TWI352389B - Film forming method, film forming system and recor - Google Patents

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:停機時fe1。停機_的增加減少成《統的蓋出。淨 理包括以下步驟：在一預定溫度下独反應容器的内 y域反應容器的内部並拙空反應容器。因此不需要之 淨化處理增加了處理成本。 考慮到可能產生於反應容器中之粒子的估計數量，可藉 由修改用於成膜處理的每一诮如从 B 母週期的淨化配方來解決此問 題。然而’需要許多時間用於分析粒子產生的原因，並因 此，需要用於淨化處理的時間增加。 在專利文獻1中提出一 ffl 'J.' I ^ *種用於減少黏附於晶圓W之粒子 數量的技術。此先前接出夕姑他站 敌出之技術藉由改變反應爐中的溫度 而使黏附於反應爐之内表面的沉積薄膜破裂且當沉積薄膜 破裂於反應爐之外時使淨化氣體載運產生之粒子。然而， 此先前提出之技術使用與成膜處理之I型無關的相同淨化 配方並因此不能解決前述問題。 專利文獻 1 : JP 2000-306904 A 【發明内容】 已馨於該種情況進行了本發明且因此本發明之一目的在 於提供-種能夠藉由基於由—選定成膜配方形成之薄膜的 厚度自複數個預先製備之淨化配方中自動選擇_適當淨化 配方並用由較之淨化配化處理來處理一反應 容器而達成-有效淨化處理並抑制_該淨化處理之後的成 膜處理中氣體及粒子之產生的技術。 一種藉由用具備複數個成膜配方之熱處理系統並使用成 膜氣體之成膜處理來處理基板的成膜方法包括以下步驟·· I0656I.doc 1352389 藉由自成膜配方中的冑定一者指定的成膜處理來處理固 持于置放於-反應容器中之基㈣持器上的基板；自該反 應容器卸載基板；基於-等於藉由由選定之成膜配方指定 之成膜處理之週期㈣成的薄膜厚度總和的累積厚度而自 動選擇複數個預絲備之淨化配方中—個淨化配方；並進 仃由選定之淨化配方指定的淨化處理以藉由在已自反應容 益卸載基板之後供應-淨化氣體至該反應纟器來淨化該反 應容器。 忒等複數個成膜配方包括分別指定用以形成相同類型之 薄膜之不同成膜氣體的成膜配方及分別指定相同成膜氣體 及不同處理溫度範圍的成膜配方。該等複數個淨化配方包 括在反應容器中之淨化時間及溫度條件中至少—者上彼此 不同的淨化配方。ϋ由不同溫度分佈(意即，溫度隨時間 變化的不同圖案）指定反應容器中的不同溫度條件。 基板固持器固持平行層面内複數個基板，且淨化處理包 括在已自反應容n卸載基板固持器之後密封反應容器之狀 態下進行的第-淨化處理。基板固持器固持平行層面内的 複數個基板’且淨化處理包括在將空基板固持器置放於經 密封之反應容器中之狀態下進行的第二淨化處理。 根據本發明之成膜方法可進一步包括如下步驟：基於經 里測之反應容器中之粒子數及經量測之黏附於基板表面之 粒子數中至少一者來改變淨化配方。在根據本發明之成膜 方法中第及/或第一淨化處理可包括強制冷卻反應容 器之步驟^二淨化處理可包括如下步驟：在—高於用於 106561.doc 1352389 爭化處理之後的成胺旁M & 扪成膜處理之處理溫度的溫度下加熱反應容 器。 成膜系統，其藉由由一自複數個不同成膜配方中選出 成膜配方^疋的成膜處理而在固持於—置放於反應容器 中之基板固持器上的基板上形成薄膜並藉由在已自反應容 ««卸載基板之後供應一淨化氣體至反應容器來進行一淨化 處理’該成膜系統包括：—儲存分別指定不同淨化處理之 複數個淨化配方的儲存單元；用於管理—等於藉由由每一 成膜配方指定之成膜處理之週期而形成的薄膜厚度總和之 累積厚度的管理構件；及一用於基於等於藉由選定之成膜 配方指定之成膜處理而形成的薄膜厚度總和之累積厚度而 自該等複數個淨化配方中選擇一淨化配方的淨化配方選擇 構件。 該等複數個成臈配方包括分別指定用於形成相同薄膜之 不同成膜氣體的成膜配方及分別指定不同處理溫度範圍及 相同成膜氣體的成膜配方。該等複數個淨化配方包括用於 淨化處理之處理時間及反應容器中之溫度中至少一者上彼 此不同的淨化配方。 在根據本發明之成膜系統中，基板固持器固持平行層面 内複數個基板，且淨化處理可進一步包括在已自反應容器 卸載基板固持器之後密封反應容器之狀態下進行的第一、淨 化處理。在根據本發明之成膜系統中，基板固持器固定平 行層面内複數個基板，且淨化處理可包括在將空基板固持 器置放於經密封之反應容器中之狀態下進行的第二淨化處 106561 .doc -10- 1352389 理。

