CN1403214A - 半导体制造设备干洗时期判定系统、干洗方法和干洗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种干洗系统，该干洗系统根据各种信息，借助于计算机进行综合处理，效率良好地自动地判定对于半导体制造设备来说究竟是进行晶片处理还是进行清洗处理。具体的解决手段涉及用至少含有ClF3等卤族气体除去淀积在半导体制造设备的反应室5内的淀积膜的干洗。第1发明，是对于半导体制造设备来说，自动地判定设备是立即实施成膜等的处理还是必须马上进行清洗的系统。第2发明，在使用至少含有ClF3等卤族气体除去淀积在要形成CVD膜等的半导体制造设备的反应室内的淀积膜时使得存在金属、金属化合物、有机系气体等。可以提高选择比、缩短清洗时间。第3发明，是进行目的为对设备进行效率良好的清洗的控制的系统。

Description

半导体制造设备干洗时期判定系统、 干洗方法和干洗系统
技术领域
本发明涉及使用含有ClF3等的卤族气体的清洗气体的LP-CVD设备等的半导体制造设备的干洗、涉及自动判断进行半导体制造设备的清洗的时期的系统、在干洗时减小半导体制造设备的反应室部件的损伤的方法、为了减小损伤自动检测清洗终点的系统和效率良好地控制干洗的系统。
背景技术
半导体制造设备，例如LP(低压)-CVD(化学气相淀积)等的CVD设备，归因于其使用会在反应室内淀积硅氧化物等的CVD淀积膜。如果这样的CVD淀积膜过厚，则存在着因产生膜剥离而产生灰尘污染的问题，此外，反应室内的淀积膜的膜厚如果是不均一的，则存在着在半导体晶片上边成膜的CVD膜形成得不均一的问题。于是，以往，在这样的问题变得显著起来之前，借助于使用含有ClF3等的卤族气体的清洗气体的进行的腐蚀处理，来除去该淀积膜。
通常，在进行干洗时，在产生了正常的批处理难于进行的状况，例如，产生了归因于由累积膜厚变得过厚产生的膜剥离引起的灰尘污染、因向构件进行的淀积的淀积膜厚的不均一性等而产生的在晶片上的成膜膜厚的均一性的恶化等的状况下，就要实施干洗。此外，从经验上说，可以从累积膜厚得知产生这些问题的时期，因而可仅以这样的问题为对象来判断清洗实施时期。
此外，例如在CVD设备中，批在到达相应的工序时，要视成膜预定膜厚和单个或多个设备中的各自的累积膜厚，从不超过应进行清洗的时期和已决定好的规定膜厚的设备中选定在成膜中要使用的设备并进行处理，该选定全部都根据人的判断进行。
同样，即便是在进行清洗之际也同样，要根据设备的累积膜厚超过了某基准值的设备的判断或处理预定批的成膜膜厚，用人工判断是否要清洗该设备的决定。如上所述，在以往，仅仅根据各个设备的累积膜厚用人工判断来决定是否用单个或多个设备实施成膜或实施清洗。
此外，在进行清洗时，特别是在用ClF3气体进行清洗的情况下，要作成为使得反应室变成为某一温度、压力的状态之后使ClF3气体与N2等的惰性气体一起流入反应室内以除去淀积膜。在除去淀积膜时，仅仅使ClF3等的活泼气体与N2等的惰性气体进行混合，而没有采取目的为加大腐蚀速度缩短清洗时间的策略或改善淀积膜与反应室构件之间选择比的策略等。此外，根据累积膜种类和累积膜厚以经验上被判断为足够的时间，实施清洗，因不知道终点时间，故要花多一些的时间，且未曾考虑由该过剩的时间引起的构件的损伤。
如上所述，例如，若用现有的LP-CVD设备，则仅仅根据成膜性能的不正常进行清洗实施的判断，而没有考虑因清洗而产生的设备构件的损伤。为此，具有设备构件的维修的频度大，操作员的负担大，此外，COO增高等的不好的影响。
此外，在成膜的情况和清洗的情况中的任何一种情况下，根据单个或多个设备究竟要用多少设备来实施，仅仅根据各个设备的累积膜厚值由人进行判断，不能根据多个的批流件状况或后工序的设备状况、设备附带设备的运行、维修预测、累积膜厚等的信息，在短时间内进行效率良好的判断，因而产生批处理停滞等的缺点。
此外，若用现有的方法，气体本身尚未找到目的为仅仅用单一的ClF3加大腐蚀速度的办法，对于选择比来说也没有任何好的方案，再者说，由于不知到清洗的终点，而花费充分的时间，因此在清洗处理本身上花费太多的时间的同时，还招致气体的浪费。此外，由于进行了比清洗的实际的结束时间要长得多的时间的清洗，故对反应室构件的损伤也是很大的。
再有，例如，作为已附着在CVD设备的内部的淀积膜的干洗方法，可以使用ClF3等的腐蚀气体。在CVD工艺中，一般地说，淀积膜不仅附着于CVD设备的反应室内壁上，从排气管到泵都附着有副生成物。因此，在清洗中，理想的是一直到副生成物都可以清洗除去而不仅仅是清洗反应室。但是，对现有的排气管或泵来说，由于其清洗终点的判定是不明确的，故现状是尚不能进行清洗。
此外，清洗速度由于各个部位中的温度越高则越快，故要在某种程度地加热的状态下进行。但是，同时为了抑制对反应室构件产生的损伤，又不能使温度过高。作为结果，要在淀积膜与反应室构件之间可以得到某种程度的选择比，而且对于淀积膜来说又是可以容许的条件下，进行清洗处理。清洗时间虽然要设定为所需要的充分的时间，但是，在腐蚀气体的上游，为了迅速地结束清洗，存在着过腐蚀时间长，易于造成对反应室构件的损伤等的问题。
发明内容
本发明就是根据这样的事情而发明的，第1发明提供半导体制造设备的干洗时期判定系统，该系统使半导体制造设备进行动作以自动地处理半导体晶片或自动地进行清洗。第2发明提供使用ClF3等卤族的腐蚀气体改善选择比，同时缩短清洗时间的干洗方法，和在缩短清洗时间的同时可以采用防止对过多的构件的腐蚀的办法抑制构件的损伤的干洗系统。第3发明提供半导体制造设备的干洗系统，该系统可以恰好必要充分地进行清洗，可以缩短处理时间，而且可以防止半导体制造设备的清洗结束部位的过剩的腐蚀。此外，还提供使用半导体制造设备的半导体器件的制造方法。
本发明涉及用至少含有卤族气体的清洗气体腐蚀除去已淀积在半导体制造设备的反应室内的淀积膜的清洗技术，包括第1到第3发明。第1发明是判定对于规定的半导体制造设备来说设备究竟是要立即可以实施成膜处理等的处理还是必须立即进行清洗的系统，第2发明是实施提高选择比的干洗的方法和检测清洗终点的系统，第3发明是进行用来使设备实施效率良好的清洗的控制的系统。
另外，本发明的半导体制造设备，在实施例中虽然以LP-CVD等的CVD设备为例进行了说明，但是，也包括真空蒸镀、溅射设备等的处理半导体晶片的设备。此外，把在清洗中并非出于本意地淀积在构成半导体设备的反应室内的膜叫做淀积膜，而那些有意地使之淀积在半导体晶片或反应室内的膜，则仅仅叫做膜(例如，CVD膜)。
第1发明，在把实施用至少含有卤族气体的清洗气体腐蚀除去已淀积在半导体制造设备的反应室内的淀积膜的干洗的时期，定义为已淀积在上述反应室内的淀积膜的累积膜厚不超过规定值的时期的干洗时期判定系统中，其特征在于具备：自动地对根据由半导体制造设备的累积膜种类信息、半导体制造设备的累积膜厚信息、批的到达预料时期信息、批的成膜预定膜厚信息、批的紧急度信息、批的后工序设备信息和附带设备动作信息构成的计算机进行管理的信息，按照由计算机决定的算法，进行对半导体晶片的处理的设备、对处理规定的批来说最佳的设备、实施干洗的设备和维修附带设备的设备进行判断的手段；以上述自动地进行判断的手段为基础，对上述各个设备，进行对半导体晶片的处理的时期、对规定的批进行处理的时期、实施干洗的时期、进行维修附带设备的时期的决定的手段；和输出服从由进行上述各个时期的决定的手段得到的决定的上述各个设备的下次的处理内容的手段。
