CN1701133A - 处理被处理基板的半导体处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种在半导体处理装置(1)中处理被处理基板(10)的方法，在处理容器(2)内一边将第一基板(10)的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给所述处理容器内，对所述第一基板进行半导体处理。在所述半导体处理中，在所述处理容器(2)的内面上形成副产物膜。在所述半导体处理后并且从所述处理容器(2)取出所述第一基板(10)后，将改质气体供给所述处理容器内，对所述副产物膜进行改质处理。所述改质处理是以降低所述副产物膜的热反射性的方式进行设定的。在所述改质处理后，在所述处理容器(2)内一边将第二基板(10)的温度控制在所述处理温度上一边将所述处理气体供给所述处理容器内，对所述第二基板进行所述半导体处理。
Description
技术领域
本发明涉及处理被处理基板的半导体处理方法和装置，更具体地，涉及用于防止半导体处理中在处理容器的内面上形成的副产物膜使半导体处理中的温度控制恶化的处理技术。
背景技术
这里，所谓的半导体处理指的是通过在晶片和LCD(Liquid crystaldisplay)和FPD(Flat Panel Display)用的玻璃基板等的被处理基板上以预定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，为了在该被处理基板上制造包含半导体器件、与半导体器件连接的配线、电极等的构造物而实施的种种处理。
在半导体器件的制造过程中，进行通过CVD(Chemical VaporDeposition(化学气相沉积))等的处理，在被处理基板，例如，半导体晶片上形成薄膜的成膜处理。作为对多块晶片一次进行这种成膜处理的批式装置，我们已经知道纵型热处理装置。图7是表示现有的纵型热处理装置的图。
在图7所示的热处理装置中进行处理的情形中，首先，用加热器53对由内管52a和外管52b构成的二重管构造的处理容器52内进行预热。其次，将收容多块晶片54的晶片舟皿55放入处理容器52(内管52a)内。接着，从排气口56对处理容器52内的气体进行排气，使处理容器52内的压力降低到预定压力。与此同时，由加热器53将处理容器52内加热到预定温度。
在使处理容器52内的压力降低到预定压力后，从气体导入管57向内管52a内供给处理气体。当将处理气体供给内管52a内时，处理气体产生热反应。由热反应生成的反应生成物堆积在晶片54的表面上，在晶片54的表面上形成薄膜。
从与排气口56连接的排气管58将由成膜处理产生的要排出的气体排气到处理容器52的外面。在排气管58上设置收集器、涤气器(scrubber)等(图中未画出)。由收集器等除去排出气体中包含的反应生成物等进行无害化处理后，将排出气体排气到处理容器52的外面。
由成膜处理生成的反应生成物不仅堆积(附着)在晶片54的表面上，而且也堆积(附着)在例如内管52a的内壁等上，形成副产物膜。当在副产物膜附着在处理容器52内的状态中继续进行成膜处理时，由于副产物膜的剥离容易产生颗粒。当颗粒附着在晶片54上时，使所制造的半导体器件的成品率降低。
因此，在热处理装置51中，在只以不产生颗粒那样的次数进行成膜处理后，进行处理容器52的清洁处理。在清洁处理中，由加热器53将处理容器52内加热到预定温度，将清洁气体供给处理容器52内。附着在处理容器52内的副产物膜被清洁气体蚀刻，除去到处理容器52外。
但是，如果根据本发明者们，则如后所述，发现在现有的这种处理方法中，副产物膜对半导体处理中的温度控制性具有大的恶劣影响。
发明内容
本发明是处理被处理基板的半导体处理方法和装置，本发明的目的是提供用于防止在处理容器内面上形成的副产物膜使半导体处理中的温度控制恶化的处理方法和装置。
本发明的第一视点是在半导体处理装置中处理被处理基板的方法，它具备，