根據本發明之一記錄媒體儲存用以由電腦執行的程式以 進行根據本發明的成膜方法。更具體言之，待由電腦執行 之程式指定以下步驟：藉由基於一選定之成膜配方的成骐 處理來處理固定于置放於一反應容器中之基板固持器上的 基板；自該反應容器卸載基板；基於一等於藉由基於選定 之成膜配方之成膜處理而形成的薄膜厚度總和的累積厚度 而自動選擇複數個預先製備之淨化配方中一個淨化配方； 並基於選定之淨化配方藉由供應一淨化氣體至反應容器來 進行一淨化處理。累積厚度為自開始使用一新的反應容器 或自清潔該反應容器内部後重新開始使用該反應容器而形 成之薄膜的厚度總和。舉例而言，藉由合計分別用於諸成 膜處理的所要薄膜厚度來計算累積厚度。 ^本發明基於等於藉由選定之成膜配方指定之成膜處理而 形成的薄膜厚度總和的累積厚度來選擇淨化配方。累積厚 度未必僅用於該等成臈配方中每_成膜配方。根據本發 明’累積厚度可用於一組複數個成膜配方，並可基於用於 该組成膜配方的累積厚度來選擇淨化配方。 S己錄媒體為軟型磁碟、厭給止掩 主砸磲Μ細先碟、磁光碟（意即，所謂 的ΜΟ光碟）中任何一者。 根據本發明，基於等於由選定之成膜配方而形成之薄膜 厚度總和的1積厚度自該等複數個預先IHf之淨化配方中 自動選出淨化配方，且藉由-由選定之淨化配方指定的淨 化處理來淨化反應容器。.因此執行_與成膜處理相容的適 10656I.doc '匕處理。由某些成膜配方指定的某些成膜處理要求一 2具有較強淨化效應之淨化配方指定的淨化處理而某些其 成膜處理不要求一由具有較強淨化效應之淨化配方指定 的淨化處理。具有較強淨化效應的淨化處理花費較長處理 時間。與成膜配方相容之適當淨化處理減少了用於淨化處 理之浪費的處理時間，能夠移除沉積於反應容器之内表面 ^並成為氣體及粒子產生之原因的薄膜，並可抑制用以在 淨化處理之後進行之成膜處理中氣體及粒子的產生。 因此’其t成膜系統不起作用的停機時間被消除或減少 至最小可能之範圍内’並可抑制成膜系統歸因於淨化處理 之產出的降低6 【實施方式】 首先’將描述-用於進行根據本發明之一成膜方法之根 據本發明之第-實施例中的成膜系統。在展示分批型低壓 C+VD系統中之—成膜系統的圖1中，2處指示-由（例如）石 央製成的圓柱體垂直反應容器。反應容器2具有一用作一 爐口的開放下部端21。一凸緣22圍繞開放下部端21與反應 谷益2形成整體。由（例如）石英製成的第-蓋23安置於反應 令盗2之下。藉由—晶舟升降機2〇垂直移動第一蓋以使 第-蓋23與開放下部端21緊密接觸用以密封反應容器2並 用以將第-蓋2 3與開放下部端2 i分離以打開反應容器2。 藉由上升機構2〇a而垂直移動晶舟升降機2〇。穿過第一 蓋23之一中央部分而垂直延伸一旋轉軸24。一晶舟乃（意 即，-基板固持器）係安裝於旋轉軸24之頂部。 106561 .doc 12 1352389 晶舟25具備三個或三個以上立式支樓杆體^。在此實施 例中’晶舟25具備四個支樓杆體26。支撑杆體26具備槽用 以支例如）晶舟25上—垂直排列t的-百二十五個i圓 、W ’思即’工作件。某些虛設晶圓排列於-容納晶圓|之 • ㈣固持範®的上部及下部端部分中且待處理之晶圓卿 '歹’]於晶圓固持範圍之上部與下部端部分之間的一中間部分 中。一用以驅動用於旋轉之旋轉軸25的馬達M安置於旋轉 ㈣的下部端之下。因此藉由馬達Μ旋轉晶舟25 一隔熱 單兀27安裝于第一蓋23上以便環繞旋轉軸24。 晶舟升降機20在反應容器2中一處理位置與裝載區辦 一裝載位置之間垂直移動晶舟25，其中晶圓W被載入晶舟 25中並自晶舟25被卸载。當晶舟升降機20將晶舟25定位于 . 處理位置時，第一蓋23關閉反應容器2的開放下部端2 j。 由（例如）石英製成之第二蓋29安置於反應容器2之下。可藉 由一驅動機構29a水平移動第二蓋29。當第一蓋23固持于 φ 裝載區28中且開放下部端21被打開時，第二蓋29緊密覆蓋 反應容器2之開放下部端2 1以密封反應容器2。 一 L形噴射器31係穿過一形成於反應容器2之凸緣22中的 孔而進入反應容器2中以提供氣體於其中固持晶圓貿的反 應容2中氣體供應管32(意即，一氣體供應管線）使其 一端連接至喷射器31的基礎端並使其另一端穿過一氣體供 應控制單元100連接至（例如）四個成膜氣體源33、34、35及 36及一淨化氣體源37。藉由喷射器3丨將需要用於成膜的成 膜氣體喷射於反應容器2中。氣體供應控制單元1 〇〇具有包 106561.doc 1352389 括閥門V1至V5及流量調節器Μ1至M5的流量控制裝置。 在此實施例中’成膜氣體源33、34、35及36分別提供 siH2Cl2氣體（二氯矽烷氣體，縮略為DCS氣體）、Si2Cl6氣 體（HCD氣體）、雙-第三丁基胺基矽烷氣體（BTBAS氣體）及 氨氣（NH3氣體）。淨化氣體源提供惰性氣體，諸如氮氣 (N2)。淨化氣體並非限於惰性氣體。 一用於自反應容器2釋放氣體的釋放開口形成於反應容 器2之上部中。一釋放管43連接至釋放開口。將一用於抽 空反應容器2以在反應容器2中創造一所要真空的真空泵 41(意即，一抽氣構件）及一諸如蝶形閥之壓力調節器ο置 放于釋放管43中。將-具備一主閥Mv之主管⑽及一具 備（例如）一針閥NV且平行連接至主管線的旁路管線Μ置放 於真空栗41與愿力調節器42之間的釋放管43的一部分中。 關閉主閥鮮並打開針閥NV用以以（例如）約3〇 之低釋 放速率穿過旁路管線46自反應容器轉放氣體。打開主間 MV與針閥NV兩者以通過主管線45與旁路管線μ兩者抽* ί應容器2。用一被圖1中鏈式線包圍的區域表示釋放控制 單元200。 將反應容器2置放於一加熱爐52中。加熱㈣具備 於加熱反應容器2之内部的加熱器51，意即 件。較佳地’加熱器5〗包括—碳 σ .、、、構 引起污染並具有極好的加熱特徵。^功碳線不會 提供至加熱器51的功率。一環形“ ”二制益5U控制 由^。 形空氣供應管道53安置於拓 應谷态2與加熱爐52之間的一 ；反 …間中用以包圍反應容 106561.doc -14· 1352389 器2之下部分。空氣供應管道53在其上壁中具備複數個出 口 55。一用於載運在約〇°c之溫度下經冷卻之冷卻空氣的 空氣供應管54連接至空氣供應管道η。透過空氣供應管54 及空氣供應管道53提供經冷卻之空氣用於強制冷卻。圖i 中亦展示一用於將空氣吹進空氣供應管道53的風扇56、一 釋放管線57及-包括-閥門及—流量調節器的空氣供應系 統5 8。 成膜系統具備置放于裝載隨中的第_粒子制器61及 置放于釋放管43中的第二粒子偵測㈣。第一粒子谓測器 61及第二粒子福測器62提供谓測訊號至-控制器。第一粒 子福測器61為-用於計數固持于成膜系統之外或之内的晶 圓表面上之粒子的粒子計激哭。贫 丁纤歡态。弟一粒子偵測器62為一用 於計數反應容器2或自妊猱_ 飞匕栝釋放管43之釋放系統中佔優勢之 氣相中的粒子的粒子計數器。 成膜糸統具舍一包括一雷聰沾把主丨β 電月自的控制益7。控制器7控制晶 舟升降機20之上升機構2〇a、 印a也動第一盍29之驅動播 構29a、用於控制提供至 …亞：Μ您功孕的功率控制 51a、氣體供應控制單元 ° <平兀、釋放控制單元2〇〇及空 應系統5 8的操作。實％ μ 針 貫際上，控制器7包括一 CPU(中央處理 早凡）、儲存於一儲存裝置中之 _ 矛式及健存裝置。圖2在方 塊圖甲展示了控制器7。本 知乃之特γ政為—用於淨介忐聪 系統之反應容器2的淨化虛 化成膜 處里且因此優先說明關 處理的組件。 茨淨化 一淨化配方儲存裝 參看圖2,一成膜配方儲存裝置7】 106561.doc 1352389 置72、一淨化配方選擇程式儲存裝置乃、一薄臈厚度管理 單元74、一用於管理反應容器2之操作時間的操作時間管 理單7G 75、一粒子數量管理單元76、該第一粒子偵測器 61、該第二粒子偵測器62、該空氣供應控制單元〗、該 释放控制單元200、該空氣供應系統58、該用於控制提供 至加熱器51之功率的功率控制單元51a、該晶舟升降機2〇 之上升機構20a及該用於驅動第二蓋29的驅動機構29a均連 接至一匯流排70。

成膜配方储存裝置71儲存複數個成膜配方，其包括用於 分別使用不同成膜氣體形成相同薄膜之成膜配方及用於使 用相同成膜氣體並分別使用不同溫度範圍内之處理溫度形 成相同薄膜之成膜配方。 此實施例製備四個配方，意即，成膜配方卜成膜配方 2、成膜配方3及成膜配方4。成膜配方！指冑Dcs氣體為成 膜氣體。成膜配方2指定HCD氣體為成膜氣體並指定處理 溫度在5帆以下。成膜配方3指^刪氣體為成膜氣體並 指定處理溫度不低於。成膜配方4指定BTBAS氣體為 成膜氣體。 淨化配方储存裝置72(意即，儲存裝置）儲存複數個淨化 配方。該等淨化配方描述了用於淨化處理的條件。在相繼 成膜處理之間的—週期内進行淨化處理以藉由一淨化氣體 淨化反應容器1等複數個淨化配方包括為淨化處理之處 理時間與反應容器之内部溫度中至少—者指定不同值的淨 化配方。反應容器之内部溫度的差異表示了代表設定溫度 106561.doc 1352389 隨時間之變化之溫度分佈的差異。 圓3、4、5及6分別藉由實例展示了分別對應于成臈配方 1、2、3及4的淨化配方1、2、3及4。

