TWI303083B - - Google Patents

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TWI303083B
TWI303083B TW092130253A TW92130253A TWI303083B TW I303083 B TWI303083 B TW I303083B TW 092130253 A TW092130253 A TW 092130253A TW 92130253 A TW92130253 A TW 92130253A TW I303083 B TWI303083 B TW I303083B
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Takehiko Fujita
Mitsuhiro Okada
Kota Umezawa
Kazuhide Hasebe
Koichi Sakamoto
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Tokyo Electron Ltd
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Description

1303083 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種總括熱處理多數枚的半導體體晶圓 等的基板的分批式熱處理裝置及熱處理方法。 【先前技術】. 作爲對於多數枚半導體晶圓總括進行成膜處理、氧化 處理等的熱處理的分批式熱處理裝置,眾知有縱型熱處理 裝置。如第9圖所示地,該裝置是具備縱型加熱爐〗丨、及 晶圓保持具的晶圓晶舟12。晶圓晶舟12是構成以所定節距 棚架狀地保持著多數枚晶圓W。在晶圓晶舟1 2利用未圖示 的晶圓移載機構移載有晶圓W。之後,利用晶舟昇降機, 晶圓晶舟1 2是被搬進加熱爐1 1內,而進行對於晶圓W的所 定熱處理。 在該熱處理裝置中,按照如須成膜的薄膜種類,膜厚 等來決定處理壓力、處理溫度、氣體流量等的處理條件( 處理參數的目標値。準備寫入這些各處理條件的複數處理 方法。利用操作人員選擇處理方法,對應於該處理方法並 依據事先決定的處理條件進行熱處理裝置運轉。^些處理 方法(處理條件)是實際上在晶圓晶舟1 2滿載晶圓而進行 熱處理,利用發現最適當的處理條件所製作。 然而,在最近,如系統LSI生產的多品種少量生產者 比如DRAM生產的小品種大量生產者增加。 縱型熱處理裝置是在小品種大量生產時,在接受同一 -5- 1303083 (2) 處理的晶圓齊備成所定枚數時進行總括處理而可提高作爲 整體的生產量,惟多品種少量生產時,接受同一處理的晶 圓要齊備成所定枚數的時間較久,不容易得到依分批處理 的高生產量的優點。 另一方面,若對於不相同的晶圓枚數使用同一處理參 數進行熱處理,則膜特性依存於晶圓枚數有所不同。例如 ’在對於少數晶圓使用與多數枚時相同參數進行處理時, 則成膜速度,面內均勻性等都會變化。作爲避免該變化的 方法’有在成品晶圓以外還準備稱爲虛擬晶圓者,僅不足 枚數使用虛擬晶圓而將晶圓晶舟1 2作爲滿載狀態,以滿載 晶圓時的通常處理條件進行熱處理的方法。 然而,虛擬晶圓是成本較高。又,虛擬晶圓是每當複 數次處理被洗淨而重複被使用,惟在使用次數有限制,亦 即,在使用一定次數後必須更換新的晶圓。因此運轉費用 昂貴。尤其,晶圓爲大口徑時,例如3 00 mm尺寸的晶圓 是與200 mm尺寸的晶圓相比較價格極高,而3 00 mm尺寸 的虛擬晶圓的成本也同樣地昂貴。