半导体处理用的成膜装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有处理容器的成膜装置的使用方法，该处理容器具有以选自由石英和碳化硅构成的组中的材料为主成分的内面。根据该方法，在前述处理容器内进行在制品用的被处理基板上形成硅氮　化膜的成膜处理，接着，从前述处理容器卸载上述制品用的被处理基板。之后，将氧化气体供向没有容纳制品用的被处理基板的前述处理容器内，进行氧化处理，使附着在前述处理容器的前述内面上的副生成物膜在从其表面至规定深度的部分上变化为氧比氮丰富的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体晶片等被处理基板上形成硅氮化膜的半导体 处理用的成膜装置及其使用方法。
技术介绍
所谓半导体处理是指通过在晶片或LCD (Liquid Crystal Display: 液晶显示器)那样的FPD (Flat Panel Display:平板显示器)用的玻璃 基板等被处理基板上，按规定的图形形成半导体层、绝缘层、导电层 等，为了在该被处理基板上制造半导体器件或包含与半导体器件连接 的布线、电极等的结构物，而实施的各种处理。在半导体器件的制造工序中，通过CVD (Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)等处理，在被处理基板(例如半导体晶片) 上进行形成硅氮化膜等薄膜的处理。在这种成膜处理中，如下所述， 在半导体晶片上形成薄膜。首先，利用加热器将热处理装置的处理容器(反应管)加热至规 定的装入(load)温度，装入容纳多块半导体晶片的晶舟(waferboat)。 接着，利用加热器将处理容器内加热至规定的处理温度，同时，从排 气口排出处理容器内的气体，将处理容器内减压至规定的压力。接着，将处理容器内维持为规定的温度和压力(继续排气)，同时 从处理气体导入管将成膜气体供向处理容器内。例如，在CVD中，当 将成膜气体供向处理容器内时，成膜气体起热反应，生成反应生成物。 反应生成物堆积在半导体晶片的表面上，在半导体晶片的表面上形成 薄膜。经成膜处理生成的反应生成物不仅堆积(附着)在半导体晶片的 表面上，而且作为副生成物膜例如堆积(附着)在处理容器内面或各 种夹具等上。当在副生成物膜附着在处理容器内的状态下，继续进行 成膜处理时，因构成处理容器的石英和副生成物膜的热膨胀率不同而 产生的应力，使石英或副生成物膜部分剥离。这样，产生颗粒，成为降低制造的半导体器件的成品率或使处理装置的零件劣化的原因。因此，在多次进行成膜处理后，进行处理容器内的清洁。在清洁 中，将清洁气体(例如氟和含卤素的酸性气体的混合气体)供向利用 加热器被加热至规定温度的处理容器内。附着在处理容器内面等上的副生成物膜被清洁气体干腐蚀除去。在日本专利特开平3-293726号公 报中公开有这种清洁方法。为了抑制颗粒的产生，例如每次在半导体晶片上形成薄膜后洗涤 热处理装置内部，最好频繁地洗涤热处理装置。但是，在这种情况下， 热处理装置的停机时间多，生产率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供不降低生产率并且能够抑制颗粒的产生的半 导体处理用的成膜装置及其使用方法。本专利技术的第一观点为， 一种具有处理容器的成膜装置的使用方法， 该处理容器具有以选自由石英和碳化硅构成的组中的材料为主成分的内面，该使用方法包括下列工序在前述处理容器内，进行在制品用 的被处理基板上形成硅氮化膜的成膜处理的工序；接着，从前述处理 容器卸载前述制品用的被处理基板的工序；然后，将氧化气体供向没 有容纳制品用的被处理基板的前述处理容器内，进行使附着在前述处 理容器的前述内面上的副生成物膜在从表面至规定深度的部分上变化 为氧比氮丰富的状态的氧化处理的工序。本专利技术的第二观点为， 一种半导体处理用的成膜装置，它具有容纳被处理基板的处理容器，该处理容器具有以选自由石英和碳化硅构成的组中的材料为主成分的内面；对前述处理容器内进行加热的加 热器；对前述处理容器内进行排气的排气系统；将形成硅氮化膜用的 成膜气体供向前述处理容器内的成膜气体供给系统；将用于进行副生 成物膜的氧化处理用的氧化气体供向前述处理容器内的氧化气体供给 系统；对前述处理容器装载或卸载前述被处理基板的机构；和对前述 装置的动作进行控制的控制部，对前述控制部加以设定，使其执行以 下工序在前述处理容器内，进行在制品用的被处理基板上形成硅氮 化膜的成膜处理的工序；接着，从前述处理容器卸载前述制品用的被处理基板的工序；然后，将氧化气体供向没有容纳制品用的被处理基 板的前述处理容器内，进行使附着在前述处理容器的前述内面上的副 生成物膜在从表面至规定深度的部分上变化为氧比氮丰富的状态的氧 化处理的工序。本专利技术的第三观点为， 一种用于具有处理容器的成膜装置而被使 用的、包含用于在处理器上执行的程序指令的能够由计算机读取的介 质，该处理容器具有以选自由石英和碳化硅构成的组中的材料为主成 分的内面，前述程序指令在通过处理器被执行时，控制前述装置，使 其执行下列工序在前述处理容器内，进行在制品用的被处理基板上 形成硅氮化膜的成膜处理的工序；接着，从前述处理容器卸载前述制 品用的被处理基板的工序；然后，将氧化气体供向没有容纳制品用的被处理基板的前述处理容器内，进行使附着在前述处理容器的前述内 面上的副生成物膜在从表面至规定深度的部分上变化为氧比氮丰富的 状态的氧化处理的工序。附图说明图1为表示本专利技术的实施方式的成膜装置(纵型CVD装置)的截 面图2为表示图1所示的装置的一部分的横截面的平面图； 图3为表示图1所示的装置的主控制部的结构的图； 图4为表示本专利技术的实施方式的成膜装置的使用方法的概略的图； 图5为表示本专利技术的实施方式的成膜处理和辅助处理的处理方案 的时间图6为表示本专利技术的其他实施方式的成膜装置(纵型热CVD装置) 的截面图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式加以说明。