TW202314932A - 基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是在於可削減惰性氣體的消耗量。 其解決手段，提供一種具有下列構成的技術， 處理基板的處理室； 供給處理氣體至處理室的處理氣體供給部； 可與處理室連通的搬送室； 供給惰性氣體至搬送室的第一惰性氣體供給部； 從搬送室將氣氛排氣的第一排氣部；及 將藉由第一排氣部所排氣的惰性氣體供給至處理室或處理室的下游部之第二惰性氣體供給部。

Description

基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式
本案是關於基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式。
作為在半導體裝置的製造工序之一工序使用的基板處理裝置，有具備處理基板的處理腔室及連通連接至處理腔室的搬送腔室之裝置存在(例如參照專利文獻1)。在如此的構成中，有將惰性氣體供給至搬送室或處理室的情形。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2017-69315號公報
(發明所欲解決的課題)
本案是提供可削減惰性氣體的消耗量之技術。 (用以解決課題的手段)
若根據一形態，則提供一種具有下列構成的技術， 處理基板的處理室； 供給處理氣體至前述處理室的處理氣體供給部； 可與前述處理室連通的搬送室； 供給惰性氣體至前述搬送室的第一惰性氣體供給部； 從前述搬送室將氣氛排氣的第一排氣部；及 將藉由前述第一排氣部所排氣的惰性氣體供給至前述處理室或前述處理室的下游部之第二惰性氣體供給部。 [發明的效果]
若根據本案，則可削減惰性氣體的消耗量。
以下，邊參照圖面邊說明有關本案的實施形態。
在以下的說明舉例的基板處理裝置是被用在半導體裝置的製造工序者，被構成為對於成為處理對象的基板進行預定的製程處理者。 成為處理對象的基板是例如作為製作入半導體裝置(半導體裝置)的半導體基板的矽晶圓(以下簡稱「基板」)。另外，在本說明書中，使用「基板」的措詞時，是意思「基板本身」時，或意思「基板與被形成於其表面的預定的層或膜等的層疊體(集合體)」時(亦即包含被形成於表面的預定的層或膜等來稱為基板時)。並且，在本說明書中，使用「基板的表面」的措詞時，是意思「基板本身的表面(露出面)」時或意思「被形成於基板上的預定的層或膜等的表面，亦即作為層疊體的基板的最表面」時。在本說明書中使用「基板」的措詞時，也與使用「晶圓」的情況同義。 作為對於基板進行的預定的製程處理(以下亦有簡稱「處理」的情形)是例如有氧化處理、擴散處理、退火處理、蝕刻處理、預洗滌處理、腔室洗滌處理、成膜處理等。在本實施形態中，特別舉進行成膜處理的情況為例。
＜第一實施形態＞ 首先，具體說明有關本案的第一實施形態。
(1)基板處理裝置的全體構成 邊參照圖1及圖2邊說明有關本案的第一實施形態的基板處理裝置的全體構成。圖1是表示第一實施形態的基板處理裝置的全體構成例的橫剖面圖。圖2是表示第一實施形態的基板處理裝置的全體構成例的縱剖面圖。
如圖1及圖2所示般，在此舉例說明的基板處理裝置是在真空搬送室103的周圍具備複數的處理模組201a～201d，所謂的群集型(cluster-type)者。更詳細，圖例的基板處理裝置是處理基板200者，構成大致區別具備：真空搬送室(傳送模組)103、加載互鎖(load-lock)室(加載互鎖模組)122，123、大氣搬送室(前端模組)121、IO平台(裝載埠)105、複數的處理模組(製程模組)201a～201d及作為控制部的控制器281。 以下，具體說明有關該等的各構成。另外，在以下的說明中，前後左右是X1方向為右，X2方向為左，Y1方向為前，Y2方向為後。
(真空搬送室) 真空搬送室103是作為在負壓下成為搬送基板200的搬送空間之搬送室機能。構成真空搬送室103的框體101是平面視形成六角形。而且，在六角形的各邊是加載互鎖室122，123及各處理模組201a～201d會經由閘閥160，165，161a～161d來分別連結。
在真空搬送室103的大致中央部，作為在負壓下移載(搬送)基板200的搬送機械手臂(robot)的真空搬送機械手臂112會以凸緣115作為基部設置。真空搬送機械手臂112是被構成為可藉由升降機116及凸緣(flange)115來一面維持真空搬送室103的氣密性，一面昇降(參照圖2)。
(加載互鎖室) 在構成真空搬送室103的框體101的六片的側壁之中位於前側的二片的側壁是搬入用的加載互鎖室122及搬出用的加載互鎖室123會分別經由閘閥160，165來連結。在加載互鎖室122內是設置有搬入室用的基板載置台150，在加載互鎖室123內是設置有搬出室用的基板載置台151。另外，各加載互鎖室122，123是分別被構成為可耐於負壓的構造。
(大氣搬送室) 在加載互鎖室122，123的前側，大氣搬送室121是經由閘閥128，129來連結。大氣搬送室121是在大約大氣壓下使用。
在大氣搬送室121內是設置有移載基板200的大氣搬送機械手臂124。大氣搬送機械手臂124是被構成為藉由被設置於大氣搬送室121的升降機126來昇降，且被構成為藉由線性促動裝置132來往復移動於左右方向(參照圖2)。
在大氣搬送室121的上部是設置有供給淨化氣體的淨化單元118(參照圖2)。並且，在大氣搬送室121的左側是設置有對準被形成於基板200的缺口(notch)或定向平面(orientation flat)的裝置(以下稱為「預對準器(prealigner)」106(參照圖1)。
(IO平台) 在大氣搬送室121的框體125的前側是設置有用以對於大氣搬送室121搬入搬出基板200的基板搬入搬出口134及晶圓盒開啟器108。隔著基板搬入搬出口134而與晶圓盒開啟器108相反側，亦即在框體125的外側是設置有IO平台105。
在IO平台105上是搭載有複數個用以收納複數片基板200的FOUP(Front Opening Unified Pod：以下稱為「晶圓盒」)100。晶圓盒100是作為搬送矽(Si)基板等的基板200的載體使用。在晶圓盒100內是被構成為未處理的基板200或處理完了的基板200會分別以水平姿勢儲存複數片。晶圓盒100是藉由未圖示的工序內搬送裝置(RGV)來對於IO平台105供給及排出。
IO平台105上的晶圓盒100是藉由晶圓盒開啟器108來開閉。晶圓盒開啟器108是具備：將晶圓盒100的蓋100a開閉，且可閉塞基板搬入搬出口134的封蓋142；及驅動封蓋142的驅動機構109。晶圓盒開啟器108是藉由將被載置於IO平台105的晶圓盒100的蓋100a開閉，將基板出入口開放･閉鎖，可使基板200出入於晶圓盒100。
(處理模組) 在構成真空搬送室103的框體101的六片的側壁之中未連結加載互鎖室122，123的剩下的四片的側壁是對基板200進行所望的處理的處理模組201a～201d會經由閘閥161a～161d來分別連結成以真空搬送室103為中心放射狀地位置。各處理模組201a～201d皆是藉由冷壁式的處理容器203a～203d所構成，各形成一個的處理室202a～202d。在各處理室202a～202d內是進行對於基板200的處理，作為半導體或半導體裝置的製造工序之一工序。在各處理室202a～202d內進行的處理是例如可舉朝基板上形成薄膜的處理，將基板表面氧化、氮化、碳化等的處理，矽化物、金屬等的膜形成，將基板表面蝕刻的處理、回流處理等的各種基板處理。
另外，有關各處理模組201a～201d的詳細的構成後述。
(控制器) 控制器281是作為控制構成基板處理裝置的各部的動作的控制部(控制手段)機能。為此，作為控制部的控制器281是藉由具有CPU(Central Processing Unit)、RAM (Random Access Memory)等而成的電腦裝置所構成。
另外，有關控制器281的詳細的構成後述。
(2)處理模組的構成 其次，說明有關各處理模組201a～201d的詳細的構成。
各處理模組201a～201d是分別作為單片式的基板處理裝置機能者，皆具有同樣的構成者。 在此，舉各處理模組201a～201d之中的一個為例，說明具體的構成。因為舉處理模組201a～201d之一為例，所以在以下的說明中，是將處理模組201a～201d簡稱為「處理模組201」，有關構成各處理模組201a～201d的冷壁式的處理容器203a～203d也是簡稱為「處理容器203」，將被形成於各處理容器203a～203d內的處理室202a～202d簡稱為「處理室202」，進一步有關對應於各處理模組201a～201d的各者之閘閥161a～161d也是簡稱為「閘閥161」。 圖3是模式性地表示第一實施形態的基板處理裝置的處理室的概略構成之一例的說明圖。
(處理容器) 處理模組201是如上述般，藉由冷壁式的處理容器203所構成。處理容器203是例如橫剖面為圓形，扁平的密閉容器，藉由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等的金屬材料所構成。處理容器203是以上部容器203a與下部容器203b所構成。