又,成品晶圓的枚數更 少時,則增加複載虛擬晶圓所需時間,而在產量上也有缺 點問題。 【發明內容】 本發明是依據此些事項而創作者,其目的是在於提供 一種對於基板當以分批式進行熱處理,不管以一分批所處 理的基板枚數,薄膜膜質在各分批間一致的熱處理裝置及 -6 - 1303083 (3) 熱處理方法。 本發明是一種熱處理裝置,其特徵爲具備:保持複數 基板的保持具,及搬入有上述保持具的反應容器,及在上 述反應容器供給處理氣體的處理氣體供給機構,及在供給 上述處理氣體時加熱上述反應容器而在基板施以成膜處理 的加熱機構,及記憶對應在一分批處理所預定處理的基板 的枚數資料與上述處理氣體的流量參數的目標値資料的流 量參數表資料的流量參數表資料記憶部,及按照在一分批 處理所預定處理的基板的實際枚數,依據被記憶在上述流 量參數表資料記憶部的流量參數表,得到上述處理氣體的 流量參數的目標値資料,而且依照該目標値資料控制上述 處理氣體供給機構的控制手段;上述流量參數的目標値資 料,是所預定處理的基板枚數互相不相同的分批處理間決 定成膜速度成爲一致。 依照本發明,當對於基板以分批式進行熱處理時,並 不是經常在將基板滿載於保持具的狀態下進行熱處理,而 依據按照以一分批欲處理的基板枚數的處理氣體的流量參 數的目標値可進行熱處理之故,因而即使以一分批所處理 的基板枚數少於對應於滿載的枚數,並不是利用虛擬晶圓 將保持具作成滿載狀態也可進行熱處理。亦即,成爲不需 要用以將基板作成滿載狀態的虛擬基板,而可得到低成本 化。又,流量參數的目標値是欲處理的基板枚數互相不相 同的分批處理間決定成膜速度成爲一致之故,因而不管在 一分批所處理的基板的枚數,使得薄膜的膜質在各分批間 1303083 (4) 一致c 較理想爲,以處理時間除算在各分批處理被成膜於基 板的薄膜的平均膜厚的數値的最小値與最大値的相差是 0.5 n m / 分。 所謂流量參數是指如處理氣體僅爲一種類,則可爲該 處理氣體的流量。處理氣體爲包含直接有關於成膜的成膜 氣體與傳輸氣體時,爲如將兩者的流量比作成一定的狀態 的合計流量,或是兩者的流量比,或是合計流量及流量比 。又,成膜氣體是並不限定於進行CVD時的成膜氣體,例 如氧化矽晶圓表面而形成氧化膜時爲相當於氧化氣體。又 ,作爲處理氣體如下述的實施形態地使用複數種類的成膜 氣體時,爲將此些成膜氣體的流量比作成一定的狀態的合 計流量,或是此些成膜氣體的流量比,或是合計流量及流 量比。 例如,上述流量參差表資料,是依據表示在一分批處 理所預定處理的基板的枚數資料與上述處理氣體的流量參 數的目標値資料的關係的實驗資料所製作。這時候,較理 想爲,上述流量參數表資料,是藉由內插表示在一分批處 理的預定處理的基板的枚數資料與上述處理氣體的流量參 數的目標値資料的關係的實驗資料所製作。 又,較理想爲,上述加熱機構是具有對應於反應容器 內的複數區間的複數加熱手段,設有記憶對應於一分批處 理所預定處理的基板的枚數資料與各區間的溫度的目標値 資料的溫度表資料的溫度表資料記憶部;上述控制手段, -8- 1303083 (5) 是按照在一分批處理所預定處理的基板的實驗枚數,而依 據被記憶在上述溫度表資料記憶部的溫度表資料,得到各 區間的溫度目標値資料,而且依照該目標値資料能控制上 述加熱手段。 又’較理想爲’設有記憶對應在一分批處理所預定處 理的基板的枚數資料與上述保持具的基板的配置安裝設計 資料的配置安裝設計表資料的配置安裝設計表資料記憶部 上述控制手段,是按照在一分批處理所預定處理的基 板的實際枚數,向依據被記憶在上述配置安裝設計表資料 記億部的配置安裝設計表資料,得到配置安裝設計資料, 而且依照該配置安裝設計資料能將上述基板保持在保持具 〇 又,較理想爲,設有在上述成膜速度由所定容許範圍 偏離時,依據該成膜速度與事先所求得的處理氣體的每一 單位流量的成膜速度的變化分量調整處理氣體的流量的調 整手段。 