JP6948428B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム - Google Patents
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Description
以下に、本開示の一実施形態について説明する。
本開示の一実施形態に係る基板処理装置100の構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。
図2に示すように、処理炉202は、反応管としてのプロセスチューブ203を備えている。プロセスチューブ203は、内部反応管としてのインナーチューブ204と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ205と、を備えている。上端及び下端が開口した円筒形状に形成されているインナーチューブ204内の筒中空部には、ウエハ200を処理する処理室201が形成されている。処理室201は、ボート217を収容可能なように構成されている。
図3を参照して、コントローラ240の制御構成について説明する。
続いて、図1〜図3を参照しながら、基板処理装置100を構成する各部の動作について説明する。尚、基板処理装置100を構成する各部の動作はコントローラ240により制御される。
次に、基板処理工程について詳述する。基板処理工程の実施をする場合には、主制御部25は、記憶部28のプログラム格納領域33に格納されているプロセスレシピを実行する。
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、ボート217は、ボートエレベータ115によって処理室201に搬入(ボートロード)される。このとき、蓋体219は、Oリング220bを介してマニホールド209の下端を気密に閉塞した状態となる。
処理室201が大気圧から所定の圧力となるように、ポンプ244及びメインポンプ(図示せず)によって真空排気される。この際、処理室201の圧力は、圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ242が、フィードバック制御される。また、ポンプ244の背圧は、圧力センサ247で測定される。ポンプ244及びメインポンプ(図示せず)は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。
そして、バルブ245c,243c,245d,243d,245g,243gを開き、ガス供給管230a,230b,230cからN2ガスを処理室201へ供給し、排気ユニット310から排気する。N2ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室201がパージされる。
処理室201の温度が予め設定された処理温度に安定すると、次の2つのステップ、すなわち、ステップ1〜2を順次実行する。
このステップでは、処理室201のウエハ200に対し、HCDSガスを供給する。
ステップ1が終了した後、処理室201のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1の層に対してNH3ガスを供給する。NH3ガスは熱で活性化されてウエハ200に対して供給されることとなる。
上述した2つのステップを非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所定膜厚のSiN膜を形成することができる。なお、上述のサイクルを1回行う際に形成される第2の層(SiN層)の厚さを所定の膜厚よりも小さくし、第2の層(SiN層)を積層することで形成されるSiN膜の膜厚が所定の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
成膜処理が完了した後、バルブ245c,243c,245d,243d,245g,243gを開き、ガス供給管230a,230b,230cからN2ガスを処理室201へ供給し、排気管231から排気する。N2ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室201がパージされ、処理室201に残留するガスや反応副生成物が処理室201から除去される(パージ)。その後、処理室201の雰囲気が不活性ガスに置換されながら(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)工程が実行される。この大気圧復帰工程と並行して上述のクリーニングステップが実行される。このクリーニングステップの詳細については後述する。
ボートエレベータ115により蓋体219が下降され、プロセスチューブ203の下端が開口される。そして、処理済のウエハ200が、ボート217に支持された状態で、プロセスチューブ203の下端からプロセスチューブ203の外部に搬出される(ボートアンロード)。処理済のウエハ200は、ボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。
クリーニング工程は、処理室201を構成する部品に付着した副生成物を除去する場合に実施される。クリーニング工程の実施をする場合には、主制御部25は、記憶部28のプログラム格納領域33に格納されているクリーニングレシピを実行する。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果が得られる。
200…ウエハ(基板)
217…ボート(基板保持具)
244…補助ポンプ(ポンプ)
Claims (16)