在处理容器内一边将第一基板的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给上述处理容器内，对上述第一基板进行半导体处理的工序，在上述半导体处理中，在上述处理容器的内面上形成副产物膜；
在上述半导体处理后，并且从上述处理容器取出上述第一基板后，将改质气体供给上述处理容器内，对上述副产物膜进行改质处理的工序，上述改质处理是以降低上述副产物膜的热反射性的方式进行设定的：和
在上述改质处理后，在上述处理容器内一边将第二基板的温度控制在上述处理温度上一边将上述处理气体供给上述处理容器内，对上述第二基板进行上述半导体处理的工序。
本发明的第二视点是在半导体处理装置中处理被处理基板的方法，它具备，
在处理容器内一边将第一基板的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给上述处理容器内，通过CVD处理在上述第一基板上形成以金属氮化物为主要成分的薄膜的工序，在上述CVD处理中，在上述处理容器的内面上形成以金属氮化物为主要成分的副产物膜；
在上述半导体处理后，并且从上述处理容器取出上述第一基板后，将改质气体供给上述处理容器内，对上述副产物膜进行改质处理的工序，上述改质处理是以在比上述处理温度充分高的改质温度下由上述改质气体使上述副产物膜氧化，降低上述副产物膜的热反射性的方式进行设定的；和
在上述改质处理后，在上述处理容器内一边将第二基板的温度控制在上述处理温度上一边将上述处理气体供给上述处理容器内，通过上述CVD处理在上述第二基板上形成薄膜的工序。
本发明的第3视点是半导体处理装置，它具备，
收容被处理基板的处理容器、
加热收容在上述处理容器中的上述被处理基板的加热器、
将必要的气体供给上述处理容器内的气体供给***、和
控制上述加热器和上述气体供给***的控制单元，上述控制单元是以实施，
在上述处理容器内一边将第一基板的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给上述处理容器内，对上述第一基板进行半导体处理的工序，在上述半导体处理中，在上述处理容器的内面上形成副产物膜；
在上述半导体处理后，并且从上述处理容器取出上述第一基板后，将改质气体供给上述处理容器内，对上述副产物膜进行改质处理的工序，上述改质处理是以降低上述副产物膜的热反射性的方式进行设定的；和
在上述改质处理后，在上述处理容器内一边将第二基板的温度控制在上述处理温度上一边将上述处理气体供给上述处理容器内，对上述第二基板进行上述半导体处理的工序的方式预先进行设定的。
附图说明
图1是表示与本发明的实施方式有关的纵型热处理装置(纵型CVD装置)的截面图。
图2是表示在与本发明的实施方式有关的处理方法的控制中使用的程序(时间顺序)的图。
图3是表示由使用图1所示的装置的实验1得到的、处理容器内的位置与温度的关系的曲线图。
图4是表示由使用图1所示的装置的实验2得到的、加热时间与温度的关系的曲线图。
图5是表示由使用图1所示的装置的实验3得到的、处理容器内的位置与晶片上的氮化钛膜的膜厚的关系的曲线图。
图6是表示由使用图1所示的装置的实验得到的、处理容器内的位置与晶片上的氮化钛膜的膜厚的面内均匀性的关系的曲线图。
图7是表示现有热处理装置的图。
具体实施方式
本发明者们，在本发明的开发过程中，关于在半导体处理装置中处理被处理基板的现有方法中的问题进行了研究。结果得到如下所述的知识。
如上所述，在图7所示的热处理装置51中，当在半导体晶片54上通过CVD形成预定的薄膜时，在内管52a的内壁等上不均匀地形成副产物膜。当形成氮化钛膜那样的热反射性高的薄膜时，副产物膜也成为热反射性高的薄膜。因为由处理容器52的周围的加热器53对处理容器52内的半导体晶片54进行加热，所以当在晶片54和加热器53之间不均匀地存在热反射性高的薄膜时，使来自加热器53的热的供给和来自半导体晶片54的热的放射的均匀性受到显著的损害。结果，由加热器53正确地控制晶片54的温度是困难的，并且在处理容器52内的温度中产生偏差。
