專(zhuān)利名稱(chēng):成膜裝置、其運(yùn)轉(zhuǎn)方法及運(yùn)行該方法用的存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在氮化硅膜的成膜裝置中，抑制因附著在反應(yīng)容器內(nèi)的膜的剝離而產(chǎn)生微粒的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體設(shè)備的制造工序中，有在半導(dǎo)體晶片(以下稱(chēng)為“晶片”)W等的基板的表面形成氮化硅膜(Si3N4膜(以下稱(chēng)為“SiN膜”))的處理。該處理的典型方式是通過(guò)批量式的熱處理裝置來(lái)實(shí)施，該熱處理裝置具有被配置在其周?chē)募訜崞鬟M(jìn)行加熱的立式的石英制的反應(yīng)容器。將在多層上載置有晶片W的晶片保持件搬入已被加熱的反應(yīng)容器內(nèi)，將反應(yīng)容器內(nèi)保持在規(guī)定的壓力，向反應(yīng)容器內(nèi)供給成膜所需的氣體，由此，利用CVD(化學(xué)氣相沉積)法在晶片W上形成SiN膜。
如果在上述成膜裝置中進(jìn)行SiN膜的成膜處理，那么，SiN膜的成膜反應(yīng)的主生成物以及副生成物的膜堆積在反應(yīng)容器的內(nèi)壁以及晶片保持件上。如果因反復(fù)進(jìn)行成膜處理使膜厚增大并超過(guò)規(guī)定的值，就會(huì)在對(duì)反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，從所堆積的膜中產(chǎn)生不可忽視的量的不需要的氣體，而且，在所堆積的膜上出現(xiàn)裂紋而剝離，變成微粒的可能性很高。為了防止發(fā)生這種情況，每次成膜處理結(jié)束后都要進(jìn)行清洗處理。
一般情況下，將搭載著處理完畢的晶片W的晶片保持件從反應(yīng)容器中搬出，然后再將搭載著將要被處理的未處理的晶片的晶片保持件搬入反應(yīng)容器內(nèi)，該清洗處理就是在這兩個(gè)處理的期間內(nèi)實(shí)施的。清洗處理通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)施，將未搭載晶片的空的晶片保持件搬入反應(yīng)容器內(nèi)，在將反應(yīng)容器內(nèi)保持在規(guī)定的壓力以及規(guī)定的溫度的狀態(tài)下，將清洗氣體例如氮?dú)?N2)導(dǎo)入反應(yīng)容器內(nèi)，同時(shí)，在反應(yīng)容器內(nèi)實(shí)施急速冷卻、真空排氣、以及加熱等。尤其是在即將剝落的狀態(tài)下，通過(guò)主動(dòng)除去附著在反應(yīng)容器內(nèi)的膜的表層部，不僅有效地防止在成膜處理過(guò)程中膜的意外剝落，同時(shí)也可以減少因附著膜而產(chǎn)生的的氣體。
即使進(jìn)行上述的清洗處理，仍然可能產(chǎn)生因膜剝落而引起的微粒。例如，當(dāng)把冷的晶片保持件搬入(裝載)反應(yīng)容器內(nèi)時(shí)，或者當(dāng)使反應(yīng)容器內(nèi)的溫度從工藝溫度降溫至搬出(卸載)晶片保持件的溫度(卸載溫度)時(shí)，反應(yīng)容器內(nèi)的環(huán)境溫度下降，隨著溫度下降產(chǎn)生收縮，于是就很可能在膜上產(chǎn)生裂紋，發(fā)生膜剝落。即，在晶片保持件的裝載以及卸載時(shí)，很可能在反應(yīng)容器內(nèi)產(chǎn)生微粒。此外，在現(xiàn)有的技術(shù)中，由于在搬入晶片保持件時(shí)將加熱器的設(shè)定溫度設(shè)置為一定，并且由于搬入搭載有冷的晶片的、比爐內(nèi)溫度還低溫的晶片保持件，因此，就無(wú)法避免反應(yīng)容器的內(nèi)壁溫度的下降。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為了除去因上述原因而產(chǎn)生的微粒，從設(shè)置在反應(yīng)容器的下方的裝載區(qū)域上的噴射器朝著晶片保持件噴射N(xiāo)2氣體，由此除去附著在晶片表面上的微粒。此外，在晶片保持件的裝載以及卸載時(shí)，經(jīng)由設(shè)置在反應(yīng)容器的上部的排氣管，利用排氣泵為反應(yīng)容器內(nèi)排氣，從而排出微粒。
即使采用上述的對(duì)策，也并非能夠完全防止微粒附著在晶片上。特別是如果微粒在裝載時(shí)附著在晶片的表面，則由于在它的上面形成SiN膜，如果今后元件的精細(xì)化進(jìn)一步發(fā)展，就有可能引起成品率的降低。