第2发明的特征在于：在用至少含有ClF3等气体的卤族清洗气体除去已淀积在要用CVD法等对半导体晶片进行处理的半导体制造设备的反应室内的淀积膜时，采用使金属、金属化合物、有机物类气体等在反应室内存在，或使之与清洗气体混合那样地流入反应室内的办法，来提高选择比。此外，采用在反应室内使TEOS膜等预先成膜，在除去了在TEOS膜上边淀积的淀积膜之后实时地监视被除去的TEOS膜等的清洗中的残存量的信息的办法，根据该残存量信息借助于计算机所决定的算法，自动检测清洗终点，以进行清洗结束的输出。
第3发明，在作为控制对象之一具有CVD设备的清洗工序的系统中，其特征在于具备测定CVD设备内部的多个部位的温度的手段，采用借助于清洗工序开始后的各个部位的温度，使该部位的温度低温化为比清洗开始时的温度还低的办法，防止过剩的腐蚀，判定每一个部位的清洗终点以提高清洗效率。
(第1发明)
就是说，本发明的半导体制造设备的干洗时期判定系统，在把要实施用至少含有卤族气体的清洗气体腐蚀除去已淀积在半导体制造设备的反应室内的淀积膜的干洗的时期，定为已淀积在上述反应室内的淀积膜的累积膜厚不超过规定值的时期的干洗判定系统中，其特征在于具备：自动地对根据由半导体制造设备的累积膜种类信息、半导体制造设备的累积膜厚信息、批的到达预料时期信息、批的成膜预定膜厚信息、批的紧急度信息、包含批的后工序设备信息和附带设备动作信息的计算机进行管理的信息，按照由计算机决定的算法，进行对半导体晶片的处理的设备、对处理规定的批来说最佳的设备、实施干洗的设备和维修附带设备的设备进行判断的手段；根据上述自动地进行判断的手段，对上述各个设备，进行对半导体晶片的处理的时期、对规定的批进行处理的时期、实施干洗的时期、维修附带设备的时期的决定的手段；和输出服从由进行上述各个时期的决定的手段得到的决定的上述各个设备的下次的处理内容的手段。也可以作成为根据其下一个处理预定批的成膜膜厚信息和在此之前在上述反应室内淀积的累积膜种类和累积膜厚信息中的任何一者，按照计算机预先决定的算法，自动地判定是进行批处理还是进行清洗并输出半导体制造设备的下次的处理内容。也可以作成为根据半导体制造设备的累积膜种类、累积膜厚信息和批的后工序的设备信息，按照计算机决定的算法，自动地判定是进行批处理还是进行清洗并输出半导体制造设备的下次的处理内容。也可以作成为根据下次的批的到达预料时期信息按照计算机决定的算法，自动地判定是否要进行清洗，输出是否要实施清洗的的内容。也可以作成为根据本身为半导体制造设备的附带设备的干洗泵的运行状况信息或寿命时期预测信息，按照计算机决定的算法自动地判定是对半导体晶片进行处理、是进行干洗还是进行维护，并输出该处理内容。在对多台半导体制造设备进行管理的情况下，也可以作成为各个设备按照计算机决定的算法，分别自动地判定是对半导体晶片进行处理还是进行干洗中的任何一者，并输出其处理内容。在上述淀积膜是氮化硅的情况下，也可以作成为使得上述规定值为400nm。
第1发明，示于技术方案1到7，还可以包括其次那样的内容。(1)根据本身为半导体制造设备的附带设备的除害设备的运行状况信息或除害设备的维修时期预测信息，按照在计算机中决定的算法自动地判定是进行成膜还是进行干洗，或者是进行除害设备维修，并输出处理内容。(2)在管理多台半导体制造设备的情况下，根据在最近的未来要到达的用同一设备进行的批的处理预测时期信息、该批的成膜预定膜厚信息、各个设备的累积膜种类和累积膜厚信息，按照在计算机中决定的算法，自动地选定应实施干洗的设备，并输出设备名称。(3)在上述管理多台半导体制造设备的情况下，根据未来要到达的用同一设备进行的多个批的处理预测时期信息、这些批的成膜预定膜厚信息、各个设备的累积膜种类和累积膜厚信息，按照在计算机中决定的算法，自动地把批分配给指定的各个设备，并输出要进行处理的设备名称和处理批序号。(4)在上述管理多台半导体制造设备的情况下，根据未来要到达的用同一设备进行的多个批的处理预测时期信息、这些批的成膜膜厚信息、各个设备的累积膜种类和累积膜厚信息，按照在计算机中决定的算法，自动地选定干洗设备，并输出设备名称。(5)从多个成膜预定批中，根据各个批中的成膜后的后工序的设备运行状况信息和后工序设备的维修预定信息，按照在计算机中决定的的算法，自动地选定要进行处理的批，输出批序号。(6)从多个成膜预定批中，根据各个批中的成膜后的后工序的设备运行状况信息和后工序设备的维修预定信息，按照在计算机中决定的的算法，自动地选定要进行干洗的设备，输出设备名称。(7)根据被预测为要在一定期间内到达的成膜预定的批处理的紧急程度，按照在计算机中决定的算法，从多个半导体制造设备中自动地选定应进行成膜的设备，输出其设备名称。(8)根据被预测为要在一定期间内到达的成膜预定的批处理的紧急程度，按照在计算机中决定的算法，从多个半导体制造设备中自动地选定应进行干洗的设备，输出其设备名称。(9)根据多台半导体制造设备的附带设备分别保有的干洗泵的泵盖温度信息、管道的堵塞情况的实时信息或维修预测时期信息，按照在计算机中决定的算法，自动地进行应进行批处理的设备、应进行干洗的设备、应进行泵的维修的设备的选定，而且自动地进行向各个设备的批的分配，输出在各个半导体制造设备中要进行的处理内容。(10)根据本身为多台的半导体制造设备的附带设备的排气的除害设备的运行状况信息、维修预测时期信息，按照在计算机中决定的算法，自动地进行应进行批处理的设备、应进行干洗的设备、应进行泵的维修的设备的选定，而且自动地进行向各个设备的批的分配，输出在各个半导体制造设备中要进行的处理内容。(11)在自动地输出所判断的成膜或干洗或维修内容之前，根据包括气象信息在内的自然现象的信息，按照在计算机中决定的算法，自动地判定是否处于应可以确保设备运行所必要的动力、人材的状况，输出是否要进行预定的处理的内容。(12)根据使半导体制造设备运行的操作员的运行状况信息、运行预测信息和处理预定批到达时期信息，按照在计算机中决定的算法，从多个半导体制造设备中，自动地选定应进行成膜的设备和应实施干洗的设备，输出设备名称和在该设备中进行的处理内容。(13)在主计算机的显示器画面上边或每个设备所保有的计算机终端的显示器画面上边实时地显示自动地判定的所有的涉及半导体制造设备的结果的输出。(14)自动判定结果的输出，在每个半导体制造设备中保有的显示器上边，仅仅是那些仅仅与该设备对应的内容的显示。(15)把自动判定结果的输出打印到纸上。(16)在每个半导体制造设备中借助于操作员进行操作用声音输出自动判定结果。(17)把自动判定结果的输出，实时地保管在主计算机或每个半导体制造设备所保有的计算机内，在操作员进行输出操作之前不显示内容。