半导体器件的制造方法和衬底处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体器件的制造方法，在衬底装入步骤时或／和衬底取出步骤时，能从反应室内有效地排除粉粒。在将晶片（２００）装入反应室（２０１）的步骤或／和取出晶片（２００）的步骤中，以比处理晶片（２００）的步骤中的排气流量大的排气流量使反应室（２０１）排气。在装入上述晶片（２００）的步骤或／和取出晶片（２００）的步骤中，最好边向上述反应室（２０１）内导入惰性气体边进行排气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件的制造方法和衬底处理装置，尤其涉及用于排除反应室内的粉粒的装置。
技术介绍
作为用于实施半导体器件(device)的一个制造工序的衬底处理装置，有在反应室内(以下也称炉内)对多块晶片实施成膜等处理的立式CVD装置。以往的立式CVD装置，在半导体制造处理中，特别是在反应室开放时，粉粒从炉内的粉粒产生源飞散开来，容易附着在晶片表面。粉粒产生源是吸附于反应室壁、管道壁等上的反应生成物。在炉内反复成膜，导致反应生成物的膜吸附在反应室壁、管道壁等上，该膜剥落后，如图8所示，成为粉粒92。例如，当反复进行氮化硅膜(SiN膜)的成膜时，在大于或等于500℃的高温区域，在壁面上将淀积Si3N4膜90，在150℃的低温区域，将淀积氯化铵膜(NH4Cl膜)91，它们剥落后，成为粉粒92。在成膜工序中，在图8中，首先，列举容易吸附Si3N4膜90的部位，有构成外周设置了加热器102的双重管构造的石英制反应管(以下称为炉体)103的内部反应管104的内壁、和石英制舟117的表面。接下来，列举容易吸附NH4Cl膜91的部位，有排气口111附近的内部反应管104的下部外壁、供给管132、连接排气管112的金属制例如不锈钢制的集流腔(manifold)106的内壁、导入反应气体的供给管132的内壁、连接在集流腔106的排气口111上的排气管112的内壁、以及密封炉口部开口116的密封盖119的内壁等。由于在炉内反复成膜，从而在这些部件的高温区域逐渐淀积Si3N4膜90，在低温区域逐渐淀积NH4Cl膜91。在反应室101内淀积的Si3N4膜90、在反应室低温区域、集流腔和管道上淀积的NH4Cl膜91剥落后，成为粉粒92。另外，在附图中，为了便于看图，对SiN(Si3N4)膜90、NH4Cl膜91、粉粒92进行了突出描绘。吸附、淀积在壁面上的膜，因为某种原因而从壁面上剥落后，成为粉粒92，以下使用图9对该粉粒产生的机理进行说明。图9示出了使装入了晶片100的舟117沿空心箭头方向上升(boat up舟上升)而向反应室101内装入晶片100的工序(wafer load工序晶片装载工序)。当为了使舟上升而打开炉口部开口116时，造成从炉口部开口116向外部散热，从而炉体降温。由于反应室101内被装入室温的晶片100和舟117，因此将造成正加热的反应管103的壁面温度的降低。因此，附着在反应管壁面等上的SiN膜90，将受到由其与反应管103的热膨胀差引起的应力的作用而从壁面上剥落，从而产生粉粒92。另外，在使保持处理后的晶片100的舟117下降(boat down舟下降)而从反应室101内取出晶片100(wafer unload晶片卸载)的工序中，也会因同样的机理而产生粉粒。这被认为是在晶片100和舟117从反应室101内取出时，反应管壁面、集流腔沿管轴方向逐渐受到舟的高温部的烘烤，因此特别是吸附在成为低温区域的反应管下部壁面和集流腔内壁面上的NH4Cl膜91将受到应力作用而从壁面上剥落，从而产生粉粒92。因此，为了防止上述的粉粒污染晶片，以前提出了在晶片装载/晶片卸载时，对反应室内进行反向清洗(back purge)并缓慢排气的方法(例如，参照专利文献1)和在反应室开放的状态下向反应室内导入惰性气体并缓慢排气的方法(例如，参照专利文献2)。专利文献1日本特开平10-326752号公报专利文献2日本特开平8-31743号公报
技术实现思路
但是，如专利文献1、2所述，在晶片装载/晶片卸载时，或者在反应室开放时，通过缓慢排气使反应室排气的做法等不能形成用于去除粉粒的有效气流，因此存在改善的余地。本专利技术的课题在于提供能将粉粒从反应室内有效地排除的半导体器件的制造方法和衬底处理装置。第1专利技术提供一种半导体器件的制造方法，包括将至少一块衬底装入反应室的步骤；向上述反应室内导入反应气体，使上述反应室排气，处理上述衬底的步骤；以及将处理后的衬底从上述反应室取出的步骤；在装入上述衬底的步骤或/和取出上述衬底的步骤中，以比处理上述衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气。在装入衬底的步骤或/和取出衬底的步骤中，引起反应室壁的温度变化，由附着在反应室壁上的淀积膜和反应室壁的热膨胀差引起的应力使淀积膜从反应室壁上剥落，成为粉粒。当以比处理衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气时，能够形成用于去除粉粒的有效气流，因此粉粒能被有效地排出到反应室外。从而能够减少粉粒向衬底的附着。第2专利技术的半导体器件的制造方法的特征在于在第1专利技术中，在装入上述衬底的步骤或/和取出衬底的步骤中，边向上述反应室内导入惰性气体，边以比处理上述衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气。当边向上述反应室内导入惰性气体，边以比处理衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气时，能够形成用于去除粉粒的有效气流，因此粉粒能被有效地排出到反应室外。