这样，成膜时的处理容器52内的温度(晶片54的温度)的控制性降低，不能够在晶片54上高精度地形成预定的薄膜。特别是，因为副产物膜的状态随着重复进行CVD处理而变化，所以与副产物膜的状态有关从而在晶片的批次间成膜再现性降低。如果通过频繁地进行处理容器52的清洁处理除去副产物膜，则可以防止成膜再现性的降低，但是这时生产性也降低了。
从这种观点出发，本发明者们采用通过降低副产物膜的热反射性，抑制由加热器53产生的温度控制性恶化的方法。能够通过在半导体处理间将改质气体供给处理容器52内使副产物膜改质，而使副产物膜的热反射性降低。如果根据该方法，则与清洁处理不同，可以不太降低生产性地，防止成膜再现性的降低。
在图7所示的热处理装置51那样的热壁型的装置中，能够根据膜的颜色判断副产物膜的热反射性。一般，当膜的颜色为茶色那样的浓色时，热反射性高，当膜的颜色接近白色或透明时，热反射性降低。例如，因为氮化钛膜是金褐色(或紫色与茶色的中间色)所以热反射性高，但是氧化钛膜是白色所以热反射性低。
另外，当使副产物膜的热反射性为光透过率的倒数(换句话说热反射性≈光反射率)时，能够使副产物膜的光透过率与温度控制性的关系数值化。即，副产物膜的光透过率在50％以下，温度控制性相当大地降低，但是当使其在70％以上，优选是在90％以上时，能够使温度控制性的降低在允许范围内(对于波长3～4μm的红外线光)。
当从别的观点看时，希望改质后的副产物膜的光透过率，与处理容器52的内管52a和外管52b，特别是内管52a(存在于晶片54和加热器53之间的部件并且在其上形成有副产物膜的部件)的光透过率比较没有太大降低。例如，当处理容器52的内管52a由作为这种材料通常使用的石英构成时，内管52a的光透过率约为70～90％。从而，叠层副产物膜的状态的内管52a，如果以能够维持该光透过率范围的方式使副产物膜改质，则也能够维持温度控制性。
此外，在半导体处理中在处理容器的内面上形成的副产物膜使半导体处理中的温度控制恶化那样的问题，不限于CVD装置，也是在蚀刻装置等的其它半导体处理装置中产生的共同的问题。
下面，我们参照附图说明根据这种知识构成的本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，关于具有大致相同的功能和构成的构成元件，附加相同的标号，只在必要的情形中进行重复说明。
图1是表示与本发明的实施方式有关的纵型热处理装置(纵型CVD装置)的截面图。热处理装置1具备纵长方向向着垂直方向的大致圆筒状的处理容器2。处理容器2具有由内管3、和以覆盖内管3并且与内管3具有一定间隔的方式形成的有顶盖的外管4构成的二重管构造。内管3和外管4由耐热材料例如石英形成。
在外管4的下方，配置由形成为筒状的不锈钢(SUS)构成的歧管5。歧管5与外管4的下端气密地连接。另外，内管3从歧管5的内壁突出并被与歧管5形成一体的支持环6支持。
在歧管5的下方配置盖体7，形成盖体7可以由支持升降机8上下移动的构成。当由支持升降机8上升盖体7时，闭锁歧管5的下侧开口(处理容器2的加载口)。
通过保温筒90，例如将由石英构成的晶片舟皿9载置在盖体7上。晶片舟皿9具有可以在垂直方向以预定间隔收容多块被处理基板，例如，半导体晶片10的构成。
在处理容器2的周围，以包围处理容器2的方式配设隔热体11。在隔热体11的内壁面上，例如配设由电阻发热体构成的升温用加热器12。由加热器12将处理容器2的内部加热到预定温度，结果，将晶片10加热到预定温度。这样，热处理装置1具备通过加热处理容器2的内部，加热晶片10的热壁型(间接加热型)的加热机构。
在歧管5的侧面，***并通过导入处理气体的第一处理气体导入管13、第二处理气体导入管14、和导入改质气体的改质气体导入管15。以在内管3的下侧区域开口的方式配设气体导入管13、14、15。例如，如图1所示，在支持环6下方(内管3的下方)，将气体导入管13、14、15***并通过歧管5的侧面。
气体导入管13、14通过质量流量控制器等(图中未画出)，分别与第一和第二气体供给单元GS13、GS14连接。在本实施方式中，第一气体供给单元GS13是包含氨(NH3)气的第一处理气体的供给单元。第二气体供给单元GS14是包含四氯化钛(TiCl4)气的第二处理气体的供给单元。即，在热处理装置1中，用第一和第二处理气体进行CVD处理，因此，在晶片10上形成由氮化钛膜构成的薄膜。