(18)在自动判定结果的输出与操作员的判断相反的情况下，使人工判断优先。(19)在自动判定结果的输出与操作员的判断相反的情况下，可以阅览计算机管理的设备信息、批信息等所有的信息的内容，在有错误的情况下，可以用手工作业进行修正。(20)在进行干洗时，采用用CCD摄象机监视半导体制造设备的构件的表面的办法，用目视确认表面状态，评价构件的损伤度。(21)在在半导体制造设备中使用石英构件的情况下，采用测定石英构件本身或作为监视器而设置的石英部件的某一特定的波长或一定的波长区域中的光的透过率的办法，检测干洗的终点。(22)采用向淀积在半导体制造设备的反应室构件本身或作为监视器而设置的与反应室同一材料的部件上的CVD膜照射具有某一特定的波长或一定的波长区域的激光，测定其反射光的强度的办法，检测干洗终点。(23)采用向淀积在半导体制造设备的反应室构件本身或作为监视器而设置的与反应室同一材料的部件上的CVD膜照射具有某一特定的波长或一定的波长区域的激光，测定其反射光的强度的办法，检测干洗的开始时期。
(第2发明)
本发明的半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗方法中，其特征在于：使金属气体、金属化合物气体或有机物类气体至少在反应室内与ClF3混合那样地流入上述反应室内。
此外，本发明的半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗方法中，其特征在于：在进行干洗之前，使由金属或金属化合物构成的膜淀积到上述反应室内壁上。
此外，本发明的半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在要用CVD法进行无定形硅成膜的半导体制造设备的反应室内的无定形硅淀积膜的干洗方法中，其特征在于：在进行干洗之前，对上述反应室进行热处理，使上述无定形硅淀积膜结晶化。
此外，本发明的半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体或至少含有HF气体的气体除去已淀积在要用CVD法进行成膜的半导体制造设备的反应室构件上的TEOS淀积膜的干洗方法中，其特征在于：在导入上述至少含有ClF3气体或至少含有HF气体的气体之前，要导入至少含有H2O的气体。
本发明的半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于：具备下述手段：在上述反应室部件上预先成膜TEOS膜，在借助于干洗处理除去了已淀积到该TEOS膜上边的淀积膜之后实时地监视被除去的上述TEOS膜的上述干洗处理中的残存量的信息的手段；借助于进行上述监视的手段，根据由计算机决定的算法，从该残存量信息中自动地检测干洗终点以进行干洗结束的输出的手段。
此外，本发明的半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于：具备下述手段：对在上述反应室部件内预先形成多晶硅膜，除去淀积在该多晶硅膜上边的淀积膜的干洗中的温度进行监视的手段；借助于上述监视的手段，根据由计算机决定的算法，从该温度信息中自动地检测清洗终点以进行清洗结束的输出的手段。也可以作成为使得在检测上述清洗终点，输出了上述清洗结束之后，进而在停止了干洗后继续进行成膜，使得向上述反应室部件的上述TEOS膜成膜的膜厚，恰好成膜为返回到初始值所需要的膜厚量。也可以作成为使得在检测出上述清洗终点，输出了上述清洗结束之后，进而停止干洗后继续进行成膜，使得向上述反应室部件的上述多晶硅膜成膜的膜厚，恰好成膜为返回到初始值所必要的膜厚量。
第2发明，示于技术方案8到15，还可以包括以下的内容。(1)在权利要求8中，在上述金属气体和金属化合物气体的金属或金属化合物中，至少含有Fe、Ni、Cr、Ti和W中的至少一种，而且，该金属或金属化合物对上述至少含有ClF3气体的气体的含有比率，按对ClF3的体积比算，处于5％到1000％的范围内。(2)在权利要求8中，在上述金属气体及金属化合物气体的有机物类气体中，至少含有CO或CO2，而且，该至少含有CO或CO2的对上述至少含有ClF3气体的气体的含有比率，按对ClF3的体积比算，处于5％到1000％的范围内。(3)在权利要求9中，由上述金属或金属化合物构成的膜的膜厚。处于从1nm到100nm的范围内。(4)在权利要求10中，使上述无定形硅淀积膜结晶化的热处理温度，处于从600℃到1200℃的范围内。(5)在权利要求11中，上述至少含有H2O的气体的H2O含有率，按体积比算，在1％以上，上述至少含有H2O的气体的温度，处于从20℃到650℃的范围内，而且，上述至少含有H2O的气体的导入时间，处于从1分钟到30分钟的范围内。(6)在权利要求12中，上述TEOS膜的残存量的信息是半导体制造设备的重量。(7)在权利要求12中，上述TEOS膜的残存量的信息是在干洗处理中进行监视的TEOS膜厚。(8)在权利要求12中，上述残存量的信息在对于上述TEOS膜的初始膜厚超过10％后就减少，而且在该减少时的减少率幅度在对于减少率变成为10％以下时就输出清洗结束信号。(9)在权利要求12中，上述残存量的信息，在对于上述TEOS膜成膜后的初始重量变成为大于10％小于50％时，输出清洗结束信号。(10)在权利要求12中，上述TEOS膜的膜厚，处于10nm到10μm的范围内。(11)在权利要求13中，上述多晶硅膜的膜厚，处于50nm到10μm的范围内。(12)在权利要求13中，上述进行监视的温度在从所设定的温度上升了2℃以上的时刻，输出清洗结束的信号。(13)在权利要求12或13中，采用使上述清洗结束的输出返回到上述计算机去的办法自动地进行清洗停止。(14)在权利要求12或13中，在上述清洗结束的输出是设备报警的情况下，上述清洗用手动进行停止。(15)在权利要求12或13中，使上述清洗结束的输出返回到上述计算机，而且，操作员根据计算机画面上边显示的信息判断清洗终点后停止清洗。(16)在权利要求1或9中，上述淀积膜是氮化硅、无定形硅、多晶硅、TEOS膜或已掺进了杂质的硅氧化膜中的任何一者。(17)在权利要求12中，在TEOS膜上边成膜的CVD膜，是无定形硅、多晶硅、氮化硅中的任何一者。(18)在权利要求13中，在多晶硅膜上边成膜的CVD膜是TEOS膜或已掺进了杂质的硅氧化膜。
(第3发明)
本发明的半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有卤族气体的清洗气体除去淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备：测定上述半导体制造设备内部的多个部位的温度的手段，采用借助于清洗工序开始后的上述各个部位的温度，使该部位的温度低温化为比清洗开始时的温度还低的手段。