在JP59-175719A中有如下記載當(dāng)將搭載有半導(dǎo)體基板的晶舟插入爐(反應(yīng)容器)中時(shí)，在晶舟的一部分到達(dá)爐的均熱帶時(shí)，使?fàn)t入口側(cè)的設(shè)定溫度升高而高于目的熱處理溫度，之后，使設(shè)定溫度下降至目的熱處理溫度，由此，就不會(huì)出現(xiàn)爐內(nèi)的半導(dǎo)體基板因區(qū)域不同而加熱過(guò)多或不足的現(xiàn)象。但是，此處所公開(kāi)的技術(shù)著眼于專(zhuān)門(mén)用于半導(dǎo)體基板的熱處理，而且由于容許爐壁的溫度暫時(shí)下降，無(wú)法解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是基于上述情況而發(fā)明出來(lái)的，其目的在于提供一種在基板表面上形成氮化硅膜時(shí)，能夠抑制產(chǎn)生來(lái)源于反應(yīng)容器上的附著物的微粒的技術(shù)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種成膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，上述成膜裝置包括能夠容納用來(lái)保存整齊排列著的多個(gè)基板的基板保持件的反應(yīng)容器；加熱上述反應(yīng)容器的加熱器；和為了使上述反應(yīng)容器變成預(yù)先設(shè)定的設(shè)定溫度而控制上述加熱器的控制部，其特征在于，具有以下工序通過(guò)向容納著保持有多個(gè)基板的上述基板保持件的上述反應(yīng)容器內(nèi)供給處理氣體，同時(shí)利用上述加熱器來(lái)加熱上述反應(yīng)容器，從而在上述基板上形成氮化硅膜的成膜工序；上述成膜工序結(jié)束后，經(jīng)由設(shè)置在上述反應(yīng)容器上的搬入搬出口，從上述反應(yīng)容器中搬出保持著已形成上述氮化硅膜的基板的上述基板保持件的搬出工序；和上述搬出工序結(jié)束后，將保持著多個(gè)未處理的基板的上述基板保持件搬入上述反應(yīng)容器內(nèi)，同時(shí)封閉上述搬入搬出口的搬入工序，其中，上述搬入工序是至少在從開(kāi)始將上述基板保持件搬入上述反應(yīng)容器內(nèi)之時(shí)至封閉上述搬入搬出口為止的期間內(nèi)，一邊使上述設(shè)定溫度升高一邊進(jìn)行實(shí)施的。
本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)著用來(lái)實(shí)施上述方法的計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)。
本發(fā)明提供一種成膜裝置，是用于在基板上形成氮化硅膜的成膜裝置，其特征在于包括能夠容納用來(lái)保持整齊排列著的多個(gè)基板的基板保持件的反應(yīng)容器；加熱上述反應(yīng)容器的加熱器；和為了使上述反應(yīng)容器變成預(yù)先設(shè)定的設(shè)定溫度而控制上述加熱器的控制部，其中，設(shè)定上述設(shè)定溫度，使之至少在從開(kāi)始將上述基板保持件搬入上述反應(yīng)容器內(nèi)之時(shí)至封閉上述搬入搬出口為止的期間內(nèi)上升。
在基板保持件的搬出與搬入的之間，封閉反應(yīng)容器中的基板保持件的搬入搬出口，為了強(qiáng)制剝離附著在反應(yīng)容器內(nèi)的氮化硅膜，也可以使反應(yīng)容器內(nèi)的溫度急速降溫。降溫能夠通過(guò)向反應(yīng)容器內(nèi)供給冷卻用氣體來(lái)實(shí)施。冷卻用氣體可以是清洗氣體，或者說(shuō)也可以是專(zhuān)用的冷氣體例如空氣。優(yōu)選在反應(yīng)容器內(nèi)的急速降溫之前，使反應(yīng)容器內(nèi)的溫度升溫。
圖1是表示用來(lái)實(shí)施本發(fā)明所涉及的成膜方法的成膜裝置的一例的縱橫截面圖。
圖2是表示成膜裝置的溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示收納在控制部中的反應(yīng)容器內(nèi)的設(shè)定溫度的圖表。
圖4是用來(lái)說(shuō)明成膜處理的各個(gè)工序的工序圖。
圖5是表示反應(yīng)容器內(nèi)的設(shè)定溫度與反應(yīng)容器的實(shí)際的內(nèi)壁溫度的關(guān)系的圖表。
圖6是表示實(shí)驗(yàn)中涉及的設(shè)定溫度的圖表。