改质气体导入管15通过质量流量控制器等(图中未画出)，与改质气体供给单元GS15连接。在本实施方式中，改质气体是由对附着在处理容器2的内面，特别是内管3上的，以氮化钛为主要成分(即50％以上)的副产物膜进行氧化的氧化气体构成的。作为这种氧化气体，例如，能够举出氧气、臭氧气。在氧气的情形中，也可以在处理容器2外或处理容器2内使供给氧气等离子体化，以便将活化的氧供给晶片10。
这样，在本实施方式中，可以分别将来自第一处理气体导入管13的包含氨气的第一处理气体、来自第二处理气体导入管13的包含四氯化钛的第二处理气体、来自第3处理气体导入管15的作为氧气的改质气体导入处理容器2的内管3内。需要时可以在第一和第二处理气体以及改质气体中混入适量的运载气体，但是下面，为了容易说明起见，不言及运载气体。
在歧管5的侧面形成排气口16。将排气口16配设在支持环6的上方，与在处理容器2的内管3和外管4之间形成的空间连通。通过内管3和外管4之间的空间将在内管3中产生的要排除气体等排气到排气口16。通过气体导入管17，供给由氮气构成的清洗气体的清洗气体供给单元GS17在排气口16的下方与歧管5的侧面连接。
排气管18与排气口16气密地连接。在排气管18从其上游一侧设置着阀门19和真空泵20。阀门19调整排气管18的开度，将处理容器2内的压力控制在预定压力上。真空泵20经过排气管18对处理容器2内的气体进行排气，并且调整处理容器2内的压力。
在排气管18设置收集器、涤气器等(图中未画出)。由收集器等除去排出气体中包含的反应生成物等来进行无害化处理后，将排出气体排出到处理容器2外。
支持升降机8、加热器12、气体供给单元GS13、GS14、GS15、GS17、阀门19和真空泵20与控制单元21连接。控制单元21由包含微处理机、处理机控制器等的CPU构成。控制单元21测定热处理装置1的各单元的温度、压力等，根据测定的数据，将控制信号等输出到上述各单元，对各单元进行控制。图2是表示在与本发明的实施方式有关的处理方法的控制中使用的程序(时间顺序)的图。
下面，我们说明在以上那样构成的热处理装置1中处理半导体晶片10的方法。在本实施方式中，举出在晶片10上形成氮化钛膜的情形为例，参照图2所示的程序进行说明。在下面的说明中，构成热处理装置1的各单元的工作由控制单元21进行控制。
与本发明的实施方式有关的处理方法具备在晶片10上形成氮化钛膜的成膜处理、对在处理容器2的内面上的以氮化钛为主要成分(即50％以上)的副产物膜进行改质的改质处理、和排出处理容器2内的气体的清洗处理。
首先，为了进行成膜处理，由加热器12将处理容器2内加热到预定的加载温度，在本例中如图2的(a)所示加热到300℃。另一方面，在由支持升降机8使盖体7下降的状态中，将收容有晶片10的晶片舟皿9载置在盖体7上。其次，从气体导入管17向处理容器2内供给预定量的氮气，由支持升降机8使盖体7上升，将晶片舟皿9加载到处理容器2内。因此，将晶片10收容在处理容器2的内管3内，并且密闭处理容器2(加载工序)。
在密闭处理容器2后，从气体导入管17向处理容器2内供给预定量的氮气。与此同时，一边控制阀门19的开度，一边驱动真空泵20排出处理容器2内的气体，开始减少处理容器2内的压力。处理容器2内的气体排出一直进行到处理容器2内的压力达到预定压力，例如，26.6～2660Pa(0.2～20Torr)，在本例中如图2(b)所示达到133Pa(1Torr)为止。另外，由加热器12将处理容器2内加热到预定温度，例如，300～600℃，在本例中如图2的(a)所示加热到450℃。而且，进行该减压和加热操作直到处理容器2稳定在预定压力和温度上为止(稳定化工序)。
在使处理容器2稳定在预定压力和温度上后，停止从气体导入管17供给氮气。而且，分别将来自处理气体导入管13、14的包含氨气的第一处理气体和包含四氯化钛气的第二处理气体导入内管3内。这里，氨气的流量，例如，为1.5～3.5升/min，在本例中如图2的(d)所示为2升/min。另外，四氯化钛气体的流量，例如，为0.25～0.35升/min，在本例中如图2的(e)所示为0.3升/min。