从而能够减少粉粒向衬底的附着。在这种情况下，使用的惰性气体，在粉粒的尺寸大于或等于0.5μm时，也可以使用分子比N2气大的Ar气等其它的气体，在粉粒的尺寸为0.1μm～0.5μm的量级时，最好使用最普遍使用的N2气。第3专利技术提供一种半导体器件的制造方法，包括将至少一块衬底装入反应室内的步骤；向上述反应室内导入反应气体，由与真空泵连通的第一排气管路使上述反应室排气，处理上述衬底的步骤；以及将处理后的衬底从上述反应室取出的步骤；在装入上述衬底的步骤或/和取出上述衬底的步骤中，由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气。当由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使反应室排气时，能够形成用于去除粉粒的有效气流，因此粉粒能被有效地排出到反应室外。从而能够减少粉粒向衬底的附着。第二排气管路只要进行大气压排气即可，而不是真空排气。这是因为大气压排气与真空排气相比，能够更有效地排出粉粒。第4专利技术的半导体器件的制造方法的特征在于在第3专利技术中，在装入上述衬底的步骤或/和取出衬底的步骤中，边向上述反应室内导入惰性气体，边由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气。当边向反应室内导入惰性气体，边由排气流量比第一排气管路大的第二排气管路使反应室排气时，能够形成用于去除粉粒的有效气流，因此粉粒能被有效地排出到反应室外。从而能够减少粉粒向衬底的附着。第5专利技术的半导体器件的制造方法的特征在于在第3专利技术中，还包括用惰性气体对取出衬底后的反应室内进行清洗的步骤，在从取出上述衬底的步骤到对上述反应室内进行清洗的步骤结束的期间，边向上述反应室内连续地导入惰性气体，边由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气。当在从取出上述衬底的步骤到对上述反应室内进行清洗的步骤结束的期间，边向上述反应室内连续地导入惰性气体，边由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气时，能够有效地将粉粒排出到反应室外。第6专利技术的半导体器件的制造方法的特征在于在第3专利技术中，上述第二排气管路与建筑物附属设备的排气设备连通。作为第二排气管路，可以使用组装在建筑物附属设备内的排气流量大的排气设备来进行排气，因此能够可靠且容易地进行排气流量比第一排气管路大的排气。第7专利技术的半导体器件的制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，包括将至少一块衬底装入反应室的步骤；向上述反应室内导入反应气体，使上述反应室排气，处理上述衬底的步骤；以及将处理后的衬底从上述反应室取出的步骤；在装入上述衬底的步骤或／和取出上述衬底 的步骤中，以比处理上述衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-11-20 391194/20031.一种半导体器件的制造方法，包括将至少一块衬底装入反应室的步骤；向上述反应室内导入反应气体，使上述反应室排气，处理上述衬底的步骤；以及将处理后的衬底从上述反应室取出的步骤；在装入上述衬底的步骤或/和取出上述衬底的步骤中，以比处理上述衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在装入上述衬底或/和取出上述衬底的步骤中，边向上述反应室内导入惰性气体，边以比处理上述衬底的步骤中的排气流量大的排气流量使上述反应室排气。3.一种半导体器件的制造方法，包括将至少一块衬底装入反应室的步骤；向上述反应室内导入反应气体，由与真空泵连通的第一排气管路使上述反应室排气，处理上述衬底的步骤；以及将处理后的衬底从上述反应室取出的步骤；在装入上述衬底的步骤或/和取出上述衬底的步骤中，由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气。4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在装入上述衬底的步骤或/和取出上述衬底的步骤中，边向上述反应室内导入惰性气体，边由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气。5.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于还包括用惰性气体对取出衬底后的反应室内进行清洗的步骤，在从取出上述衬底的步骤到对上述反应室内进行清洗的步骤结束的期间，边向上述反应室内连续地导入惰性气体，边由排气流量比上述第一排气管路大的第二排气管路使上述反应室排气。6.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述第二排气管路与建筑物附属设备的排气设备连通。7.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在处理上述衬底的步骤中，在衬底上淀积氮化硅膜。8.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述惰性气体的流量大于或等于反应气体流量的100倍。9.根据权利要求4所述的半导体器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠原修，前田喜世彦，米田秋彦，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：JP[日本]