淨化配方選擇程式73為一用於基於—等於藉由被—選定 成膜配方指定之成膜處理的週期而形成之薄膜的厚度總和 的累積厚度來選擇該等複數個淨化配方中一個淨化配方的 淨化配方選擇構件L言之，—預定淨化配方係基於 成膜配方及累積厚度而自該等複數個預先製備之淨化配方 中選出。圖8至圖π展示用於選擇分別與選定之成膜配方 結合而分別使用之淨化配方的淨化配方選擇程序的流程 圖。藉由淨化配方選擇程序選擇一預定淨化配方。圖7為 一用於促進瞭解成膜配方與淨化配方之間關係的表。 薄膜厚度管理單元74獲取等於由選定之成膜配方形成之 薄膜厚度總和的累積厚度，累積厚度為自開始使用一新的 反應容器或自清潔反應容器内部後重新開始使用該反應容 益而形成之薄膜的厚度總和。舉例而言，藉由合計分別用 於成膜處理的所要薄膜厚度來計算累積厚度。 操作時間管理單元75計算已為由成膜配方指定之成膜處 理的週期而操作反應容器2所經過的累積操作時間。操作 時間為已將固持未處理之晶圓W的晶舟2 5載入反應容器2 之後藉由第一蓋23關閉反應容器2之開放下部端之一瞬間 與已將容納未處理之晶圓W的晶舟25自反應容器2卸載之 後藉由第二蓋29關閉反應容器2之開放下部端之一瞬間之 間的時間。 106561 .doc • 17· 1352389 粒子數管理單元76όι . 。 自第一粒子偵測器6】及第二粒子偵測 窃收關於$測之粒子數的資料。當粒子之產生模 生變化，例如，告承沾加2如 其 〇 曰十均粒子數加倍或增至三倍時，粒子數 e單το 76在-預定時間提供異常粒子產生訊號。 將儲存於控制器7中的軟體(意即，處理程式' 成膜配 方、命化配方及用於進人成膜配方及粒子配方的圖形資 料说錄于—安裝於控制器7中的記錄媒體（諸如軟性磁碟、'

壓T光碟、磁光碟(意即，所謂的M0光碟))中。處理程式 為心疋待由成膜系統進行之操作的電腦程式。淨化配方選 擇程式為處理程式之一。 將藉由實例描述-用以由成膜系統進行的成膜方法。假 定將DCS氣體用作成膜氣體以形成—_薄膜而將參看圖8 十所展示的流程圖來描述該成膜方法。藉由電腦程式來控 制由圖8中所展示之流程圖表示的程序之步驟的執行。在 步驟s 1中選擇成膜配方〗。在步驟S2中計算累積厚度及已 使用反應容器2所經過的累積操作時間，對粒子計數並進 行由成膜配方1指定的成膜處理。預定數量之晶圓w安裝 於晶舟25上並藉由用晶舟升降機2〇升高第—蓋^而將晶舟 25載入反應容器2。 在已將晶舟25載入反應容器2中並已藉由第一蓋23關閉 反應容器2的開放下部端21之後，在（例如）65〇。(：至76〇。(：之 範圍内的溫度下加熱反應容器2的内部，打開主閥^^^及針 閥NV並操作真空泵41以將反應容器2抽空至Λ n ^ (例如）0.4 Pa 的預定真空。 106561.doc -18 - 1352389 而後，分別自第一成膜氣體源33及第二成臈氣體源34以 預定流動速率將DCS氣體及NH3氣體提供至反應容器2中用 以進行成膜處理而形成一SiN薄臈，藉由熱分解來分解提 供至反應容器2中的DCS氣體及NH3氣體且SiN薄膜沉積於 每一晶圓W的表面上。在彼等成膜處理之步驟期間，馬達 Μ旋轉晶舟25。停止供應DCS氣體及Μ%氣體，自反應容 器2釋放該反應容器中的氣氛，自淨化氣體源”將^^〆意 即，一淨化氣體）供應至反應容器2中用於淨化。在因此已 淨化了反應容器2之氣氛後，反應容器2的内部壓力被調節 至該大氣壓力。而後，自反應容器2卸載晶舟乃並在步驟 S3中終止由成膜配方！指定的成膜處理。 隨後，進行淨化處理，首先選擇淨化配方。在步驟84中 進行查詢用以瞭解粒子數管理單元是否判定了粒子數正 常。若粒子數正常’則成膜方法轉向步驟S5。若粒子數異 常，則在步驟S6中執行由淨化配方4指定的淨化處理。 在步驟S5中進行查詢用以瞭解由薄膜厚度管理單元了斗計 算的累積厚度是否大於一(例如)15 —的臨限累積厚度A。 若步驟S5中之查詢的回應為否定，則在步驟S7中進行由淨 化配方1指定的淨化處理。若步驟“中之查詢的回應為肯 疋則在步驟S6中進行由淨化配方4指定的淨化處理。在 已兀.成由選疋之淨化配方指定的淨化處理之後，將固持未 處理之曰曰圓…的晶舟25載入反應容器2中且而後在步驟88 中開始成膜處理的下一週期。 假疋將HCD氣體用作成膜氣體用於在低於5〇〇。〇之處理 值度下形成一 SiN薄膜而將參看圖9中所展示的流程圖來描 106561.doc •19· 1352389 述該成膜方法。在步驟S21中選擇成膜配方2。在步驟S22 中計算累積厚度及已使用反應容器2所經過的累積操作.時 間’對粒子計數並進行由成膜配方2指定的成膜處理。將 HCD氣體及NH3氣體用作成膜氣體，在不低於45〇cc而低於 500C之溫度下加熱反應容器2的内部。在步驟S23中終止 由成膜配方2指定的成膜處理。

隨後開始一淨化處理。在步驟S24中進行查詢用以瞭解 粒子數是否正常。若步驟S24中之查詢的回應為肯定則執 行步驟S25 »若步驟S24中之查詢的回應為否定則執行步驟 S29以進行由淨化配方4指定的淨化處理。 在步驟S25中進行查詢用以瞭解由薄膜厚度管理單元74 計算的累積厚度是否大於一（例如）5〇〇〇人的第二臨限累積 厚度A1。若步驟S25中之查詢的回應為否定，則執行步驟 S26。若步騾S25中之查詢的回應為肯定則執行步驟s29以 進行由淨化配方4指定的淨化處理。