导入内管3内的氨气和四氯化钛产生由处理容器2内的热引起的热分解反应。通过该反应使氮化钛堆积在晶片10的表面上，因此，在晶片10上形成氮化钛膜(成膜工序)。
在晶片10上形成预定厚度的氮化钛膜后，停止从处理气体导入管13、14供给第一和第二处理气体。而且，一边控制阀门19的开度，一边驱动真空泵20，排出处理容器2内的气体。与此同时，从气体供给管17供给预定量的氮气，将处理容器2内的气体排出到排气管18(清洗工序)。此外，为了确实地排出处理容器2内的气体，优选多次重复进行排出处理容器2内的气体和供给氮气。
最后，从气体供给管17供给预定量的氮气，使处理容器2内回到常压。此后，由支持升降机8使盖体7下降，从处理容器2卸载晶片舟皿9(晶片10)(卸载工序)。
通过以上那样的成膜处理，在处理容器2的内管3和外管4、保温筒90、晶片舟皿9、伪晶片(不作为制品晶片使用，但是为了提高处理性能而载置在晶片舟皿9上的晶片)等的部件，特别是内管3的内面上不均匀地附着以氮化钛为主要成分的热反射性高的副产物膜。当在这种状态中对下一个加载的晶片进行成膜处理时，使来自加热器12的热的供给和来自半导体晶片10的热的放射的均匀性受到显著的损害。结果，由加热器12正确地控制晶片10的温度是困难的，并且在处理容器2内的温度中产生偏差。
因此，在成膜处理后进行改质处理，降低副产物膜的热反射性，以便将处理容器2内控制在均匀的温度上。在改质处理中，首先，从气体供给管17向处理容器2内供给预定量的氮气。在这种状态中，由支持升降机8使盖体7上升，将不载置制品晶片10(但是，载置伪晶片)的晶片舟皿9加载到处理容器2内。这样一来，将晶片舟皿9收容在处理容器2的内管3内，并且密闭处理容器2。
其次，从气体导入管17向处理容器2内供给预定量的氮气。与此同时，由加热器12，将处理容器2内加热到预定温度，例如，800～1000℃，在本例中如图2的(a)所示加热到850℃。而且，进行该减压和加热操作直到处理容器2稳定在预定压力和温度上为止(稳定化工序)。
接着，从气体导入管17向处理容器2内供给预定量的氮气。在本例中如图2的(c)所示以0.1升/min导入内管3内。与此同时，从改质气体导入管15到处理容器2内以预定量，在本例中如图2的(f)所示以10升/min将氧气导入内管3内。
导入内管3内的氧气，通过处理容器2内的热而被活化，使附着在处理容器2内的以氮化钛为主要成分的副产物膜进行氧化。因此，使副产物膜改质成以氧化钛为主要成分的膜。氮化钛膜是金褐色(或者紫色和茶色的中间色)的，其热反射性高(光透过率低)，但是氧化钛膜是白色的，其热反射性低(光透过率高)。如上所述，在热壁型的装置中，对于膜的颜色如茶色那样的浓的颜色，副产物膜的热反射性高，通过使膜的颜色接近白色或透明，能够降低热反射性。
从而，即便在处理容器2内附着改质后的副产物膜的状态中对下一批晶片进行成膜处理，也不会显著地损害来自加热器12的热供给和来自半导体晶片10的热辐射的均匀性。结果，能够由加热器12正确地控制晶片10的温度，并且能够在处理容器2内维持均匀性高的均热区域。
下面，进行改质处理后的清洗处理。具体地说，停止从改质气体导入管15供给氧气，一边控制阀门19的开度，一边驱动真空泵20，排出处理容器2内的气体。与此同时，从气体供给管17供给预定量，在本例中如图2的(c)所示地供给5升/min的氮气，将处理容器2内的气体排出到排气管18。
此后，对下一批晶片以与上述相同的顺序依次地进行上述成膜处理、氧化处理和清洗处理。通过重复这样的操作，即，对多批晶片重复上述成膜处理、氧化处理和清洗处理，连续进行氮化钛膜的成膜处理。结果，能够不降低生产性，防止成膜再现性的下降。
此外，因为在每次成膜处理中，在处理容器2内堆积并积累副产物膜，所以优选在只有以不发生颗粒为限度的次数，重复成膜处理、氧化处理和清洗处理后，再进行清洁处理。在清洁处理中，由加热器12将处理容器2内加热到预定温度，向处理容器2内供给清洁气体。用清洁气体对处理容器2内附着的副产物膜进行蚀刻，并将其除去到处理容器2外。