此外，本发明的半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有卤族气体的清洗气体除去淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备：测定上述半导体制造设备内部的多个部位的温度的手段，采用借助于清洗工序开始后的上述各个部位的温度，使清洗气体的流路变化的手段。
此外，本发明的半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有卤族气体的清洗气体除去淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备：对附设在上述半导体制造设备上的真空泵的内部进行监视的手段，借助于上述真空泵的内部监视器的输出，判定干洗工序的结束点的手段。
第3发明，示于技术方案16到18。
本发明的半导体器件的制造方法，其特征在于具备：把半导体晶片载置到根据上述干洗系统进行了干洗的半导体制造设备内的工序；和在上述半导体制造设备内，用CVD法在上述半导体晶片上形成CVD膜的工序。
附图的简单说明
图1的概略剖面图示出了本发明的实施例1的CVD设备的反应室。
图2是本发明的实施例2的反应室内的石英片的光学显微镜照片。
图3是用本发明的实施例2之一的CVD设备对1批进行处理的情况下的流程图。
图4是用本发明的实施例2之一的CVD设备对1批进行处理的情况下的流程图。
图5是用本发明的实施例2之一的CVD设备对1批进行处理的情况下的流程图。
图6是用本发明的实施例2之一的CVD设备对1批进行处理的情况下的流程图。
图7是本发明的实施例2的生产线系统的概念图。
图8是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图9是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图10是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图11是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图12是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图13是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图14是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图15是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图16是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图17是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图18是用本发明的实施例3的多台CVD设备对多批进行处理的情况下的流程图。
图19的概略剖面图示出了说明本发明的实施例4的清洗终点检测的CVD设备的反应室。
图20是本发明的实施例5的LP-CVD设备的概略剖面图。
图21是说明本发明的实施例7的硅淀积膜的腐蚀的剖面图。
图22是本发明的实施例8的LP-CVD设备的概略剖面图。
图23是本发明的实施例9的LP-CVD设备的概略剖面图。
图24是本发明的实施例9的干洗终点检测流程图。
图25是本发明的实施例10的干洗终点检测流程图。
图26是本发明的实施例11的CVD设备的概略剖面图。
图27的特性图示出了本发明的实施例11的CVD设备中的各个部位的温度变化。
图28的特性图示出了现有的CVD设备的各个部位的温度变化。
图29是在本发明的实施例12的CVD设备中使用的泵的概略剖面图。
图30是说明在本发明的实施例13的CVD设备中使用的泵的内部输出的状态的特性图。附号的说明
1、石英片；2、石英晶片(芯片台)；3、石英舟；4、石英内管；5、石英外管；6、激光；7、光纤；8、反射光探测器；9，36、热电偶；10、加热器；11、气体供给单元；12、气体喷嘴；13，23、排气管；14、重量计；20、反应器；21，22、喷射器；24、温度控制装置；25、泵；26、压力控制阀；27、压力控制阀；31、框体；32、泵吸气侧排气管；33、泵排气侧排气管；34、升压泵；35、主泵；37、压力计
具体实施方式
以下，参看附图说明发明的实施例。
本发明涉及用至少含有卤族气体的清洗气体腐蚀除去淀积在半导体制造设备的反应室内的淀积膜的干洗。
(第1发明)
首先，参看图1和图2说明实施例1。
在本实施例中，用CVD设备说明半导体制造设备。图1的概略剖面图示出了CVD设备的反应室，图2是反应室内的石英片的光学显微镜照片。CVD设备由构成反应室的石英外管5和石英内管4构成，在它们的内部配置有石英舟3。在本实施例中，在石英舟3内设置石英晶片(芯片台)2。把石英片1放置到该石英晶片2上边，在其上边用CVD法形成氮化硅膜，借助于清洗气体进行干洗。就是说，在氮化硅膜的膜厚不超过400nm的管理下，进行作为清洗气体使用ClF3气体的干洗的情况下，与以往用1～1.5微米的累积膜厚进行清洗的情况下比较，石英构件(石英片)的表面状态可以保持接近于初始状态的美好的状态。
氮化硅(SiN)的成膜和干洗的实施内容如以下所述。
成膜：780℃/0.5Torr/DCS＝50sccm/NH3＝500sccm.
干洗：400℃/8Torr/ClF3＝900sccm/N2＝1600sccm.
在该条件下使用如下的CVD设备。
(1)反复进行SiN-250nm成膜/清洗
每实施1次清洗反复进行5次芯片的状态评价。
(2)SiN-1250nm成膜→清洗
清洗后进行芯片状态评价。
氮化硅目标为250nm进行成膜，清洗根据腐蚀速率和膜厚计算的时间增加40％后进行。对反复进行成膜和清洗的结果和在成膜厚膜后再进行清洗的结果进行了比较。图2是一揽子地对形成了1250nm的膜进行清洗的情况(图2(b))和5次反复进行250nm成膜、清洗的情况(相当于形成1250nm的膜)(图2(a))，示出了用光学显微镜摄影的石英片的表面状态(倍率×100)。如图2所示，在反复处理的情况下，在石英片的表面上几乎不产生裂纹，在一揽子处理的情况下则会产生许多裂纹。表1示出了用阶差计测定的宏观的Ra、P-V值，和用AFM测定的微观的Ra、P-V。用一揽子处理和反复处理比较每一个值，可知在一揽子处理的情况下表面状态比反复处理要恶化10倍。
                                            表1
                    宏观评价α个台阶            微观评价AFM
        Ra       P-V     Ra        P-V
每次进行   0.007～0.011  0.042～0.075     0.008   0.127～0.137
一揽子进行   0.14～0.52μm   1.2～8.9μm     0.011μm   0.344～0.372μm
