CN1617299A - 半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体制造装置。向各个处理室(3)内导入可以控制流量的不活泼气体时，利用流量计(6)测量不活泼气体的流量，同时可以用运算器20计算流向处理室(3)内的气体流量和处理室(3)的压力值并设定使气氛稳定、排出漂浮异物所需要的适当处理时间(净化时间)，因此可以通过在整个过程中经常进行时间、流量、压力的控制，从而防止异物在被处理的基板上附着。

Description

半导体制造装置
技术领域
本发明涉及防止半导体制造装置中的被处理基板上附着异物。
背景技术
在半导体制造装置中，附着在被处理基板上的异物因过程处理难以用异物检查装置测出，因此经常成为加工不良的原因。已有的异物附着防止技术中，在气体导入部和排气位置上想办法以及在过程处理中暂时的气体净化是主流。
在例如，干蚀刻、薄膜形成等采用高频电源的等离子体装置中，为了抑制停止施加RF时产生的过渡现象引发的异物，在等离子体蚀刻处理后的一部分，仅停止提供加工气体，在保持施加高频电压的状态下导入净化气体，进行等离子体净化以排除漂浮异物(例如，特开平11-274140号公报)。
发明内容
本发明的目的在于，在整个处理过程中经常进行时间、流量、压力的控制，从而防止异物在处理基板上附着。
为达到上述目的，本发明的半导体制造装置，其特征在于，具有：具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第1流量计以及测量压力用的第1压力计，对半导体基板进行处理的1个以上的处理室；具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第2流量计以及测量压力用的第2压力计，可以将半导体基板搬入搬出这些处理室的公共输送室；具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第3流量计以及测量压力用的第3压力计，与所述公共输送室连接，在其与外部之间搬入搬出半导体基板用的装载锁定室；以及根据所述气体流量和所述压力计算出处理时间的运算器，通过调整所述气体流量、各室内的压力以及处理时间，防止异物在被处理基板上附着。
又，本发明的半导体制造装置，其特征在于，具有：具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第1流量计以及测量压力用的第1压力计，对半导体基板进行连续处理的处理室；具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第3流量计以及测量压力用的第3压力计，与所述处理室连接，且在其与外部之间搬入搬出半导体基板用的装载锁定室；以及根据所述气体流量和所述压力计算出处理时间的运算器，通过调整所述气体流量、各个室内的压力以及处理时间，防止异物在被处理基板上附着。
又，其特征在于，利用所述运算器计算的气体流量以及压力就是在处理室测
量的气体流量和压力。
又，其特征在于，利用所述运算器计算的气体流量以及压力就是在所述处理室、所述公共输送室以及所述装载锁定室测量的气体流量和压力。
又，其特征在于，利用所述运算器计算的气体流量以及压力就是在所述处理室以及所述装载锁定室测量的气体流量和压力。
又，其特征在于，所述气体为不活泼气体。
又，其特征在于，所述各室具有压力控制阀，通过所述运算器计算出处理时间时，在计算所述气体流量和所述压力外还计算所述压力控制阀的开度。
附图说明
图1示出本发明的薄膜形成时使用的闭口平板等离子体CVD装置的概略图。
图2示出实施例1中的薄膜形成时使用的平行平板等离子体CVD装置的概略图。
图3示出表示流量、压力与排除异物所需要的时间的关系的图。
图4示出实施例2中的薄膜形成时使用的平行平板等离子体CVD装置的概略图。
图5示出运算器内的判断模式的图像。
具体实施形态
以下参考附图对本发明的实施例进行说明。
图1是本发明的薄膜形成时使用的平行平板等离子体CVD装置的概略图。该平行平板等离子体CVD装置是由装载锁定室1、与装载锁定室1连接的公共输送室2、以及与该公共输送室2连接的1个以上的处理室3构成的。在装载锁定室1和公共输送室2之间设置第一闸阀18，在公共输送室2和处理室3之间设置第二闸阀19。在各室间进行半导体基板的交接时，进行该各个闸阀的开闭。通过压力控制阀10、11、12将保持真空用的真空泵与各室连接。由于在本发明中不需要说明，因而将其省略。在装载锁定室1、公共输送室2以及处理室3的各室中，设置一边调节气体流量一边使不活泼气体流入室中用的流量计4，5，6和对室内的压力进行测量用的压力计7、8、9。使流量计4，5，6的流量信号输出分路，使一信号连接于向装置的控制板(未图示)的输入等上，另一信号输入到运算器20。至于压力计，是使输出的一方向运算器20一侧输入。还具有输出时，还是向输入连接于向装置的控制板(未图示)的输入等上。
