF传感器272监控到的反射波电力输入到匹配器274，匹配器274基于从RF传感器272输入的反射波的信息，以使反射波成为最小的方式，控制高频电源273的阻抗、输出的RF电力的频率。
作为电磁场产生电极212的谐振线圈为了形成预定波长的驻波，按照以固定波长谐振的方式设定卷绕直径、卷绕间距、卷数。即，该谐振线圈的电气长度被设定为与从高频电源273供给的高频电力的预定频率下的1个波长的整数倍相当的长度。
作为构成作为电磁场产生电极212的谐振线圈的材料，使用铜管、铜薄板、铝管、铝薄板、对聚合物带蒸镀铜或铝而得的材料等。谐振线圈由铅垂地立起设置于基座板248的上端面的、由绝缘性材料形成的多个支承件(未图示)支承。
作为电磁场产生电极212的谐振线圈的两端电接地，为了对该谐振线圈的电气长度进行微调整，其中的至少一端经由可动抽头213接地。谐振线圈的另一端经由固定地线214而设置。可动抽头213以使谐振线圈的谐振特性与高频电源273大致相等的方式调整位置。进而，为了对谐振线圈的阻抗进行微调整，在谐振线圈的接地的两端之间，由可动抽头215构成供电部。
主要由电磁场产生电极212、RF传感器272、匹配器274构成本公开的等离子体生成部。另外，作为等离子体生成部，也可以包含高频电源273。
在此，使用图2对本公开的装置的等离子体生成原理和所生成的等离子体的性质进行说明。
由电磁场产生电极212构成的等离子体产生电路由RLC的并联谐振电路构成。在上述等离子体生成电路中产生了等离子体的情况下，实际的谐振频率会根据谐振线圈的电压部与等离子体之间的电容耦合的变动、等离子体生成空间201a与等离子体之间的电感耦合的变动、等离子体的激发状态等而稍微变动。
因此，在本公开中，为了在电源侧对等离子体产生时的作为电磁场产生电极212的谐振线圈中的谐振的偏差进行补偿，在RF传感器272中对产生等离子体时的来自谐振线圈的反射波电力进行检测，基于检测出的反射波电力，匹配器274具有修正高频电源273的输出的功能。
具体而言，匹配器274基于在RF传感器272中检测出的产生等离子体时的来自电磁场产生电极212的反射波电力，以使反射波电力成为最小的方式使高频电源273的阻抗或输出频率增加或减少。
根据该构成，在本公开中的电磁场产生电极212中，如图2所示，供给与包含等离子体的该谐振线圈的实际的谐振频率对应的高频电力(或者，以与包含等离子体的该谐振线圈的实际的阻抗匹配的方式供给高频电力)，因此形成了相位电压与反相位电压始终抵消的状态的驻波。在作为电磁场产生电极212的谐振线圈的电气长度与高频电力的波长相同的情况下，在线圈的电气中点(电压为零的节点)处产生最高的相位电流。因此，在电气中点的附近，几乎没有与处理室壁、基座217的电容耦合，而形成电势极低的甜甜圈状的感应等离子体。
此外，电磁场产生电极212并不限定于上述那样的ICP方式的谐振线圈，例如，也可以使用变形磁控管(Modified Magnetron Typed：MMT)方式的筒状电极来充当它。
(控制部)
作为控制部的控制器291构成为分别通过信号线A控制APC阀242、阀243b及真空泵246，通过信号线B控制基座升降机构268，通过信号线C控制加热器电力调整机构276及阻抗可变机构275，通过信号线D控制闸阀244，通过信号线E控制RF传感器272、高频电源273及匹配器274，通过信号线F控制MFC 252a～252c及阀253a～253c、243a。
如图3所示，作为控制部(控制单元)的控制器291构成为具备CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)291a、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)291b、存储装置291c、I/O端口291d的计算机。RAM 291b、存储装置291c、I/O端口291d构成为能够经由内部总线291e与CPU 291a进行数据交换。在控制器291上连接有例如构成为触摸面板或显示器等的输入输出装置292。