此外，石英片的重量变化，在上述一揽子处理的情况下，减少了1.8mg左右的重量，在反复处理的情况下，减少了0.2mg，可以推测重量变化受到抑制，石英片的损伤小。
如上所述，倘采用这里所示的清洗方法，则反应室构件特别是使用石英构件的情况下，部件的损伤少，部件的交换周期变长。通常在3个月前后进行交换的入口、管等的部件使用数年间是可能的。借助于此COO大幅度地降低，此外，维修周期变长，因而设备运行时间增长，用设备进行的成膜处理能力也将提高。
此外，归因于在石英部件的粗视裂纹少的状态下进行成膜，将减少由粗视裂纹产生的灰尘，因而将提高成品率。
这这样制成的石英部件上产生裂纹的现象，其理由被认为如下：由于在反应室构件中使用的部件的热膨胀系数和氮化硅膜的热膨胀系数大不相同，故在氮化硅膜的膜厚大于某一定厚度的情况下，与在氮化硅膜上产生裂纹的情况一样，在石英部件上也将产生裂纹。
用本实施例，可以以良好的效率进行究竟是对于CVD设备能立即进行晶片处理还是必须进行干洗的判断。
其次，参看图3到图7说明实施例2。
图3到图6是构成1个图，用1个CVD设备对1批进行处理的情况下的流程图，图7是本发明的生产线系统的概念图。在实施例1中虽然示出的是采用累积膜厚在某一恒定值以下进行干洗的办法来抑制在反应室内使用的石英构件的损伤的情况，但是借助于膜厚管理来判定清洗时期这种做法，就是说，也就是进行成膜实施的判断，因而示出的是根据批流件状况或设备附带设备状况、以及其它的信息，自动地进行实施清洗和成膜的判断的系统。
图3到图6，是用流程图示出了在1台的设备中共享多晶硅(或者无定形硅)成膜和氮化硅的成膜，对1批进行处理的情况下的成膜、或者清洗或附带设备维修实施决定的算法的例子。
如图7所示，在生产线的情况下，用LAN把进行管理的批信息、设备信息等的数据库连接起来。这是一个这样的系统：根据存放在这些数据库内的、紧急批的到达预测、泵等的设备附带设备的状况、下次的工序的设备运行状况等的信息，在计算机上边，进行批处理，使得氮化硅的累积膜厚不会超过400nm，此外，还使各个设备可以在适当的时期内进行清洗。
采用借助于这里所示的信息流程图来作出实施成膜或清洗的判断的办法，完全排除了人的因素的无差错的效率良好的设备的运用是可能的。此外，由于人不需要介入，故还与劳动力的削减连在了一起。
用本实施例，可以以良好的效率自动地进行究竟是对于CVD设备能立即进行晶片处理还是必须进行干洗的判断。
其次，参看图8到图18说明实施例3。
图8到图18，是构成1个图，用多台CVD设备对多个批进行处理的情况下的流程图，是氮化硅专用的CVD成膜设备，示出了对多个批进行处理的情况下的实施成膜或清洗决定的流程图的例子。在这里设想对保有的2台设备要求同时到达的3个批的处理的情况，并示出了该情况下的一个例子。成膜或清洗设备以及处理批决定的流程，基本条件是累积膜厚不超过400nm，通过正确地掌握各个设备的累积膜厚，就可以与膜厚相对应地效果良好地分配将于某一短期间内到达的批。此外，根据后工序设备状态或批到达预测、设备或附带设备维修预测，在具有某种程度的累积膜厚的设备中，采用不使不能在成膜中使用的时间所产生的定时白白浪费掉地进行清洗的办法，就可以使设备效率良好地运行，就可以使批流畅地流动。
现状是在设备和批的分配中人工性的判断占用了相当多的时间，此外，根据未来到达预料批、清洗时期、包括附带设备在内的维修时期进行综合考虑，要作出的确的判断，几乎是不可能的。通常的情况是：即便是以与本次同样的设备和批状况，仅仅根据现状的设备累积膜厚的掌握和成膜预定批的膜厚，作出批向设备的分配的判断，至少需要相当长的时间。为了进行这样的未必可以说是的确的判断，在现实中就产生了每天有可能要牵涉到几十分钟的很长的时间损失。
如果采用这次的系统，由于完全没有这样的人的判断，故在可以进行的确的判断的同时，还可以把进行人工判断所需要的时间置换成仅权是计算机的计算时间那么短的短时间。
由此可知，本实施例，会使设备运用变成为高效率、改善设备处理能力，还起着降低COO的作用。
在这里虽然示出的是对2台设备要求3个成膜批的情况下的算法(参看图8到图18)，但是，即便是设备变成为多台的情况下，批更多的情况下，此外，在多种膜的成膜中共享的情况下，借助于根据各个膜的种类在设备清洗中可以把构件损伤抑制到最小限度的限界累积膜厚、各个膜种类间的腐蚀选择比、膜彼此间的工艺上的可兼容性等决定的判断，采用用同样的流程、同样的算法进行处理的办法，就可以得到效率良好的设备的运行和批的顺畅的流动。
此外，用本实施例，可以以良好的效率自动进行究竟是对于CVD设备能立即进行晶片处理还是必须进行干洗的判断。
其次，参看图19说明实施例4。
图19的概略剖面图示出了说明清洗终点检测的CVD设备的反应室。CVD设备由构成反应室的石英外管5和石英内管4构成，在它们的内部配置石英舟3。在本实施例中，在反应室内设置有反射光探测器(激光源)8。反射光探测器8具备光纤7，其构成为使来自光纤7的激光6向着反应室内部发光。
可以采用对从光纤7放射出来的激光6的反射强度进行分析的办法，检测除去了氮化硅膜后的终点。此外，同时还可以推算石英部件表面的粗糙的程度。
此外，用本实施例，可以以良好的效率自动地进行究竟是对于CVD设备能立即进行晶片处理还是必须进行干洗的判断。
(第2发明)
其次，参看图20说明实施例5。
图20是纵式的LP-CVD设备的剖面图。CVD设备由构成反应室的石英外管5和石英内管4构成，在它们的内部配置石英舟3。在反应室的周围设置有具备热电偶9的加热器10。此外，还附设有具备顶端已插入到反应室内部的气体喷嘴12的气体供给单元11。此外，在反应室上还连接有排气管13。在本实施例中，要把样品设置到石英舟3内。在反应室内部用CVD法形成氮化硅膜，用清洗气体对之进行干洗以进行腐蚀除去。在用现有的ClF3气体对氮化硅膜进行清洗的情况下，要在以下的条件下进行。650℃、1.5Torr、ClF3＝1200sccm、N2＝2700sccm。在该条件下，氮化硅膜的腐蚀速度为300nm/min。
在该条件下在开始腐蚀之前，导入TiCl4气体，在反应室内部的氮化硅膜上边形成大约10nm的Ti的膜。在该Ti膜形成后的同一条件下进行的腐蚀速率，在同样的评价的情况下，是500nm/min。
在本实施例中，腐蚀速度变成为大约1.7倍，其理由如下：由于采用使金属膜作为ClF3的催化剂发挥作用的办法，对Ti刚刚被腐蚀后的氮化硅膜急剧地进行腐蚀，此外，还由于Ti膜并非均一地被腐蚀，故就会从那些Ti膜薄、基底的氮化硅露了出来的部分开始急剧地对氮化硅膜进行腐蚀。此外，在氮化硅和热氧化膜的情况下，在不进行Ti成膜的情况下选择比虽然为10左右，但是归因于Ti成膜，选择比提高到15倍左右。此外，同样地归因于使TiCl4与ClF3气体同时流入，虽然也可以认为会起着同样的催化剂作用，但是腐蚀速度却加快到2倍左右，选择比也提高了1.5倍左右。
如上所述，在这里虽然示出的是Ti的例子，但是，采用先形成Ti薄膜后再进行清洗的办法，在可以增大腐蚀速度缩短清洗时间的同时，还可以抑制因选择比的提高而引起的过腐蚀中的反应室构件的损伤。这将进而可以得到设备能力的改善、同时由于使用气体量的减少、构件的更换频度减少，COO减小。