在處理容器203內是形成有處理室202。處理室202是具備：位於其上方側(比後述的基板載置台212更上方的空間)，處理矽晶圓等的基板200的處理空間202a；及在其下方側被下部容器203b包圍的空間的搬送空間202b。
在上部容器203a的內部的外周端緣附近是設有排氣緩衝室209。排氣緩衝室209是作為將處理室202內的氣體朝向側方周圍排出時的緩衝空間機能者。為此，排氣緩衝室209是持有以包圍處理室202的側方外周之方式設置的空間。亦即，排氣緩衝室209是具有平面視環狀(圓環狀)形成於處理室202的外周側之空間。
在下部容器203b的側面，亦即構成處理容器203的壁之一是設有與閘閥205鄰接的基板搬出入口206。基板200是可經由基板搬出入口206來搬入至搬送空間202b。在下部容器203b的底部是設有複數個升降銷207。
(基板支撐部) 在處理室202內是設有支撐基板200的基板支撐部(基座)210。 基板支撐部210主要具有： 載置基板200的基板載置面211； 在表面持有基板載置面211的基板載置台212；及 在基板載置台212內作為加熱源的加熱器213。 在基板載置台212中，升降銷207所貫通的貫通孔214會分別被設於與升降銷207對應的位置。
基板載置台212是藉由傳動軸(shaft)217來支撐。傳動軸217是貫通處理容器203的底部，進一步在處理容器203的外部連接至昇降機構218。藉由使昇降機構218作動來使傳動軸217及基板載置台212昇降，基板載置台212可使被載置於基板載置面211上的基板200昇降。另外，傳動軸217的下端部的周圍是藉由波紋管(bellows)219所覆蓋，處理容器203內是被保持於氣密。
基板載置台212是在基板200的搬送時，基板載置面211會下降至與基板搬出入口206對向的位置(基板搬送位置)，在基板200的處理時，基板200會上昇至成為處理空間202a內的處理位置(基板處理位置)。 具體而言，在使基板載置台212下降至基板搬送位置時，升降銷207的上端部會從基板載置面211的上面突出，升降銷207會從下方支撐基板200。並且，在使基板載置台212上昇至基板處理位置時，升降銷207會從基板載置面211的上面埋沒，而基板載置面211會從下方支撐基板200。
(淋浴頭) 在處理空間202a的上方(氣體供給方向上游側)是設有作為氣體分散機構的淋浴頭230。在淋浴頭230的蓋231是設有氣體導入口241。該氣體導入口241是被構成為連通後述的氣體供給系。從氣體導入口241導入的氣體是被供給至淋浴頭230的緩衝空間232。
淋浴頭230的蓋231是以具有導電性的金屬所形成，作為用以在緩衝空間232或處理空間202a內產生電漿的電極使用。在蓋231與上部容器203a之間是設有絕緣塊233，將蓋231與上部容器203a之間絕緣。
淋浴頭230是具備用以使經由氣體導入口241來從氣體供給系供給的氣體分散的分散板234。此分散板234的上游側為緩衝空間232，下游側為處理空間202a。在分散板234是設有複數的貫通孔234a。分散板234是被配置為與基板載置面211對向。
(氣體供給系) 在淋浴頭230的蓋231是共通氣體供給管242會被連接為與氣體導入孔241連通。共通氣體供給管242是經由氣體導入孔241來連通至淋浴頭230內的緩衝空間232。並且，在共通氣體供給管242連接第一氣體供給管243a、第二氣體供給管244a、第三氣體供給管245a。其中，第二氣體供給管244a是經由遠程電漿單元244e來連接至共通氣體供給管242。
該等之中，從包含第一氣體供給管243a的原料氣體供給系243是主要供給處理氣體之一的原料氣體，從包含第二氣體供給管244a的反應氣體供給系244是主要供給處理氣體的其他之一的反應氣體。從包含第三氣體供給管245a的淨化氣體供給系245是在處理基板200時主要供給作為淨化氣體的惰性氣體，在洗滌淋浴頭230或處理室202時主要供給洗滌氣體。另外，有關從氣體供給系供給的氣體是亦有將原料氣體稱為第一氣體，將反應氣體稱為第二氣體，將惰性氣體稱為第三氣體，將洗滌氣體稱為第四氣體的情形。
(原料氣體供給系) 第一氣體供給管243a是從上游方向依序設有原料氣體供給源243b、流量控制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)243c及開閉閥的閥243d。而且，從第一氣體供給管243a是原料氣體會經由MFC243c、閥243d、共通氣體供給管242來供給至淋浴頭230內。
原料氣體(第一氣體)是處理氣體之一，例如含有作為第一元素的矽(Si)元素的氣體。具體而言，可使用二氯矽烷(SiH 2Cl 2，dichlorosilane：DCS)氣體或四乙氧基矽烷(Si(OC 2H 5) 4，Tetraethoxysilane：TEOS)氣體等。在以下的說明中，說明有關使用DCS氣體的例子。
主要藉由第一氣體供給管243a、MFC243c、閥243d來構成原料氣體供給系243。原料氣體供給系243是亦可思考包含原料氣體供給源243b、後述的惰性氣體供給系。原料氣體供給系243是供給處理氣體之一的原料氣體者，因此形成該當於處理氣體供給系(處理氣體供給部)之一。
在第一氣體供給管243a的比閥243d更下游側是連接惰性氣體供給管246a的下游端。惰性氣體供給管246a是從上游方向依序設有惰性氣體供給源246b、MFC246c及閥246d。而且，從惰性氣體供給管246a是惰性氣體會經由MFC246c、閥246d、第一氣體供給管243a來供給至淋浴頭230內。
惰性氣體是作為原料氣體的載流氣體而作用者，使用不與原料反應的氣體為理想。具體而言，例如可使用氮(N 2)氣體。又，除了N 2氣體之外，例如可使用氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等的稀有氣體。
主要藉由惰性氣體供給管246a、MFC246c及閥246d來構成惰性氣體供給系。此惰性氣體供給系是亦可思考包含惰性氣體供給源236b、第一氣體供給管243a。又，此惰性氣體供給系是亦可思考含在原料氣體供給系243中。
(反應氣體供給系) 第二氣體供給管244a是在下游設有RPU244e。在上游是從上游方向依序設有反應氣體供給源244b、MFC244c及閥244d。而且，從第二氣體供給管244a是反應氣體會經由MFC244c、閥244d、RPU244e、共通氣體供給管242來供給至淋浴頭230內。反應氣體是藉由遠程電漿(remote plasma)單元244e來設為電漿狀態，被照射於基板200上。
反應氣體(第二氣體)是處理氣體的其他之一，含有與原料氣體所含有的第一元素(例如Si)不同的第二元素(例如氮)的氣體。具體而言，例如，可使用含氮(N)氣體的氨(NH 3)氣體。
主要藉由第二氣體供給管244a、MFC244c、閥244d來構成反應氣體供給系244。反應氣體供給系244是亦可思考包含反應氣體供給源244b、RPU244e、後述的惰性氣體供給系。反應氣體供給系244是供給處理氣體之一的反應氣體者，因此形成該當於處理氣體供給系(處理氣體供給部)的其他之一。
在第二氣體供給管244a的比閥244d更下游側是連接惰性氣體供給管247a的下游端。惰性氣體供給管247a是從上游方向依序設有惰性氣體供給源247b、MFC247c及閥247d。而且，從惰性氣體供給管247a是惰性氣體會經由MFC247c、閥247d、第二氣體供給管244a、RPU244e來供給至淋浴頭230內。
惰性氣體是作為反應氣體的載流氣體或稀釋氣體而作用者。具體而言，例如，可使用N 2氣體。又，除了N 2氣體之外，例如亦可使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
主要藉由惰性氣體供給管247a、MFC247c及閥247d來構成惰性氣體供給系。此惰性氣體供給系是亦可思考包含惰性氣體供給源247b、第二氣體供給管243a、RPU244e。又，此惰性氣體供給系是亦可思考含在反應氣體供給系244中。
(淨化氣體供給系) 第三氣體供給管245a是從上游方向依序設有淨化氣體供給源245b、MFC245c及閥245d。而且，從第三氣體供給管245a是在基板處理工序作為淨化氣體的惰性氣體會經由MFC245c、閥245d、共通氣體供給管242來供給至淋浴頭230內。並且，在處理空間洗滌工序中，因應所需，洗滌氣體的載流氣體或作為稀釋氣體的惰性氣體會經由MFC245c、閥245d、共通氣體供給管242來供給至淋浴頭230內。
從淨化氣體供給源245b供給的惰性氣體是在基板處理工序中，作為淨化滯留於處理容器203或淋浴頭230內的氣體之淨化氣體而作用者。並且，在處理空間洗滌工序中，亦可作為洗滌氣體的載流氣體或稀釋氣體而作用者。具體而言，例如可使用N 2氣體，作為惰性氣體。又，除了N 2氣體之外，例如亦可使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