存储装置291c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置291c内可读出地存储有控制基板处理装置的动作的控制程序、记载了后述的基板处理的步骤、条件等的工艺制程(process recipe)等。工艺制程是以能够使控制器291执行后述的基板处理工序中的各步骤并得到预定结果的方式组合而成的，作为程序而发挥功能。以下，也将该工艺制程、控制程序等统一简称为程序。需要说明的是，在本说明书中在使用了程序这一术语的情况下，存在仅包含工艺制程一者的情况，仅包含控制程序一者的情况，或者包含这两者的情况。另外，RAM 291b构成为暂时保持由CPU 291a读出的程序、数据等的存储区域。
I/O端口291d与上述的MFC 252a～252c、阀253a～253c、243a、闸阀244、APC阀242、真空泵246、RF传感器272、高频电源273、匹配器274、基座升降机构268、阻抗可变机构275、加热器电力调整机构276、灯过热单元280等连接。
CPU 291a构成为读出并执行来自存储装置291c的控制程序，并且根据来自输入输出装置292的操作指令的输入等而从存储装置291c读出工艺制程。而且，CPU 291a构成为，能够以遵照所读出的工艺制程的内容的方式，通过I/O端口291d以及信号线A控制APC阀242的开度调整动作、阀243b的开闭动作、以及真空泵246的启动/停止，通过信号线B控制基座升降机构268的升降动作，通过信号线C控制通过加热器电力调整机构276进行的对基座加热器217b的供给电力量调整动作(温度调整动作)、通过阻抗可变机构275进行的阻抗值调整动作，通过信号线D控制闸阀244的开闭动作，通过信号线E控制RF传感器272、匹配器274以及高频电源273的动作，通过信号线F控制通过MFC 252a～252c进行的对各种气体的流量调整动作、以及阀253a～253c、243a的开闭动作等。
控制器291可以通过将保存在外部存储装置293中的上述程序安装在计算机中而构成。存储装置291c、外部存储装置293构成为计算机可读的记录介质。以下，也将它们统一简称为记录介质。在本说明书中，在使用了记录介质这一术语的情况下，存在仅包含存储装置291c一者的情况，仅包含外部存储装置293一者的情况，或者包含这两者的情况。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293，而使用因特网或专用线路等通信手段来进行。
(2)基板处理工序
接着，主要使用图4和图5(a)和(b)对本发明的基板处理工序进行说明。图4是表示本公开的基板处理工序的流程图。图5(a)和(b)是表示利用本公开的基板处理装置对基板200上的膜进行改性的步骤的图。关于本公开的基板处理工序，例如作为形成于晶圆上的膜的改性工序的一个工序，由上述基板处理装置100实施。在以下的说明中，构成基板处理装置100的各部分的动作由控制器291控制。
需要说明的是，在本公开的基板处理工序中处理的基板200的表面预先形成硅(Si)层。在本公开中，对该Si层以使用等离子体的处理的形式进行改性处理。
(基板搬入工序S110)
基座升降机构268使基座217下降至基板200的搬送位置，使基板提升销266贯通基座217的贯通孔217a。接着，打开闸阀244，使用基板搬送机构(未图示)将基板200从与处理室201相邻的真空搬送室搬入处理室201内。如图5(a)所示，在该基板200上例如形成Si膜501。被搬入的基板200以水平姿势支承在从基座217的表面突出的基板提升销266上。然后，基座升降机构268使基座217上升，由此将基板200支承于基座217的上表面。
(升温-真空排气工序S120)
接着，进行被搬入到处理室201内的基板200的升温。基座加热器217b被预先加热至700℃。接着，通过将灯加热器1002点亮(ON)，使保持在基座217上的基板200升温至例如700～850℃、优选750～850℃的范围内的预定值。在此，基板200以其温度例如为750℃的方式进行加热。基板200利用从基座加热器217b以及灯加热器1002放射的红外线进行加热。出于进一步提高对膜的改性效果的目的，基板200的处理温度优选为尽可能高的温度，设为700℃以上的预定值。在处理温度小于700℃的情况下，有可能无法充分获得对膜的改性效果。另外，在处理温度超过850℃的情况下，有可能发生对膜的不希望的现象。通过将处理温度设为700～850℃，能够得到充分的这些效果，并且能够避免发生不希望的现象的可能性。另外，在进行基板200的升温的期间，利用真空泵246经由气体排气管231对处理室201内进行真空排气，将处理室201内的压力设为预定的值。使真空泵246工作直至至少后述的基板搬出工序S160结束。需要说明的是，本说明书中的“700～850℃”这样的数值范围的表述是指下限值和上限值包含在该范围内。例如，“700～850℃”是指“700℃以上且850℃以下”。对于其他数值范围也同样。