[实验]
为了确认本实施方式的效果，我们用图1所示的热处理装置1进行在晶片10上形成氮化钛膜的实验。图3到图6是表示由实验得到的数据的曲线图。
在图3到图6中，记号“○”表示用与本发明的实施方式有关的实施例的处理方法在晶片10上形成氮化钛膜的情形。即，在这些情形中，成膜处理是在处理容器2内附着的副产物膜以氮化钛为主要成分的状态中进行的。另一方面，记号“□”表示用与现有技术有关的比较例的处理方法在晶片10上形成氮化钛膜的情形。即，在这些情形中，成膜处理是在处理容器2内附着的副产物膜以氮化钛为主要成分的状态中进行的。
在实验1中，我们调查在处理容器2内附着副产物膜的状态中将处理容器2内加热到500℃时的，处理容器2内的位置与温度的关系。图3是表示由实验1得到的，处理容器内的位置与温度的关系的曲线图。在图3中，记号B表示处理容器2的底部，记号C表示处理容器2的中央，记号T表示处理容器2的上部。
如图3所示，在实施例1的处理方法(由记号“○”指示)的情形中，处理容器2内的温度从500℃的偏离在整体上很小。另一方面，在比较例1的处理方法(由记号“□”指示)的情形中，处理容器2内的温度从500℃的偏离大，特别是，在处理容器2的上部(T)观察到大的偏离。这种大偏离是起因于副产物膜容易附着在处理容器2的上部。
在实验2中，我们调查当在处理容器2内附着副产物膜的状态中将处理容器2内加热到500℃时，加热时间与处理容器2内的温度的关系。图4是表示由实验2得到的，加热时间与处理容器内的温度的关系的曲线图。
如图4所示，在实施例2的处理方法(由记号“○”指示)的情形中，与比较例2的处理方法(由记号“□”指示)比较，能够在短时间内使处理容器2内的温度达到大致均匀。例如，作为处理容器2内的温度达到均匀的基准，使用处理容器2内的温度处于500℃±1℃的范围内的时刻。在这个前提下，在实施例2的处理方法的情形中，为了将处理容器2内控制在均匀的温度大约需要100分钟。另一方面，在比较例2的处理方法的情形中，为了将处理容器2内控制在均匀的温度大约需要160分钟。
在实验3中，我们调查当在500℃的处理温度中在晶片10上形成6nm的氮化钛膜，处理容器2内的位置与晶片10上的氮化钛膜的膜厚和面内均匀性的关系。图5是表示由实验3得到的，处理容器内的位置与晶片上的氮化钛膜的膜厚的关系的曲线图。图6是表示由实验3得到的，处理容器内的位置与晶片上的氮化钛膜的膜厚的面内均匀性的关系的曲线图。在图5和图6中，记号B表示处理容器2的底部，记号C表示处理容器2的中央，记号T表示处理容器2的上部。
如图5所示，在实施例3的处理方法(由记号“○”指示)的情形中，能够在处理容器2的3个位置上，在晶片10上形成具有大致相同膜厚的氮化钛膜。我们认为这是因为能够将处理容器2内从底部到上部的整个区域控制在大致均匀的温度上。另一方面，在比较例3的处理方法(由记号“□”指示)中，处理容器2的上部(T)中形成的氮化钛膜的膜厚比6nm厚得多。我们认为这是因为在处理容器2的上部，在处理容器2的内面上附着很多以氮化钛为主要成分的副产物膜，使该部分的温度不稳定的缘故。
另外，如图6所示，在实施例3的处理方法(由记号“○”指示)的情形中，能够在处理容器2的3个位置上，在晶片10上形成具有大致相同面内均匀性的氮化钛膜。我们认为这是因为能够将处理容器2内从底部到上部的整个区域控制在大致均匀的温度上。另一方面，在比较例3的处理方法(由记号“□”指示)中，根据处理容器2的位置，在晶片10上形成的氮化钛膜的面内均匀性不同。我们认为这是因为在处理容器2内的温度发生偏差的缘故。
如参照图3到图6说明了的那样，根据上述实验1到3，我们确认与本发明的实施方式有关的处理方法具有如下那样的优点。即，在成膜处理中，能够将处理容器内的从底部到上部的整个区域控制在大致均匀的温度上。在开始成膜处理前，能够在更短时间中设定处理容器内的温度。通过成膜处理，能够在被处理基板上形成预定膜厚的薄膜而与处理容器内的位置无关。通过成膜处理，能够在晶片上形成预定的面内均匀性的薄膜而与处理容器内的位置无关。
在上述实施方式中，通过对在处理容器2内附着的以氮化钛为主要成分的副产物膜进行氧化，使其改质成以氧化钛为主要成分的膜。因此，能够降低副产物膜的热反射性，减轻副产物膜对处理容器2内的温度控制性的恶劣影响。但是在本发明的范围内，可以对上述实施方式进行种种的变形和应用。
例如，如果使副产物膜改质的处理是降低副产物膜的热反射性的处理，则也可以是氧化处理以外的处理。如果副产物膜的组成是通过改质处理降低热反射性的组成，则也可以是以氮化钛为主要成分以外的组成。如果改质后的副产物膜的颜色是降低热反射性的颜色，则也可以是白色或透明以外的颜色。
作为在CVD处理中使用的含有金属的气体，不限于四氯化钛(TiCl4)，也能够用其它的金属卤化物，例如TiF4、TiI4、TaCl4等。另外，作为在CVD处理中使用的其它反应气体，不限于氨(NH3)，也能够用其它的包含N和H的气体，例如与N2和H2的混合气体、MMH那样的联氨系气体等。
副产物膜不限定于将CVD那样的成膜处理的反应生成物作为主要成分的膜，也可以是成膜处理的反应副生成物和其它的半导体处理的反应副生成物。例如，在半导体处理中在处理容器内面上形成的副产物膜使半导体处理中的温度控制恶化那样的问题，不限于CVD装置，也是在蚀刻装置等的其它半导体处理中发生的共同问题。
如图2所示，在上述实施方式中，以该顺序依次地重复进行成膜处理、改质处理和清洗处理。但是，也能够在不进行改质处理而多次重复半导体处理后，作出变更以便进行改质处理。但是，不进行改质处理而多次重复半导体处理的次数是在不发生由于副产物膜使处理容器内的温度变得不稳定的范围内。
如图1所示，在上述实施方式中，从气体供给管17向处理容器2内供给氮气。但是，也可以从气体导入管13、14供给氮气。这时，能够从多个地方向处理容器2内供给氮气，能够高效率地进行基于氮气的排出处理容器2内的气体。
另外，如图1所示，在上述实施方式中，作为半导体处理装置，例示了具有由内管3和外管4构成的二重管构造的处理容器2的分批式纵型热处理装置。但是，本发明能够应用于不具有内管3的单管构造的处理容器的分批式热处理装置。另外本发明也能够应用于每次1块地处理被处理基板的分块式处理装置。
另外，作为被处理基板，不限定于半导体晶片，也能够将本发明应用于玻璃基板和LCD基板等。
如果根据本发明，能够提供处理被处理基板的半导体处理方法和装置，能够提供防止在处理容器的内面上形成的副产物膜使半导体处理中的温度控制恶化的处理方法和装置。
Claims (18)
1.一种在半导体处理装置中处理被处理基板的方法，其特征在于：它具备，
在处理容器内一边将第一基板的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给所述处理容器内，对所述第一基板进行半导体处理的工序，在所述半导体处理中，在所述处理容器的内面上形成副产物膜；
在所述半导体处理后，并且从所述处理容器取出所述第一基板后，将改质气体供给所述处理容器内，对所述副产物膜进行改质处理的工序，所述改质处理是以降低所述副产物膜的热反射性的方式进行设定的；和
在所述改质处理后，在所述处理容器内一边将第二基板的温度控制在所述处理温度上一边将所述处理气体供给所述处理容器内，对所述第二基板进行所述半导体处理的工序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述改质处理是以使所述副产物膜的颜色实质上变成白色或透明的方式进行设定的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述改质处理后的所述副产物膜的光透过率在70％以上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述副产物膜以金属氮化物为主要成分。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述金属氮化物为钛氮化物。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述改质气体为使所述副产物膜氧化的气体。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述改质气体具备氧、活性氧、或臭氧。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述改质处理是在比所述处理温度充分高的改质温度下进行的。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
交互地进行所述改质处理和所述半导体处理。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
不进行所述改质处理，在多次重复所述半导体处理后，再进行所述改质处理。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述半导体处理是通过CVD处理在被处理基板上形成薄膜的处理。
12.一种在半导体处理装置中处理被处理基板的方法，其特征在于：它具备，
在处理容器内一边将第一基板的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给所述处理容器内，通过CVD处理在所述第一基板上形成以金属氮化物为主要成分的薄膜的工序，在所述CVD处理中，在所述处理容器的内面上形成以金属氮化物为主要成分的副产物膜；
在所述半导体处理后，并且从所述处理容器取出所述第一基板后，将改质气体供给所述处理容器内，对所述副产物膜进行改质处理的工序，所述改质处理是以在比所述处理温度充分高的改质温度中由所述改质气体使所述副产物膜氧化，降低所述副产物膜的热反射性的方式进行设定的；和
在所述改质处理后，在所述处理容器内一边将第二基板的温度控制在所述处理温度上一边将所述处理气体供给所述处理容器内，通过所述CVD处理在所述第二基板上形成薄膜的工序。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述改质气体具备氧、活性氧、或臭氧。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述处理气体具备金属卤化物气体与包含N和H的气体。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述金属卤化物气体为四氯化钛。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述包含N和H的气体为氨气。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述处理容器具有在上下设置间隔地叠层多块被处理基板的状态下收容多块被处理基板的构成，由配设在所述处理容器周围的加热器对所述多块被处理基板进行加热，所述副产物膜处于所述多块被处理基板和所述加热器之间。
18.一种在半导体处理装置，其特征在于：它具备，
收容被处理基板的处理容器；
加热收容在所述处理容器中的所述被处理基板的加热器；
将必要的气体供给所述处理容器内的气体供给***；和
控制所述加热器和所述气体供给***的控制单元，所述控制单元是以实施
在所述处理容器内一边将第一基板的温度控制在处理温度上一边将处理气体供给所述处理容器内，对所述第一基板进行半导体处理的工序，在所述半导体处理中，在所述处理容器的内面上形成副产物膜；
在所述半导体处理后，并且从所述处理容器取出所述第一基板后，将改质气体供给所述处理容器内，对所述副产物膜进行改质处理的工序，所述改质处理是以降低所述副产物膜的热反射性的方式进行设定的；和
在所述改质处理后，在所述处理容器内一边将第二基板的温度控制在所述处理温度上一边将所述处理气体供给所述处理容器内，对所述第二基板进行所述半导体处理的工序的方式预先进行设定的。
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