倘采用本实施例，则可以因提高清洗选择比进行效率良好的干洗。此外，还可以防止对反应室构件的过多的腐蚀。
其次，说明实施例6。
本实施例与实施例5同样，是用由ClF3气体构成的清洗气体对淀积在半导体制造设备的反应室内的氮化硅淀积膜进行干洗的实施例。现有技术的腐蚀条件，与实施例5是同样的。在该条件下进行腐蚀时，使CO气体混入到ClF3气体内去。CO的流量，在上述的条件下，添加了500sccm。
在该状态下的氮化硅的腐蚀速率也是大体上500nm/min，可以看到与添加进Ti的情况下大体上同样的腐蚀速率的增大和选择比的增加。
倘采用本实施例，则可以因提高清洗选择比进行效率良好的干洗。此外，还可以防止对反应室构件的过多的腐蚀。
其次，参看图21说明实施例7。
图21是说明硅淀积膜的腐蚀的剖面图。本实施例，与实施例5不同，是用由ClF3气体构成的清洗气体对淀积在半导体制造设备的反应室内的无定形硅淀积膜进行干洗的实施例。
在进行清洗之前，先使反应室的温度上升到700℃，然后进行5分钟的退火，使已淀积上的无定形硅淀积膜结晶化为多晶硅。然后，使反应室变成为清洗条件的状态后实施干洗。
无定形硅和多晶硅的清洗条件，是600℃、1Torr、ClF3＝900sccm、N2＝2500sccm。
在清洗前不进行淀积膜的退火的情况下的腐蚀速率为100nm/min左右，在已实施了上述退火的情况下的腐蚀速率为250nm/min。
如图21所示，人们认为这是因为由于无定形硅膜是没有晶粒的膜，故腐蚀将从膜表层开始依次进行，对此，采用在退火后再生成晶粒的办法，腐蚀气体将浸透到晶粒的间隙内并在那里开始进行腐蚀的缘故。
通常要除去10μm左右的淀积膜，在以往的情况下包括过腐蚀时间在内需要2个小时以上，却可以抑制到1个小时以内，可以得到设备能力的提高，此外，由于使用气体量的减少因而还可以得到COO减少。
倘采用本实施例，则可以因清洗选择比改善而可以进行效率良好的干洗。此外，还可以防止对反应室构件的过多的腐蚀。
其次，参看图22说明实施例8。
图22是纵式LP-CVD设备的剖面图。本实施例，与实施例5不同，是用由ClF3气体构成的清洗气体对淀积在半导体制造设备的反应室内的TEOS淀积膜进行干洗的实施例。CVD设备由构成反应室的石英外管5和石英内管4构成，在它们的内部配置石英舟3。在反应室的周围设置有具备热电偶9的加热器10。此外，还附设有具备前端已插入到反应室内部的气体喷嘴12的气体供给单元11。此外，在反应室上还连接有排气管13。在本实施例中，要把样品设置到石英舟3内。在石英舟3中设置重量计14。
在用现有的ClF3气体对TEOS膜进行清洗的情况下，要在以下的条件下进行。
温度：600℃，压力：1Torr，ClF3＝1000sccm、N2＝2500sccm。
在该情况下，如图22所示，根据已形成了设置在反应室内的由TEOS膜成膜的半导体晶片的膜厚的变化量计算出腐蚀速率，TEOS膜的腐蚀速率为30nm/min。
在本实施例中，在开始进行用ClF3气体进行的腐蚀之前，要在与上述清洗条件同样的温度、压力下，向反应室内导入含有20％的H2O的N2气体(含有2％的O2)，时间为5分钟。同样。根据半导体晶片上边的TEOS膜的膜厚的变化量估算了腐蚀速率，在该情况下，是50nm/min。
如上所述，在用ClF3气体进行TEOS膜的腐蚀时，如果预先在膜上边形成水分的吸收层，则可以加速腐蚀速率。这与上述实施例同样，将缩短腐蚀时间，提高设备的能力，同时，还可以减少气体使用量，可以减少COO。
倘采用本实施例，则可以因清洗选择比改善而可以进行效率良好的干洗。此外，还可以防止对反应室构件的过多的腐蚀。
其次，参看图7、图23和24说明实施例9。
图23是纵式LP-CVD设备的剖面图。图24是清洗终点检测流程图。本实施例，是用由ClF3气体构成的清洗气体对淀积在半导体制造设备的反应室内的TEOS淀积膜进行干洗的实施例。CVD设备由构成反应室的石英外管5和石英内管4构成，在它们的内部配置石英舟3。在反应室的周围设置有具备热电偶9的加热器10。此外，还附设有具备顶端已插入到反应室内部的气体喷嘴12的气体供给单元11。此外，在反应室上还连接有排气管13。在本实施例中，要把样品设置到石英舟3内。在石英舟3中设置重量计14。
在本实施例中，对借助于已事先淀积在设备构件内的TEOS膜的重量管理，进行清洗终点检测的方法进行说明。
如图7所示，生产线用LAN把设备数据库、主计算机和每一个设备的计算机连接起来。
在这里，如图23所示，用重量计14检测晶片支持舟的重量，把它作为设备数据库在CIM上进行管理。采用实时地得到该重量的信息的办法，从已事先形成TEOS膜的状态下的初始重量，就可以知道因腐蚀而减少的设备构件重量。掌握相当于在TEOS膜上边成膜的CVD淀积膜被腐蚀后的过腐蚀量的TEOS膜的腐蚀量，把该TEOS膜的减少量超过了初始成膜量重量的20％的那一时刻当作清洗终点。倘采用该方法，则可以进行清洗而清洗气体不会给设备的构件造成损伤，此外，由于减少了的量的TEOS膜可以借助于追加TEOS涂层的办法进行复原，故设备构件可以半永久性地使用。清洗终点检测的流程图示于图24。
倘采用本实施例，则可以因清洗选择比改善而可以进行效率良好的干洗。此外，还可以防止对反应室构件的过多的腐蚀。此外，由于可以有效地进行清洗终点检测，故可以缩短清洗时间。
其次，参看图25说明实施例10。
图25是清洗终点检测流程图。在本实施例中，对借助于事先淀积在反应室内部的构件上的多晶硅膜的温度管理进行清洗终点检测的方法进行说明。
如在实施例9中所述的那样，如图7所示，生产线用LAN把设备数据库、主计算机和每一个设备的计算机连接起来。在反应室内，在沿着晶片支持舟的上部、中部和下部的图20所示的部位的管子的部分上设置有热电偶9温度计。在这里对要测定的温度实时地进行监视，把它作为数据库在CIM上边进行管理。这是一种根据该实时的温度的信息检测清洗终点的方法。
通常，多晶硅与ClF3气体具有高的反应性，腐蚀速率与别的膜种类比较也大。归因于该高的反应性，在腐蚀中就会产生热，反应室内温度比在清洗时设定的温度上升得还高。虽然一旦上升后的温度度下降到所设定的值的那一时刻，就是多晶硅的清洗结束时期，但是，多晶硅没有完全腐蚀，因此可以把在所有的热电偶中的都表现出温度上升的那一时刻当作清洗的结束。
在这里，是对已淀积在3μm的多晶硅淀积膜上边的1μm的氮化硅进行清洗的情况。虽然是在600℃的条件下实施清洗，但是，在大约10分钟后，在下部的热电偶中温度才开始上升，在开始后约1分钟后，在所有的热电偶中温度开始上升。之后在同一时间，等待大约1分钟后，使清洗停止。在反应室内的所有的部位上，氮化硅都被除去，已经不存在多晶硅。倘采用这样的方法，就可以大体上正确地把握清洗的终点，此外，清洗气体也不会给设备构件造成损伤。与上边所说的实施例同样，由于可以缩短清洗时间，故可以提高设备能力，使清洗气体消费最小化，减少构件的维修频度等，因而COO得以降低。