需要说明的是，在本实施方式中，为了便于说明，将作为基板200的温度的处理温度和处理容器203内的温度视为大致相同来进行说明，但两者的温度也可以不同。在两者的温度不同的情况下，例如，也可以将本工序中的处理容器203内的预定部位的温度视为改性处理时的处理容器203内的预定温度，将后述的氧化处理工序中的处理容器203内的该部位的温度视为氧化处理时的处理容器203内的温度。
(改性气体供给工序S130)
接着，开始改性气体的供给。具体而言，打开阀253a，一边通过MFC 252a进行流量控制，一边向处理室201内开始供给改性气体。同时，也可以打开阀253c，一边通过MFC 252c进行流量控制，一边向处理室供给非活性气体。
改性气体例如是氮(N2)气、氨(NH3)气等含氮气体、氢(H2)气等含氢气体、氦(He)气、氩(Ar)气、氖(Ne)气、氙(Xe)气等稀有气体、或者将它们中的2种以上适当混合而成的混合气体。优选任一气体实质上都不含氧。另外，作为非活性气体，例如可以使用N2气体、上述的稀有气体。作为非活性气体，可以使用它们中的1种以上。这一点在后述的各工序中也是同样的。
另外，以处理室201内的压力成为预定的值的方式调整APC阀242的开度而控制处理室201内的排气。如此，一边适当地对处理室201内进行排气，一边继续供给改性气体直至后述的等离子体处理工序S140结束时为止。
(等离子体处理工序S140)
处理室201内的压力稳定后，对电磁场产生电极212从高频电源273开始施加高频电力。由此，在被供给改性气体的等离子体生成空间201a内形成高频电场，通过该电场，在等离子体生成空间的与电磁场产生电极212的电气中点相当的高度位置具有最高的等离子体密度的甜甜圈状的感应等离子体被激发。包含等离子体状的改性气体的处理气体被等离子体激发而解离，生成预定元素的自由基(活性种)、离子等反应种。
作为本步骤中的处理条件，例示为：
等离子体激发的改性气体供给流量：1000～10000sccm
RF电力：1～1500W，优选1～1000W
非活性气体供给时间：10～1200秒
处理温度：700～850℃、优选750～850℃
处理压力：0.5～100Pa、优选0.5～10Pa。
对于在基板处理空间201b中保持在基座217上的基板200，由感应等离子体生成的自由基和未被加速的状态下的离子被均匀地供给到基板200的表面。所供给的自由基和离子与表面的Si膜501均匀地发生反应，对Si膜501的至少表面进行改性，形成改性层502。具体而言，在700～850℃这样的高温化中，所供给的反应种与膜反应，从而去除膜中含有的杂质，并且通过反应种补充膜的分子结构的缺陷(即改性)。即，通过本公开中的等离子体处理，去除膜中所含的杂质，并且修补表层，改善膜的膜特性(例如作为绝缘膜的特性等)。例如，在改性气体为含氮气体的情况下，含有氮的反应种与Si反应，Si膜的至少一部分的表面被改性为氮化硅膜。
之后，经过预定的处理时间后，停止来自高频电源273的电力的输出，停止处理室201内的等离子体放电。另外，关闭阀253a，停止改性气体向处理室201内的供给。同时，也可以关闭阀253c，停止非活性气体向处理室201内的供给。通过以上，等离子体处理工序S140结束。
(真空排气工序S150)
在停止改性气体的供给后，经由气体排气管231对处理室201内进行真空排气。由此，将处理室201内的气体向处理室201外排气。之后，调整APC阀242的开度，将处理室201内的压力调整为与和处理室201相邻的真空搬送室相同的压力。
(基板搬出工序S160)
在处理室201内成为预定的压力后，使基座217下降至基板200的搬送位置，使基板200支承在基板提升销266上。然后，打开闸阀2 44，使用基板搬送机构将基板200向处理室201外搬出。通过以上步骤，结束本公开的基板处理工序。