主要藉由第三氣體供給管245a、MFC245c、閥245d來構成淨化氣體供給系245。淨化氣體供給系245是亦可思考包含淨化氣體供給源245b、後述的洗滌氣體供給系248。
另外，從淨化氣體供給源245b供給的惰性氣體是詳細如後述般，含有從真空搬送室103排氣的惰性氣體。亦即，淨化氣體供給系245是作為將從真空搬送室103排氣的惰性氣體供給至處理室202的第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)機能。
(洗滌氣體供給系) 在第三氣體供給管245a的比閥245d更下游側是連接洗滌氣體供給管248a的下游端。洗滌氣體供給管248a是從上游方向依序設有洗滌氣體供給源248b、MFC248c及閥248d。而且，第三氣體供給管245a是在處理空間洗滌工序中，洗滌氣體會經由MFC248c、閥248d、共通氣體供給管242來供給至淋浴頭230內。
從洗滌氣體供給源248b供給的洗滌氣體(第四氣體)是在處理空間洗滌工序中作為除去附著於淋浴頭230或處理容器203的副生成物等的洗滌氣體而作用者。具體而言，例如可思考使用三氟化氮(NF 3)氣體，作為洗滌氣體。又，例如，亦可使用氟化氫(HF)氣體、三氟化氯(ClF 3)氣體、氟(F 2)氣體等，又，亦可組合該等使用。
主要藉由洗滌氣體供給管248a、MFC248c及閥248d來構成洗滌氣體供給系(洗滌氣體供給部)248。洗滌氣體供給系248是亦可思考包含洗滌氣體供給源248b、第三氣體供給管245a。又，洗滌氣體供給系248是亦可思考含在淨化氣體供給系245中。
來自洗滌氣體供給系248的洗滌氣體是通過淋浴頭230來供給至處理室202。亦即，洗滌氣體供給系248是形成作為供給洗滌氣體至處理室202的洗滌氣體供給部機能。
另外，在此是說明了經由共通氣體供給管(第一供給管)242來使原料氣體供給系243、反應氣體供給系244、淨化氣體供給系245及處理空間洗滌氣體供給系248的各者與處理室202連通之構成的例子，但並非一定被限定於此者。例如，亦可將原料氣體供給系243、反應氣體供給系244、淨化氣體供給系245及處理空間洗滌氣體供給系248的各者的氣體供給管直接連接至淋浴頭230或處理室202等。
(氣體排氣系) 在處理容器203連接排氣配管222。排氣配管222是經由在排氣緩衝室209的上面或側方所設的排氣口221來連接至排氣緩衝室209內。藉此，排氣配管222是形成與處理室202內連通。
在排氣配管222是設有將連通至排氣緩衝室209的處理室202內控制成預定的壓力之壓力控制器的APC (Auto Pressure Controller)閥223。APC閥223是具有可調整開度的閥體(未圖示)，按照來自後述的控制器281的指示來調整排氣配管222的傳導(conductance)。以下，亦有將被設在排氣配管222的APC閥223簡稱為閥223的情形。
並且，在排氣配管222中，在APC閥223的下游側是設有真空泵224。真空泵224是經由排氣配管222來將排氣緩衝室209及其連通的處理室202的氣氛排氣。藉此，排氣配管222是形成作為進行來自處理室202的氣體排氣的排氣配管機能。 進一步，在真空泵224的下游側是設有清潔器(scrubber)225。清潔器225是作為進行藉由排氣配管222來排氣的氣體的淨化(清淨化)之除外裝置機能。
主要藉由排氣配管222、APC閥223、真空泵224及清潔器225來構成氣體排氣系。
(3)其他的氣體供給系及氣體排氣系的構成 其次，邊參照圖4邊說明有關上述的構成以外的氣體供給系及氣體排氣系。圖4是模式性地表示第一實施形態的基板處理裝置的氣體供給系及氣體排氣系的要部構成例的說明圖。
(第一惰性氣體供給系) 在本實施形態說明的基板處理裝置是除了上述的各處理模組201a～201d之外，在可與該等連通的搬送室也可供給惰性氣體。
為此，作為搬送室機能的真空搬送室103是連接惰性氣體供給管251a。在惰性氣體供給管251a是設有MFC251b及閥251c，進一步在其上游側配置有未圖示的惰性氣體供給源。惰性氣體供給源是亦可為淨化氣體供給系245的淨化氣體供給源245b。作為供給至真空搬送室103的惰性氣體是例如可使用N 2氣體。又，除了N 2氣體之外，亦可例如使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
又，與真空搬送室103同樣，作為搬送室機能的加載互鎖室122，123是連接惰性氣體供給管252a。在惰性氣體供給管252a是設有MFC252b及閥252c，進一步在其上游側配置有未圖示的惰性氣體供給源。惰性氣體供給源是亦可為淨化氣體供給系245的淨化氣體供給源245b。作為供給至加載互鎖室122，123的惰性氣體是例如可使用N 2氣體。又，除了N 2氣體之外，亦可例如使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
主要藉由惰性氣體供給管251a、MFC251b、閥251c來構成第一惰性氣體供給系(第一惰性氣體供給部)。第一惰性氣體供給系是亦可思考包含惰性氣體供給源。又，第一惰性氣體供給系是亦可思考包含進行往加載互鎖室122，123的氣體供給之惰性氣體供給管252a、MFC252b、閥252c、惰性氣體供給源。
(第一排氣系) 並且，在本實施形態說明的基板處理裝置是除了上述朝搬送室的惰性氣體的供給之外，來自該搬送室的氣氛的排氣也可進行。
為此，作為搬送室機能的真空搬送室103是連接排氣配管261a。在排氣配管261a是設有真空泵261b。真空泵261b是經由排氣配管261a來將真空搬送室103的氣氛排氣。另外，在真空泵261b的下游側，排氣配管261a是分歧成二，分別設有閥261c，261d，且分岐的一方的排氣配管261a會被連接至後述的過濾器270。
又，與真空搬送室103同樣，作為搬送室機能的加載互鎖室122，123是連接排氣配管262a。在排氣配管262a是設有真空泵262b。真空泵262b是經由排氣配管262a來將加載互鎖室122，123的氣氛排氣。在真空泵262b的下游側是設有閥262c。另外，在真空泵262b的下游側，排氣配管262a是與上述的排氣配管261a同樣，亦可分歧成二。
主要藉由從真空搬送室103進行排氣的排氣配管261a、真空泵261b、閥261c，261d來構成第一排氣系(第一排氣部)。第一排氣系是亦可思考包含從加載互鎖室122，123進行排氣的排氣配管262a、真空泵262b、閥262c。
(第二惰性氣體供給系) 又，本實施形態說明的基板處理裝置是可將從搬送室排氣的惰性氣體供給至各處理模組201a～201d內形成的處理室202a～202d。
為此，在構成第一排氣系的排氣配管261a，262a的下游側是設有過濾器270。而且，過濾器270是連接個別地對應於各處理模組201a～201d而設的惰性氣體供給管271a～271d。另外，在圖中是顯示對應於處理模組201a的惰性氣體供給管271a及對應於處理模組201a的惰性氣體供給管271d，其他是省略圖示。
在惰性氣體供給管271a是設有閥272a。而且，其下游側端會被連接至處理模組201a的淨化氣體供給系245。藉此，藉由第一排氣部所排氣的惰性氣體是通過惰性氣體供給管271a來從處理模組201a的淋浴頭230內供給至處理室202內。亦即，惰性氣體供給管271a是被連接至處理模組201a的淨化氣體供給系245的第三氣體供給管245a，或形成作為該淨化氣體供給系245的淨化氣體供給源245b機能。
另外，以惰性氣體供給管271d為首的其他的惰性氣體供給管也是設為與上述的惰性氣體供給管271a同樣構成者。亦即，各惰性氣體供給管271a～271d是對於各處理模組201a～201d的處理室202a～202d的各者，形成個別地供給惰性氣體。但，主要使用從第一排氣系排氣者，作為惰性氣體。
主要藉由各惰性氣體供給管271a～271d及被設在該等的各者的閥272a～272d來構成第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)。第二惰性氣體供給系是亦可思考包含過濾器270，經由該過濾器270來連通至第一排氣系。
第二惰性氣體供給系的各惰性氣體供給管271a～271d是亦可在比閥272a～272d更上游側連接惰性氣體補充管273a～273d。在惰性氣體補充管273a～273d是設有閥274a～274d，進一步在其上游側配置未圖示的惰性氣體供給源。惰性氣體供給源是用以將流動於各惰性氣體供給管271a～271d的惰性氣體(例如N 2氣體、He氣體、Ne氣體、Ar氣體等)補充至該惰性氣體供給管271a～271d者，亦可使用淨化氣體供給系245的淨化氣體供給源245b。更佳是各惰性氣體供給管273a～273d被連接至閥272a～272d的下游側為最理想。若一面縮小閥272a～272d，一面從各惰性氣體供給管273a～273d供給惰性氣體，則形成往過濾器270的惰性氣體流動的情形會被抑制，因此可容易地進行各處理室202的壓力調整。