在步驟S26中進行查詢用以瞭解由薄膜厚度管理單元74 計算的累積厚度是否大於一(例如)1〇〇〇入的第一臨限累積 厚度A1。若步驟S26中之查詢的回應為否定則在步驟Μ? 中進行由淨化配方2指定的淨化處理。若步驟S26中之查詢 的回應為肯定則在步驟S28中進行由淨化配方3指定的淨化 處理。在已完成由選定之淨化配方指定的淨化處理後，在 步驟S30中開始成膜處理的下一週期。 假定將卿氣體用作成膜氣體用於在不低於5〇(TC之處 理溫度下形成一SiN薄膜而將參看圖1〇中所展示的流程圖 I06561.doc -20. 1352389 來描述該成膜方法。在步驟S41中選擇成膜配方3。在步驟 S42中4异累積厚度及已使用反應容器2所經過的累積操作 時間，對粒子計數並進行由成膜配方3指定的成膜處理。 將HCD氣體及叫氣體用作成膜氣體，在500t至60(TC範 ' ®内之溫度下加熱反應容器2的内部。在步驟S43中终止由 成膜配方3指定的成膜處理。 隨後開始一淨化處理。在步驟S44中進行查詢用以瞭解 粒子數是否正常。若步驟S44中之查詢的回應為肯定則執 行步驟S45。若步驟S44中之查詢的回應為否定則執行步驟 S47以進行由淨化配方4指定的淨化處理。 • 在步驟S45中進行查詢用以瞭解由薄膜厚度管理單元74 • 計算的累積厚度是否大於一（例如）5000 A的臨限累積厚度 A。若步驟S45中之查詢的回應為否定，則執行步驟Μ6。 若步驟S45中之查詢的回應為肯定則執行步驟S47以進行由 淨化配方4指定的淨化處理。在已完成由選定之淨化配方 _ 指定的淨化處理後，在步驟S48中開始成膜處理的下一週 期。 假定將BTB AS氣體用作成膜氣體用於形成一 siN薄膜而 將參看圖11中所展示的流程圖來描述該成膜方法。在步驟 S51中選擇成膜配方4。在步驟S52中進行由成膜配方定 的成膜處理。將BTBAS氣體及NH3氣體用作成膜氣體，且 在（例如）45〇°C至6〇〇t範圍内之溫度下加熱反應容器2的内 部。在已在步驟S53中終止由成膜配方4指定的成膜處理之 後，在步驟S54中選擇淨化配方4並進行由淨化配方4指定 106561.doc •21 · 1352389 的淨化處理。在已完成該淨化處理後，在步驟S55中開始 成膜處理的下一週期。 將描述彼等淨化配方。參看圖3,當將晶舟25载運至裝 載區28且第二蓋29關閉反應容器2之開放下部端^時，在 時間T1開始由淨化配方⑽定的淨化處理。當開始淨化處 理時，停止供應功率至加熱器51且藉由通過空氣供應管道 供應（例如）〇t的冷空氣至反應容器2與加熱爐52之間的空 間内並通過釋放管線57自該空間釋放空氣而以一強制冷= 模式來冷卻反應容器2。g 士匕反應容器2至時間丁之時被快速 冷卻至一（例如.)之300。〇的第一溫度。而後，停止供應冷空 氣並重新開始供應功率至加熱器51用以（例如）之在65〇t>c至 76(TC範圍内用於該成膜處理的溫度下加熱反應容器2至時 間T3。判定第一溫度及時間72以便以一（例如）75。^論之 冷卻速率快速冷卻反應容器2以使在淨化處理開始時反應 容器2之溫度與在時間丁 2時反應容器2之溫度間的差異在約 100°C至約500°C範圍内。 在時間T!與時間T3之間的時段巾，以_(例如）約3〇如 的流動速率通過氣體供應管32將淨化氣體自淨化氣體源p 供應至反應容器2中，g閉主闕MV，打開針闕肩並操作 真空泵41用以以一（例如）約3(n/min2釋放速率穿過旁路管 線46釋放反應容器2中的氣氛。如圖12中所展示地，由： 化配方1指定的淨化處理為未將晶舟25置放於反應容器2中 而進行的第…淨化處理。該第一淨化處理所需的處理時間 為（例如）約12 · 5 m i η。 10656I.doc •22- 1352389 己1為用於由指定DCS氣體為成膜氣體之成膜配 曰&之成膜處理的基本配方。藉由在由成膜配方^指定 2成膜處理的每—週期完成之後進行由淨化配方i指定的 =化處理可抑制歸因於氣體之產生及沉積於反應容器2内 ^面上之薄膜的分離之粒子的產生其限制條件為滿足預 疋條件，思即，其限制條件為粒子數正常，累積厚度在臨 限累積厚度A以下且累積操作時間在一限制累積操 B以下。 當藉由_冷卻快速冷卻反應容W時，反應主產物及 反應副產物之薄膜歸因於彼等薄膜與由石英製成之反應容 器2之間熱容量的差異而破裂。 當以⑽1/mhl之釋放速率釋放反應容器2中的氣氛時’ :將脫洛之"L積薄膜的表面部分被移除並被釋放至反應容 态2之外。因此’可抑制歸因於即將脫落之沉積薄膜之表 面部分的分離的氣體及粒子的產生並可防止在淨化處理之 後的成膜處理中氣體及粒子的產生。若在成膜處理期間沉 積薄膜產生不當氣體’則會降低沉積薄膜至反應容器之内 表面的黏著強度且沉積薄膜易自反應容器2脫落。因此， 需要抑制氣體的產生。 Η 在淨化處理期間藉由第二蓋29關閉反應容器2的開放下 ，端。因此’固持于裝載區28中的晶抑不會被自反應 容器2之内表面脫落的薄膜污染。由淨化配方1指定的淨化 處理時間為12·5 min ’該時間為自晶舟25卸載經處理之晶 圓w並裝載未處理之晶圓w于裝載區28中晶务以上所需的 106561.doc •23· 1352389 重新裝載時間。因此，因為當在重新裝載時間内進行淨化 處理時淨化處理不需要任何用於該淨化處理的時間且成膜 系統的產出不會減少，所以未操作成膜系统的停機時間不 會增加。 將參看圖4描述由淨化配方2指定的—淨化處理2。藉由 置放於反應容器2中的空晶舟25進行淨化處理2。自反廡容 器2卸載固持經處理之晶圓…的晶舟25，自晶舟乃卸載經 處理之晶圓，將空晶舟25置放於反應容器2中，且而後開 始淨化處理2。 當在已將空晶舟25載入反應容器2後藉由第一蓋23關閉 反應容器2的開放下部端2 1時開始淨化處理2。當將空晶舟 25載入反應容器2時反應容器2内部的溫度為（例如）等於 450°C與一低於500°C之溫度間用於成膜處理的溫度。在用 於將空晶舟25載入反應容器2之一時段之後的一等待時段 中’以一約1 slm的流動速率通過氣體供應管32將N2自淨 化氣體源3 7供應至反應容器2中。 而後，抽空反應容器2。操作真空埠41並打開針閥NV以 通過旁路管線46釋放反應容器2中的氣氛。而後，打開主 閥MV以通過主管線45釋放反應容器2中的氣氛以將反應容 器抽空至一約0.4 Pa的真空。在此實例中’經抽空之反應 容器2中的壓力為約〇.4至約1.〇 Pa範圍内。 在時間T4開始供應功率至加熱器5 1用以在使用A之淨化 週期期間在一（例如）850°C的第二溫度下加熱反應容器2的 内部至時間T5。希望該第二溫度高於一用於在淨化處理之 106561.doc • 24- 後進行之成膜處理的處理溫度》在時間T6開始冷卻反應容 器2至時間Τ7以將反應容器2冷卻至一（例如）等於45 0°C與 500C以下之溫度之間用於成膜處理之處理溫度的溫度。 在淨化週期中，以一 1 的流動速率通過氣體供應管 32將A自淨化氣體源37供應至反應容器2中以藉由沁淨化 反應容器2的氣氛（N2淨化步驟），停止供應n2，且而後操 作真空泵41以柚空反應容器2(vAC步驟）。在將n2氣體供應 至反應容器2中的同時操作真空泵4丨並打開主閥Mv以釋放 反應容器2中的氣氛。 交替重複淨化及釋放。在已重複淨化三次之後停止供應 Ν2，且而後在已重複釋放三次之後關閉主閥Μν及針閥nv 並停止真空泵4 h而後，以一 3 〇 sim的流動速率將凡自淨 化氣體源37供應至反應容器2中以將反應容器2中的壓力調 即至大氣壓力。而後，以i slmW 自淨化氣體源37供應 至反應容器2並自反應容器卸載晶舟25以完成淨化處理。 淨化處理的處理時間為（例如）約30.7 min。 由淨化配方2指定的淨化處理可有效抑制由抽氣及所產 生的沉積薄膜自反應容器2之内表面之分離引起的粒子之 產生淨化配方2為-指定使用由成膜配方2指定為成膜氣 體之:CD氣體及500°C以下之溫度之成膜處理的基本配 方月J述預定條件可藉由在完成由成膜配方2指定之成膜 處理的每一週期之後進行由淨化配方2指定的淨化處理來 抑制細因於反應交势 Μ 益2中氣體之產生及所產生的沉積薄膜 自反應谷器2之内表面之分離的粒子之產生。 10656l.doc j352389 在淨化處理期間同時進行在反應容器之第二溫度下的抽 工及加熱以藉由反應容器2與沉積薄膜之間熱容量之差異 來促進沉積薄膜自反應容器2之内表面的分離及所產生的 氣體之產生。因此，迫使剩餘薄膜產生氣體。在高於一用 於以下成膜處理之處理溫度的第二溫度下加熱反應容器2 抑制了該成膜處理期間氣體的產生。 藉由置放於反應谷器2中的空晶舟25來進行淨化處理。