运算器20在以各个流量计、压力计的输出为依据，计算出处理时间(周围气氛的稳定时间、异物排出时间)。运算器计算出频繁变化的过程处理中的，通过未反应气体的置换、等离子体反应形成的颗粒排出系统之外需要时间。计算出的值反映于设备的处理时间，因而从不活泼气体流入起仅经过处理异物的时间后使其在处理室内移动，使处理室3内的被处理基板13不发生异物附着，并且在最佳时间条件下进行处理。
通过流量计4、5、6将氩、氮、氦等不活泼气体导入各个室内。以此使被处理基板13表面上不产生未反应物质、残留气体滞留的情况，利用通过各压力控制阀连接的真空泵将其排出。由于室(chamber)内是导入不活泼气体的粘性流区域，即使不活泼气体和异物扩散，自由程变短，没有来自真空泵、压力控制阀的逆流，异物也无法进入室内。
如上所述，通过整个过程处理经常对时间、流量以及压力进行控制，从而有效地排除存在于半导体装置内的异物，防止异物在被处理基板上附着。
实施例1
下面参考附图对本发明的更具体的实施例进行说明。
图2是实施例1中的薄膜形成时使用的平行平板等离子体CVD装置的概略图，图3是表示流量、压力与排出异物所需要的时间之间关系的图。
该平行平板等离子体CVD装置是由装载锁定室201、与装载锁定室201连接的公共输送室202、以及与该公共输送室202连接的1个以上的处理室203构成的。在装载锁定室201与公共输送室202之间设置第一闸阀218，在公共输送室202与处理室203之间设置第二闸阀219，在各室间进行半导体基板的交接时，进行该各个闸阀的开闭。通过压力控制阀212使保持真空用的真空泵与各室连接。由于在本发明中不需要说明，因而省略。在装载锁定室201、公共输送室202以及处理室203的各室中设置使不活泼气体流入室内用的流量计204、205、206和对室内的压力进行测量用的压力计207、208、209。作为流入各室的气体，一般采用不活泼气体氮气。该实施例中，利用流量计204将装载锁定室201(实施例中为待机室)和公共输送室202(实施例中为输送室)的流量控制为1000sccm并使其流入室内。处理室203(实施例中为反应室)任意。将被处理基板214从装载锁定室201向公共输送室202输送时，在打开第一闸阀218之前，利用流量计205将流量控制为1000sccm(各处理室为相同流量)，其后，打开第一闸阀208，输送被处理基板214时，通过使不活泼气体形成自被处理基板的基板面内向基板外方向的流动的气流，形成异物无法侵入的状态，因而异物数量变得很少。
其次是各处理室的压力，装载锁定室201和公共输送室202利用压力计207、208使压力维持于300Pa地，通过流量计204、205使不活泼气体流向各室，使压力为一定值。处理室203的压力任意选择。这时，和以往相同，在将被处理基板213从公共输送室202向处理室203输送的时刻，在打开第二闸阀219之前，通过流量计205、206调整不活泼气体流量，使公共输送室202和处理室203的压力为266Pa(各室中没有压力差的状态)，则异物数量变少。
将流往处理室203的不活泼气体的流量和室压力输入运算器220，根据这些值可以计算出排出成为在被处理基板213上附着的原因的处理室203内存在的异物的最佳时间。形成0.16up以上的异物在处理室203内存在的状态，用计数器对各流量和压力下的处理室内异物数达到1个以下的时间进行测量的结果示于图3。流量变化的情况下，在1000sccm状态下时间最短，随着往低于或者高于1000sccm的流量变化，时间有增加趋势，在压力变化的情况下，300Pa状态下时间最短，随着往低于或者高于300Pa的压力变化，时间有增加趋势。通过将该结果作为判断模式或者判断公式登记在运算器中，可以推导出所有状况下的最佳异物排出时间。通过将该结果反映在处理步骤时间上，在使不活泼气体流入之后经过可以处理异物的时间后，将其在处理室内的移动，从而即使在处理过程中使被处理基板在处理室内的移动，也不会发生异物附着。另外，即使在室内输送时刻也可以推导出异物排出所需要的时间，因此在等待推导出的时间长度之后进行输送动作。因此，异物没有附着在被处理基板213上。
如上所述，通过整个处理过程中经常对时间、流量以及压力进行控制，可以防止异物在被处理基板上附着。
实施例1中，仅仅将处理室内203的流量和压力向运算器输入，但如最佳实施方式所示那样，即使是将装载锁定室201和公共输送室202的流量以及压力向运算器输入也可以。例如，将公共输送室202和处理室203的任意一个作为反应室连接的情况下，双方的流量值和压力值取任意值，因此运算器进行的最佳时间设定显得更重要。
实施例2
图4是实施例2中的薄膜形成时所使用的平行平板等离子体CVD装置的概略图，为了提高生产效率，处理室安装连续型的处理室，可以连续成膜。又，通常是在装载锁定室和处理室之间通过公共输送室交接半导体基板，但是在本申请发明的实施例2中，由于不是直接需要而省略说明。对于具有公共输送室的装置所期待的效果是同样的。
图4中的平行平板等离子体CVD装置由装载锁定室401和与装载锁定室401连接的1个以上的处理室403构成。在装载锁定室401、处理室403各室中设置使不活泼气体流入室内用的流量计404、406以及对室内的压力进行测量用的压力计407、409。流量计404、406的流量信号分开输出，使一信号向其他装置输出，使另一信号向运算器421一方输出。对于压力计，也是使一输出向其他装置输出，利用输出输入到运算器421。该处理室403是连续处理型的室，因此形成可以处理一枚以上半导体基板的结构。在装载锁定室401、处理室403之间设置第一闸阀402，在室与室之间交接半导体基板时进行开关。保持真空用的真空泵通过压力控制阀412与各室中连接。在处理室403内，利用处理室403内的邻接的各个载置台执行所希望的处理。在该实施例中，使各处理位置上的处理过程以相同模式进行。将在处理位置418上处理结束的被处理基板移动到下一处理位置419上时，以输入到运算器421的流量和压力为基础，将排出处理室内的异物的时间(相当于移动之前的等待时间)传输到装置控制部。实施例中以流量1500sccm、压力300Pa的条件实施，将此时的时间自动设定为5秒。经过该时间，即异物排出结束，就同时将被处理基板向下一处理位置418(或者也从418向419移动也相同)输送。由于异物完全排出，故移动时异物在被处理基板上附着的情况不会发生。
实施例1、实施例2中，还通过增加压力控制阀的开度以进一步提高精度。在因例如泵堵塞等原因导致排气性能发生变化(排气性能降低)的情况下，压力控制阀的开度也与其连动地发生变化(打开方向)。利用该关系，对每个控制阀位置，预先将异物数量的变化登记为判定图形(pattern)或者判定式。图5可以在其图像(image)图中作为设定时间进入流量、压力、压力控制阀开度的矩阵(マトリツクス)中的情况表达，理解为从流量、压力、压力控制阀开度的状态值提取时间的情况。即、flow表示流量，pressure表示压力、throttle表示控制阀开度，(流量(flow)、压力(pressure)、控制阀开度(throttle))与异物排出所需要的时间对应。在图3的内容中追加控制阀开度，将判定模式(model)作为参数表示，使用这样的判定模式以设定最合适的时间。固定控制阀开度(Throttle)，改变流量(flow)、压力(pressure)的是N、M通道，改变控制阀开度(throttle)的作为Q通道。
以上说明中，使用平行平板等离子体CVD装置进行说明，但也可以用于半导体工业的CVD、PVD、干蚀刻装置等的各种半导体制造装置中。

Claims (7)

1.一种半导体制造装置，其特征在于，
具有
具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第1流量计以及测量压力用的第1压力计，对半导体基板进行处理的1个以上的处理室；
具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第2流量计以及测量压力用的第2压力计，可以将半导体基板搬入搬出这些处理室的公共输送室；
具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第3流量计以及测量压力用的第3压力计，与所述公共输送室连接，在其与外部之间搬入搬出半导体基板用的装载锁定室；以及
根据所述气体流量和所述压力计算出处理时间的运算器，
通过调整所述气体流量、各室内的压力以及处理时间，防止异物在被处理基板上附着。
2.一种半导体制造装置，其特征在于，
具有
具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第1流量计以及测量压力用的第1压力计，对半导体基板进行连续处理的处理室；
具备一边调整气体流量一边使气体流过用的第3流量计以及测量压力用的第3压力计，与所述处理室连接，且在其与外部之间搬入搬出半导体基板用的装载锁定室；以及
根据所述气体流量和所述压力计算出处理时间的运算器，
通过调整所述气体流量、各个室内的压力以及处理时间，防止异物在被处理基板上附着。
3.根据权利要求1或2的记载的半导体制造装置，其特征在于，
利用所述运算器计算的气体流量以及压力就是在处理室测量的气体流量和压力。
4.根据权利要求1记载的半导体制造装置，其特征在于，
利用所述运算器计算的气体流量以及压力就是在所述处理室、所述公共输送室以及所述装载锁定室测量的气体流量和压力。
5.根据权利要求2记载的半导体制造装置，其特征在于，
利用所述运算器计算的气体流量以及压力就是在所述处理室以及所述装载锁定室测量的气体流量和压力。
6.根据权利要求1、2、4、5中的任一项记载的半导体制造装置，其特征在于，所述气体为不活泼气体。
7.根据权利要求1、2、4、5中的任意一项记载的半导体制造装置，其特征在于，
所述各室具有压力控制阀，通过所述运算器计算出处理时间时，在计算所述气体流量和所述压力外还计算所述压力控制阀的开度。
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