主要藉由惰性氣體補充管273a～273d及被設在該等的各者的閥274a～274d來構成可補充惰性氣體的惰性氣體補充系(惰性氣體補充部)。惰性氣體補充系是亦可含在第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)中。
(4)控制器的構成 其次，說明有關控制器281的詳細的構成。
控制器281是如已述般，作為控制構成基板處理裝置的各部的動作之控制部(控制手段)機能者，藉由至少具有演算部或記憶部等的電腦裝置所構成。而且，控制器281是被連接至上述的基板處理裝置的各構成，按照上位裝置或使用者的指示，從記憶部叫出程式或處方，按照其內容來控制各構成的動作。
具體而言，控制器281是分別與真空搬送機械手臂112、大氣搬送機械手臂124、閘閥160，161a，161b，161c，161d，165，128，129、晶圓盒開啟器108、預對準器106及淨化單元118電性連接，被構成為對於該等的各部給予動作指示。 又，控制器281是與各處理模組201a～201d的昇降機構218、加熱器213、MFC243c～248c、閥243d～248d、MFC249c，251b，252b、閥243d～248d，251c，252c，261c，261d，262c，274a～274d、APC閥223、真空泵224，261b，262b等的各者電性連接，被構成為對於該等的各部給予動作指示。亦即，控制器281的控制對象是至少包含來自氣體供給系的氣體供給、氣體排氣系的氣體排氣、來自第一惰性氣體供給系及第二惰性氣體供給系的惰性氣體的供給、以及第一排氣系的氣體排氣等。
另外，控制器281是亦可為專用的電腦構成，或亦可為泛用的電腦構成。例如，準備儲存上述的程式的外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等的磁碟、CD或DVD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體或記憶卡等的半導體記憶體)，使用該外部記憶裝置來將程式安裝於泛用的電腦，藉此可構成本實施形態的控制器281。
又，用以將程式供給至電腦的手段是不限於經由外部記憶裝置來供給的情況。例如，亦可使用網際網路或專線等的通訊手段，不經由外部記憶裝置來供給程式。另外，記憶部或外部記憶裝置是被構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦將該等總簡稱為記錄媒體。另外，在本說明書中使用記錄媒體的措詞時，是有只包含記憶部單體的情況，只包含外部記憶裝置單體的情況，或包含其雙方的情況。
(5)基板處理工序 其次，說明有關使用上述的構成的基板處理裝置，進行對於基板200的處理之基板處理工序，作為半導體製造工序的一工序。另外，在以下的說明中，構成基板處理裝置的各部的動作是藉由控制器281來控制。
在此是舉在基板200上形成薄膜的情況為例，作為基板處理工序。特別是在本實施形態中，說明有關使用DCS氣體作為原料氣體(第一氣體)，使用NH 3氣體作為反應氣體(第二氣體)，交替供給該等的氣體，在基板200上形成作為含矽膜的SiN(矽氮化)膜的例子。
圖5是表示第一實施形態的基板處理工序的概要的流程圖。圖6是表示圖5的成膜工序的詳細的流程圖。
(基板搬入･加熱工序：S102) 基板處理工序時，如圖5所示般，首先，進行基板搬入･加熱工序(S102)。在基板搬入･加熱工序(S102)中，藉由排氣配管262a來將加載互鎖室122，123的氣氛排氣，且從惰性氣體供給管252a供給作為惰性氣體的N 2氣體至加載互鎖室122，123，藉此將加載互鎖室122，123設為N 2氣體氣氛。進一步，藉由排氣配管261a來將真空搬送室103的氣氛排氣，且從惰性氣體供給管251a供給作為惰性氣體的N 2氣體至真空搬送室103，藉此將真空搬送室103設為N 2氣體氣氛。然後，利用真空搬送室103內的真空搬送機械手臂112來將基板200搬入至各處理容器203內。
一旦將基板200搬入至處理容器203內，則使真空搬送機械手臂112退避至處理容器203之外，關閉閘閥205而將處理容器203內密閉。然後，藉由使基板載置台212上昇，使基板200載置於被設在基板載置台212的基板載置面211上。進一步，藉由使基板載置台212上昇，使基板200上昇至處理室202內的處理位置(基板處理位置)。
若基板200上昇至基板處理位置，則使APC閥223運轉，使排氣緩衝室209與真空泵224之間連通。APC閥223是藉由調整排氣配管222的傳導，控制根據真空泵224之排氣緩衝室209的排氣流量，將連通至排氣緩衝室209的處理室202維持於預定的壓力。
並且，將基板200載置於基板載置台212上時，是供給電力至被埋入於基板載置台212的內部之加熱器213，控制基板200的表面成為預定的處理溫度。此時，加熱器213的溫度是根據藉由未圖示的溫度感測器所檢測出的溫度資訊來控制往加熱器213的通電情況而調整。
如此一來，在基板搬入･加熱工序(S102)中，將處理室202內控制成為預定的處理壓力，且控制基板200的表面溫度成為預定的處理溫度。在此，所謂預定的處理溫度、處理壓力是在後述的成膜工序(S104)中，可藉由交替供給法來形成SiN膜的處理溫度、處理壓力。亦即，在第一處理氣體(原料氣體)供給工序(S202)供給的原料氣體不自己分解的程度的處理溫度、處理壓力。具體而言，處理溫度是室溫以上500℃以下，理想是室溫以上400℃以下。處理壓力是可思考設為50～5000Pa。此處理溫度、處理壓力是在後述的成膜工序(S104)中也被維持。
另外，在基板搬入･加熱工序(S102)中，至處理室202到達預定的處理壓力(亦即處理基板200的壓力)為止，亦可從淨化氣體供給系245的第三氣體供給管245a供給作為惰性氣體的N 2氣體，作為處理室202的壓力調整用。此時，從第三氣體供給管245a供給的N 2氣體是若使用經由第二惰性氣體供給系的惰性氣體供給管271a～271d而取得者，則形成再利用被供給至真空搬送室103或加載互鎖室122，123的N 2氣體的情形，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(成膜工序：S104) 基板搬入･載置工序(S102)之後，其次，進行成膜工序(S104)。以下，參照圖6，詳細說明有關成膜工序(S104)。另外，成膜工序(S104)是例如重複交替供給不同的處理氣體的工序之循環的處理。
(第一處理氣體供給工序：S202) 在成膜工序(S104)中，首先，進行第一處理氣體(原料氣體)供給工序(S202)。在第一處理氣體供給工序(S202)中，從原料氣體供給系243供給DCS氣體作為原料氣體(第一氣體)至處理室202內。被供給至處理室202內的DCS氣體是到達位於基板處理位置的基板200的面上。藉此，在基板200的表面藉由DCS氣體接觸而形成作為「含第一元素層」的含矽層。含矽層是例如按照處理容器203內的壓力、DCS氣體的流量、基板載置台212的溫度、通過處理室202花費的時間等，來以預定的厚度及預定的分佈形成。
開始DCS氣體的供給之後經過預定時間後，關閉閥243d，停止DCS氣體的供給。另外，在第一處理氣體供給工序(S202)中，藉由APC閥223來控制處理室202的壓力成為預定壓力。
(淨化工序：S204) 第一處理氣體供給工序(S202)之後，其次，從淨化氣體供給系245供給作為淨化氣體的N 2氣體，進行處理室202及淋浴頭230的淨化。藉此，在第一處理氣體供給工序(S202)無法結合於基板200的DCS氣體是藉由真空泵224來從處理室202除去。
此時，供給至處理室202的N 2氣體是使用通過第二惰性氣體供給系的惰性氣體供給管271a～271d而取得者。如此，形成再利用被供給至真空搬送室103或加載互鎖室122，123的N 2氣體，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
N 2氣體的再利用時，是可經由過濾器270來將乾淨的N 2氣體供給至處理室202。例如，不經由過濾器270的情況，是將搬送室(亦即真空搬送室103或加載互鎖室122，123)的氣氛原封不動供給至處理室202，恐有雜質等混入而對處理室202的處理造成不良影響之虞。相對於此，經由過濾器270的情況，是雜質等會被在該過濾器270被除去，因此可供給乾淨的N 2氣體，可將雜質等所致的不良影響之虞排除。
再利用的N 2氣體是主要使用從真空搬送室103排氣者為理想。亦即，在N 2氣體的再利用時，排除N 2氣體的搬送室是真空搬送室103為理想。 加載互鎖室122，123是位於大氣搬送室121與真空搬送室103之間，重複大氣壓與真空壓的狀態遷移。因此，加載互鎖室122，123是使與大氣搬送室121連通時，有大氣搬送室121中的成分(例如氧成分)進入的可能性。一旦該成分被供給至處理室202，則有對基板處理造成不良影響的可能性。有關此點是亦可思考使用高性能者，作為過濾器270，但擔心招致成本增大。 相對於此，真空搬送室103是與真空狀態的大氣搬送室121連通。因此，若使用從真空搬送室103排氣的N 2氣體，則與加載互鎖室122，123的情況不同，可利用乾淨的N 2氣體，無受到大氣中所含的雜質的影響。因此，不需要高性能的過濾器270，可排除對基板處理的不良影響之虞。又，由於可使用除去級別低的過濾器270，因此可抑制裝置費用的成本增大。