(3)维护工序(对铝构件的氧化处理工序)
如上所述，歧管1006和下侧容器211有时由作为金属构件的铝构件形成。如果铝表面直接暴露在处理容器内，则通过改性处理，铝构件中所含的铝等元素被释放到处理容器内，在基板处理工序中，该释放的铝等有可能进入基板中。即，可能产生金属污染。为了防止这样的污染，如图7(a)所示，在各部件的铝701表面设有通过作为表面处理的耐酸铝处理而形成的耐酸铝层702。需要说明的是，图7(a)～(c)是表示歧管1006的处理室201侧的侧面的图。然而，例如通过在700度以上的高温下的基于实质上不含氧的气体进行的等离子体改性处理，如图7(b)所示，在耐酸铝层702产生耐酸铝破损(剥落、龟裂、裂纹)703，有可能产生由露出的铝引起的金属污染。该破损是由于灯加热器1002引起的急剧的温度上升，铝701与耐酸铝层702的热膨胀之差急剧增大而产生的。因此，在发生耐酸铝破损703时，为了修复构成歧管1006、下侧容器211等处理容器的铝构件的耐酸铝破损703，进行氧化处理。
图6是表示氧化处理的流程的图。
如上所述，在图4所示的本方式的顺序中，具备(a)对配置于反应容器内的基板供给改性气体，在预定温度进行对基板的改性处理的工序，在图6所示的本方式的顺序中，具备(b)在反应容器内没有基板的状态下，向反应容器内供给含氧气体并在(a)中的预定温度以上的温度实施氧化处理，由此修复铝构件的表面的耐酸铝处理的破损的工序，该铝构件构成反应容器的至少一部分。
(氧化处理工序S610)
在图4的基板搬出工序S160后，即，向将完成改性处理的基板200搬出后的处理容器内供给含氧(O)气体。具体而言，在闸门关闭后，打开阀253b，一边通过MFC 252b进行流量控制，一边开始向处理室201内含O气体的供给。同时，也可以打开阀253c，一边通过MFC252c进行流量控制，一边向处理室供给非活性气体。
此时，将灯加热器1002和基座加热器217b点亮(ON)，将处理容器内加热到与改性处理时的温度相同的温度或其以上的温度。例如，如果改性处理时的温度为750℃，则将氧化处理时的温度设为750-850℃。在该氧化处理中，实施使用了含O气体的氧化退火，该含O气体是未被等离子体激发的非等离子体状态的含O气体、即被热激发的含O气体。
作为本步骤中的处理条件，例示为：
含O气体供给流量：0.1～10slm
非活性气体供给流量：0～10slm
各气体供给时间：15～60分钟
处理温度(处理室201内的温度)：700～850℃、优选750～850℃
处理压力(处理室201内的压力)：1～2000Pa、优选1～1000Pa。
在上述条件下，通过对铝构件的产生了耐酸铝破损的部位供给含O气体来执行氧化处理，如图7(c)所示，能够使该破损部位氧化而形成氧化膜704。特别是，通过灯加热器1002进行的辐射热促进热氧化，形成氧化膜704。
通过该氧化处理，在铝构件的产生了耐酸铝破损的部位形成膜厚为1～10μm、优选为5～10μm的氧化膜704。氧化膜704的膜厚小于1μm时，修复不充分，容易产生源自铝的污染。通过将氧化膜704的膜设为1μm以上，能够抑制源自铝的污染的产生。进而，通过将氧化膜704的膜设为5μm以上，能够更可靠地抑制源自铝的污染的产生。另一方面，氧化膜704的膜厚超过10μm时，由于高温处理时的热膨胀而容易发生膜剥落。通过将氧化膜704的膜厚设为10μm以下，能够抑制由于高温处理时的热膨胀引起的膜剥落的发生。如此，只要氧化膜704的膜厚为1～10μm，优选为5～10μm，则能够充分防止源自铝的污染。
根据本公开，在与改性处理相同的温度或其以上的温度实施氧化处理以修复耐酸铝破损。例如，通过在改性温度以上的高温进行氧化，能够减小改性处理时的修复部分的热膨胀，能够减小修复部分的破损再次发生的可能性。因此，能够降低该修复部分因之后的改性处理而再次破损。
在本公开中，为了达到高温而使用灯。在使用灯的加热中，利用辐射进行加热。在该观点中，氧化处理时的压力低于改性处理时的压力的话，能够进一步促进通过基于辐射的加热进行的氧化处理。
另外，根据本公开，通过采用不使用等离子体的热氧化处理(即，非等离子体热氧化处理)，能够不产生由等离子体引起的强烈氧化，防止由等离子体引起的损伤，能够有效地修复耐酸铝破损的部位。