因此可移除沉積於晶舟乃上的薄膜以抑制粒子之產生並可 抑制剩餘薄膜之除氣。 將參看圖5描述一由淨化配方3指定的淨化處理。由淨化 配方3指定的淨化處理係類似於由淨化配方2指定的淨化處 理2。藉由置放於反應容器2中的空晶舟25來進行淨化處 理。自反應容器2卸載固持經處理之晶圓w的晶舟25，自 晶舟25卸載經處理之晶圓，將空晶舟乃置放於反應容器2 中，且而後開始由淨化配方3指定的淨化處理。 當在已將空晶舟25载入反應容器2後藉由第一蓋23關閉 反應容器2的開放下部端21時開始淨化處理。在用於將空 晶舟25載入反應容器2之一時段之後的一等待時段中，以 一約1 的流動速率通過氣體供應管32將乂自淨化氣體 源3 7供應至反應容器2中。 在時間T8停止供應功率至加熱器5】且藉由通過空氣供應 管道將（例如）〇°⑽冷空氣供應至反應容器2與加 間的空間中並通過釋放管線57自該㈣釋放空氣而以強制 冷部模式來冷钟反應容器2。因此反應容器2至時間丁9時被 I06561.doc * 26 - 1352389 快速冷卻至一（例如）3〇〇〇C的第三溫度。判.定該第三溫度以 使在淨化處理開始時反應容器之温度與在時間丁9時反應容 器之溫度之間的差異在約loot至50010範圍内。快速冷卻 以一（例如）75。(：/min的冷卻速率冷卻反應容器2。 而後抽玉反應谷器2。操作真空杲41並打開針閥nv以 通過旁路管線46釋放反應容器2中的氣氛。而後，打開主 閥MV以通過主管線45釋放反應容器2中的氣氛以將反應容 器抽空至一约0.4 Pa的真空。在此實例中，經抽空之反應 谷器2中的壓力在約0.4至約1.0 Pa的範圍内。 隨後，在至時間T9時已將反應容器2之内部冷卻至第三 溫度之後停止供應冷空氣並重新開始供應功率至加熱器 51。加熱反應容器2以便在一第四溫度下加熱反應容器二的 内部至時間T10並供應A至反應容器2中用於一淨化週期。 希望該第四溫度高於一用於以下用以在淨化處理之後進行 的成膜處理的處理溫度。將反應容器2的内部保持於該第 四溫度下直至自反應容器2卸载晶舟25。 淨化週期通過氣體供應管32以1 slm的流動速率將a自 淨化氣體源37供應至反應容器2中（N2淨化步驟），停止供 應A至反應容器2中，且而後藉由真空埠41抽空反應容器 2 (V A C步驟）。在N 2淨化步驟期間打開主閥M v用於使用真 空泵41的抽空。交替重複N2淨化步驟與VAC步驟《在乂淨 化步驟之第三週期中Hi slm自淨化氣體源37供應氮2氣 Nr而後，停止供應凡，關閉主閥河¥及針閥Nv&停止使 用真空泵41之抽空，並以30 sim自淨化氣體源37供應％以 106561.doc -27- 1352389 將反應容器2之内部壓力調節至大氣壓力。而後，以一 2 slm之流動速率將N2自淨化氣體源37供應至反應容器2中 並自反應容器2卸載晶舟25以完成淨化處理。該淨化處理 的處理時間為（例如）約34.4min。 淨化配方3為一用於使用由成膜配方2指定為成膜氣體之 HCD氣體並在5GGt^6G(rc範圍内的溫度下進行之成膜處 =基本配方。前述預定條件可藉由在完成由成臈配方3 指疋之成臈處理的每一週期之後進行由淨化配方3指定的 淨化處理來抑制歸因於反應容器2中氣體之產生及所產生 的沉積薄膜自反應容器2之内表面之分離的粒子之產生。 由淨化配方3指定之淨化處理的淨化效應高於由淨化配 方1及2指定之淨化處理的效應，且由淨化配方3指定之淨 化處理抑制氣體產生及職生餘子產生的效應高於由淨 化配方1指定之淨化處理抑制氣體產生及所產生的粒子產 生的效應。因此’即使累積厚度大於—預定臨限累積厚度 且’儿積於反應容器内表面上的薄膜破裂並準備產生粒子， 亦可藉由進行由淨化配方3指定的淨化處理來抑制在由成 膜配方1指定之成膜處理期間氣體及粒子的產生。 由於淨化配方3抑制粒子產生的效應高於淨化配方2抑制 粒子產生的效應，因此即使累積厚度大於1〇〇〇人的第一臨 限’τ'積厚度A 1 亦可藉由進行由淨化配方3指定的淨化處 理而在由成膜配方2指定之成膜處理期間抑制粒子的產 生。 此淨化處理藉由強制空氣冷卻而冷卻反應容器2以移除 106561.doc -28- 叫389 ^積於反應容ϋ 2之内表面上_主產物及副產物的薄膜的 表面層（該等表面層即將脫落）並藉由用真空㈣釋放反應 =器2中的氣氛而將被移除之薄膜之表面層釋放至反應容 益2之外。反應容器2之抽空促進沉積薄膜自反應容器㈣ 分離。抽空期間反應容器2的強制空氣冷卻在自反應容器2 移除沉積薄膜上正常壓力下反應容器2的強制空氣〜冷卻更 為有效。移除沉積薄膜的表面層可有效抑制歸因於沉積薄 膜自反應容器2之分離的粒子之產生。 當又在抽空期Μ在第四溫度下加熱反應容器2時藉由抽 及薄膜與反應容器之間熱容量的差異而使沉積於反應容 空 器2之内表面上之薄膜的表面層變得易於剝落。在已移除 表面層之後剩餘在反應容器2之内表面上的殘餘薄膜 產生氣體。在高於一用於淨化處理之後之成膜處理之處理 溫度的第四溫度下加熱反應容器2之内部可有效抑制成膜 處理中氣體的產生》 藉由置放於反應容器2中的空晶舟25進行淨化處理。因 此可移除沉積於晶舟2 5上的薄膜以抑制粒子的產生並可抑 制殘餘薄膜的除氣。 將參看圖6描述一由淨化配方4指定的淨化處理。淨化配 方4對應于一習知淨化配方。由淨化配方4指定的淨化處理 包括依次進行的第一淨化處理及第二淨化處理。晶舟25被 自反應容器2卸載並被載入卸載區域28，藉由第二¥ 29關 閉反應容器2的.開放下部端2 1 ’且而後開始由淨化配方4指 定的淨化處理 '在時間Τ11停止供應功率至加熱器5〗並藉 106561.doc •29· 1352389 由通過空氣供應管道53將（例如）0°C的冷空氣供應至反應容 器2與加熱爐52之間的空間中並通過釋放管線57自該空間 釋放空氣而以一強制冷卻模式來冷卻反應容器2。第五溫 度與在淨化處理開始時反應容器2之溫度間的差異在約 至約500°C範圍内。以一（例如）75°c/min的冷卻速率 快速冷卻反應容器2的一冷卻模式被稱為快速冷卻模式。 在時間T11與T12之間的時段中，以一約！ 31〇1的流動速 率通過氣體供應管32將N2自淨化氣體源37供應至反應容器 2中，關閉主閥ΜV，打開針閥NV並操作真空泵4丨用以以 一約30 Ι/min之釋放速率通過旁路管線钧釋放反應容器二中 的氣氛。在時間T12完成第一淨化處理。該第—淨化處理 的處理時間為（例如）約12.5 min。 而後’將晶舟25載入反應容器2’藉由第一蓋23關閉反 應容器的開放下部端21，且而後開始第二淨化處理。在圖 6中，安裝步驟在裝載步驟之前。然而，由於晶圓w未安 裝於晶舟25上，因而用於安裝步驟的時間為零秒。在裝載 步驟與等待步驟之間的一時段中， 、 T Μ約1 slm的流動速 率將A自淨化氣體源37供應至反應容器2中。在時間丁η開 始供應功率至加熱器51以在一(例如)75〇。。的第六溫日度下二 熱反應容器2的内部至時間τ 14。希望該楚丄、 ^ /昂/、溫度兩於一用 於隨後之成膜處理的處理溫度。將反庳衮。。 愿令窃2之内部保持 於該第六溫度一預定時間。在時間Ti 5 , B日 。。 门5開始冷卻反應容 器2以將反應容器2之内部溫度降低至— 寻於或低於一用於 隨後之成膜處理之處理溫度的溫度。 、 10656I.doc •30· 1352389 在已將晶舟25載入反應容器2之後，打開針閱Nv並操作 真空泵41以通過旁路管線46釋放反應容器2中的氣氛。而 後，打開主閥MV以通過主管線45釋放反應容器2中>的氣氛 用以在反應容器2中創造一約〇.4 pa的真空。經抽空之反應 容器2中的壓力在〇·4至1.0 pa範圍内。 在已於反應容器2中創造一預定真空之後，進行一使用 N2的淨化週期。淨化氣體源37以一 i 81111的流動速率供應 K(N2淨化步驟）’停止供應a並藉由真空泵41抽空反應容 器2(VAC步驟）。打開主閥！^乂並操作真空泵41用於n厂淨化 步驟期間的抽空。在完成N2淨化步驟之第四週期之後停止 供應N2。