又,本發明的熱處理方法,針對於使用具備:保持複 數基板的保持具,及搬入有上述保持具的反應容器,及在 上述反應容器供給處理氣體的處理氣體供給機構,及在供 給上述處理氣體時加熱上述反應容器而在基板施以成膜處 理的加熱機構的熱處理裝置的熱處理方法,其特徵爲具備 :依據對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數資料與 上述處理氣體的流量參數的目標値資料的流量參數各區間 -9- 1303083 (6) 的溫度的目標値資料的溫度表資料,按照在一分批處理所 預定處理的基板的實際枚數,得到上述處理氣體的流量參 數的目標値資料的工程,及依照上述處理氣體的流量參數 的目標値資料控制上述處理氣體供給機構的工程;上述流 量參數的目標値資料,是在所預定處理的基板枚數互相不 相同的分批處理間使得成膜速度決定成一致。 依照本發明,當對於基板以分批式進行熱處理時,並 不是經常在將基板滿載於保持具的狀態下進行熱處理,而 依據按照以一分批欲處理的基板枚數的處理氣體的流量參 數的目標値可進行熱處理。因此即使以一分批所處理的基 板枚數少於對應於滿載的枚數,並不是利用虛擬晶圓將保 持具作成滿載狀態也可進行熱處理。亦即,成爲不需要用 以將基板作成滿載狀態的虛擬基板,而可得到低成本化。 又,流量參數的目標値是欲處理的基板枚數互相不相同的 分批處理間決定成膜速度成爲一致之故,因而不管在一分 批所處理的基板的枚數,使得薄膜的膜質在各分批間一致 〇 較理想爲,以處理時間除算在各分批處理被成膜於基 板的薄膜的平均膜厚的數値的最小値與最大値的相差是 0 · 5 nm / 分。 又,較理想爲,上述加熱機構是具有對應於反應容器 內的複數區間的複數加熱手段;上述熱處理方法是又具備 :依據對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數資料與 各區間的溫度的目標値資料的溫度表資料,按照在一分批 -10- 1303083 (7) 處理所預定處理的基板的實際枚數,得到各區間的溫度的 目標値資料的工程,及依照上述各區間的溫度的目標値資 料控制上述加熱手段的工程。 【實施方式】 以下,作爲本發明的熱處理裝置的一實施形態。說明 進行成膜處理的縱型熱處理裝置。首先,一面參照第1圖 一面簡單地說明縱型熱處理裝置的整體構成。第1圖中, 2〇是形成裝置的外裝部的框體;21是托架搬入出部;22是 托架搬運機構;23是托架堆料機;24是交接合。當收納基 板的半導體晶圓(在第1圖中省略)的托架C被搬入在托架 搬入出部21,則利用托架搬運機構22,托架C是例如被搬 運至托架堆料機2 3後一旦被保管。之後,托架C是成爲在 適當時機被搬運至交接台24。又,設在晶圓裝載室2 5內的 晶圓移載手段3是構成從交接台24上的托架C內取出晶圓W ,並移載至設在晶舟昇降機6上的保持具的晶圓晶舟2 7。 又,晶圓晶舟27是成爲利用晶舟昇降機26上昇,而能被搬 進加熱爐4內。 使用第2圖詳細加熱爐4的周邊部位。如第2圖所示地 ,加熱爐4是具備如兩端開口的內管4 1 a及上端封閉的外管 4 1 b所構成的如透明石英製雙重管構造的反應管4 1。能圍 繞該反應管4 1的周圍地,作爲加熱手段,設有如電阻加熱 體所構成的加熱器5。反應管4 1內的熱處理環境,是朝上 方方向被分割成複數區間。