作为含O气体，可以使用氧(O2)气、臭氧(O3)气体、水蒸气(H2O气体)、过氧化氢(H2O2)气体、一氧化二氮(N2O)气体、一氧化氮(NO)气体、二氧化氮(NO2)气体、一氧化碳(CO)气体、二氧化碳(CO2)气体等中的一种以上。
(吹扫工序S620)
氧化处理工序S610结束后，关闭阀243b，停止向处理室201内的含O气体的供给。之后，从非活性气体源250c将作为吹扫气体的非活性气体向处理室201内供给。此时，也可以对电磁场产生电极212施加等离子体电力，使非活性气体进行等离子体激发，从而实施使用了被活性化的非活性气体的非活性气体等离子体吹扫。
由此，对处理室201内进行吹扫，残留在处理室201内的氧等气体、反应副产物等从处理室201内除去(吹扫)。这样，在氮化处理重新开始之前，利用非活性气体对处理室201内进行吹扫。通过这些工序，能够除去反应容器内的氧。之后，处理室201内的气氛被置换为非活性气体(非活性气体置换)，处理室201内的压力恢复为常压(大气压恢复)。
通过这一系列的处理，能够修复铝构件的耐酸铝破损。进而，根据本公开，能够在将产生了耐酸铝破损的构件安装于基板处理装置的状态下修补该破损。因此，能够消除将产生了耐酸铝破损的耐酸铝构件从基板处理装置卸下而进行耐酸铝处理这样的繁杂工序。
需要说明的是，如上所述，氧化处理在闸门关闭状态下进行。即，氧化处理在不将处理后的基板200(制品晶圆、虚设晶圆)搬入(收容)到处理容器内的情况下进行。由此，对于在处理后的基板200(制品晶圆、虚设晶圆)表面形成的膜，不进行上述的氧化处理，在基板200(制品晶圆、虚设晶圆)表面形成的膜不被氧化而以原样的状态维持。
铝构件的耐酸铝破损例如能够通过定期维护来掌握。另外，如果发生耐酸铝破损，则通过经由铝构件，改性处理时的基板温度降低。因此，也可以构成为，监控改性处理时的基板温度，将基板温度成为预定温度以下的情况(或者，为了将基板温度维持为恒定而被反馈控制的加热器(加热器217b和/或灯加热器1002)的输出成为预定值以上的情况)判定为发生了耐酸铝破损，基板处理装置从输入输出装置292输出该警报。
在实施氧化处理时，也可以在基座217通过基座升降机构268使基座217下降的状态下实施。在该情况下，能够使下侧容器211的侧面等充分暴露于从灯加热器1002和/或加热器217b放射的辐射光中，能够进一步促进对下侧容器211的加热，使下侧容器211充分地氧化。另外，在实施氧化处理时，也可以在基座217通过基座升降机构268使基座217上升的状态下实施。在该情况下，能够再现改性处理的状态而进行氧化处理。另外，也可以在一次氧化处理中执行使基座217下降的状态和上升的状态这两种状态。
各处理中使用的制程优选根据处理内容分别准备，并经由电气通信线路、外部存储装置123预先保存在存储装置121c内。然后，在开始各处理时，优选CPU 121a根据处理内容从保存在存储装置121c内的多个制程中适当选择适合的制程。由此，能够通过1台基板处理装置，再现性良好地形成各种膜种类、组成比、膜质、膜厚的膜。另外，能够降低操作者的负担，避免操作错误，并且能够迅速地开始各处理。
上述的制程不限于新制作的情况，例如，也可以通过变更已经安装于基板处理装置中的现有制程来准备。在变更制程的情况下，也可以经由电气通信线路、记录有该制程的记录介质将变更后的制程安装于基板处理装置中。另外，也可以操作现有的基板处理装置所具备的输入输出装置122，直接变更已经安装于基板处理装置的现有制程。
在上述方式中，对使用一次处理多块基板的间歇式的基板处理装置来形成膜的例子进行了说明。本公开并不限定于上述方式，例如，在使用一次处理1块或几块基板的单片式的基板处理装置来形成膜的情况下也可以适当地应用。另外，在上述方式中，对使用具有热壁型的处理炉的基板处理装置来形成膜的例子进行了说明。本公开并不限定于上述方式，在使用具有冷壁型的处理炉的基板处理装置来形成膜的情况下也可以适当地应用。
在使用这些基板处理装置的情况下，也能够以与上述方式、变形例同样的处理步骤、处理条件进行各处理，能够得到与上述方式、变形例同样的效果。
另外，上述方式、变形例可以适当组合使用。此时的处理步骤、处理条件例如能够设为与上述方式、变形例的处理步骤、处理条件相同。