關閉主閥μ V及針閥N V以停止使用真空泵4丨的抽 空，並以30 slm自淨化氣體源37供應乂以將反應容器二之 内部壓力調節至氣氛壓力。而後，以一 t slm之流動速率 將A自淨化氣體源37供應至反應容器2中，並自反應容器2 卸載晶舟25以完成淨化處理。該淨化處理的處理時間為 (例如）約 35.2 min。 淨化配方4為一用於使用由成膜配方4指定為成膜氣體之 BTB AS氣體之成膜處理的基本配方。可藉由在完成由成膜 配方4指定之成膜處理的每—週期之後進行由淨化配方4指 疋的淨化處理來抑制歸因於反應容器2中氣體之產生及所 產生的沉積薄膜自反應容器2的内表面之分離的粒子之產 生。 由淨化配方4指定之淨化處理在抑制氣體及粒子之產生 上的效應高於由淨化配方〗、2及3指定之淨化處理在抑制 106561.doc 1352389 氣體及粒子之產生上的效應。因此’即使在由成膜配方2 指定的成膜處理中累積厚度大於臨限累積厚度A，即使累 積厚度大於第二臨限累積厚度A2,由淨化配方4指定的淨 化處理亦可抑制由成膜配方卜2或3指定之成膜處理中氣 體及粒子的蓋生。 在由淨化配方4指定之淨化處理之一初始階段藉由強制 空氣冷卻來冷卻反應容器。如上述，當藉由強制空氣冷卻 # 而冷卻反應容器2時’即將脫落之沉積於反應容器2之内表 面上之主產物及副產物之薄膜的表面層自反應容器2之内 纟面脫落並連同反應容器中之氣氛-起藉由真空泵41通過 旁路管線46被釋放至反應容器2之外。 . 在抽②反專容器2的同時將反應容器2之内部加熱至一第 _ 六溫度以藉由反應容器2與沉積薄膜之間熱容量的差異來 促進沉積薄膜自反應容器2之内表面的分離及所產生的氣 體的產生。因此，剩餘薄膜變得易於產生氣體且殘餘薄膜 籲心產生氣體。在高於—用於隨後之成膜處理之處理溫度 的第六溫度下加熱反應容器2可抑制隨後之成臈處理期間 氣體的產生。 豬由置放於反應容器2中的空晶舟25來進行第二淨化處 理。因此可移除沉積於晶舟25上的薄膜以抑制粒子之產生 並可抑制剩餘薄膜之除氣。不將晶⑽置放於反應容器2 ’巾而進仃第一淨化處理。當自反應容器2卸載晶舟”時， 可以-自然冷卻模式冷卻晶舟。自然冷卻模式的效應等於 或高於強制空氣冷卻模式的效應。因此，可促進沉積薄膜 106561.doc -32- 的分離。 藉由控制器7基於儲存 處理之操作，意即，由體來控制一連串 由預定淨化配方卜膜配方指定的成膜處理及 子化配方&定的淨化處理。 之==明者進行研究並發現可移除產生氣體及粒子 之/儿積於反應容器之内 由進行一具有與由-成膜配方/膜的表面部分且進而藉 化效應的淨化處理可抑制疋之一成膜處理相容之淨 *, 制隨後之成膜處理中氣體及粒子的 ^基於通”究而發現的發現 =明者通過嘗試與錯誤法分析了在每一成膜處理； 志❹&原因’且產生了指定分別與由成膜配方指定之 成臈處理相容之淨彳卜_ 匕處理的淨化配方以完成本發明。 本㈣製備了指定具有分別與由成膜配方指定之成膜處 目谷之效應的淨化處理之淨化配方’當完成成膜處理之 ，一週期時自動選擇一指定與成膜處理相容之淨化處理的 ’於化配方’並藉由由選定之淨化配方指定的淨化處理來處 反應今益某些成膜處理要求一具有較強淨化效應的淨 ^處理而其匕成膜處理要求一具有適度淨化效應的淨化處 理。具有較強淨化效應之淨化處理的處理時間較長。 ^體。之本發明製備了分別指定分別具有不同淨化 效應之淨化處理的四個淨化配方，意即，指定具有】25 min之最短處理_ „ < 处時間且不造成任何停機時間之淨化處理的 淨化配方1 ’心定具有約30·7 min之處理時間，造成一等於 處理時間之停機時間並具有_高於由淨化配方旧定之淨 106561.doc 1352389 化處理之淨化效應的淨化效應之淨化處理的淨化配方2 ; 才曰疋具有一約34.4 min之處理時間，造成一等於處理時間 之停機時間並具有一高於由淨化配方1及2指定之淨化處理 的淨化效應的淨化效應之淨化處理的淨化配方3 ;及指定 具有一47.7 min之處理時間’造成一約35.2 min之停機時 間並具有—高於由淨化配方1、2及3指定之淨化處理之淨 化效應的淨化效應之淨化處理的淨化配方4。 φ 具有與成膜處理相容之淨化效應的淨化處理可移除沉積 於反應容器之内表面上的薄膜並產生氣體及粒子，從而避 免在無效之淨化處理上花費時間，諸如在使用Dcs氣體作 . 為成膜氣體的成膜處理之後花費由淨化配方4指定之淨化 • 處理的較長處理時間。因此成膜系統不在運作以進行成膜 處理期間的停機時間可被移除或減少至最短可能時間且， 因此’可抑制歸因於淨化處理之產出的減少。 本發明之發明者發現了沉積於反應容器2之内表面上之 鲁 *專膜的不同累積居度、反應容器2之不同的操作時間及裝 載區2S中之粒子的不同數量且釋放管43要求適合於抑制氣 體及粒子產生的不同淨化配方。在該種狀況下，淨化配方 自動改變為一與反應容器2之條件相容的適當淨化配方。 因此，在成膜處理之每一週期之後當然可移除沉積於反應 容器之内表面上並引起氣體及粒子之產生的薄膜。 更具體而言’當沉積於反應容器2之内表面上之薄膜的 累積厚，大於臨限累積厚度A時，沉積於反應容器2之内表 面上的薄膜易於產生氣體，易於破裂且易於脫落。因此， 106561.doc -34· . :累積厚度大於臨限累積厚度A時進行由淨化配方4指定並 2 具有最高淨化效應的淨化處理以完全移除沉積於反應容器 一内表面上的薄膜。當累積厚度過度增加時，沉積於反 應容器2之内表面上的薄膜變得易於脫落。因此，在該種 狀況:，當裝載區28或釋放管43中之粒子數突然增加時進 _。淨化配方仏疋並具有最高淨化效應的淨化處理。 :累積操作時間過度增加時，由沉積薄膜產生之氣體的 • $曰加’石英反應容器2之内表面上的沉積薄膜破裂並 產生在該種狀況下’可進行一具有高於由基本淨化 ㈤方彳B &之基本淨化處理之淨化效應的淨化效應的淨化處 理。 . 有效的係，基於形成於反應容器2中之薄膜的累積厚 • 又、反應容器2的累積操作時間、釋放管43中的粒子數及 黏附於晶圓W表面的粒子數來選擇一不同於基本淨化配方 的夺化配方並進行一由選定之淨化配方指定的淨化處理。 • Μ ’未必t要選擇此淨化配方且可進行—由與成膜配方 相谷之基本淨化配方指定的淨化處理。可基於包括形成於 容器2中之薄膜之累積厚度、反應容器2之累積操作時 間、釋放管43中之粒子數及華占附於晶圓㈣面之粒子數的 條件中-或兩個條件來選擇一不同於基本淨化配方的淨化 配方並可進行由選定之淨化配方指定的淨化處理。除釋放 =4。3中之粒子外還可量測反應容器2中的粒子。可在反應 容器2之中或之外量測黏附於晶圓W之表面的粒子。^ 本發明不僅可適用于用於形成SiN薄膜的成膜處理，而 I06561.doc •35· 1352389 且可適用于分別用於形成TaN薄膜、TiN薄膜及wn薄膜的 成膜處理》該成膜處理並非限於一用於形成相同類型之薄 膜的成膜處理而是可為一用於形成不同類型之薄膜的成膜 處理。 當將HCD氣體用作成膜氣體時除氣發生，依次進行由指 定一50(TC以下之處理溫度（諸如45〇。〇之成膜配方2指定的 成膜處理及由指定一不低於5〇(rc之處理溫度（諸如6〇〇。〇 之成膜配方3指定的成膜處理，且即使在由成膜配方2指定 之成膜處理之後的累積厚度小於臨限累積厚度A1，亦在由 與成膜配方2相容之基本淨化配方2指定的淨化處理之後進 仃由成膜配方3指定的成膜處理。因&，在該種狀況下， 車X佳的係’進仃由具有一高於由淨化配# 2指定之淨化處 理之淨化效應的淨化效應之淨化配方3或4指定的淨化處 理。 將描述本發明之第二實施例。除第二實施例使用顺3而 非A作為淨化氣體之外，第二實施例係與第一實施例類 :。將參看圖1.至圖12對第二實施例進行描述，其中以歷3 ^替代N2(意即淨化氣體），且自提供NH3氣體作為成膜 乳體的成膜氣體源3 6供應NH3氣體（意即淨化氣體）。 由f膜配方1指定的成膜處理藉由使用DCS氣體及NH3氣 — 圓W的表面上形成一 SiN薄膜。由成膜配方2及3指 丈的成膜處理藉由使用膽氣體及贿3氣體在晶圓W的表