- バルブを開閉させて処理室を処理圧力に維持しつつ基板を処理する基板処理工程と、前記基板処理工程の前に前記処理室を前記処理圧力に調整する準備工程と、前記処理室を前記処理圧力から大気圧にする大気圧復帰工程と、を有し、
前記準備工程で前記処理室の排気に関連する装置データを取得し、該装置データの変動を監視し、前記大気圧復帰工程と並行して、前記処理室をバイパスさせて前記バルブの下流側に所定ガスを供給する際、前記排気に関連する装置データの変動に応じて調整された流量を供給する
半導体装置の製造方法。 - 更に、前記処理室をバイパスさせて前記バルブの下流側に所定ガスを供給する供給工程を有し、
前記大気圧復帰工程と前記供給工程を並行して実行する際、
前記供給工程の全時間は、前記大気圧復帰工程の全時間よりも短い請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 更に、前記処理室をバイパスさせて前記バルブの下流側に所定ガスを供給する供給工程を有し、
前記大気圧復帰工程と前記供給工程を並行して実行する際、
前記大気圧復帰工程の開始時刻が、前記供給工程の開始時刻よりも早い請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 前記所定ガスを供給する際、
前記バルブは閉塞するよう構成されている請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 前記所定ガスと異なるガスが前記大気圧復帰工程で前記処理室に供給されるよう構成されている請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記所定ガスは、クリーニングガス、または、パージガスである請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記クリーニングガスは、ハロゲン含有ガス、または、塩素含有ガスである請求項6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記パージガスは、不活性ガスである請求項6記載の半導体装置の製造方法。
- 更に、前記バルブの下流側に設けられる排気装置を有し、
前記排気装置に関連する装置データの変動を検知するように構成されている請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 更に、前記排気装置に関連する装置データを監視する監視パラメータを有し、
前記監視パラメータは、前記排気装置に関連する装置データの種別と、前記装置データの種別ごとに設定された設定値と、前記装置データの種別毎に異常を示す傾向と、で少なくとも構成されている請求項9記載の半導体装置の製造方法。 - 更に、前記バルブの下流側に設けられる排気装置を有し、
前記排気に関連する装置データは、前記排気装置の電流値、回転数、背圧のうちいずれか一つ以上のデータである請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 前記準備工程で収集した前記排気に関連する装置データを蓄積する工程と、
前記排気に関連する装置データから、取得した前記排気に関連する装置データの平均値を算出し、算出した前記排気に関連する装置データの平均値を前回プロセスレシピ実行時に算出された前記準備工程における装置データの平均値と比較し、前記平均値の変動を判定し、前記平均値の変動が予め設定された所定回数に到達すると、前記所定ガスの設定流量を変更させる工程と、
を更に有する請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 前記所定ガスの設定流量を変更させる工程では、前記所定ガスの流量、および/または、前記所定ガスを流す時間を変更して、前記所定ガスの設定流量を変更させるよう構成されている請求項12記載の半導体装置の製造方法。
- 前記準備工程で前記処理室の排気に関連する装置データを取得し、
前記基板処理工程で前記装置データの変動を監視するように構成されている請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 基板を処理する処理室と、
所定ガスを供給する供給部と、
バルブと、
前記バルブを開閉させて前記処理室を処理圧力に維持しつつ基板を処理する基板処理と、基板処理の前に前記処理室を前記処理圧力に調整する準備処理と、前記処理室を前記処理圧力から大気圧にする大気圧復帰処理と、を前記供給部及び前記バルブに実行させるように構成された制御部と、を含む基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記準備処理で前記処理室の排気に関連する装置データを取得し、該装置データの変動を監視し、前記大気圧復帰処理と並行して、前記処理室をバイパスさせて前記バルブの下流側に前記所定ガスを供給する際、前記排気に関連する装置データの変動に応じて調整された流量を供給するよう構成される
基板処理装置。 - バルブを開閉させて基板処理装置の処理室を処理圧力に維持しつつ基板を処理する基板処理ステップと、前記基板処理ステップの前に前記処理室を前記処理圧力に調整する準備ステップと、前記処理室を前記処理圧力から大気圧にする大気圧復帰ステップと、を少なくとも含むプロセスレシピをコントローラにより前記基板処理装置に実行させるプログラムであって、
前記準備ステップで前記処理室の排気に関連する装置データを取得し、該装置データの変動を監視し、前記大気圧復帰ステップと並行して、前記処理室をバイパスさせて前記バルブの下流側に所定ガスを供給する際、前記排気に関連する装置データの変動に応じて調整された流量を供給するステップを実行させるプログラム。
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