加熱器5是每一各區間另外地 -11 - 1303083 (8) 可進行加熱控制地,分割地設在每一各區間(5 a〜5 e )。 此些區間加熱器5a〜5e是分別構成利用來自溫度控制器5】 (5 1 a〜5 1 e )的控制信號能控制溫度。 又,內管4 1 a及外管4 1 b的下部側,是藉由筒狀歧管42 所支持。在該歧管4 2,供給口開口在內管4 1 a內側的下部 領域地連接有複數氣體供給管6。在第2圖中,爲了方便, 表示有兩支氣體供給管6 ( 6 1、6 2 )。在此些氣體供給管 61、62分別經由閥VA1、VA2,例如流量控制器所構成的 流量調整部6 3、6 4,及閥V B 1、V B 2,連接有氣體供給源 65、66。在此例,氣體供給源65、66是分別爲處理氣體的 二氯矽烷氣體及氨氣體的供給源。 又,在歧管42能從內管41a與外管41b之間排出氣體般 連接有在未圖示的真空泵有一端側裤連接的排氣管4 3。 在此例利用內管4 1 a、外管4 1 b及歧管42構成反應器。歧管 42的下端開口部是藉由設在晶舟昇降器26的上端部的蓋體 44成爲被堵住的狀態。在該蓋體44與晶圓晶舟27之間,介 設有利用如未圖示的驅動部能旋轉自如地所構成的旋轉台 4 5、及被支持在該旋轉台4 5的保溫單元4 6。 該縱型熱處理裝置是具備控制部7。該控制部7是構成 將相當於控制信號的溫度目標値的信號傳送至溫度控制器 5 1 ( 5 1 a〜5 1 e ),而且將相當於控制信號的流量目標値的 信號傳送至流量調整部6 3、6 4。參照第3圖更詳述控制部7 的構成。在第3圖中,70是匯流排;71是CPU (中央處理 部);72是程式容納部;73是處理條件容納部;74是輸入 -12- 1303083 Ο) 部。在程式容納部7 2內,容納有從下述的記憶部讀出資料 · 所用及進行運算等所.用的程式。在此例,CPU71及程式容 _ 納部72構成讀出下述的資料而製作控制所用的處理手段( 控制手段)。在處理條件容納部7 3內,例如在須成膜的薄 膜種類等的每一種別,容納有記載著加熱器5的溫度調整 ,氣體供給管6的閥V A 1等的開閉調整,壓力調整等的處 理順序的處理條件。輸入部7 4是具有利用操作人員所操作 的操作面板及鍵盤等。選擇處理條件等,經由輸入部74所 進行。 _ 在第3圖中,75是記憶分批尺寸-流量的關係資料的 第一記憶部。所謂分批尺寸,是意味著在一分批的熱處理 時保持在晶圓晶舟的成品晶圓的枚數。在此所謂流量是流 量參數的一例,爲處理氣體的二氯矽烷氣體及氨氣體的合 計流量。又,所謂分批尺寸-流量的關係資料,是在每一 分批尺寸記載有適用於其分批尺寸的氣體流量的表資料。 例如,在成品晶圓的枚數爲2 5枚時成爲滿載狀態時’記載 著適用於1枚至2 5枚的各枚數的氣體流量。該資訊是依據 胃 例如第4圖的圖表(a )所製作。 在該圖表(a)中,分批尺寸設定在3枚、6枚、10枚 、13枚、17枚、22枚、25枚的七種類,在各分批尺寸中’ 二氯砂院氣體及氨氣體的流量比成爲一定的一方,合計流 量被調整,藉由熱處理所成膜的氮化矽膜的膜厚被測定’ 以熱處理時間除算其膜厚求出成膜速度,標繪各分批尺寸 的成膜速度成爲一致的合計流量。在第4圖’各分批尺寸 -13- 1303083 (10) 的成膜速度記載作爲圖表(b )。由此,藉由如圖表(a ) 地設定,可理解成膜速度在各分批間成爲一致。例如分批 尺寸爲1〇亦即在處理10枚時,將流量作成120 seem,就可 達成目標的成膜速度。 在此,各分批尺寸的膜厚値,是對於配置於成品晶圓 須配置的領域的一枚測試用的晶圓所求得的例如平均膜厚 。