并且，在以下的 说明中，具有大致相同的功能和结构的构成元件用相同的符号表示， 只在必要时进行重复说明。图1为表示本专利技术的实施方式的成膜装置(纵型CVD装置)的截面图。图2为表示图1所示的装置的一部分的横截面的平面图。成膜 装置2具有能够选择地供给具有以下处理气体的处理区域作为硅气体源(silicon source gas)的二氯甲硅烷(DCS:SiH2Cl2)气体的第一处 理气体，具有作为氮化气体的氨(NH3)气的第二处理气体和具有作为 辅助处理用的氧化气体的氧(02)气的第三处理气体。成膜装置2以 在这种处理区域内利用CVD在被处理基板上形成硅氮化膜的方式构 成。另外，氨气虽然也可以作为辅助处理用的氮化气体(第四处理气 体)使用，但是在以下，除了必要的情况，只与第二处理气体相关地 对氨气进行说明。成膜装置2具有下端开口的有顶部的园筒体形的处理容器4，该处 理容器4容纳以一定间隔垒积的多个半导体晶片(被处理基板)并在 内部规定对该半导体晶片进行处理的处理区域5。处理容器4的全体例 如由石英(或碳化硅(SiC))形成。在处理容器4内的顶部配置相同 材料制的顶板6并密封。制作成园筒体形的总管(manifold) 8通过O 形圈等密封部件10与处理容器4的下端开口连接。并且，也能够不另 外设置总管8，用园筒体形的石英(或碳化硅)制的处理容器构成全体。总管8例如由不锈钢制成，支承处理容器4的下端。石英(或碳 化硅)制的晶舟12通过总管8的下端开口升降，于是，将晶舟12装 入处理容器4中或从其中卸载。在晶舟12上，作为被处理基板，将多 块半导体晶片W多层载置。例如，在本实施方式中，在晶舟12的支 柱12A上，能够以大致相等的间距，分多层支承例如50 100块直径 为300mm的晶片W。晶舟12通过石英(或碳化硅)制的保温筒14载置在工作台16上。 工作台16支承在贯通用来开闭总管8的下端开口的例如不锈钢制的盖 体18的回转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置的使用方法，该成膜装置具备具有以选自石英和碳化硅构成的组中的材料为主成分的内面的处理容器，该方法的特征在于，包括：　　　　在所述处理容器内，进行在制品用的被处理基板上形成硅氮化膜的成膜处理的工序；　　　　接着，从所述处理容器卸载所述制品用的被处理基板的工序；和　　　　之后，将氧化气体供向没有容纳制品用的被处理基板的前述处理容器内，进行使附着在前述处理容器的前述内面上的副生成物膜在从其表面至规定深度的部分上变化为氧比氮丰富的状态的氧化处理的工序。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-30 2006-3238051.一种成膜装置的使用方法，该成膜装置具备具有以选自石英和碳化硅构成的组中的材料为主成分的内面的处理容器，该方法的特征在于，包括在所述处理容器内，进行在制品用的被处理基板上形成硅氮化膜的成膜处理的工序；接着，从所述处理容器卸载所述制品用的被处理基板的工序；和之后，将氧化气体供向没有容纳制品用的被处理基板的前述处理容器内，进行使附着在前述处理容器的前述内面上的副生成物膜在从其表面至规定深度的部分上变化为氧比氮丰富的状态的氧化处理的工序。2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于-所述氧化处理具有在通过等离子体激励机构激励所述氧化气体的 状态下将该氧化气体供向所述处理容器内的期间，利用这样生成的所 述氧化气体的自由基对所述副生成物膜进行氧化。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于 所述氧化气体具有氧。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述氧化处理将所述处理容器内的压力设定为30Pa 300Pa。5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述氧化处理将所述处理容器的所述内面的温度设定为400°C 650 °C。6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述规定的深度为1 10nm。7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述氧化处理，在通过等离子体激励机构不激励所述氧化气体的 状态下将该氧化气体供向所述处理容器内。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述氧化处理将所述处理容器的所述内面的温度设定为400°C 800 。C。9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括 在所述氧化处理后，向没有容纳制品用的被处理基板的所述处理容器内供给氮化气体，进行使被氧化过的所述副生成物膜的表面层回 复到氮比氧丰富的状态的氮化处理的工序。10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于 所述表面层的厚度为0.1 0.5nm。11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于 所述氮化处理具有在通过等离子体激励机构激励所述氮化气体的状态下将该氮化气体供向所述处理容器内的期间，利用这样生成的所 述氮化气体的自由基对所述副生成物膜的表面层进行氮化。12. 如权利要求9所述的方法，其特征在于 所述氮化气体具有氨。13. 如权利要求ll所述的方法，其特征在于所述氮化处理将所述处理容器内的压力设定为50Pa 100Pa。14. 如权利要求ll所述的方法，其特征在于 所述氮化处理将所述处理容器的所述内面的温度设定为400°C ...

【专利技术属性】
技术研发人员：松浦广行，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]