使用從真空搬送室103排氣的N 2氣體時，在進行該排氣的第一排氣系(第一排氣部)進一步設有將N 2氣體排氣的惰性氣體排氣管為理想。具體而言，在真空泵261b的下游側分歧成二的排氣配管261a之中，使從未被連接至過濾器270的排氣配管261a(在圖中是記載為261e)對於外部進行N 2氣體的排氣。若設為如此般，則可減少從真空搬送室103排氣的氣氛中的雜質的比例，在供給乾淨的N 2氣體上成為合適者。另外，如此的排氣構成是不僅來自真空搬送室103的排氣，也適用在來自加載互鎖室122，123的排氣。
並且，在朝處理室202的N 2氣體的供給時，對於流動於惰性氣體供給管271a～271d的N 2氣體，亦可從連接至該惰性氣體供給管271a～271d的惰性氣體補充管273a～273d補充N 2氣體。若設為如此般，則即使是再利用N 2氣體的情況，也不會有在該N 2氣體的供給量產生不足的情形。又，藉由從惰性氣體補充管273a～273d補充的N 2氣體，可提高被再利用的N 2氣體(亦即從真空搬送室103等排氣的N 2氣體)的乾淨度，在排除對基板處理的不良影響之虞上成為合適者。
(第二處理氣體供給工序：S206) 將以上般的淨化工序(S204)進行預定時間之後，其次，從反應氣體供給系244供給NH 3氣體作為反應氣體(第二氣體)至處理室202內。NH 3氣體是亦可藉由RPU244e來設為電漿狀態，被照射至位於基板處理位置的基板200的面上。藉此，在基板200的面上，已被形成的含矽層會被改質，形成例如含有Si元素及N元素的層的SiN膜。
然後，預定時間的經過後，關閉閥244d，停止NH 3氣體的供給。另外，在第二處理氣體供給工序(S206)中也與上述的第一處理氣體供給工序(S202)同樣，藉由APC閥223來控制處理室202的壓力成為預定壓力。
(淨化工序：S208) 第二處理氣體供給工序(S206)之後是實行淨化工序(S208)。淨化工序(S208)的各部的動作是與上述的淨化工序(S204)的情況同樣，所以在此是省略其說明。
(判定工序：S210) 若完成淨化工序(S208)，則接著控制器281是以上述的一連串的處理(S202～S208)作為1個的循環，判定是否將該1循環實施了預定次數(n cycle)。然後，若未實施預定次數，則重複從第一處理氣體供給工序(S202)到淨化工序(S208)的1循環。另一方面，在實施了預定次數時，結束成膜工序(S104)。
如此，在成膜工序(S104)中，藉由依序進行從第一處理氣體供給工序(S202)到淨化工序(S208)的各工序，在基板200的面上堆積預定的厚度的SiN膜。而且，將該等的各工序設為1循環，重複預定次數該1循環，藉此被形成於基板200的面上的SiN膜會被控制成所望的膜厚。
亦即，在成膜工序(S104)中，在處理室202有基板200的狀態下，原料氣體供給系243及反應氣體供給系244的處理氣體供給系(處理氣體供給部)會交替供給至少二種類的處理氣體(亦即原料氣體及反應氣體)，在基板200的面上形成所望膜厚的SiN膜。而且，在淨化該等的處理氣體時，第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)會將從真空搬送室103等排氣的N 2氣體經由惰性氣體補充管273a～273d來供給至處理室202。藉此，可不影響處理氣體，再利用真空搬送室103等的N 2氣體，其結果可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
另外，在成膜工序(S104)中，經由惰性氣體補充管273a～273d的N 2氣體的供給是亦可與來自處理氣體供給系(處理氣體供給部)的處理氣體供給並行進行。該情況也藉由再利用真空搬送室103等的N 2氣體，可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(基板搬出入工序：S106) 以上般的成膜工序(S104)的結束後是如圖5所示般，進行基板搬出入工序(S106)。在基板搬出入工序(S106)中，以和上述的基板搬入･加熱工序(S102)相反的程序來將處理完了的基板200搬出至處理容器203之外。而且，以和基板搬入･加熱工序(S102)同樣的程序來將其次待機的未處理的基板200搬入至處理容器203內。然後，對於被搬入的基板200實行成膜工序(S104)。
另外，在基板搬出入工序(S106)中，至處理室202到達預定的壓力(亦即可搬出處理完了的基板200的壓力)為止，亦可從淨化氣體供給系245的第三氣體供給管245a供給N 2氣體，作為處理室202的壓力調整用。此時，從第三氣體供給管245a供給的N 2氣體是若使用經由第二惰性氣體供給系的惰性氣體供給管271a～271d而取得者，則形成再利用真空搬送室103等的N 2氣體的情形，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(判定工序：S108) 若完成基板搬出入工序(S106)，則之後以上述的一連串的處理(S102～S106)作為1個的循環，判定是否將該1循環實施了預定次數，亦即在成膜工序(S104)處理後的基板200是否到達預定的片數。然後，若未實施預定次數，則由於處理後的基板200未到達預定的片數，因此重複從基板搬入･加熱工序(S102)到基板搬出入工序(S106)的1循環。另一方面，在實施了預定次數時，結束基板處理工序。
一旦基板處理工序結束，則處理容器203內是成為基板200不存在的狀態。
(洗滌工序) 若重複進行上述的基板處理工序，則在處理容器203內(特別是處理室202內)是恐有副生成物等的不要的反應物附著於壁面之虞。因此，基板處理工序的結束後是在預定的時機(例如，預定次數的基板處理工序的實行後，處理預定片數的基板200之後，從前次的洗滌處理經過預定的時間之後等)，進行處理室202的洗滌工序為理想。
在洗滌工序中，是在將閥243d、244d、245d、246d、247d、249d設為關閉的狀態下，將閥248d設為開狀態。藉由設為如此般，處理室202是從洗滌氣體供給系248的洗滌氣體供給源248b經由第三氣體供給管245a及共通氣體供給管242來供給洗滌氣體。然後，被供給的洗滌氣體除去緩衝室232內或處理室202內的附著物(反應副生成物等)。
藉此，在處理室202內，即使是例如副生成物等附著於壁面的情況，也可藉由在預定的時機進行的洗滌處理來除去該副生成物等。
此時，洗滌氣體供給系248是在處理容器203內無基板200的狀態下，進行朝處理室202的洗滌氣體供給。然後，與此配合，第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)進行朝處理室202的N 2氣體的供給。亦即，第二惰性氣體供給系是與洗滌氣體供給系248的洗滌氣體並行，進行朝處理室202之N 2氣體的供給。
藉此，可一面進行對於處理室202的洗滌處理，一面再利用N 2氣體，抑制在洗滌工序使用的N 2氣體的使用量(消耗量)。
實行以上說明的基板處理工序及洗滌工序之基板處理裝置是在真空搬送室103的周圍具備複數的處理模組201a～201d之所謂的群集型者。在各處理模組201a～201d是分別設有對於基板200進行處理的處理室202a～202d，可對於各處理室202a～202d的各者經由惰性氣體供給管271a～271d來供給N 2氣體。該情況，進行N 2氣體的供給之第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)是對運轉的處理室202供給N 2氣體，對未運轉的處理室202是不供給N 2氣體。
在此，所謂「未運轉的處理室」是意指停機時間(down time)中的處理室202。所謂「停機時間」是意指例如在不流動氣體的狀態下進行維修(maintenance)(零件更換等)的情況。亦即，所謂「未運轉」是一切未進行朝處理室202的氣體供給(處理氣體、惰性氣體等的供給)的狀態。
若如此按照各處理室202a～202d的運轉狀態來切換對於複數的處理室202a～202d的N 2氣體的供給，則可與停機時間中的處理室202的維修並行，實行基板處理工序或洗滌工序，可實現有效率的裝置運用。而且，在基板處理工序或洗滌工序中，由於形成再利用N 2氣體的情形，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(6)實施形態的效果 若根據本實施形態，則可取得以下所示的1個或複數的效果。
(a)若根據本實施形態，則第二惰性氣體供給系會將從搬送室排氣的作為惰性氣體的N 2氣體供給至處理室202，因此可再利用N 2氣體，其結果可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(b)若根據本實施形態，則藉由在N 2氣體的再利用時經由過濾器270，可將乾淨的N 2氣體供給至處理室202。亦即，雜質等會以過濾器270來除去，因此可排除該雜質等所致的不良影響波及基板處理之虞。