又,所謂各分批尺寸的成膜速度成爲一致的合計流量, 是例如各分批的成膜速度的最小値與最大値的相差成爲 0.0 5 nm /分以內的合計流量。本發明人認爲若成膜速度 的偏差程度控制在該範圍內,則在各分批尺寸所成膜的薄 膜膜質爲均勻,亦即,分批間的薄膜膜厚爲均勻。實際上 ,利用SEM (電子掃描顯微鏡)確認膜質時,若各分批的 成膜速度的最小値與最大値的相差爲〇 · 〇 5 nm /分以內, 則膜質是同等。 在第4圖,雖只有七點資料,惟在被記憶在上述第一 記憶部7 5內的分批尺寸-流量的關係資料,利用內插第4 圖的圖表(b ),求得各分批尺寸的資料而被輸入。又, 上述圖表(b)被儲存在第一記憶部75內,該圖表被內插 而被輸出也可以。 又,第4圖的圖表,是實際在各種每一熱處理溫度地 被製作。依據該圖表,各種每一熱處理溫度地製作分批尺 寸-氣體流量的關係資料,而被記憶在上述第一記憶部7 5 內。 如既述地,在本發明,藉由以每一分批尺寸地設定的 -14- 1303083 (11) 流量進行熱處理’使各分批間的成膜速度成爲一致 ,在成膜速度留下若干偏差時,依分批尺寸,微妙 各區間1〜5的溫度目標値較理想。如此在此例,在 7設有記憶分批尺寸-溫度的關係資料的第二記憶 所謂分批尺寸-溫度的關係資料,是對應分批尺寸 容器內的各區間1〜5的溫度的目標値的資料。例女 所示地,每一各分批尺寸地記載著各區間1〜5的溫 値的表資料。「L」是表示分批尺寸,亦即表示分 品晶圓的枚數。方便上,記憶著成品晶圓的枚數爲 -3 ) 、1 3 枚(L = 1 3 ) 、2 5 枚(L = 2 5 枚)的情形 性溫度目標値,惟實際上,記載著1枚至2 5枚的各 的數値。所謂區間1〜5,爲分別藉由區間加熱器5 a 加熱控制的領域。在該例子中,中央區間3的溫度 是在任一分批尺寸均作爲相同値。例如當晶圓W的 溫度(處理溫度)被設定時,任於成品晶圓群排列 的成品晶圓的溫度被控制成爲其熱處理溫度。在互 同的分批尺寸間將成膜速度作成一致的本實施例, 動成品晶圓群的中央的溫度目標値,微妙地變更上 的溫度目標値,可說微妙地調整溫度斜度。 表示各分批尺寸的成膜速度的第4圖的圖表(b 得到依據分批尺寸-流量的關係資料與上述分批尺 度的關係資料得到加熱控制的結果者。但是’本發 各分批尺寸之間利用調整流量者能確保成膜速度的 ,則不必在分批尺寸之間調整各區間1〜5的溫度目 。但是 地變更 控制部 部7 6。 與反應 ]第5圖 度目標 批的成 3枚(L 是具體 該情形 〜5e所 目標値 熱處理 的中央 相不相 爲不變 下區間 ),是 寸一溫 明是在 均勻性 標値, -15- 1303083 (12) 亦即不使用分批尺寸-溫度的關係資料也可以。又,分批 尺寸-溫度的關係資料’是並不一定對於所有分批尺寸加 以製作也可以。例如,僅對於例如既述的七種分批尺寸的 特定分批尺寸可記載各區間1〜5的溫度目標値。這時候’ 對於其他分批尺寸的各區間1〜5的溫度目標値,由此些的 資料經內插可求出。 又,控制部7是具備晶圓配置安裝設計決定部7 7。該 晶圓配置安裝設計決定部7 7是記載著在各分批尺寸中如何 地決定成品基板的配置安裝設3十的運算的記憶邰。例如’ 利用2 5枚成品晶圓就成爲滿載的情形’晶圓晶舟2 7是一般 具有2 9段的保持溝(溝)。依照上述運算’若將最上段作 爲第一段,則將第1 5段作爲中心配置有成品晶圓P W,在 成品晶圓P W的上下配置有監測晶圓M W ’而在此些的上下 又配置有虛擬晶圓DW。在第6圖表示分批尺寸爲3 (L=3 )及2 5 ( L = 2 5 )時的晶圓的配置安裝設計。第6圖中的 < >是表示晶圓晶舟2 7的段數。第6圖的例子是成品枚 數爲奇數的情形。在成品枚數爲偶數時’例如以第1 5段作 爲基準而使下側枚數較上側多地決定晶圓配置安裝設計。 虛擬晶圓DW是配置成爲了容易進行成品晶圓PW的配置領 域的溫度控制。監測晶圓M W是配置成爲了評價藉由分批 處理被成膜在成品晶圓PW的薄膜。 回到第3圖,在控制部7連接有計數器8 1,被記載於第 1圖的晶圓W的移載手段3、溫度控制器5 1 ( 5 1 a〜5 1 e )及 流量調整部65、66。計數器8 1是例如依據來自設在托架搬 -16 - 1303083 (13) 入出部2 1的反射型光感測器等所構成的未圖示的面掃描感 測器的信號’計數托架搬入出部2 1上的托架C內的成品晶 圓的枚數。控制部7是對於各托架C,把握放在托架堆料機 2 3內的那一位置,或以那一虛擬進行熱處理。因此,若計 數著被搬入在托架搬入出部2 1的時刻的各托架C內的成品 晶圓的枚數,則可把握在各分批處理被熱處理的成品晶圓 的枚數。但實際上,由事先工程的控制部或上位電腦有放 進幾枚的成品晶圓的托架C被搬入的資訊被傳送至縱型熱 處理裝置之故,因而即使未進行依面掃描感測器的晶圓計 數,也可把握各托架C內的晶圓枚數。尤其是使用晶圓的 計數與被傳送的資訊的雙方者確實性較高。又,操作人員 也可經由輸入部74輸入分批尺寸。 又,一面參照表示於第7圖的工程圖,一面說明本實 施形態的作用。首先,托架C從外部被搬入至托架搬入出 部2 1 (步驟S 1 )。之後,按照處理種別,經由輸入部74從 處理條件選擇部73中選擇所對應的處理條件(步驟S2 )。 又’如既述地,藉由計數器7 8計數托架C內的成品晶圓P W 的枚數,並使得該枚數資訊被取進控制部7內。依據該枚 數資訊,把握由此欲進行的熱處理的分批尺寸(步驟S 3 ) ° CPU 7 1是依據程式收納部72內的程式,參照第一記憶 部 7 5內的分批尺寸一流量的關係資料而求得對應於該分 批尺寸的處理氣體的流量,而且參照第二記憶部76內的分 批尺寸-溫度的關係資料而求得對應於該分批.尺寸的溫度 斜度(各區間1〜5的溫度目標値)。(步驟S4 ) -17- 1303083 (14) 又’晶圓配置安裝設計決定部7 7是決定對應於該分批 尺寸的成品晶圓、虛擬晶圓及監測晶圓的配定安裝設計( 步驟S5 ) ° CPU 7 1是依照程式收納部72內的程式,能成 爲所決定的配置安裝設計般地在未圖示的控制器輸出控制 信號而控制移載手段3。由此,晶圓W被移載至晶圓晶舟 2 7 (步驟S 6 ) °然後,晶圓晶舟2 7是藉由晶舟昇降機2 6被 搬進反應容器內。之後’在所定壓力及溫度下二氯矽烷 及氨氣體分別從處理氣體供給管6 ( 6 1、6 2 )供給於反應 容器內,對於晶圓W進行熱處理而使矽氮化膜被成膜(步 驟S 7 )。亦即’熱處理是依據記載於所選擇的處理方法的 步驟及參數値所進行。因此,對於處理氣體的流量,控制 信號被輸出至流量調整部65、66而調整流量成爲按照分批 尺寸的流量,或是在此例中,對於各區間1〜5的溫度目標 値,也有控制信號被輸出至溫度控制器5 1 ( 5 1 a〜5 1 e )而 控制加熱器5 ( 5 a〜5 e )的溫度成爲按照分批尺寸的溫度 。之後,進行所定時間的熱處理之後,從反應容器內搬出 晶圓晶舟2 7 (步驟S 8 )。 依照上述實施形態,並不是經常將晶圓W滿載於晶圓 晶舟2 7的狀態下進行熱處理,而是依照按照在一分批欲處 理的成品晶圓的枚數的處理氣體的流量參數(在此例爲合 計流量的目標値)進行熱處理。因此,成爲不需要用以成 爲滿載狀態的虛擬基板,可得到低成本化,又也可抑制降 低產量。 