JP5246843B2 - 基板処理装置、ベーキング方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
製品基板、モニタ基板及びダミー基板を処理室内に収容し、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、前記各基板を加熱しつつ前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を前記処理室内に収容した状態で、少なくとも加熱条件を前記所望の膜を形成する時とは異なる条件として、前記ダミー基板をベーキングすることを特徴とする第1の基板処理装置が提供される。
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
前記各基板の表面に所望の膜を形成するための少なくとも1つの原料ガスを前記処理室内に供給する原料供給系と、
少なくとも前記加熱ユニット、前記原料供給系を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記所望の膜を形成する時は、前記原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御し、前記ダミー基板をベーキングする時は、前記原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御する。
製品基板、モニタ基板及びダミー基板を、所定の間隔をあけながら上下方向に積層した状態で収容する処理室と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも前記加熱ユニットを制御する制御部と、
を有し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記各基板への膜形成回数をカウントするカウンタと、
前記各基板への膜形成回数を記憶する記憶部と、
前記各基板への膜形成回数と所定の閾回数とを比較する比較部と、
前記各基板への膜形成回数が前記閾回数に達したときに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態でベーキングする処理を実行するベーキング実行部と、
を備えることを特徴とする第2の基板処理装置が提供される。
製品基板、モニタ基板及びダミー基板を、所定の間隔をあけながら上下方向に積層した状態で収容する処理室と、
第1の原料ガスとしてハロゲン化物Siを前記処理室内に供給する第1の原料供給系と、
第2の原料ガスとしてH2Oを前記処理室内に供給する第2の原料供給系と、
分解温度が前記第2の原料ガスの気化温度以上である触媒を前記処理室内に供給する触媒供給系と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも前記第1の原料供給系、前記第2の原料供給系、前記触媒供給系及び前記加熱ユニットを制御する制御部と、
を有し、
前記第1の原料ガス及び前記触媒と、前記第2の原料ガス及び前記触媒とを、交互に供給して前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記製品基板、前記モニタ基板及び前記ダミー基板から構成される積層体中で、前記ダミー基板が前記積層体の上部と下部とに配置され、前記モニタ基板のうち少なくとも1枚が前記ダミー基板と隣り合う位置に配置され、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を前記処理室内に収容した状態でベーキングし、
前記所望の膜を形成する時は、少なくとも前記第2の原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱し、前記ダミー基板をベーキングする時は、少なくとも前記第2の原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱することを特徴とする第3の基板処理装置が提供される。
製品基板、モニタ基板、及びダミー基板を処理室内に収容し、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、前記各基板を加熱しつつ所望の原料ガスを前記処理室内に供給し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置を使用して、少なくとも前記ダミー基板をベーキングする方法であって、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態で、少なくとも加熱条件を前記所望の膜を形成する時とは異なる条件として、前記ダミー基板をベーキングするベーキング工程を有するベーキング方法が提供される。
本実施例に係る基板処理装置は、半導体装置(IC(Integrated Circuits))の製造に使用される半導体製造装置の一例として構成されているものである。
下記の説明では、基板処理装置の一例として、基板に対し成膜処理等をおこなう縦型の装置を使用した場合について述べる。
原料ガス供給管310にハロゲン化物Siを、原料ガス供給管320にH2Oを、触媒供給管330に触媒を、キャリアガス供給管510,520,530にN2を導入(流入)させた状態で、バルブ314,334,514,524,534を開く。
バルブ314,334を閉じてハロゲン化物Si,触媒の供給を停止させるとともに、N2をキャリアガス供給管510,520,530から処理室201に供給し続け、処理室201内をN2でパージする。パージ時間は例えば15秒とする。その結果、図6中2段目に示す通り、処理室201内に残留したハロゲン化物Si,触媒が処理室201内から排除される。
