JP2009194391A - 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱処理装置1の制御部100は、半導体ウエハWにヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して薄膜を形成する成膜処理を複数回実行する。そして、制御部100は、成膜処理により半導体ウエハWに形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、反応管2内にクリーニングガスを供給して、熱処理装置1の内部を洗浄する洗浄処理を実行する。
【選択図】図1
Description
薄膜形成装置の反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程を複数回繰り返した後、当該反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
前記被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程を備える、ことを特徴とする。
前記洗浄工程では、赤外センサにより前記所定のガスの濃度を測定してもよい。
前記洗浄工程では、前記赤外センサのセルを少なくとも150℃に加熱し、前記所定のガスの濃度を測定してもよい。
前記反応室から排出された排ガスの少なくとも一部を前記赤外センサに導入する導入工程をさらに備えてもよい。この場合、前記洗浄工程では、前記導入工程で導入した排ガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスの濃度を当該赤外センサにより測定する。
薄膜形成装置の反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する成膜工程と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程と、を備え、
前記成膜工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記洗浄工程を実行する、ことを特徴とする。
前記洗浄工程では、赤外センサにより前記所定のガスの濃度を測定してもよい。
前記洗浄工程では、前記赤外センサのセルを少なくとも150℃に加熱し、前記所定のガスの濃度を測定してもよい。
前記反応室から排出された排ガスの少なくとも一部を前記赤外センサに導入する導入工程をさらに備えてもよい。この場合、前記洗浄工程では、前記導入工程で導入した排ガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスの濃度を当該赤外センサにより測定する。
被処理体が収容された反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成するとともに、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置であって、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給手段と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
薄膜形成装置の各部を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程を複数回繰り返すように前記成膜用ガス供給手段を制御し、
前記被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とする。
前記赤外センサは、前記所定のガスにより吸収される赤外線の波長帯域の赤外光のみを検出部に入射する光学フィルタを備えてもよい。
前記反応室に接続された排出路と、当該排出路に介設されたポンプとをさらに備えてもよい。この場合、前記測定手段は、前記ポンプより上流側の前記排出路に介設されている。
前記排出路に介設され、前記排出路を開閉するメインバルブと、
前記メインバルブを跨ぐように、その一端がメインバルブの上流側の排出路に接続され、その他端がメインバルブの下流側の排出路に接続されたバイパス路と、
前記バイパス路に介設され、前記バイパス路を開閉するサブバルブと、
をさらに備えてもよい。
この場合、前記測定手段は、前記バイパス路に介設され、前記サブバルブを開放することにより前記バイパス路に供給された前記反応室から排出された排ガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスの濃度を測定する。
被処理体が収容された反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成するとともに、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給手段、
前記反応室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程を複数回繰り返すように前記成膜用ガス供給手段を制御し、前記被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。
前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定する測定手段、として機能させてもよい。この場合、前記制御手段は、前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を前記測定手段により測定させ、該測定した濃度が所定濃度になるまで、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する。
以下、本発明の第1の実施の形態にかかる薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置について説明する。本実施の形態では、図1に示すバッチ式縦型熱処理装置1を用いて被処理体に薄膜を形成する場合を例に説明する。
圧力計(群)123は、反応管2内及び排気管5内の各部の圧力を測定し、測定値を制御部100に通知する。
バス116は、各部の間で情報を伝達する。
第2の実施の形態では、熱処理装置1の洗浄処理(クリーニング工程)において、反応管2から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度により、熱処理装置1の内部に付着した付着物が除去されたか否かを判別する点が第1の実施の形態と異なっている。このため、第2の実施の形態の熱処理装置1では、排気管5に、バイパス管24を有する排気配管20が接続され、バイパス管24に赤外センサ27等が介設されている点が第1の実施の形態の熱処理装置1と異なっている。以下、本実施の形態では、熱処理装置1の排気管5に接続された排気機構(圧力調整機構)を中心に説明する。なお、第1の実施の形態と同一の部材については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。図7に第2の実施の形態のバッチ式縦型熱処理装置1を示す。
Si3N4+4F2+4HF→3SiF4+2N2+2H2
2 反応管
3 頂部
4 排気口
5 排気管
6 蓋体
7 保温筒
8 ヒータ
9 支持体
10 回転テーブル
11 ウエハボート
12 回転支柱
13 回転機構
14 回転軸
15 回転導入部
16 昇温用ヒータ
17 処理ガス導入管
18 パージガス供給管
100 制御部
111 レシピ記憶部
112 ROM
113 RAM
114 I/Oポート
115 CPU
116 バス
121 操作パネル
122 温度センサ
123 圧力計
124 ヒータコントローラ
125 MFC
126 バルブ制御部
127 真空ポンプ
128 ボートエレベータ
W 半導体ウエハ
Claims (24)
- 薄膜形成装置の反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程を複数回繰り返した後、当該反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
前記被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程を備える、ことを特徴とする薄膜形成装置の洗浄方法。 - 前記洗浄工程では、前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定し、該濃度が所定濃度になるまで前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する、ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
- 前記洗浄工程では、赤外センサにより前記所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項2に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
- 前記赤外センサは、前記所定のガスにより吸収される赤外線の波長帯域の赤外光のみを検出部に入射して所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項3に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
- 前記洗浄工程では、前記赤外センサのセルを少なくとも150℃に加熱し、前記所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項3または4に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
- 前記洗浄工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
- 前記反応室から排出された排ガスの少なくとも一部を前記赤外センサに導入する導入工程をさらに備え、
前記洗浄工程では、前記導入工程で導入した排ガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスの濃度を当該赤外センサにより測定する、ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。 - 薄膜形成装置の反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する成膜工程と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程と、を備え、
前記成膜工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記洗浄工程を実行する、ことを特徴とする薄膜形成方法。 - 前記洗浄工程では、前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定し、該濃度が所定濃度になるまで前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する、ことを特徴とする請求項8に記載の薄膜形成方法。
- 前記洗浄工程では、赤外センサにより前記所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項9に記載の薄膜形成方法。
- 前記赤外センサは、前記所定のガスにより吸収される赤外線の波長帯域の赤外光のみを検出部に入射して所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項10に記載の薄膜形成方法。
- 前記洗浄工程では、前記赤外センサのセルを少なくとも150℃に加熱し、前記所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項10または11に記載の薄膜形成方法。
- 前記洗浄工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
- 前記反応室から排出された排ガスの少なくとも一部を前記赤外センサに導入する導入工程をさらに備え、
前記洗浄工程では、前記導入工程で導入した排ガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスの濃度を当該赤外センサにより測定する、ことを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 - 被処理体が収容された反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成するとともに、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置であって、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給手段と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
薄膜形成装置の各部を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程を複数回繰り返すように前記成膜用ガス供給手段を制御し、
前記被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定する測定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を前記測定手段により測定させ、該測定した濃度が所定濃度になるまで、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とする請求項15に記載の薄膜形成装置。 - 前記測定手段は、赤外センサを備える、ことを特徴とする請求項16に記載の薄膜形成装置。
- 前記赤外センサは、前記所定のガスにより吸収される赤外線の波長帯域の赤外光のみを検出部に入射する光学フィルタを備える、ことを特徴とする請求項17に記載の薄膜形成装置。
- 前記赤外センサは、前記反応室から排出された排ガスを導入するセルを少なくとも150℃に加熱する加熱部を備える、ことを特徴とする請求項17または18に記載の薄膜形成装置。
- 前記反応室に接続された排出路と、当該排出路に介設されたポンプとをさらに備え、
前記測定手段は、前記ポンプより上流側の前記排出路に介設されている、ことを特徴とする請求項16乃至19のいずれか1項に記載の薄膜形成装置。 - 前記反応室に接続された排出路と、
前記排出路に介設され、前記排出路を開閉するメインバルブと、
前記メインバルブを跨ぐように、その一端がメインバルブの上流側の排出路に接続され、その他端がメインバルブの下流側の排出路に接続されたバイパス路と、
前記バイパス路に介設され、前記バイパス路を開閉するサブバルブと、
をさらに備え、
前記測定手段は、前記バイパス路に介設され、前記サブバルブを開放することにより前記バイパス路に供給された前記反応室から排出された排ガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項16乃至20のいずれか1項に記載の薄膜形成装置。 - 前記測定手段は、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する、ことを特徴とする請求項16乃至21のいずれか1項に記載の薄膜形成装置。
- 被処理体が収容された反応室内にヘキサクロロジシランとアンモニアとを含む成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成するとともに、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給手段、
前記反応室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段、
前記反応室内に前記成膜用ガスを供給して被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程を複数回繰り返すように前記成膜用ガス供給手段を制御し、前記被処理体にシリコン窒化膜を形成する工程が複数回繰り返されることにより形成されるシリコン窒化膜の累積膜厚が1.5μmを超える工程を実行する前に、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させるためのプログラム。 - さらに、コンピュータを、
前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定する測定手段、として機能させ、
前記制御手段は、前記反応室から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を前記測定手段により測定させ、該測定した濃度が所定濃度になるまで、前記反応室内にクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去するように前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とする請求項23に記載のプログラム。
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