(c)若根據本實施形態，則在成膜工序(S104)中，在處理室202有基板200的狀態下，交替供給至少二種類的處理氣體，而進行朝基板200的面上的膜形成，另一方面，在淨化該等的處理氣體時，或與處理氣體供給並行，供給再利用的N 2氣體作為淨化氣體。藉此，可不影響處理氣體，再利用N 2氣體，其結果，可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(d)若根據本實施形態，則在基板搬入･加熱工序(S102)中，至處理室202到達處理基板200的壓力為止，或在基板搬出入工序(S106)中，至處理室202到達可搬出基板200的壓力為止，供給再利用的N 2氣體作為壓力調整用。藉此，即使是使用N 2氣體作為壓力調整用的情況，也可再利用N 2氣體，其結果可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(e)若根據本實施形態，則由於再利用的N 2氣體被排除的搬送室為真空搬送室103，所以可再利用乾淨的N 2氣體，不會有受到大氣中所含的雜質的影響的情形。因此，不需要高性能的過濾器270，可排除對基板處理的不良影響之虞。又，由於可使用除去級別低的過濾器270，因此可抑制裝置費用的成本增大。
(f)若根據本實施形態，則與洗滌工序的洗滌氣體並行，將再利用的N 2氣體供給至處理室202，因此可一面進行對於處理室202的洗滌處理，一面再利用N 2氣體，可抑制在洗滌工序使用的N 2氣體的使用量(消耗量)。
(g)若根據本實施形態，則對於複數的處理室202a～202d的各者，可供給再利用的N 2氣體時，使在運轉的處理室202供給N 2氣體，在未運轉的處理室202不供給N 2氣體。若如此按照各處理室202a～202d的運轉狀態來切換N 2氣體的供給，則可與停機時間中的處理室202的維修並行，實行基板處理工序或洗滌工序，可實現有效率的裝置運用。而且，在基板處理工序或洗滌工序中，由於再利用N 2氣體，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(h)若根據本實施形態，則可從連接至惰性氣體供給管271a～271d的惰性氣體補充管273a～273d補充N 2氣體。若設為如此般，則即使是再利用N 2氣體的情況，也不會有在該N 2氣體的供給量產生不足的情形。又，藉由從惰性氣體補充管273a～273d補充的N 2氣體，可提高被再利用的N 2氣體(亦即從真空搬送室103等排氣的N 2氣體)的乾淨度，在排除對基板處理的不良影響之虞上成為合適者。
(i)若根據本實施形態，則可從未被連接至過濾器270的排氣配管261a來對於外部進行N 2氣體的排氣。若設為如此般，則可減少從真空搬送室103排氣的氣氛中的雜質的比例，在供給乾淨的N 2氣體上成為合適者。
＜第二實施形態＞ 其次，具體說明有關本案的第二實施形態。在此，主要說明有關與上述的第一實施形態的不同點，有關其他的點是省略說明。
在本實施形態中，第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)的構成是與第一實施形態的情況不同。 圖7是模式性地表示第二實施形態的基板處理裝置的氣體供給系及氣體排氣系的要部構成例的說明圖。
(第二惰性氣體供給系) 在本實施形態說明的基板處理裝置是可將從搬送室排氣的惰性氣體供給至被形成於處理模組201內的處理室202的下游部。另外，在圖例是只顯示一個的處理模組201，但亦可具備複數的處理模組201a～201d，可對於各處理模組201a～201d的各者同樣地構成第二惰性氣體供給系的情形是與第一實施形態的情況同樣。亦即，在此為了說明的簡略化，而舉一個的處理模組201為例進行以下的說明。
處理室202的下游部是被配置於真空泵224與清潔器225之間的排氣配管222，特別是該排氣配管222的真空泵224的下游側附近部分。亦即，在本實施形態中，是在作為進行來自處理室202的排氣的排氣泵之真空泵224與作為淨化該真空泵224所致的排氣氣體的除外裝置之清潔器225之間配置作為處理室用排氣管的排氣配管222，可在該排氣配管222的真空泵224的下游側對於該真空泵224的附近部分供給從搬送室排氣的惰性氣體。
為此，在本實施形態中，在構成第一排氣系的排氣配管261a的下游側是設有熱交換器(heat exchanger) 275。熱交換器275是作為加熱供給至排氣配管222的惰性氣體之加熱部機能。另外，只要是可加熱惰性氣體，亦可不是熱交換器275，而是設置加熱配管的加熱器等的加熱機構275a。
在熱交換器275連接惰性氣體供給管271。惰性氣體供給管271是設有閥272的同時，其下游側端會被連接至排氣配管222(亦即處理室202的下游部)。藉此，藉由第一排氣部所排氣的惰性氣體是通過惰性氣體供給管271來供給至處理室202的下游部的排氣配管222。
主要藉由惰性氣體供給管271及閥272來構成第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)。第二惰性氣體供給系是亦可思考包含熱交換器275，經由該熱交換器275來連通至第一排氣系。
在比熱交換器275更上游側是亦可連接惰性氣體補充管273。在惰性氣體補充管273是設有閥274，進一步在其上游側配置有未圖示的惰性氣體供給源。惰性氣體供給源是用以將流動於惰性氣體補充管273的惰性氣體(例如N 2氣體、He氣體、Ne氣體、Ar氣體等)補充至該惰性氣體補充管273者，亦可使用淨化氣體供給系245的淨化氣體供給源245b。
主要藉由惰性氣體補充管273及閥274來構成可補充惰性氣體的惰性氣體補充系(惰性氣體補充部)。惰性氣體補充系是亦可思考含第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)中。
(基板處理工序) 其次，說明有關利用以上般的第二惰性氣體供給系來進行的基板處理工序。
基板處理工序的成膜工序(S104)是與第一實施形態的情況同樣，在處理室202有基板200的狀態下，交替供給至少二種類的處理氣體(亦即原料氣體及反應氣體)，進行朝基板200的面上的膜形成。該情況，在進行來自處理室202的排氣之氣體排氣系中，在真空泵224的後段(亦即比真空泵224更下游側的排氣配管222)是至少流動二種類的處理氣體。
此時，若流動於排氣配管222的處理氣體冷卻，則會在真空泵224的下游側的排氣配管222內產生副生成物。一旦產生副生成物，則在真空泵224與清潔器225之間，副生成物會堆積於排氣配管222內而壓力損失變大，因此恐有真空泵224的排壓低落之虞。
於是，在本實施形態中，為了迴避排氣氣體凝固阻塞排氣配管222，而用熱交換器275加熱從真空搬送室103排氣的作為惰性氣體的N 2氣體。將該加熱後的N 2氣體經由惰性氣體補充管273來供給至真空泵224的下游側的排氣配管222內。藉此，在排氣配管222內，可使排氣氣體不凝固，副生成物的產生會被抑制，因此其結果可保持真空泵224的排壓。而且，供給至排氣配管222的N 2氣體是再利用被供給至真空搬送室103的N 2氣體，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
具體而言，在基板處理工序時，首先，在處理室202處理基板200之前，熱交換器275會被運轉。如此，來自處理室202的排氣氣體通過真空泵224之前，可先將供給至排氣配管222的N 2氣體加熱，藉此可確實地迴避流動於該排氣配管222的排氣氣體凝固。
然後，在成膜工序(S104)中，如第一實施形態說明般，在處理室202有基板200的狀態下，交替供給至少二種類的處理氣體(亦即原料氣體及反應氣體)，而進行朝基板200的面上的膜形成。而且，與朝處理室202的處理氣體供給並行，將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。亦即，在排氣配管222內，為了從處理室202排氣的處理氣體的加熱及稀釋，而使用被加熱的N 2氣體。 藉由如此與朝處理室202的處理氣體供給並行，進行被加熱的N 2氣體之朝排氣配管222內的供給，各個的供給時機一致。例如，若分別以不同的時機各別地供給，則由於處理氣體的溫度低，恐有在排氣配管222內凝固之虞。相對於此，若使各個的供給時機一致，則處理氣體會藉由被加熱的N 2氣體而加熱及稀釋，可更確實地防止排氣氣體凝固。 又，若可稀釋處理氣體，則即使是例如處理氣體含有氫等的可燃性物質的情況，也可藉由稀釋來防範燃燒或***等，因此可使用剛性低的配管材來構成排氣配管222。
並且，在成膜工序(S104)中，如在第一實施形態說明般，交替供給至少二種類的處理氣體(亦即原料氣體及反應氣體)，且在各處理氣體的供給的期間進行處理室202的淨化。而且，與處理室202的淨化並行，將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。亦即，將被加熱的N 2氣體作為淨化氣體供給至排氣配管222內。 藉由如此與處理室202的淨化並行，進行被加熱的N 2氣體之朝排氣配管222內的供給，不僅處理室202，有關真空泵224的下游側的排氣配管222內也被淨化。因此，可防止從處理室202排氣的處理氣體作為殘留氣體滯留於排氣配管222內，藉此可防止在排氣配管222內排氣氣體凝固。