Claims (20)

1.一种维护方法，其具有如下工序：
(a)对配置于反应容器内的基板供给处理气体，在预定温度进行对所述基板的处理的工序；和
(b)在所述反应容器内没有基板的状态下向所述反应容器内供给含氧气体，在所述预定温度以上的温度对铝构件的表面的耐酸铝处理的破损进行氧化处理的工序，所述铝构件构成所述反应容器的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的维护方法，对所述基板的处理使用含氮气体的等离子体来实施，所述氧化处理在使所述含氧气体为非等离子体的状态下实施。
3.根据权利要求1所述的维护方法，所述预定温度为约700～850℃。
4.根据权利要求1所述的维护方法，在所述铝构件的表面形成有耐酸铝层，
所述预定温度是在所述铝构件与所述耐酸铝层之间产生热膨胀差的温度。
5.根据权利要求4所述的维护方法，所述耐酸铝处理的破损是指所述铝构件露出。
6.根据权利要求1所述的维护方法，所述反应容器具备上侧容器、设置于所述上侧容器的上部的石英窗、以及配置于所述石英窗的上部的灯，
所述铝构件配置于所述石英窗的侧面。
7.根据权利要求1所述的维护方法，所述反应容器具备下侧容器，所述下侧容器由所述铝构件构成，所述铝构件的内侧的表面经所述耐酸铝处理。
8.根据权利要求1所述的维护方法，在使所述反应容器内的基座从对所述基板的处理时的位置下降的状态下执行所述氧化处理。
9.根据权利要求1所述的维护方法，使所述反应容器内的基座处于对所述基板的处理时的位置而执行所述氧化处理。
10.根据权利要求1所述的维护方法，所述氧化处理时的压力低于对所述基板的处理时的压力。
11.根据权利要求1所述的维护方法，进一步具有如下工序：基于对所述基板的处理时的基板温度或灯加热器的输出，检测所述耐酸铝处理的破损，并输出警报。
12.根据权利要求1所述的维护方法，在进行所述氧化处理的工序中，在产生了所述耐酸铝破损的部位形成氧化膜，
所述氧化膜的膜厚为1μm以上且10μm以下。
13.根据权利要求1所述的维护方法，在进行所述氧化处理的工序中，在产生了所述耐酸铝破损的部位形成氧化膜，
所述氧化膜的膜厚为5μm以上且10μm以下。
14.根据权利要求1所述的维护方法，进一步，在所述氧化处理工序后，
在所述反应容器内生成非活性气体的等离子体。
15.根据权利要求1所述的维护方法，对所述基板的处理是对形成于所述基板的膜进行改性的处理。
16.根据权利要求1所述的维护方法，
在进行对所述基板的处理的工序中，在所述(a)之前进行：
(c)将基板搬入反应容器内的工序，所述反应容器以所述反应容器的至少一部分由经耐酸铝处理的铝构件构成、且经所述耐酸铝处理的表面在所述反应容器的内部露出的方式配置；以及
(d)使所述反应容器内的温度上升至预定温度的工序，
在所述(a)之后，具有：
(e)将在(a)中处理后的所述基板搬出至所述反应容器外的工序。
17.一种维护方法，对于配置于内部的基板在预定温度被处理的状态的反应容器，
在所述反应容器内没有基板的状态下向所述反应容器内供给含氧气体，在所述预定温度以上的温度对铝构件的表面的耐酸铝处理的破损进行氧化处理，所述铝构件构成所述反应容器的至少一部分。
18.一种半导体装置的制造方法，其进行权利要求1所述的维护方法。
19.一种计算机可读取的记录介质，记录有通过计算机使基板处理装置执行权利要求1所述的维护方法的程序。
20.一种基板处理装置，其具有：
反应容器；
处理气体供给系统，向所述反应容器内供给处理气体；
含氧气体供给系统，向所述反应容器内供给含氧气体；激发部，对所述处理气体进行等离子体激发；以及
控制部，其构成为能够控制所述处理气体供给系统、所述含氧气体供给系统以及所述激发部，使得在所述反应容器内进行如下步骤：(a)对配置于所述反应容器内的基板供给所述处理气体，在预定温度进行对所述基板的处理的步骤；以及(b)在所述反应容器内没有基板的状态下向所述反应容器内供给所述含氧气体，在所述预定温度以上的温度对铝构件的表面的耐酸铝处理的破损进行氧化处理的步骤，所述铝构件构成所述反应容器的至少一部分。
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