圖7是表示附著在實(shí)驗(yàn)中涉及的基板表面上的微粒的數(shù)量以及微粒的大小的圖表。
具體實(shí)施方式首先對(duì)成膜裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是作為成膜裝置的批量(batch)式減壓CVD裝置，符號(hào)2是中心軸朝著縱向的圓筒形的石英制成的反應(yīng)容器。反應(yīng)容器2在其下端具有作為搬入搬出口(爐口)的開(kāi)口21。在開(kāi)口21的周邊，反應(yīng)容器2具有形成為一體的凸緣22。在反應(yīng)容器22的下方設(shè)置著石英制成的第1蓋體23。第1蓋體23利用具有升降機(jī)構(gòu)20a的晶舟升降機(jī)20上升，與凸緣22的下面接觸從而密閉地封閉開(kāi)口21，而且，下降則打開(kāi)開(kāi)口21。旋轉(zhuǎn)軸24貫穿第1蓋體23的中央部，在旋轉(zhuǎn)軸24的上端部搭載著作為基板保持件的晶舟25。
晶舟25具備三根以上例如四根支柱26。在支柱26上形成有多個(gè)槽或者切槽，從而能夠?qū)⒍鄠€(gè)片(在本例中為125片)的晶片W(基板)保持在多層。在處理時(shí)，將多個(gè)片的模擬晶片(Dummy Wafer)保持在晶舟25的上下端區(qū)域中，產(chǎn)品晶片被保持在它們之間的區(qū)域上。在旋轉(zhuǎn)軸24的下部連接著使旋轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)的電機(jī)M，通過(guò)操作電機(jī)M使晶舟25旋轉(zhuǎn)。在蓋體23上設(shè)置保溫單元27使之包圍旋轉(zhuǎn)軸24。
通過(guò)使晶舟升降機(jī)20動(dòng)作，晶舟25能夠在反應(yīng)容器2內(nèi)的第1位置(此時(shí)，第1蓋體23封閉著反應(yīng)容器2的開(kāi)口21)和反應(yīng)容器2的下方的裝載區(qū)域28(此處，相對(duì)于晶舟升降機(jī)20進(jìn)行晶片的移載)內(nèi)的第2位置之間升降。在反應(yīng)容器2的下方設(shè)置著石英制成的第2蓋體29，為了在第1蓋體23位于裝載區(qū)域28內(nèi)時(shí)密閉地封閉反應(yīng)容器2的開(kāi)口21，使之利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29a沿著水平方向移動(dòng)。因此，當(dāng)晶舟25位于裝載區(qū)域28內(nèi)時(shí)也能夠密閉地封閉反應(yīng)容器2內(nèi)。
在反應(yīng)容器2的下部的凸緣22內(nèi)通插有用來(lái)向反應(yīng)容器2內(nèi)的晶片W供給氣體的L字型的噴射器31。其一端與噴射器31連接的氣體供給管32的另一端，經(jīng)由供給控制部33與多個(gè)例如兩個(gè)成膜氣體供給源34、35以及清洗氣體供給源36相連，這樣，經(jīng)由氣體供給管32以及噴射器31就能夠向反應(yīng)容器2中供給成膜所需的氣體。供給控制部33由包括閥V1～V3、流量調(diào)整部M1～M3等的供給控制儀器群構(gòu)成。
在本例中，成膜氣體供給源34、35分別是SiH2Cl2(二氯甲硅烷DCS)氣體、氨氣(NH3)的供給源，清洗氣體供給源36是不活性氣體例如氮?dú)?N2)等的供給源。此外，清洗氣體并非局限于不活性氣體。
在反應(yīng)容器2的上部形成有用來(lái)對(duì)反應(yīng)容器2內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣口。在排氣口上連接著排氣管43，它包括構(gòu)成可將反應(yīng)容器2內(nèi)減壓排氣至所希望的真空度的真空排氣單元的真空泵41以及由例如蝶形閥構(gòu)成的壓力調(diào)整部42。
在反應(yīng)容器2的周?chē)O(shè)置有加熱爐52，它分別具備用來(lái)加熱反應(yīng)容器2內(nèi)的規(guī)定的分割區(qū)域、例如分割成三級(jí)的區(qū)域的加熱器51(51a、51b、51c)。作為加熱器51(51a、51b、51c)來(lái)說(shuō)，最好使用不會(huì)產(chǎn)生污染而且升降溫特性好的碳絲，但是也并非局限于此。在加熱器51(51a、51b、51c)的附近，設(shè)置有作為分別檢測(cè)出加熱器51(51a、51b、51c)的溫度的溫度檢測(cè)部的熱電偶6(6a、6b、6c)。