並且，在成膜工序(S104)之前進行的基板搬入･加熱工序(S102)中，至處理室202到達預定的處理壓力(亦即處理基板200的壓力)為止，亦可將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。 進一步，在成膜工序(S104)之後進行的基板搬出入工序(S106)中，至處理室202到達預定的壓力(亦即可搬出處理完了的基板200的壓力)為止，亦可將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。亦即，此情況也使用被加熱的N 2氣體作為排氣配管222內的壓力調整用。 若如此使用被加熱的N 2氣體作為排氣配管222內的壓力調整用，則可一面防止殘留於排氣配管222內的氣體的附著，一面藉由壓力調整來確實防止朝處理室202的氣體的逆流。
在設置複數個對於基板200進行處理的處理室202時，是使在運轉的處理室202的下游部供給被加熱的N 2氣體，在未運轉的處理室202的下游部不供給被加熱的N 2氣體。 若如此按照各處理室202的運轉狀態來切換對於複數的處理室202的N 2氣體的供給，則可與停機時間中的處理室202的維修並行，實行基板處理工序或洗滌工序，可實現有效率的裝置運用。而且，在基板處理工序或洗滌工序中，由於形成再利用N 2氣體的情形，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(實施形態的效果) 若根據本實施形態，則可取得以下般的1個或複數的效果。
(j)若根據本實施形態，則第二惰性氣體供給系會將從搬送室排氣的作為惰性氣體的N 2氣體供給至處理室202的下游部。因此，在抑制排氣配管222內的副生成物的產生時，可再利用N 2氣體，其結果可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
(k)若根據本實施形態，則將在熱交換器275加熱後的N 2氣體供給至處理室202的下游部的排氣配管222內。因此，可抑制排氣配管222內的排氣氣體的溫度降低，可更確實地防止排氣氣體凝固。亦即，可確實地回避流動於排氣配管222的排氣氣體凝固，藉此在排氣配管222內的副生成物的產生會被抑制，因此其結果可保持真空泵224的排壓。
(l)若根據本實施形態，則由於熱交換器275會在處理室202處理基板200之前被運轉，因此在來自處理室202的排氣氣體通過真空泵224之前可加熱N 2氣體，可確實地迴避流動於該排氣配管222的排氣氣體凝固。
(m)若根據本實施形態，則在成膜工序(S104)中，與朝處理室202的處理氣體供給並行，將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。藉由如此使朝處理室202的處理氣體供給與朝排氣配管222內的被加熱的N 2氣體的供給之時機一致，處理氣體會藉由被加熱的N 2氣體而加熱及稀釋，可更確實地防止排氣氣體凝固。又，若可稀釋處理氣體，則可使用剛性低的配管材來構成排氣配管222。
(n)若根據本實施形態，則在成膜工序(S104)中，與處理室202的淨化並行，將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。如此，不僅處理室202，有關真空泵224的下游側的排氣配管222內也淨化，藉此可防止從處理室202排氣的處理氣體作為殘留氣體滯留於排氣配管222內，藉此可防止在排氣配管222內排氣氣體凝固。
(o)若根據本實施形態，則在基板搬入･加熱工序(S102)中，至處理室202到達處理基板200的壓力為止，或在基板搬出入工序(S106)中，至處理室202到達可搬出基板200的壓力為止，將在熱交換器275被加熱的N 2氣體供給至排氣配管222內。藉由如此使用被加熱的N 2氣體作為排氣配管222內的壓力調整用，可防止殘留於排氣配管222內的氣體的附著。
(p)若根據本實施形態，則在設置複數個處理室202時，是使在運轉的處理室202的下游部供給被加熱的N 2氣體，在未運轉的處理室202的下游部不供給被加熱的N 2氣體。若如此按照各處理室202的運轉狀態來切換對於複數的處理室202的N 2氣體的供給，則可與停機時間中的處理室202的維修並行，實行基板處理工序或洗滌工序，可實現有效率的裝置運用。而且，在基板處理工序或洗滌工序中，由於形成再利用N 2氣體的情形，因此可抑制N 2氣體的使用量(消耗量)。
＜第三實施形態＞ 其次，具體說明有關本案的第三實施形態。在此也是主要說明有關與上述的第一實施形態或第二實施形態的不同點，有關其他的點是省略說明。
在本實施形態說明的基板處理裝置是除了在第一實施形態或第二實施形態說明的構成之外，在進行來自搬送室的排氣之第一排氣系(第一排氣部)或在處理室202或處理室202的下游部供給作為惰性氣體的N 2氣體之第二惰性氣體供給系(第二惰性氣體供給部)的任一方設有檢測出雜質的濃度之檢測部。在圖1中，檢測部276a、276b為該當者。並且，在圖7中，檢測部276為該當者。檢測部是例如檢測出雜質的氧成分(O 2成分)的濃度之O 2感測器。
可想像在被供給至搬送室(亦即真空搬送室103或加載互鎖室122，123)的N 2氣體中含有氧成分。特別是在加載互鎖室122，123中，更換成大氣時，有氧成分成為對於基板處理造成不良影響的雜質進入的可能性。
於是，在本實施形態中，針對從搬送室排氣的N 2氣體或供給至處理室202或其下游部的N 2氣體，利用檢測部來檢測出雜質濃度。若設為如此般，則可針對所欲供給至處理室202或其下游部的N 2氣體，定量地掌握含有怎樣程度的雜質(氧成分)。
然後，當檢測部所檢測出的雜質濃度為預定值以上時，使供給N 2氣體至處理室202或其下游部的第二惰性氣體供給系不會進行該供給。在此，成為判斷基準的預定值是相當於對基板處理不造成不良影響的雜質濃度的值，被預先設定者。若如此設為在雜質濃度為預定值以上時不進行N 2氣體的供給，則可防範在處理室202進行基板處理的結果，使產生廢棄的基板200等的情形。
又，當檢測部所檢測出的雜質濃度為預定值以上時，是使不供給N 2氣體，且亦可從能補充N 2氣體的惰性氣體補充部進行該N 2氣體的供給。亦即，有關從搬送室排氣的N 2氣體是雜質濃度為預定值以上，因此不進行朝處理室202或其下游部的供給。另一方面，在惰性氣體供給管271連接惰性氣體補充管273，來自該惰性氣體補充管273的N 2氣體的補充為可能，取代從搬送室排氣的N 2氣體，而將從惰性氣體補充管273補充的N 2氣體供給至處理室202或其下游部。若設為如此般，則可一面防範廢棄的基板200的產生，一面利用從惰性氣體補充管273補充的N 2氣體來繼續在處理室202的基板處理，其結果可期待對於基板200的基板處理的良品率的提升。
若根據以上說明的本實施形態，則除了在第一實施形態或第二實施形態說明的效果之外，可取得以下所示的效果。
(q)若根據本實施形態，則藉由具備檢測出雜質濃度的檢測部，可針對所欲供給至處理室202或其下游部的N 2氣體，定量地掌握含有怎樣程度的雜質(氧成分)。藉此，例如，當雜質濃度為預定值以上時，藉由不進行N 2氣體的供給，可防範在處理室202進行基板處理的結果，使產生廢棄的基板200等的情形。又，例如，當雜質濃度為預定值以上時，取代從搬送室排氣的N 2氣體，而將從惰性氣體補充管273補充的N 2氣體供給至處理室202或其下游部，藉此可一面防範廢棄的基板200的產生，一面繼續在處理室202的基板處理，可期待對於基板200的基板處理的良品率的提升。
＜其他的實施形態＞ 以上，具體說明了本案的各實施形態，但本案不限於上述的各實施形態，可在不脫離其要旨的範圍實施各種變更。
例如，在上述的各實施形態中，是舉在基板處理裝置所進行的成膜處理中，使用DCS氣體作為含第一元素氣體(第一氣體)，使用NH 3氣體作為含第二元素氣體(第二氣體)，藉由交替供給該等，在基板200上形成SiN膜的情況為例，但本案不是被限定於此。亦即，在成膜處理使用的處理氣體是不限於DCS氣體或NH 3氣體等，即使是使用其他的種類的氣體來形成其他的種類的薄膜也無妨。進一步，即使是使用三種類以上的處理氣體的情況，只要交替供給該等來進行成膜處理，便可適用本案。具體而言，第一元素亦可不是Si，例如為Ti、Zr、Hf等各種的元素。又，第二元素亦可不是N，例如為O等。