又,流量參數的目標値是決定成在一分批欲處理的成 -18- 1303083 (15) 品晶圓的枚數互相不相同的分批處理的期間使得成膜速度 成爲一致之故,因而不管在一分批所處理的成品基板枚數 ,使得薄膜膜質在各分批間成爲一致。亦即,因流量變更 而有顧慮膜質變化’惟可能爲因保存成膜速度還變更流量 ,而能保存膜質。更詳述,成膜速度是以晶圓的溫度與晶 圓近旁的氣體環境。因此’即使變更流量,在相同溫度下 成膜速度也相同,爲也可說晶圓近旁的氣體環境也相同。 又,若晶圓溫度與氣體環境相同,則所成膜的薄膜膜質也 爲一定。所以,即使元件的電路圖案作成微細化而更薄膜 化,也可抑制元件特性的偏差程度。 又,事先求得上述合計流量的每一單位流量的膜厚, 亦即事先求得感度常數(nm/ seem ),測定熱處理後對 於監測晶圓的膜厚,若該膜厚從容許的膜厚偏離時,則以 感度係數除算膜厚差求出相當的流量的增減分量,而流量 僅調整其增減分量的流量。此乃爲事先求出上述合計流量 的每一單位流量的成膜速度(感度常數),而對於所得到 的薄膜的成膜速度若從容許成膜速度偏離時,與依據該相 差與感度常數來修正流量實質上相同。 第8圖是表示用以實施此種方法的控制部7的構成的一 例。在第7圖中,流量參數修正部7 9是依據上述感度常數 ,及所輸入的膜厚測定値與容許膜厚値的相差分量來修正 流量的部位。流量被修正之後,以該修正後的流量進行熱 處理。又如第8圖所示地,來自膜厚測定部8的膜厚測定値 即時被輸入至控制部7較理想。這時候,分別地可自動地 -19- 1303083 (16) 進行求得膜厚測定値與事先決定的容許膜厚値的相差的工 程,依據感度常數而求出流量修正分量的工程,修正流量 的工程。監測晶圓是可成膜與成品晶圓同等的薄膜。因此 ,所謂依據監測晶圓的膜厚測定値來修正流量,爲與成品 晶圓的膜厚測定値來修正流量同等。又,代替監測晶圓, 依據成品晶圓的膜厚來修正流量也可以。 在以上中,所謂流量參數,爲如使用兩種類的成膜氣 體時,並不被限定於將此些氣體的流量比作成一定的合計 流量者。例如流量參數是可爲將合計流量作成一定的流量 比,或是流量比及合計流量的雙方者。又,使用傳輸氣體 時,流量參數是傳輸氣體與成膜氣體的流量比也可以,或 是將傳輸氣體的流量作成一定時的複數種類的成膜氣體的 流量比等也可以。 又,本發明是並不被限定於藉由CVD等形成薄膜的處 理,例如也可以適用於氧化矽膜而形成氧化膜的情形。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明的一實施形態的熱處理裝置的整 體槪略構造的立體圖。 第2圖是表示第1圖的熱處理裝置的加熱爐周邊的縱剖 視圖。 第3圖是表示第1圖的熱處理裝置的控制系統的說明圖 〇 第4圖是將成膜速度重複顯示分批尺寸與氣體流量的 -20- 1303083 (17) 目標値的關係的圖表。 第5圖是表示對應分批尺寸與各區間的溫度目標値的 資料的說明圖。 第6圖是表示晶圓晶舟上的晶圓的配置安裝設計的一 例的說明圖。 第7圖是表示說明本實施形態的作用所用的工程圖。 第8圖是表示本發明的其他實施形態的控制系統的說 明圖。 第9圖是表示習知的熱處理裝置的槪略立體圖。 〔主要元件對照表〕 11 縱 型 加 埶 y ^ \ N 爐 12、2 7 晶 圓 晶 舟 13、2 6 晶 舟 昇 降 機 2 1 托 架 搬 入 出 部 22 托 架 搬 送 機 構 23 托 架 堆 料 機 24 交 接 台 25 晶 圓 裝 載 室 4 加 熱 爐 5 加 熱 器 6、61、 62 氣 體 供 給 7 控 制 部 8 移 載 手 段 -21 - 反應管 歧管 溫度控制器 64 流量調整部 66 氣體供給源 排氣管 蓋體 rrrL Π-ΐϊ.