里 < 成-SlN溥獏。因此，在用於形成SiN薄膜的成膜處 έ於DCS氣體及HCD氣體中的ci原子穿透進siN 106561.doc •36- 1352389 ?、 因此’ ¥ SiN薄膜之表面部分歸因於由（例如）淨 化配方1或3指定之淨化處理期間之強制反應容器2的空氣 V 7或加熱而脫落時，沉積於反應容器2之内表面及晶舟 25上之S!N薄膜的表面部分發射α原子。由沉積薄膜之 表面：分發射的。原子黏附於反應容器2之内表面及晶舟 田將固持晶圓w的晶舟25載入反應容器2中並進行下 成膜處理時’黏附於反應容器2之内表面及晶舟25的C1 原子政射並黏附於晶圓W的表面。當在因此將晶舟25載入 反應谷益2之後SiN薄膜分別藉由使用（例如）DCS氣體及 NH3氣體而形成於晶圓w之表面上時，黏附於晶圓w之表 面的C1原子將SiN薄膜的形成延遲一培育時間；剛一提供 成膜氣體於晶’之表面上不會形成任何薄膜且在自提供 成膜氣體於晶圓W之表面上開始經過某一時間之後薄膜開 始在晶圓W之表面上快速生長。⑼而，因此而形成的_ 薄膜具有不規則，粗糙的表面及不規則的厚度。該等 薄膜具有較差的電特性及蝕刻特性。 當在由淨化配方1至4指定的淨化處理（週期淨化）中使用 ΝΑ氣體而非a作為淨化氣體時，包含於SiN薄膜之表面 邛为中的C1原子與NH3氣體相互作用並產生NH4Ci(氯化 敍）。而後，自反應容器2釋放NH4C1。 此成膜方法具有一防止在已藉由除使用n2作為淨化氣體 之成膜方法之淨化處理外的淨化處理來處理反應容器2之 後（例如）形成於晶圓W之表面上之SiN薄膜的電及蝕刻特徵 的惡化》 】0656 l.doc -37- 1352389 使用nh3氣體作為淨化氣體的淨化方法不僅適用於—其 於藉由一由選定之成膜配方指定之成膜處理形成的薄膜: 累積厚度而自動選擇一淨化配方的方法，而且適用於—淨 化其令未固持任何晶圓之空反應容器2的方法。可將此淨 化方法應用於（例如）一在已自反應容器2卸载固持由—成膜 處理處理之經處理晶圓的晶舟25且已密封反應容器之後藉 由-淨化處理來淨化反應容器2的方法，諸如當藉由強^ 冷部來冷部反應容器2的同時藉由_將贿3氣體作為淨化氣 體供應，反應容器2中的淨化處理來處理反應容器]的方 法；及藉由強制冷卻來冷卻裝載或未裝載晶舟以的反應容 器2或在一高於成膜處理之處理溫度的溫度下藉由快速加 ，來加熱反應容器2之内部並藉由一淨化處理處理該反應 容器的方法。淨化氣體並非限於純邮氣體。淨化氣體可 為一藉由混合NH3氣體與一稀釋氣體（諸如N2)而製備的混 合氣體。 當將一含有氯的成膜氣體（諸如氯化物氣體或氣氣）用作 成膜氣體時，此淨化方法有效。因此，淨化方法可適用於 用^在使用（例如）TiCl4氣體（四氯化鈦氣體）的丁丨成膜處 理之後進行的淨化處理。 將描述本發明之第三實施例。除第三實施例使用氧氣 (〇2)或一藉由混合〇2與一惰性氣體（諸如N2)而製備的混合 氣體而非N2作為淨化氣體之外，第三實施例係與第一實施 例類似。將參看圖i至圖12對第三實施例進行描述，其中 以〇2替代N2(意即，淨化氣體），並自一〇2源（未圖示）供應 106561.doc -38· 1352389 〇2(意即，淨化氣體）。 藉由用藉由淨化配方丨或3指定之淨化處理強制冷卻來冷 部反應谷益2或加熱反應容器而移除黏附於反應容器2之内 表面及晶舟25的SiN薄膜。SiN薄膜于石英之黏著力較強 且，因此，較難移除黏附于由石英製成之反應容器2之讷 表面及由石英製成之晶舟25的以尺薄膜且由石英製成之反 應谷益2的内表.面及由石英製成之晶舟25的表面當siN薄膜 與其分離時破裂。經推斷，因為當自反應容器2之内表面 及晶舟25移除SiN薄膜時在反應容器2之内表面及晶舟以中 誘發一較高張應力，所以反應容器2的内表©及晶舟25的 表面破裂。 由淨化配方1至4指定的淨化處理（週期淨化）使用（例 如）〇2而非沁作為淨化氣體。因此一含氧氣體被用於淨化 反應容器2以在SiN薄膜上形成—Si〇2薄膜用以在仙薄膜 之表面内誘發-I缩應力。目此，減小了 薄膜中誘發 之張應力以防止剩餘在反應容器2之内表面及晶舟25之表 面上殘餘不穩定之SiN薄膜的分離。 除使用N2作為淨化氣體之第—實施例的效應之外，第三 實施例還具有-氧化剩餘在石英部件之表面上不穩定、殘 餘SiN薄膜用以防止不穩定、殘餘训薄膜自石英部件之表 面脫洛’帛以抑制成膜處理期間晶圓被自石英部件之表面 脫洛的不穩定SiN薄膜而污染並用以抑制石 内破裂之發展的效應。 表面 【圖式簡單說明】 106561 .doc -39- 1352389 圖1為用於在根據本發明之一較佳實施例中進广 方法之成膜系統的縱向剖視圖； 亍成膜 圖2為包括於圖丨中所展示之成膜系統中一 塊圖； ^制單元的方 圖3為展示指定―待由圖！中所展示之成膜系_ 化處理的淨化配方1之特徵的示意圖； 進仃之淨 圖4為展示指定一待由圖艸所展示之成膜 化處理的淨化配方2之特徵的示意圖； 仃之淨 圖5為展示指定一待由圖1中所展示之成膜 〜 化處理的淨化配方3之特徵的示意圖； 仃之淨 圖6為展示指定一待由圖】中所展示之成膜系統 化處理的淨化配方4之特徵的示意圖； 丁淨 圖7為展示指定待由圖丨中所展示 的處理配方之表； 城膜系統進行之處理 圖8為指定用於待由 _ 1 T所展不之成膜系統執行之笛 處理的條件之處理配方1的流程圖； 弟― 圖9為指定用.於待由圖艸所展 ^ ^ ^ 取联乐统執行之筮一 處理的條件之處理配方2的流程圖； 第一 圖10為指定用於待由圖1中 三處理的條件之處理“ ’、纟膜系統執行之第 來仟之處理配方3的流程圖； 圖u為指定用於待 四處理的條件之處心 成膜糸統執行之第 仟之處理配方4的流程圖； 圖12為說明待由圖 圖1令所展示之成膜系統執行之第^ 化處理及第二淨化處理的輔助示圖；1 -第- I0656I.doc 1352389 圖13為說明一剝離模式（其中沉積於一處理容器之内表 面上的SiN薄膜自該處理容器之内表面脫落）之輔助典型側 面正視圖。 【主要元件符號說明】