此外，采用在清洗后，对膜厚已减少了的多晶硅的进行追加成膜的办法，可以维持总是处于某一膜厚的多晶硅的状态。这种情况，特别是在反应室构件使用石英，清洗气体使用ClF3的情况下，由于可以把过腐蚀压低到最小限度，故与现有技术比，可以防止石英构件的表面粗糙度形成得大，由于可以压低维修频度，故可以得到设备能力的提高和COO的减少。
图25示出了用该干洗系统进行的清洗终点检测的流程图。
倘采用本实施例，则可以因清洗选择比改善而可以进行效率良好的干洗。此外，还可以防止对反应室构件的过多的腐蚀。此外，由于可以有效地进行清洗终点检测，故可以缩短清洗时间。
(第3发明)
参看图26到图28说明实施例11。
图26是CVD设备的概略剖面图，图27的特性图示出了本实施例中的CVD设备的各个部位的温度变化。图28的特性图示出了现有的CVD设备的各个部位的温度变化。在图26所示的CVD设备中，在反应室20上连接有排气管23。在排气管23的一端连接有泵25。在反应室20和管道23上连接有从外部供给气体的喷射器21、22。在反应室20和排气管23的规定的部位(T1～T6)上设置有对该部分的温度进行调整的温度控制装置24。
采用在硅膜已附着于CVD设备内部的状态下，由喷射器21供给ClF3气体的办法，进行已附着于CVD设备内部的硅膜的干洗。在图26所示的T1～T6的各个部位中，温度控制是可能的，在清洗开始时，T1、T2控制为400℃，T3为300℃，T4～T6则控制为150℃。清洗在ClF3为900sccm、N2为1600sccm的流动状态下进行。使用压力控制阀27把反应室内的压力总是控制为50Torr。此外，采用用压力控制阀26把排气管内的压力控制为10Torr，同时使泵25的旋转次数降低到比通常的CVD时还低的办法，把吸气口的压力控制为使得变成为5Torr。
图27示出了上述清洗处理时的T1～T6的各个部位的温度。可知不论在哪一个部位中，由于清洗都变成为比在初期进行控制的温度还高的温度。这是因为ClF3与Si的反应是发热反应的缘故。作为其结果，根据用各个温度计测定的结果进行判断，就可以把未表现出发热的状态判定为各自的部位处的硅淀积膜已被腐蚀。在图27中，从T1到T6到达最高温度的时刻依次变慢，这与清洗从ClF3的气流的上流一侧开始进行的情况是相对应的。由于在各个部位处的清洗的正确的判定严格地说是困难的，故在这里在各个部位处一旦温度上升后，就把降温到初期所控制的温度的那一时刻判定为清洗结束，停止由该部位的外部加热器进行的加热。作为其结果，如图27所示，各个部位的温度就继续往下降，直到全体的清洗结束的时刻为止。如上所述，借助于在清洗结束后使温度下降，就可以抑制该部分的过腐蚀。
此外，在一直到T3的部位为止清洗结束后，停止由喷射器21供给的ClF3的供给，变成为仅仅供给氮气的状态，变成为由喷射器22供给ClF3。作为其结果，在已经结束了清洗的从T1到T3的部位处，不仅归因于使温度停止的效果，还归因于腐蚀气体的供给停止，故可以充分地抑制过腐蚀。
此外，在从T4到T6的场所处，也分别判定清洗的终点，在判定为淀积膜已被除去后，就停止该场所的加热，借助于此防止各自的场所的过腐蚀。如上所述，采用边监视各个部位的温度边进行清洗的办法，在可以抑制对设备的损伤的同时，还可以效率良好地进行清洗。
为了进行比较，用在各个部位的清洗结束后也不改变温度的图28所示的工艺处理，同样地进行了CVD设备和排气管的清洗。在该情况下，每一个部位，一旦温度上升后就将进行过腐蚀。
实际上，为了采用选定本发明这样的处理的办法研究究竟可以何等程度地防止过腐蚀，在反应室内部，在T1的场所，设置已附着有与反应室内壁同一膜厚的硅膜的石英片，进行了在图27和图28所示的各自的处理中的清洗。对清洗后的石英片的状态进行研究的结果，在本发明的图27的清洗处理之后，也未发现石英片的任何变化(用AFM对表面粗糙度进行研究的结果，Ra＝2nm未变化。重量也未变化，石英自身的腐蚀量低于检测下限)。另一方面，在用图28所示的现有法进行清洗的情况下，在腐蚀后，石英片的表面粗糙度从Ra＝2nm增加到4nm，此外，从重量可以估计：所测定的石英片的腐蚀量为250nm。
在本实施例中，由于可以判定设备的每一个部位的清洗的终点，故可以进行恰好必要充分的量的清洗，可以改善清洗效率，缩短处理时间。
其次，参看图29和图30说明实施例12。
图29是附设在本实施例的CVD设备上的泵的概略剖面图，图30的特性图示出了泵内部的输出状态。
用具有图29所示的泵单元的CVD设备，进行与实施例11所示的同样的清洗处理。在这里作为气体种类，不使用ClF3而代之以使用F2。图29所示的泵单元，是详细地说明图26的泵的泵单元，在框体31内部，设置有升压泵34和主泵35。在泵上连接有泵吸气一侧排气管32和泵排气一侧排气管33。此外，在框体31上配置有热电偶(T1、T2)36和压力计(P)37。
图30示出了图29所示的泵的硅膜淀积时和清洗时的热电偶T1、T2和压力显示计P的各自的显示值。由图可知：不论哪一者，在淀积处理时都表现出上升，另一方面，在清洗处理时则都表现出下降。这是由在薄膜淀积时即便是在反应室内在泵内部也淀积上了副生成物，作为结果变成为有些闭塞的情况，从而引起了温度上升和压力上升。对此，在清洗时泵内部的副生成物，由于也被用来进行清洗的腐蚀气体除去，故泵内部的传导改善，温度和压力降低。借助于这样的泵内部状态的监视，就可以进行泵内部的清洗结束的判定。
实际上，可以把预先监视淀积处理开始时的温度、压力，此外，在薄膜淀积时、清洗时，也进行监视，一旦当上升了的温度、压力开始下降或一直下降到初始的温度这一现象，判定为泵的清洗结束。采用借助于对CVD设备进行控制的系统自动地进行这样的控制的办法，在可以效率良好地运用设备的同时，还可以使系统所拥有的设备全体进行效率良好的运用。
在本实施例中，可以恰好必要充分地进行清洗，可以改善清洗效率、缩短处理时间，因而对维修性能的提高、抑制粒子的发生是有效的。此外，清洗的结束部位的过剩腐蚀的防止，对于对反应室构件的损伤的减少是有效的。
把硅等的半导体晶片插入固定到用以上实施例所说明的系统干洗后的半导体制造设备(CVD设备)的反应室内。然后，在反应室内，向半导体晶片上边淀积硅氧化膜等的CVD膜，然后，进行后处理工序，形成半导体器件。
第1发明，可以自动地效率良好地进行究竟是对于CVD设备立即能进行晶片处理还是必须实施干洗的判断。第2发明，可以因提高清洗选择比而进行效率良好的干洗，此外，还可以防止对半导体制造设备的反应室构件的过多的腐蚀，同时由于可以有效地进行终点检测，故可以缩短清洗时间。第3发明，由于可以判定半导体制造设备的每一个部位的清洗的终点，故可以恰好必要充分地进行清洗，可以改善清洗效率、缩短处理时间。此外，半导体制造设备的反应室的清洗的结束部位的过剩腐蚀的防止，对于对反应室构件的损伤的减少是有效的。

Claims (19)