又，例如，在上述的各實施形態中，舉成膜處理為例，作為基板處理裝置所進行的處理，但本案不被限定於此。亦即，本案是除了在各實施形態舉例的成膜處理之外，在各實施形態所舉例表示的薄膜以外的成膜處理也可適用。又，不論基板處理的具體的內容，不僅成膜處理，在進行退火處理、擴散處理、氧化處理、氮化處理、微影製程(lithography)處理等的其他的基板處理時也可適用。進一步，本案是在其他的基板處理裝置，例如退火處理裝置、蝕刻裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、曝光裝置、塗佈裝置、乾燥裝置、加熱裝置、利用電漿的處理裝置等的其他的基板處理裝置也可適用。又，本案是亦可混在該等的裝置。又，可將某實施形態的構成的一部分置換成其他的實施形態的構成，又，亦可在某實施形態的構成加上其他的實施形態的構成。又，亦可針對各實施形態的構成的一部分實施其他的構成的追加、削除、置換。
103:真空搬送室(傳送模組) 112:真空搬送機械手臂 122,123:加載互鎖室(加載互鎖模組) 121:大氣搬送室(前端模組) 105:IO平台(裝載埠) 200:基板 201,201a~201d:處理模組 202,202a~202d:處理室 203,203a~203d:處理容器 209:排氣緩衝室 210:基板支撐部(基座) 211:載置面 212:基板載置台 213:加熱器 222:排氣配管 224:真空泵 225:清潔器 230:淋浴頭 232:緩衝空間 243:原料氣體供給系 244:反應氣體供給系 245:淨化氣體供給系 248:洗滌氣體供給系(洗滌氣體供給部) 251a,252a:惰性氣體供給管 261a,262a:排氣配管 261b,262b:真空泵 270:過濾器 271,271a~271d:惰性氣體供給管 272,272a~272d:閥 273,273a~273d:惰性氣體補充管 274,274a~274d:閥 275:熱交換器 281:控制器
[圖1]是表示本案的第一實施形態的基板處理裝置的全體構成例的橫剖面圖。 [圖2]是表示本案的第一實施形態的基板處理裝置的全體構成例的縱剖面圖。 [圖3]是模式性地表示本案的第一實施形態的基板處理裝置的處理室的概略構成的一例。 [圖4]是模式性地表示本案的第一實施形態的基板處理裝置的氣體供給系及氣體排氣系的要部構成例的說明圖。 [圖5]是表示本案的第一實施形態的基板處理工序的概要的流程圖。 [圖6]是表示圖5的基板處理工序的成膜工序的詳細的流程圖。 [圖7]是模式性地表示本案的第二實施形態的基板處理裝置的氣體供給系及氣體排氣系的要部構成例的說明圖。
103:真空搬送室(傳送模組)
112:真空搬送機械手臂
121:大氣搬送室(前端模組)
122,123:加載互鎖室(加載互鎖模組)
201a,201d:處理模組
222:排氣配管
224:真空泵
225:清潔器
251a,252a:惰性氣體供給管
251b:MFC
251c:閥
252b:MFC
252c:閥
261a,261e:排氣配管
261b:真空泵
261c,261d:閥
262a:排氣配管
262b:真空泵
262c:閥
270:過濾器
271a,271d:惰性氣體供給管
272a,272d:閥
273a,273d:惰性氣體補充管
274a,274d:閥
276a:檢測部

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵是具有： 處理基板的處理室； 供給處理氣體至前述處理室的處理氣體供給部； 可與前述處理室連通的搬送室； 供給惰性氣體至前述搬送室的第一惰性氣體供給部； 從前述搬送室將氣氛排氣的第一排氣部；及 將藉由前述第一排氣部所排氣的惰性氣體供給至前述處理室或前述處理室的下游部之第二惰性氣體供給部。
  2. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，具有被設在前述第一排氣部的下游之過濾器， 前述第一排氣部是經由前述過濾器來連通至前述第二惰性氣體供給部。
  3. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述處理氣體供給部是在前述處理室有基板的狀態下，交替供給至少二種類的處理氣體， 前述第二惰性氣體供給部是在淨化被供給至前述處理室的處理氣體時，或與前述處理氣體供給部所致的處理氣體供給並行，進行惰性氣體的供給。
  4. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述第二惰性氣體供給部是在前述處理室的基板的處理前，進行惰性氣體的供給，至前述處理室到達處理該基板的壓力為止，或在前述處理室的基板的處理結束之後前述處理室到達可搬出該基板的壓力為止。
  5. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，具有將洗滌氣體供給至前述處理室的洗滌氣體供給部， 前述洗滌氣體供給部是在前述處理室無基板的狀態下，進行洗滌氣體的供給， 前述第二惰性氣體供給部是與前述洗滌氣體供給部所致的洗滌氣體的供給並行，進行惰性氣體的供給。
  6. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述處理室是設置複數個， 前述第二惰性氣體供給部是可供給惰性氣體至複數的前述處理室，使在運轉的前述處理室供給惰性氣體，在未運轉的前述處理室不供給惰性氣體。
  7. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，在前述第二惰性氣體供給部是設有可補充惰性氣體的惰性氣體補充部。
  8. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，在前述第一排氣部是設有將惰性氣體排氣的惰性氣體排氣管。
  9. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述處理室的下游部是在進行來自前述處理室的排氣的排氣泵與將藉由前述排氣泵所排氣的排氣氣體淨化的除外裝置之間配置的處理室用排氣管， 在前述第二惰性氣體供給部是設有將供給至前述處理室用排氣管的惰性氣體加熱的加熱部。
  10. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述加熱部是熱交換器或加熱配管的加熱部。
  11. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述加熱部是在前述基板處理裝置處理基板之前被運轉。
  12. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述處理氣體供給部是在前述處理室有基板的狀態下，供給處理氣體， 前述第二惰性氣體供給部是與前述處理氣體供給部所致的處理氣體供給並行，將在前述加熱部被加熱的惰性氣體供給至前述處理室用排氣管。
  13. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述處理室是藉由前述處理氣體供給部來交替供給至少二種類的處理氣體，且在前述二種類的處理氣體的供給的期間進行前述處理室的淨化， 前述第二惰性氣體供給部是與前述淨化並行，將在前述加熱部被加熱的惰性氣體供給至前述處理室用排氣管。
  14. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述第二惰性氣體供給部是在前述處理室的基板的處理前至前述處理室到達處理該基板的壓力為止，或在前述處理室的基板的處理結束之後至前述處理室到達可搬出該基板的壓力為止，將在前述加熱部被加熱的惰性氣體供給至前述處理室用排氣管。
  15. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述處理室是設置複數個， 前述第二惰性氣體供給部是可供給惰性氣體至複數的前述處理室的下游部，使在運轉的前述處理室的下游部供給惰性氣體，在未運轉的前述處理室的下游部不供給惰性氣體。
  16. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，在前述第一排氣部或前述第二惰性氣體供給部是設有檢測出雜質的濃度的檢測部。
  17. 如請求項16記載的基板處理裝置，其中，前述第二惰性氣體供給部是當前述檢測部所檢測出的濃度為預定值以上時，使不供給惰性氣體。
  18. 如請求項16記載的基板處理裝置，其中，前述第二惰性氣體供給部是當前述檢測部所檢測出的濃度為預定值以上時，使不供給惰性氣體，且使從可補充惰性氣體的惰性氣體補充部進行惰性氣體的供給。
  19. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵為具有： 供給惰性氣體至可與處理基板的處理室連通的搬送室之工序； 從前述搬送室將氣氛排氣之工序； 將從前述搬送室排氣的惰性氣體供給至前述處理室或前述處理室的下游部之工序；及 在前述處理室處理基板之工序。
  20. 一種程式，其特徵為藉由電腦來使下列程序實行於基板處理裝置， 供給惰性氣體至可與處理基板的處理室連通的搬送室之程序； 從前述搬送室將氣氛排氣之程序； 將從前述搬送室排氣的惰性氣體供給至前述處理室或前述處理室的下游部之程序；及 在前述處理室處理基板之程序。
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