圖1 2 反應容器 7 控制器 20 晶舟升降機 20a 上升機構 23 第一蓋 25 晶舟 28 裝載區 29 第二蓋 29a 驅動機構 41 真空泵 51 加熱器 51a 功率控制器 61 第一粒子偵測器 62 第二粒子偵測器 圖2 7 控制器 20 晶舟升降機 29 第二蓋 51 加熱器 106561.doc • 41 · 1352389

58 空氣供應系統 61，62 粒子偵測器 71 成膜配方儲存裝置 72 淨化配方儲存裝置 73 淨化配方選擇程式 74 薄膜厚度管理單元 75 操作時間管理單元 76 粒子數管理單元 100 空氣供應控制單元 200 釋放控制單元 1 淨化配方1 2 淨化配方2 3 淨化配方η 4 溫度 5 氣體 6 壓力 圖3 1 淨化配方1 2 溫度（°C) 3 時間 4 第一淨化處理（12.5 5 第一溫度 圖4 1 淨化配方2 min) -42 - 106561.doc 1352389 2 溫度（°c) 3 時間 4 第二淨化處理（30.7 min) 5 第二溫度 6 裝載 7 等待 8 用N2淨化 9 氣氛壓力 10 卸載 圖5 1 淨化配方3 2 溫度（°C) 3 時間 4 第二淨化處理（34.4 min) 5 第四溫度 6 裝載 7 等待 8 淨化 9 氣氛壓力 10 卸載 11 第三溫度 12 溫度量測 圖6 1 溫度（°C) 106561.doc -43 - 1352389 2 時間 3 第一淨化處理（12.5 min) 4 第二淨化處理（35.2 min) 5 第五溫度 6 第六溫度 7 改變晶圓 8 裝載 9 等待 10 用N2淨化 11 氣氛壓力 12 卸載 圖7 1 處理配方 2 成膜配方 3 臨限累積厚度 4 淨化配方 5 基本 6 特殊 7 (HCD，500°C 以下） 8 (HCD，500〇C 或以上） 9 BTBAS 10 當累積厚度大於A1時之淨化配方3 11 當累積厚度大於A2時之淨化配方4 圖8 .44- 106561 .doc 1352389 開始 SI 選擇成膜配方1 52 53 54 計算累積厚度及累積操作時間，對粒子計數 並進行由成膜配方1指定的成膜處理 终.止由成膜配方1指定的成膜處理 粒子數是否正常？ 55 56 ® S7 S8 - 結束 . 圖9 開始 累積厚度是否大於臨限累積厚度A? 進4亍由淨化配方4指定的淨化處理 進行由淨化配方1指定的淨化處理 開始成膜處理 S21 選擇成膜配方2 522 • 523 524 525 526 527 528 529 530 計异累積厚度及累積操作時間，對粒子計數 並進行由成膜配方2指定的成膜處理 終止由成膜配方2指定的成膜處理 累積厚度是否正常？ 累積厚度是否大於第二臨限累積厚度？ 累積厚度是否大於第一臨限累積厚度？ 進行由淨化配方2指定的淨化處理 進行由淨化配方3指定的淨化處理 進行由淨化配方4指定的淨化處理 開始成膜處理 106561.doc -45 · 1352389 結束 圖ίο 開始 541 選擇成膜配方3 542 計算累積厚度及累積操作時間，對粒子計數 並進行由成膜配方3指定的成膜處理 543 終止由成膜配方3指定的成膜處理 544 粒子數是否正常？ 545 累積厚度是否大於臨限累積厚度？ S 4 6 進行由淨化配方3指定的淨化處理 S 4 7 進行由淨化配方4指定的淨化處理 S48 開始成膜處理 結束 圖11 開始 551 選擇成膜配方4 552 開始由成膜配方4指定的成膜處理 553 終止由成膜配方4指定的成膜處理 554 進行由淨化配方4指定的淨化處理 555 開始成膜處理 結束 圖12 1 成膜處理 2 第一淨化處理 106561.doc -46- 1352389 3 第二淨化處理 4 成膜處理

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Claims (1)

1352389 第094143762號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(100年3月） 十、申請專利範圍： 1. 一種成膜方法，其係使用具備複數個成膜配方之熱處理 系統，藉由成膜氣體對基板進行成膜處理，該成膜方法 包含以下步驟： 基於所選定之成膜配方’對置放於反應容器中之基板 進行成膜處理； 自該反應容器卸載該基板； 基於藉由該選定之成膜配方而形成的薄膜的累積厚 度’而由複數個預先製備之淨化配方中自動選擇一個淨 化配方；及 自該反應谷器卸載該基板之後，基於該選定之淨化配 方，供應淨化氣體至該反應容器來進行淨化處理；其中 該複數個淨化配方中’包含將反應容器加熱至較下一 次成膜處理之處理溫度更高之溫度以進行淨化處理之淨 化配方。 2.如請求項丨之成膜方法，其中該等複數個成膜配方包括 形成之薄膜種類相同，而成膜氣體彼此不同的成膜配 方。 3. 如請求項！之成膜方法，其中該等複數個成膜配方包括 成膜氣體相同，而處理溫度^圍彼此不同的成膜配方。 4. 如請求〜之成膜方法，其中該等複數個淨化配方包括 進行淨化處理之時間長度及該反應容器内之溫度中至少 一者彼此不同的淨化配方。 5. 如請求…之成膜方法，其中該成膜處理係於基板固持 106561-1000318.doc 1352389 於基板固持器之狀態下進行，且該等複數個淨化配方係 包括在將該基板固持器置於該反應容器之外、且密封該 反應容器之狀態下進行淨化處理之淨化配方。 6.如請求項1之成膜方法，其中該成膜處理係於基板固持 於基板固持器之狀態下進行，且該等複數個淨化配方係 包括在將未置放處理目標基板之該基板固持器置放於該 反應容器中、且密封該反應容器之狀態下進行淨化處理 之淨化配方。 7·:請求項i之成膜方法，其包含如下步驟：基於該反應 容器中之粒子數之測定值及基板表面之粒子數之測定值 _至少一者來改變淨化配方。 8.如請求t之成膜方法’其中該淨化處理包括強制冷卻 反應容器的步驟。 種成膜裝置，其係基於藉由自複數個彼此不同成膜配 方中選出之成膜方’而對置放於反應容器+之基板進 订成膜處理，並在自該反應容器卸載該基板之後，供應 淨化氣體至該反應容器來進行淨化處理，該成辑裝置包 單元，其儲存複數個淨化配方以進行彼此不同之 淨化處理； S理構件’其用於管理每_個成膜配方中藉由該成膜 配方而形成的薄膜的累積厚度；及 开^二方選擇構件，其基於藉由該選定之成膜配方而 / ”膜的該累積厚度’而自該等複數個淨化配方中 106561-10003i8.doc 選擇—淨化配方； =等複數個淨化配方中，包含將反應容^加熱至較下 成膜處理之處理溫度更高之溫度以進行淨化處理之 淨化配方。 10.如叫求項9之成膜裝置，其中該等複數個成膜配方包括 形成之薄獏種類相同，而成膜氣體彼此不同的成膜配 方。 η.如請，項9之成膜裝置，其中該等複數個成膜配方包括 成膜氣體相同，而處理溫度範圍彼此不同的成膜配方。 月长項9之成膜裝置，其中該等複數個淨化配方包括 進仃淨化處理之時間長度及反應容器之溫度中至少一者 彼此不同的淨化配方。 13. 如請求項9之成膜裝置，其中該成膜處理係於基板固持 於基板固持H之狀態下進行，且料複數個淨化配方中 包括在將該基板固持器置於該反應容器之外、且密封該 反應容器的狀態下進行淨化處理之淨化配方。 14. 如請求項9之成膜裝置，其令該成膜處理係於該基板固 持於該基板固持器之狀態下進行，且該等複數個淨化配 方中包括在將未置放處理目標基板之該基板固持器置放 於該反應容器中、且密閉該反應容器的狀態下進行淨化 處理之淨化配方。 15. —種記錄媒體，其儲存有電腦程式，該電腦程式係用於 使用如請求項9之成膜裝置來進行如請求項〗至8中任一 項之成膜方法。 10656M000318.doc 1352389 第094143762號專利.申請案 中文圖式替換頁(100年3月） 月咚日修正替換頁 開始 選擇成膜配方1 〜S1 • 1»* | 間方I 時配 作膜 操成 積由 累行 及進理 度並處 厚數膜 積計成 累子的 算粒定 計對指 S2

106561-fig-1000318.doc 1352389 第094143762號專利.申請案 中文圖式替換頁(100年3月）

圖9 106561-fig-1000318.doc 1352389 第094143762號專利·申請案 中文圖式替換頁(100年3月）

〜S42 圖10 106561-fig-1000318.doc • 10-