設(shè)置有用來(lái)分別控制各個(gè)加熱器51(51a、51b、51c)的發(fā)熱量的電力控制部7(7a、7b、7c)，各個(gè)電力控制部7(7a、7b、7c)構(gòu)成為根據(jù)反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度(目標(biāo)溫度)和熱電偶6(6a、6b、6c)所檢測(cè)出的溫度，來(lái)控制向各個(gè)加熱器51(51a、51b、51c)的供電，控制發(fā)熱量。即，為使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的實(shí)際溫度成為預(yù)先設(shè)定的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度，利用熱電偶6(6a、6b、6c)檢測(cè)反應(yīng)容器2內(nèi)壁的實(shí)際溫度，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果與預(yù)先設(shè)定的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度的偏差來(lái)控制加熱器51(51a、51b、51c)的發(fā)熱量。此外，雖然熱電偶6(6a、6b、6c)被設(shè)置在反應(yīng)容器2的外面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)事先掌握熱電偶6(6a、6b、6c)檢測(cè)出的實(shí)際溫度與反應(yīng)容器2內(nèi)壁的實(shí)際溫度之差，電力控制部7(7a、7b、7c)基于此修正由熱電偶檢測(cè)出的實(shí)際溫度。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，雖然把“設(shè)定溫度”的對(duì)象作為“反應(yīng)容器2內(nèi)壁的溫度”，但這是為了更易于理解說(shuō)明，當(dāng)然即便是“反應(yīng)容器2內(nèi)的環(huán)境溫度”也無(wú)所謂。
圖2表示控制部70的一部分與電力控制部7(7a、7b、7c)中的一個(gè)?？刂撇?0具備輸出預(yù)先設(shè)定的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度的溫度設(shè)定值輸出部61。在晶片W的表面形成氮化硅膜(Si3N4膜(以下稱(chēng)“SiN膜”))時(shí)，與使用上述DCS(SiH2Cl2)氣體與NH3氣體作為成膜氣體的方法(recipe)相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度被存儲(chǔ)在溫度設(shè)定值輸出部61中。
將溫度設(shè)定值輸出部61的輸出與熱電偶6檢測(cè)出的溫度輸入比較運(yùn)算部62中，比較運(yùn)算部62對(duì)兩者進(jìn)行比較(檢測(cè)出差別)。作為比較運(yùn)算部62的輸出的比較結(jié)果(操作信號(hào))在增幅器63中被增幅，并作為開(kāi)關(guān)部65的控制信號(hào)而輸出，開(kāi)關(guān)部用來(lái)控制從電源部64供給加熱器51的電力。在本例中，電力控制部7(7a、7b、7c)由電源部64以及開(kāi)關(guān)部65構(gòu)成。
控制部70由例如計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其構(gòu)成為控制晶舟升降機(jī)20的升降機(jī)構(gòu)20a、第2蓋體29的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29a、加熱器51的電力控制部7、供給控制部33、壓力調(diào)整部42、和空氣供給系統(tǒng)58等的包括在成膜裝置中的各種功能元件。更具體地講，控制部70包括存儲(chǔ)著用來(lái)運(yùn)行在反應(yīng)容器2內(nèi)所進(jìn)行的后述一系列處理的步驟的順序程序的存儲(chǔ)部、和讀出各個(gè)程序的命令并向各個(gè)功能元件輸出控制信號(hào)的單元等。此外，該程序以存儲(chǔ)在例如硬盤(pán)、軟盤(pán)、壓縮盤(pán)、磁光盤(pán)(MO)、和存儲(chǔ)卡等的存儲(chǔ)介質(zhì)中的方式，被收納在控制部70中。