バルブ514,524,534を開いたままで、バルブ324,334を開く。その結果、H2Oが、N2と混合されながら原料ガス供給管320を流通してノズル420に流出し、ガス供給孔420aから処理室201に供給される。同時に、触媒も、N2と混合されながら触媒供給管330を流通してノズル430に流出し、触媒供給孔430aから処理室201に供給される。さらに、N2がキャリアガス供給管510を流通してノズル410に流出し、ガス供給孔410aから処理室201に供給される。処理室201に供給されたH2O,触媒はウエハ200の表面上を通過して排気管231から排気される。
バルブ324,334を閉じてH2O,触媒の供給を停止させるとともに、N2をキャリアガス供給管510,520,530から処理室201に供給し続け、処理室201内をN2でパージする。パージ時間は例えば15秒とする。その結果、図6中4段目に示す通り、処理室201内に残留したH2O,触媒が処理室201内から排除される。
これを検証するため、次の実験を行ってデータを取得した。
Unif=(max−min)/Mean×100 … (1)
式(1)を用いて各モニタウエハの面内均一性を計算した結果を表1に示す。
ただし、H2Oを蒸発させ易いという理由から、ベーキング圧力はより低いほうがよい。
製品基板、モニタ基板及びダミー基板を処理室内に収容し、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、前記各基板を加熱しつつ前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を前記処理室内に収容した状態で、少なくとも加熱条件を前記所望の膜を形成する時とは異なる条件として、前記ダミー基板をベーキングする第1の基板処理装置が提供される。
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
前記各基板の表面に所望の膜を形成するための少なくとも1つの原料ガスを前記処理室内に供給する原料供給系と、
少なくとも前記加熱ユニット、前記原料供給系を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記所望の膜を形成する時は、前記原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御し、前記ダミー基板をベーキングする時は、前記原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御する第2の基板処理装置が提供される。
触媒を前記処理室内に供給する触媒供給系を備え、
制御部が、前記原料ガスを供給する時に同時に前記触媒を供給するように前記原料供給系及び前記触媒供給系を制御し、
前記触媒の分解温度が、前記原料ガスの気化温度より高い第3の基板処理装置が提供される。
前記触媒はピリジン、ピリミジン、キノリンのいずれかである第4の基板処理装置が提供される。
前記原料供給系が、
第1の原料ガスとしてハロゲン化物Siを前記処理室内に供給する第1の原料供給系と、
第2の原料ガスとしてH2OもしくはH2O2のいずれかを前記処理室内に供給する第2の原料供給系とを備える第5の基板処理装置が提供される。
前記制御部は、
前記ダミー基板をベーキングする時には前記ダミー基板の温度が200℃となるように前記加熱ユニットを制御する第6の基板処理装置が提供される。
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整装置を備え、
前記制御部は、
前記ダミー基板をベーキングする時の圧力が前記所望の膜を形成する時よりも低い圧力である0.5〜3Torrとなるように前記圧力調整装置を制御する第7の基板処理装置が提供される。
前記所定回数とは、前記ダミー基板の累積膜厚のうち未ベーキングである累積膜厚が2000Åに達する回数である第8の基板処理装置が提供される。
製品基板、モニタ基板及びダミー基板を、所定の間隔をあけながら上下方向に積層した状態で収容する処理室と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも前記加熱ユニットを制御する制御部と、
を有し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記各基板への膜形成回数をカウントするカウンタと、
前記各基板への膜形成回数を記憶する記憶部と、
前記各基板への膜形成回数と所定の閾回数とを比較する比較部と、
前記各基板への膜形成回数が前記閾回数に達したときに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態でベーキングする処理を実行するベーキング実行部と、
を備える第9の基板処理装置が提供される。
前記各基板の表面に所望の膜を形成するための少なくとも1つの原料ガスを前記処理室内に供給する原料供給系を有し、
前記制御部は、
前記所望の膜を形成する時は、前記原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御し、前記ダミー基板をベーキングする時は、前記原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御する第10の基板処理装置が提供される。
触媒を前記処理室内に供給する触媒供給系を備え、
制御部が、前記原料ガスを供給する時に同時に前記触媒を供給するように前記原料供給系及び前記触媒供給系を制御し、
前記触媒の分解温度が、前記原料ガスの気化温度より高い第11の基板処理装置が提供される。
前記触媒はピリジン、ピリミジン、キノリンのいずれかである第12の基板処理装置が提供される。
前記原料供給系が、
第1の原料ガスとしてハロゲン化物Siを前記処理室内に供給する第1の原料供給系と、
第2の原料ガスとしてH2OもしくはH2O2のいずれかを前記処理室内に供給する第2の原料供給系とを備える第13の基板処理装置が提供される。
前記制御部は、
前記ダミー基板をベーキングする時には前記ダミー基板の温度が200℃となるように前記加熱ユニットを制御する第14の基板処理装置が提供される。
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整装置を備え、
前記制御部は、
前記ダミー基板をベーキングする時の圧力が前記所望の膜を形成する時よりも低い圧力である0.5〜3Torrとなるように前記圧力調整装置を制御する第15の基板処理装置が提供される。
前記閾回数とは、前記ダミー基板の累積膜厚のうち未ベーキングである累積膜厚が2000Åに達する回数である第16の基板処理装置が提供される。
少なくとも1枚の前記モニタ基板が前記ダミー基板に隣り合う位置に配置されている第17の基板処理装置が提供される。
前記各基板は前記処理室内で上下方向に積層された状態で配置され、
前記製品基板、前記モニタ基板及び前記ダミー基板から構成される積層体中で、前記ダミー基板が前記積層体の上部と下部とに配置され、少なくとも1枚の前記ダミー基板が前記モニタ基板に隣り合う位置に配置されている第18の基板処理装置が提供される。
製品基板、モニタ基板及びダミー基板を、所定の間隔をあけながら上下方向に積層した状態で収容する処理室と、
第1の原料ガスとしてハロゲン化物Siを前記処理室内に供給する第1の原料供給系と、
第2の原料ガスとしてH2Oを前記処理室内に供給する第2の原料供給系と、
分解温度が前記第2の原料ガスの気化温度以上である触媒を前記処理室内に供給する触媒供給系と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも前記第1の原料供給系、前記第2の原料供給系、前記触媒供給系及び前記加熱ユニットを制御する制御部と、
を有し、
前記第1の原料ガス及び前記触媒と、前記第2の原料ガス及び前記触媒とを、交互に供給して前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記製品基板、前記モニタ基板及び前記ダミー基板から構成される積層体中で、前記ダミー基板が前記積層体の上部と下部とに配置され、前記モニタ基板のうち少なくとも1枚が前記ダミー基板と隣り合う位置に配置され、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を前記処理室内に収容した状態でベーキングし、
前記所望の膜を形成する時は、少なくとも前記第2の原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱し、前記ダミー基板をベーキングする時は、少なくとも前記第2の原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱する第19の基板処理装置が提供される。
前記触媒はピリジン、ピリミジン、キノリンのうちのいずれかである第20の基板処理装置が提供される。
前記制御部は、
前記ダミー基板をベーキングする時には前記ダミー基板の温度が200℃となるように前記加熱ユニットを制御する第21の基板処理装置が提供される。
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整装置を有し、
前記制御部は、
前記ダミー基板をベーキングする時の圧力が前記所望の膜を形成する時よりも低い圧力である0.5〜3Torrとなるように前記圧力調整装置を制御する第22の基板処理装置が提供される。
製品基板、モニタ基板、及びダミー基板を処理室内に収容し、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、前記各基板を加熱しつつ所望の原料ガスを前記処理室内に供給し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置を使用して、少なくとも前記ダミー基板をベーキングする方法であって、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態で、少なくとも加熱条件を前記所望の膜を形成する時とは異なる条件として、前記ダミー基板をベーキングするベーキング工程を有する第1のベーキング方法が提供される。
前記ベーキング工程では、前記原料ガスの気化温度より高い分解温度を有する触媒を、前記原料ガスと同時に前記処理室内に供給する第2のベーキング方法が提供される。
前記触媒はピリジン、ピリミジン、キノリンのうちのいずれかである第3のベーキング方法が提供される。
前記原料ガスを少なくとも第1の原料ガスと第2の原料ガスとで構成し、
前記第1の原料ガスとしてハロゲン化物Siを用い、
前記第2の原料ガスとしてH2OもしくはH2O2のいずれかを用いる第4のベーキング方法が提供される。
前記所定回数とは、前記ダミー基板の累積膜厚のうち未ベーキングである累積膜厚が2000Åに達する回数である第5のベーキング方法が提供される。
前記ベーキング工程では、少なくとも前記ダミー基板を200℃に加熱する第6のベーキング方法が提供される。
前記ベーキング工程は、前記所望の膜を形成する時よりも低い圧力である0.5〜3Torrで行う第7のベーキング方法が提供される。
105 カセット棚
107 予備カセット棚
110 カセット
111 筐体
114 カセットステージ
115 ボートエレベータ
118 カセット搬送装置
118a カセットエレベータ
118b カセット搬送機構
123 移載棚
125 ウエハ移載機構
125a ウエハ移載装置
125b ウエハ移載装置エレベータ
125c ツイーザ
128 アーム
134a,134b クリーンユニット
147 炉口シャッタ
200 ウエハ
200a 製品ウエハ
200b〜200e モニタウエハ
200f,200g ダミーウエハ
201 処理室
202 処理炉
203 反応管
207 ヒータ
209 マニホールド
210 底板
211 天板
212 支柱
217 ボート
218 ボート支持台
219 シールキャップ
220 Oリング
231 排気管
243e バルブ
246 真空ポンプ
267 ボート回転機構
280 コントローラ
285 成膜実行部
290 ベーキング実行部
292 カウンタ
294 記憶部
296 比較部
310,320 原料ガス供給管
330 触媒供給管
312,322,332 マスフローコントローラ
314,324,334 バルブ
410,420,430 ノズル
410a,420a ガス供給孔
430a 触媒供給孔
510,520,530 キャリアガス供給管
512,522,532 マスフローコントローラ
514,524,534 バルブ
Claims (6)
- 製品基板、モニタ基板及びダミー基板を収容する処理室と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
前記各基板の表面に所望の膜を形成するための少なくとも1つの原料ガスを前記処理室内に供給する原料供給系と、
を有し、
少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で製品基板、モニタ基板及びダミー基板を前記処理室内に収容し、前記原料ガスを供給して前記各基板の表面に所望の膜を形成し、前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を前記処理室内に収容した状態で、前記原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱してベーキングするように前記加熱ユニットを制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
前記所望の膜を形成する時は、前記原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱するように前記加熱ユニットを制御するよう構成される基板処理装置。 - 製品基板、モニタ基板及びダミー基板を、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、所定の間隔をあけながら上下方向に積層した状態で収容する処理室と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも前記加熱ユニットを制御する制御部と、
を有し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記各基板への膜形成回数をカウントするカウンタと、
前記各基板への膜形成回数を記憶する記憶部と、
前記各基板への膜形成回数と所定の閾回数とを比較する比較部と、
前記各基板への膜形成回数が前記閾回数に達したときに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態で、原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱して前記ダミー基板をベーキングする処理を実行するベーキング実行部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 - 製品基板、モニタ基板及びダミー基板を、所定の間隔をあけながら上下方向に積層した状態で収容する処理室と、
第1の原料ガスとしてハロゲン化物Siを前記処理室内に供給する第1の原料供給系と、
第2の原料ガスとしてH2Oを前記処理室内に供給する第2の原料供給系と、
分解温度が前記第2の原料ガスの気化温度以上である触媒を前記処理室内に供給する触媒供給系と、
前記各基板を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも前記第1の原料供給系、前記第2の原料供給系、前記触媒供給系及び前記加熱ユニットを制御する制御部と、
を有し、
前記第1の原料ガス及び前記触媒と、前記第2の原料ガス及び前記触媒とを、交互に供給して前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置であって、
前記製品基板、前記モニタ基板及び前記ダミー基板から構成される積層体中で、前記ダミー基板が前記積層体の上部と下部とに配置され、前記モニタ基板のうち少なくとも1枚が前記ダミー基板と隣り合う位置に配置され、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を前記処理室内に収容した状態でベーキングし、
前記所望の膜を形成する時は、少なくとも前記第2の原料ガスの気化温度より低い温度で前記各基板を加熱し、前記ダミー基板をベーキングする時は、少なくとも前記第2の原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱することを特徴とする基板処理装置。 - 製品基板、モニタ基板、及びダミー基板を処理室内に収容し、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、前記各基板を加熱しつつ所望の原料ガスを前記処理室内に供給し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置を使用して、少なくとも前記ダミー基板をベーキングする方法であって、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態で、前記原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱して前記ダミー基板をベーキングするベーキング工程を有するベーキング方法。 - 製品基板、モニタ基板、及びダミー基板を処理室内に収容し、少なくとも1枚の前記モニタ基板を前記ダミー基板に隣り合わせた状態で、前記各基板を加熱しつつ所望の原料ガスを前記処理室内に供給し、前記各基板の表面に所望の膜を形成する基板処理装置を使用して、少なくとも前記ダミー基板をベーキングする方法であって、
前記所望の膜を所定回数形成するごとに、前記ダミー基板を処理室内に収容した状態で、前記原料ガスの気化温度より高い温度で前記ダミー基板を加熱して前記ダミー基板をベーキングするベーキング工程を有する半導体装置の製造方法。
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