旋轉台 保溫單元 匯流排 CPU 程式收納部 處理條件收納部 輸入部 第1記憶部 第2記憶部 晶圓配置安裝設計決定部 流量參數修正部 計數器 托架 晶圓 、V B 2 閥 -22-

Claims (1)

1303083 拾、申請專利範圍 第92 1 3 025 3號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國97年5月22日修正 1. 一種熱處理裝置,其特徵爲具備: 成爲保持複數基板的保持具(27),及 用以收容上述保持具的反應容器(4 1 ),及 成爲在上述反應容器供給處理氣體的處理氣體供給機 構(6 ),及 成爲在供給上述處理氣體時加熱上述反應容器(4 1 ) 而在基板施以成膜處理的加熱機構(5 ),及 記憶對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數資料 與上述處理氣體的流量參數的目標値資料的流量參數表資 料的流量參數表資料記憶部(75 ),及 按照在一分批處理所預定處理的基板的實際枚數,依 據被記憶在上述流量參數表資料記憶部(7 5 )的流量參數 表資料,成爲得到上述處理氣體的流量參數的目標値資料 ,而且成爲依照該目標値資料控制上述處理氣體供給機構 (6 )的控制手段(700 ); 上述流量參數的目標値資料,是所預定處理的基板枚 數互相不相同的分批處理間決定成膜速度成爲一致, 設有記憶對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數 資料與上述保持具的基板的配置安裝設計資料的配置安裝 設計表資料的配置安裝設計表資料記憶部(77 ); 1303083 上述控制手段(7 0 0 ),是按照在一分批處理所預定 處理的基板的實際枚數,而依據被記憶在上述配置安裝設 計表資料記憶部的配置安裝設計表資料,得到配置安裝設 計資料,而且依照該配置安裝設計資料能將上述基板保持 在保持具。 2.如申請專利範圍第1項所述的熱處理裝置,其中, 上述處理氣體供給機構(6 )是成爲在上述反應容器供給 複數種處理容器。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱處理裝置 ,其中, 上述加熱機構(5 )是具有對應於反應容器內的複數 區間的複數加熱手段(61 ), 設有記憶對應於一分批處理所預定處理的基板的枚數 資料與各區間的溫度的目標値資料的溫度表資料的溫度表 資料記憶部(76); 上述控制手段(7 0 0 ),是按照在一分批處理所預定 處理的基板的實際枚數,而依據被記憶在上述溫度表資料 記憶部的溫度表資料,得到各區間的溫度目標値資料,而 且依照該目標値資料能控制上述加熱手段。 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱處理裝置 ,其中,設有在上述成膜速度由所定容許範圍偏離時,依 據該成膜速度與事先所求得的處理氣體的每一單位流量的 成膜速度的變化分量成爲調整處理氣體的流量的調整手段 (65) ° -2- 1303083 5 . —種熱處理方法,針對於使用具備: 保持複數基板的保持具,及 搬入有上述保持具的反應容器’及 在上述反應容器供給處理氣體的處理氣體供給機構, 及 在供給上述處理氣體時加熱上述反應容器而在基板施 以成膜處理的加熱機構的熱處理裝置的熱處理方法,其特 徵爲具備: 依據對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數資料 與上述處理氣體的流量參數的目標値資料的流量參數表資 料,按照在一分批處理所預定處理的基板的實際枚數,得 到上述處理氣體的流量參數的目標値資料的工程,及 依照上述處理氣體的流量參數的目標値資料控制上述 處理氣體供給機構的工程,及 得到對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數資料 與上述保持具的基板的配置安裝設計資料的配置安裝設計 表資料的工程,及 依據按照在一分批處理所預定處理的基板的實際枚數 所得到的配置安裝設計資料,將上述基板保持在上述保持 具的工程, 上述流量參數的目標値資料,是在所預定處理的基板 枚數互相不相同的分批處理間使得成膜速度決定成一致。 6 ·如申請專利範圍第5項所述的熱處理方法,其中, 以處理時間除算在各分批處理被成膜於基板的薄膜的平均 -3- 1303083 膜厚的數値的最小値與最大値的相差是0 . 〇 5 nm /分。 7 ·如申請專利範圍第5項或第6項所述的熱處理方法 ,其中,上述加熱機構是具有對應於反應容器內的複數區 間的複數加熱手段; 又具備: 依據對應在一分批處理所預定處理的基板的枚數資料 與各區間的溫度的目標値資料的溫度表資料,按照在一分 批處理所預疋處理的基板的實際枚數,得到各區間的溫度 的目標値資料的工程,及 依照上述各區間的溫度的目標値資料控制上述加熱手 段的工程。 8 ·如申請專利範圍第5項所述的熱處理方法,其中, 上述流量參數是上述處理氣體的流量。 9.如申請專利範圍第8項所述的熱處理方法,其中, 上述k量參數是複數種處理氣體的合計流量及流量比的至 少一方。 1〇·如申請專利範圍第5項或第6項所述的熱處理方法 ,其中,上述流量參數表資料,是依據表示在一分批處理 所預定處理的基板的枚數資料與上述處理氣體的流量參數 的目標値資料的關係的實驗資料所製作。 1 1.如申請專利範圍第丨0項所述的熱處理方法,其中 ’上述流量參數表資料’是藉由內插表示在—分批處理所 預定處理的基板的枚數資料與上述處理氣體的流量參數的 目標値資料的關係的實驗資料所製作。 -4-
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