下面，參照?qǐng)D3至圖5，對(duì)上述成膜裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明。此處，對(duì)從結(jié)束第n-1次的成膜處理到開(kāi)始隨后所進(jìn)行的第n次成膜處理為止，進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，通過(guò)從成膜氣體供給源34、35向反應(yīng)容器2內(nèi)供給規(guī)定量的DCS(SiH2Cl2)氣體以及NH3氣體，進(jìn)行在保持在晶舟25中的晶片W的表面形成SiN膜的第n-1次的成膜處理。在該成膜處理時(shí)，反應(yīng)容器2內(nèi)的設(shè)定溫度為700℃。然后，第n-1次的成膜處理結(jié)束后，使反應(yīng)容器2內(nèi)的溫度降至600℃，并進(jìn)行晶舟25的搬出(卸載)。
如圖4所示，晶舟25的搬出通過(guò)由晶舟升降機(jī)20使晶舟25從反應(yīng)容器2下降至裝載區(qū)域28而進(jìn)行。接著，在待機(jī)區(qū)域待機(jī)的第2蓋體29水平移動(dòng)，反應(yīng)容器2的開(kāi)口21再次被密閉地封閉。
接著，從清洗氣體供給源37向反應(yīng)容器2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?N2)，同時(shí)使反應(yīng)容器2內(nèi)的溫度快速降溫，由此，進(jìn)行用來(lái)除去因第n-1次的成膜或者之前的成膜處理而附著的膜的清洗處理(儲(chǔ)存清洗(Storage Purge)處理)。在清洗處理過(guò)程中，使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度從600℃升高至800℃之后，使它從800℃快速下降至350℃(參照?qǐng)D3)。在清洗處理中，由真空泵41對(duì)反應(yīng)容器2內(nèi)進(jìn)行真空排氣。在使溫度從800℃下降至350℃時(shí)，為了快速冷卻，從送氣口53向反應(yīng)容器2與加熱爐52之間供給冷空氣、例如0℃的空氣，同時(shí)，從排氣通路57排出該空氣。為了供給冷空氣，冷空氣的供給源58經(jīng)由配設(shè)有風(fēng)扇56的供給管54與送氣口53相連接，這些部件53、54、56、58構(gòu)成冷卻用的氣體供給裝置。
如上所述，當(dāng)對(duì)反應(yīng)容器2進(jìn)行快速冷卻時(shí)，由于附著在反應(yīng)容器2的內(nèi)壁表面的反應(yīng)主產(chǎn)物或者反應(yīng)副產(chǎn)物的膜迅速收縮，而反應(yīng)容器2本身則被比較緩慢地冷卻，所以在膜上產(chǎn)生裂紋。由此，使即使原樣放置也終會(huì)剝落的膜的表層部強(qiáng)制剝離。剝離片隨著排氣流一同被排出至反應(yīng)容器2的外部。
在對(duì)反應(yīng)容器2內(nèi)進(jìn)行清洗處理的過(guò)程中，從被搬出至裝載區(qū)域28的晶舟25中取出由第n-1次的成膜處理處理過(guò)的晶片W，而把將要由第n次的成膜處理實(shí)施處理的晶片W搭載到晶舟25中。清洗處理結(jié)束后，使氣密地密封反應(yīng)容器2的開(kāi)口21的第2蓋體29移動(dòng)到待機(jī)區(qū)域。之后，使晶舟25上升并將其搬入反應(yīng)容器2內(nèi)，利用第1蓋體23氣密地密封反應(yīng)容器2的開(kāi)口21。在從該晶舟25開(kāi)始被搬入反應(yīng)容器2內(nèi)的時(shí)刻開(kāi)始到反應(yīng)容器2的開(kāi)口21被晶舟25氣密地密封的時(shí)刻為止的期間內(nèi)，使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度從350℃上升至450℃。即，使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度上升，同時(shí)把晶舟25搬入反應(yīng)容器2內(nèi)。在搬入該晶舟25時(shí)，設(shè)定溫度的上升速度是例如2℃/min。
由于晶舟25以及保溫單元27被放置在反應(yīng)容器2的外面，溫度降低。另外，多個(gè)片未處理的冷的晶片W被保持在晶舟25中。因此，如果晶舟25的上端部進(jìn)入反應(yīng)容器2內(nèi)，則反應(yīng)容器2經(jīng)由反應(yīng)容器2內(nèi)的環(huán)境被冷卻，而且，加熱器51經(jīng)由反應(yīng)容器2與加熱器51之間的環(huán)境被冷卻。此時(shí)，如果不在使設(shè)定溫度上升的同時(shí)進(jìn)行搬入，則會(huì)產(chǎn)生溫度下降，附著在反應(yīng)容器2的內(nèi)壁上的反應(yīng)主產(chǎn)物或者反應(yīng)副產(chǎn)物的膜再次剝離，從而污染未處理的晶片W。但是，在本實(shí)施方式中，由于在晶舟25的上端部進(jìn)入反應(yīng)容器2內(nèi)的時(shí)候使設(shè)定溫度上升，并且由于反應(yīng)容器2的溫度沒(méi)有下降，因此，進(jìn)一步防止了產(chǎn)生膜的剝離。