1.一种半导体制造设备的干洗时期判定系统，在把实施用至少含有卤族气体的清洗气体腐蚀除去已淀积在半导体制造设备的反应室内的淀积膜的干洗的时期，定义为已淀积在上述反应室内的淀积膜的累积膜厚不超过规定值的时期的干洗判定系统中，其特征在于具备：
对根据由半导体制造设备的累积膜种类信息、半导体制造设备的累积膜厚信息、批的到达预料时期信息、批的成膜预定膜厚信息、批的紧急度信息、包括批的后工序设备信息和附带设备动作信息的计算机进行管理的信息，按照由计算机决定的算法，进行对半导体晶片的处理的设备、对处理规定的批来说最佳的设备、实施干洗的设备和维修附带设备的设备自动地进行判断的手段；
以上述自动地进行判断的手段为基础，对上述各个设备，进行对半导体晶片的处理的时期、对规定的批进行处理的时期、实施干洗的时期、维修附带设备的时期的决定的手段；
输出按照由进行上述各个时期的决定的手段得到的决定的上述各个设备的下次的处理内容的手段。
2.根据权利要求1所述的半导体制造设备的干洗时期判定系统，其特征在于：根据其下一个处理预定批的成膜膜厚信息和在此之前在上述反应室内淀积的累积膜种类和累积膜厚信息中的任何一者，按照计算机预先决定的算法，自动地判定是进行批处理还是进行清洗并输出半导体制造设备的下次的处理内容。
3.根据权利要求1所述的半导体制造设备的干洗时期判定系统，其特征在于：根据半导体制造设备的累积膜种类、累积膜厚信息和批的后工序的设备信息，按照计算机决定的算法，自动地判定是进行批处理还是进行清洗并输出半导体制造设备的下次的处理内容。
4.根据权利要求1所述的半导体制造设备的干洗时期判定系统，其特征在于：根据下次的批的到达预料时期信息按照计算机决定的算法，自动地判定是否要进行清洗，输出是否要实施清洗的内容。
5.根据权利要求1所述的半导体制造设备的干洗时期判定系统，其中，根据本身为半导体制造设备的附带设备的干洗泵的运行状况信息或寿命时期预测信息，按照计算机决定的算法自动地判定是对半导体晶片进行处理还是进行干洗或进行维护，并输出该处理内容。
6.根据权利要求1所述的半导体制造设备的干洗时期判定系统，其特征在于：在对多台半导体制造设备进行管理的情况下，各个设备按照计算机决定的算法，分别自动地判定是对半导体晶片进行处理还是进行干洗中的任何一者，并输出其处理内容。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的半导体制造设备的干洗时期判定系统，其特征在于：在上述淀积膜是氮化硅的情况下，上述规定值为400nm。
8.一种半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的半导体制造设备的干洗方法中，其特征在于：使金属气体、金属化合物气体、或有机物类气体至少在反应室内与ClF3混合那样地流入上述反应室内。
9.一种半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗方法中，其特征在于：在进行干洗之前，使由金属或金属化合物构成的膜淀积到上述反应室内壁上。
10.一种半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在要用CVD法进行无定形硅成膜的半导体制造设备的反应室部件上的无定形硅淀积膜的干洗方法中，其特征在于：在进行干洗之前，对上述反应室进行热处理，使上述无定形硅淀积膜结晶化。
11.一种半导体制造设备的干洗方法，在用至少含有ClF3气体或至少含有HF气体的气体除去已淀积在要用CVD法进行成膜的半导体制造设备的反应室部件上的TEOS淀积膜的干洗方法中，其特征在于：在导入上述至少含有ClF3气体或至少含有HF气体的气体之前，要导入至少含有H2O的气体。
12.一种半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备下述手段：
在上述反应室部件上预先成膜TEOS膜，并在借助于干洗处理除去了，已淀积到该TEOS膜上边的淀积膜之后实时地监视要被除去的上述TEOS膜的上述干洗处理中的残存量的信息的手段；
借助于进行上述监视的手段，根据由计算机决定的算法，从该残存量信息中自动地检测清洗终点并进行干洗结束的输出的手段。
13.一种半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有ClF3气体的气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室内部件上淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备下述手段：
对在上述反应室部件上预先形成多晶硅膜，除去淀积在该多晶硅膜上的淀积膜的干洗中的温度进行监视的手段；
借助于进行上述监视的手段，根据由计算机决定的算法，从该温度信息中自动地检测干洗终点并进行干洗结束的输出的手段。
14.根据权利要求12所述的半导体制造设备的干洗系统，其特征在于：在检测上述清洗终点，输出了上述清洗结束之后，进而，在停止了干洗后继续进行，使得向上述反应室部件进行的上述TEOS膜成膜的膜厚，恰好是返回到初始值所需要的膜厚量。
15.根据权利要求13所述的半导体制造设备的干洗系统，其特征在于：在检测上述清洗终点，输出了上述清洗结束之后，进而，在停止了干洗后继续进行，使得向上述反应室部件进行的上述多晶硅膜成膜的膜厚，恰好是返回到初始值所需要的膜厚量。
16.一种半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有卤族气体的清洗气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备：
测定上述半导体制造设备内部的多个部位的温度的手段；
和采用借助于清洗工序开始后的上述各个部位的温度，使该部位的温度低温化为比清洗开始时的温度还低的手段。
17.一种半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有卤族气体的清洗气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备：
测定半导体制造设备内部的多个部位的温度的手段；
采用借助于清洗工序开始后的上述各个部位的温度，使清洗气体的流路变化的手段。
18.一种半导体制造设备的干洗系统，在用至少含有卤族气体的清洗气体除去已淀积在半导体制造设备的反应室部件上的淀积膜的干洗系统中，其特征在于具备：
对附设在上述半导体制造设备上的真空泵的内部进行监视的手段；
借助于上述真空泵的内部监视器的输出，判定干洗工序的结束点的手段。
19.一种半导体器件的制造方法，其特征在于具备：
根据权利要求8至18中的任何一项所述的半导体制造设备干洗方法或半导体制造设备的干洗系统，把半导体晶片载置到干洗后的半导体制造设备内的工序；
在上述半导体制造设备内，用CVD法在上述半导体晶片上边形成CVD膜的工序。
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