但是，在搬入晶舟25時(shí)溫度是否下降，也會(huì)影響反應(yīng)容器2以及加熱器51的熱容量、以及搬入開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)容器2的溫度。在反應(yīng)容器2以及加熱器51的熱容量較小的情況下，搬入冷的晶舟25所產(chǎn)生的冷卻效果超過(guò)由設(shè)定溫度升高而使加熱器51發(fā)熱所產(chǎn)生的加熱效果，反應(yīng)容器2的溫度就可能在搬入開(kāi)始時(shí)暫時(shí)下降。例如，在搬入開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)容器2的溫度較高的情況下，即在反應(yīng)容器2與晶舟25之間存在比較大的溫度差的情況下，反應(yīng)容器2的溫度就可能在搬入開(kāi)始時(shí)暫時(shí)下降。在反應(yīng)容器2以及加熱器51的熱容量較大的情況下，搬入冷的晶舟25所產(chǎn)生的冷卻效果的影響較小。因此，優(yōu)選基于反應(yīng)容器2以及加熱器51中的至少一個(gè)的熱容量來(lái)決定搬入開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)容器2的設(shè)定溫度。在圖5所示的實(shí)施方式中，雖然搬入開(kāi)始時(shí)的設(shè)定溫度是350℃，但是如果上述熱容量更小，則優(yōu)選降低開(kāi)始搬入時(shí)的設(shè)定溫度，反之，如果上述熱容量更小，則也可以提高開(kāi)始搬入時(shí)的設(shè)定溫度?？傊_(kāi)始搬入晶舟25時(shí)的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度優(yōu)選基于上述各主要原因來(lái)設(shè)定，以使之不會(huì)因晶舟25的搬入而產(chǎn)生反應(yīng)容器2內(nèi)壁的溫度下降或者使其下降幅度小到可以忽略的程度。
此外，在搬入時(shí)使設(shè)定溫度一下子上升至搬入時(shí)的最終溫度并且將設(shè)定溫度保持在一定的方式(參照后述的根據(jù)圖6進(jìn)行說(shuō)明的比較例)并不是理想的方式。這樣的話，實(shí)際溫度過(guò)沖(overshoot)，之后溫度下降，該溫度下降就成為膜剝落的原因。與此相對(duì)應(yīng)，如果一邊使設(shè)定溫度上升一邊進(jìn)行搬入，則實(shí)際溫度很好地追蹤設(shè)定溫度(參照?qǐng)D5的虛線)，不會(huì)發(fā)生過(guò)沖。
于是，向反應(yīng)容器2內(nèi)搬入晶舟25結(jié)束后，使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的溫度上升至規(guī)定的成膜溫度、例如700℃，進(jìn)行第n次的成膜處理。如上所述，在上述實(shí)施方式的成膜裝置中，根據(jù)存儲(chǔ)在溫度設(shè)定值輸出部61中的反應(yīng)容器2內(nèi)的設(shè)定溫度進(jìn)行溫度調(diào)整，同時(shí)依次進(jìn)行成膜處理以及清洗處理。
根據(jù)上述的實(shí)施方式，由于一邊使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度升溫一邊搬入保存著晶片W的晶舟25，所以在搬入時(shí)，附著在反應(yīng)容器2的內(nèi)壁的氮化硅膜不會(huì)因溫度下降產(chǎn)生收縮而出現(xiàn)龜裂。因此，能夠抑制微粒在成膜前附著在基板上。
另外，通過(guò)在搬入晶舟25之前使反應(yīng)容器2內(nèi)的溫度急速下降，附著在反應(yīng)容器2內(nèi)的氮化硅膜被預(yù)先強(qiáng)制剝離，所以，能夠進(jìn)一步抑制微粒在成膜前附著在晶片W的表面上。此時(shí)，優(yōu)選使反應(yīng)容器2內(nèi)的溫度一次升溫，優(yōu)選該最高溫度比工藝溫度高。
在上述實(shí)施方式中，通過(guò)使設(shè)定溫度上升，使開(kāi)始搬入時(shí)的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的實(shí)際溫度也上升，但本發(fā)明并非局限于此。至少應(yīng)該注意到只要在開(kāi)始搬入時(shí)反應(yīng)容器2內(nèi)壁的實(shí)際溫度沒(méi)有下降或者降溫幅度小到可以忽視的程度就是充分的。另外，設(shè)定溫度開(kāi)始上升的時(shí)刻可以是結(jié)束清洗處理、打開(kāi)第2蓋體29的時(shí)刻，也可以是在晶舟25的上端即將進(jìn)入反應(yīng)容器2內(nèi)之前。
另外，在上述實(shí)施方式中，在晶片W的表面形成SiN膜時(shí)，雖然使用了DCS(SiH2Cl2)氣體和NH3氣體作為成膜氣體，但是，也并非局限于此，還可以使用Si2Cl6(HCD)氣體和NH3氣體或者雙叔丁基氨基硅烷(bis(tertiary-butylamino silane))(BTBAS)氣體、和NH3氣體。
實(shí)施例
下面，對(duì)于為了確認(rèn)本發(fā)明的效果所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。
在實(shí)驗(yàn)中，反復(fù)進(jìn)行SiN膜的成膜處理，反應(yīng)容器2內(nèi)的累積膜厚變成一種規(guī)定的厚度。使用與圖1所示的成膜裝置相同種類(lèi)的成膜裝置。首先，使用該成膜裝置，將搭載著晶片W的晶舟25搬入反應(yīng)容器2內(nèi)，在晶片W的表面形成氮化硅膜。開(kāi)始將晶舟25搬入反應(yīng)容器2內(nèi)時(shí)的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度定為400℃，反應(yīng)容器2的開(kāi)口21被第1蓋體23氣密地密閉時(shí)的反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度為450℃。在此期間的設(shè)定溫度的上升速度為3℃/min。加工時(shí)反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度是710℃，反應(yīng)容器2內(nèi)的設(shè)定壓力為33Pa(0.25Torr)。另外，作為加工時(shí)的成膜氣體使用DCS(SiH2Cl2)氣體以及NH3氣體，DCS氣體以及NH3氣體的流量分別是120sccm以及1200sccm。在圖6中用實(shí)線表示實(shí)施例中的設(shè)定溫度的變化。
(比較例)將從晶舟25被開(kāi)始搬入反應(yīng)容器2內(nèi)之時(shí)到反應(yīng)容器2的開(kāi)口21被第1蓋體23氣密地密閉為止的反應(yīng)容器2內(nèi)的設(shè)定溫度一定地保持在450℃，除此之外，依照與實(shí)施例相同的處理進(jìn)形成膜處理。在圖6中用實(shí)線表示比較例中的設(shè)定溫度的變化。
(觀察方法)在實(shí)施成膜處理之后，從反應(yīng)容器2中搬出晶舟25，各取出一片載置在晶舟25的上層上的晶片(TOP)、載置在晶舟25的中層上的晶片(CTR)以及載置在晶舟25的下層上的晶片(BTM)，并向各個(gè)晶片(TOP、CTR、BTM)的表面照射光，觀察附著在晶片的表面的微粒。接著，同時(shí)在實(shí)施例以及比較例中，在相同的條件下進(jìn)行成膜處理，成膜處理之后，按照上述的方法，第二次觀察微粒。
(結(jié)果以及考察)在圖7中表示本實(shí)施例及比較例的結(jié)果。如圖7所示，可知與比較例相比，在實(shí)施例中，附著在各晶片(TOP、CTR、BTM)表面的微粒的數(shù)量大幅減少。從這個(gè)結(jié)果可知，一邊使反應(yīng)容器2內(nèi)壁的設(shè)定溫度上升一邊搬入晶舟，不會(huì)使反應(yīng)容器2的內(nèi)壁溫度下降，由此，可以抑制附著在反應(yīng)容器2的內(nèi)壁上的氮化硅膜的膜剝落。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，所述成膜裝置包括能夠容納用來(lái)保存整齊排列著的多個(gè)基板的基板保持件的反應(yīng)容器；加熱所述反應(yīng)容器的加熱器；和為了使所述反應(yīng)容器變成預(yù)先設(shè)定的設(shè)定溫度而控制所述加熱器的控制部，其特征在于，具有以下工序通過(guò)向容納著保持有多個(gè)基板的所述基板保持件的所述反應(yīng)容器內(nèi)供給處理氣體，同時(shí)利用所述加熱器加熱所述反應(yīng)容器，由此在所述基板上形成氮化硅膜的成膜工序；所述成膜工序結(jié)束后，經(jīng)由設(shè)置在所述反應(yīng)容器上的搬入搬出口，從所述反應(yīng)容器中搬出保持著已形成所述氮化硅膜的基板的所述基板保持件的搬出工序；和所述搬出工序結(jié)束后，將保持著多個(gè)未處理的基板的所述基板保持件搬入所述反應(yīng)容器內(nèi)，同時(shí)封閉所述搬入搬出口的搬入工序，其中，所述搬入工序是至少在從開(kāi)始將所述基板保持件搬入所述反應(yīng)容器內(nèi)之時(shí)至封閉所述搬入搬出口為止的期間內(nèi)，一邊使所述設(shè)定溫度升高一邊實(shí)施的。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，還包括強(qiáng)制剝離工序，在所述搬出工序和所述搬入工序之間，封閉所述反應(yīng)容器的搬入搬出口，使所述反應(yīng)容器的溫度急速下降，強(qiáng)制剝離附著在所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁上的氮化硅膜或者其反應(yīng)副產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于在使所述反應(yīng)容器的溫度急速下降之前，使所述反應(yīng)容器的溫度上升。
4.一種成膜裝置，用于在基板上形成氮化硅膜，其特征在于，包括能夠容納用來(lái)保持整齊排列著的多個(gè)基板的基板保持件的反應(yīng)容器；加熱所述反應(yīng)容器的加熱器；和為了使所述反應(yīng)容器變成預(yù)先設(shè)定的設(shè)定溫度而控制所述加熱器的控制部，其中，設(shè)定所述設(shè)定溫度，使之至少在從開(kāi)始將所述基板保持件搬入所述反應(yīng)容器內(nèi)之時(shí)至封閉所述搬入搬出口為止的期間內(nèi)上升。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的成膜裝置，其特征在于，還包括向所述反應(yīng)容器供給用來(lái)使所述反應(yīng)容器的溫度急速降溫的冷卻用氣體的氣體供給裝置，所述控制部構(gòu)成為，在將保持已形成氮化硅膜的基板的基板保持件從所述反應(yīng)容器中搬出之后，在封閉所述反應(yīng)容器中的基板保持件的搬入搬出口的狀態(tài)下，為了強(qiáng)制剝離附著在所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁上的氮化硅膜，控制所述氣體供給裝置以使所述反應(yīng)容器內(nèi)的溫度急速下降。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的成膜裝置，其特征在于所述控制部構(gòu)成為，控制所述加熱器以在使反應(yīng)容器內(nèi)的溫度急速降溫之前使反應(yīng)容器的溫度上升。
7.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)用來(lái)控制成膜裝置的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于通過(guò)運(yùn)行程序，控制計(jì)算機(jī)控制所述成膜裝置，使規(guī)定的方法運(yùn)行，其中，所述規(guī)定的方法是在權(quán)利要求
1～3中任一項(xiàng)所述的方法。
專(zhuān)利摘要
在反應(yīng)容器內(nèi)，在被晶舟所保持的基板上形成氮化硅膜，然后從反應(yīng)容器中搬出晶舟，接著，在將保持有應(yīng)進(jìn)行處理的未處理基板的晶舟搬入反應(yīng)容器中時(shí)，從晶舟開(kāi)始被搬入反應(yīng)容器內(nèi)到反應(yīng)容器的搬入搬出口被封閉為止的這一期間，使加熱反應(yīng)容器用的加熱器的設(shè)定溫度連續(xù)上升。這樣，不僅可以防止因搬入冷的晶舟導(dǎo)致反應(yīng)容器的內(nèi)壁溫度下降，還能防止附著在反應(yīng)容器內(nèi)壁上的反應(yīng)主產(chǎn)物或者反應(yīng)副產(chǎn)物發(fā)生意外的剝離，防止剝離片引起的對(duì)未處理晶片的污染。
文檔編號(hào)C23C16/52GK1990910SQ200610156579
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月28日
發(fā)明者井上久司 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan