專利名稱：成膜裝置及其運(yùn)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體晶圓等被處理體上形成碳膜的成膜裝置及其運(yùn)用方法。
背景技術(shù)：
為了形成IC等半導(dǎo)體集成電路，通常對(duì)由硅基板等構(gòu)成的半導(dǎo)體晶圓反復(fù)進(jìn)行成膜處理、蝕刻處理、氧化擴(kuò)散處理、退火處理等各種處理。而且，以上述蝕刻處理為例，為了實(shí)施微細(xì)加工，以往采用各種材料的薄膜作為蝕刻掩模，但最近存在采用碳膜作為蝕刻掩模、即犧牲膜的情況(例如專利文獻(xiàn)1、2)。其原因在于，碳膜與其他蝕刻掩模材料相比，例如在成膜時(shí)能夠在晶圓表面的圖案凹部的側(cè)壁也更加良好地堆積薄膜來提高階梯覆蓋率(step coverage)。在這種情況下，上述碳膜例如多晶化，由于其階梯覆蓋率如上所述地良好，因此，在線寬等變得更小、推進(jìn)微細(xì)化而設(shè)計(jì)規(guī)則變得嚴(yán)格的現(xiàn)狀下，上述碳膜的可用性提升。專利文獻(xiàn)1:日本特表2007 - 523034號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2011 - 181903號(hào)公報(bào)但是，為了在半導(dǎo)體晶圓上形成上述碳膜，使作為原料氣體的例如乙烯流入到處于減壓氣氛的石英制的處理容器內(nèi)。在這種情況下，為了微粒對(duì)策、維持成膜處理的再現(xiàn)性，在進(jìn)行上述成膜處理之前形成不將晶圓收容在處理容器內(nèi)的狀態(tài)，并向處理容器內(nèi)流入原料氣體，在處理容器的內(nèi)表面、保持處理容器內(nèi)的石英制部件例如半導(dǎo)體晶圓的晶圓舟皿等的表面，形成作為預(yù)涂膜的非晶形狀態(tài)的碳膜。然后，在形成該預(yù)涂膜之后，將半導(dǎo)體晶圓保持于晶圓舟皿而將其搬入(裝載)到處理容器內(nèi)，在晶圓上形成碳膜。但是，上述碳膜相對(duì)于石英(SiO2)的密合性并不良好，因此，存在上述預(yù)涂膜、在晶圓上成膜時(shí)堆積在該預(yù)涂 膜上的碳膜易于剝離而產(chǎn)生微粒這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于以上的問題點(diǎn)、為了有效地解決該問題點(diǎn)而發(fā)明的。本發(fā)明是通過形成能夠提高碳膜的密合性且相對(duì)于除去無用的碳膜的清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜、能夠提高碳膜相對(duì)于接觸于處理容器內(nèi)的處理空間的構(gòu)件的表面的密合性而抑制產(chǎn)生微粒的成膜裝置及其運(yùn)用方法。發(fā)明的技術(shù)方案I是一種成膜裝置的運(yùn)用方法，其中，在處理容器內(nèi)進(jìn)行在保持于保持部件的多個(gè)被處理體的表面形成碳膜的成膜工序，并且為了除去已附著在上述處理容器內(nèi)的無用的碳膜而利用清潔氣體進(jìn)行清潔工序，其特征在于，在上述成膜工序之前，進(jìn)行在接觸于上述處理容器內(nèi)的處理空間的構(gòu)件的表面形成提高碳膜的密合性且相對(duì)于上述清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜的耐受性預(yù)涂膜形成工序。技術(shù)方案7的發(fā)明是一種成膜裝置，其用于在多個(gè)被處理體的表面形成碳膜，并且為了除去已附著的無用的碳膜而進(jìn)行清潔處理，其特征在于，該成膜裝置包括:立式的處理容器，其能夠排氣；加熱部件，其用于加熱上述被處理體；保持部件，其用于保持上述多個(gè)被處理體而將上述多個(gè)被處理體裝載到上述處理容器內(nèi)并自上述處理容器內(nèi)卸載；氣體導(dǎo)入部件，其用于向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入氣體；控制部件，其用于控制整個(gè)裝置，從而實(shí)施技術(shù)方案I 6中任一項(xiàng)所述的成膜裝置的運(yùn)用方法。本發(fā)明的附加的目的及優(yōu)勢(shì)將在隨后的說明中被提出并且將根據(jù)說明在某種程度上是清楚的、或者本發(fā)明的附加的目的及優(yōu)勢(shì)通過對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐而獲知。利用特別是在后文指出的手段和組合來實(shí)現(xiàn)并且獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)勢(shì)。包含在并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與上文給出的大體說明及下文給出的詳細(xì)說明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1是表示本發(fā)明的成膜裝置的一個(gè)例子的剖視結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的成膜裝置的運(yùn)用方法的一個(gè)例子的流程圖。圖3是表示堆積在石英制的處理容器的內(nèi)表面上的薄膜的一個(gè)例子的放大示意圖。 圖4是表示關(guān)于耐受性預(yù)涂膜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的代替附圖的照片。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖，說明基于上文給出的發(fā)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施方式。在下文的說明中，以相同的附圖標(biāo)記表示具有大致相同的功能和配置的組成元件并且僅當(dāng)需要時(shí)將進(jìn)行重復(fù)的說明。下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的成膜裝置及其運(yùn)用方法的一實(shí)施例。圖1是表示本發(fā)明的成膜裝置的一個(gè)例子的剖視結(jié)構(gòu)圖。在此，以作為耐受性預(yù)涂膜用氣體采用硅烷系氣體例如甲硅烷、作為碳膜用氣體采用碳?xì)浠衔餁怏w例如乙烯、作為清潔氣體采用氧氣的情況為例進(jìn)行說明。如圖所示，該成膜裝置2具有由筒體狀的石英制的內(nèi)筒4、以同心圓狀配置在內(nèi)筒4的外側(cè)的有頂?shù)耐搀w狀的石英制的外筒6構(gòu)成的雙重管構(gòu)造的處理容器8。該處理容器8的外周利用具有加熱器10的加熱部件12覆蓋，將收容在處理容器8內(nèi)的被處理體加熱。上述外筒6內(nèi)形成為處理空間S。該加熱部件12呈圓筒體狀，其包圍處理容器8的側(cè)面的大致整個(gè)區(qū)域。并且，在該處理容器8的外周，包含頂部在內(nèi)覆蓋處理容器8的整個(gè)側(cè)面?zhèn)鹊卦O(shè)有絕熱材料14。而且，在該絕熱材料14的內(nèi)側(cè)面安裝有上述加熱部件12。上述處理容器8的下端利用例如不銹鋼制的筒體狀的歧管18支承，上述內(nèi)筒4的下端部支承在被安裝于歧管18的內(nèi)壁的支承環(huán)20上。另外，也可以利用石英等形成該歧管18，將其與上述處理容器8側(cè)一體成型。另外，載置有多張作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓W的作為保持部件的石英制的晶圓舟皿22可升降地從該歧管18的下方自由插拔(裝載和卸載)。例如作為半導(dǎo)體晶圓W，采用直徑為300_的規(guī)格，但該尺寸并沒有特別的限定。該晶圓舟皿22通過將偏向晶圓W的半圓部地設(shè)置的3根或者4根支柱22k的上下方向的兩端固定而形成，將晶圓W的周邊部保持在例如以預(yù)定的間距形成在該支柱22A上的槽部。該晶圓舟皿22隔著石英制的保溫筒24載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)26上，該旋轉(zhuǎn)臺(tái)26被旋轉(zhuǎn)軸30的上端支承，該旋轉(zhuǎn)軸30貫穿用于打開或關(guān)閉歧管18的下端開口部的蓋部28。而且，在該旋轉(zhuǎn)軸30的貫穿部中夾設(shè)有例如磁性流體密封件32，既將該旋轉(zhuǎn)軸30氣密地密封又將旋轉(zhuǎn)軸30可旋轉(zhuǎn)地支承。另外，在蓋部28的周邊部和歧管18的下端部夾設(shè)有例如由O型密封圈等構(gòu)成的密封構(gòu)件34，用于保持容器內(nèi)的密封性。在此，作為石英制的構(gòu)件，除了由內(nèi)筒4和外筒6構(gòu)成的處理容器8之外，晶圓舟皿22和保溫筒24也是石英制的。上述旋轉(zhuǎn)軸30安裝在支承于例如舟皿升降機(jī)等升降機(jī)構(gòu)36上的臂38的頂端，能夠使晶圓舟皿22和蓋部28等一體地升降。在上述歧管18的側(cè)部設(shè)有用于向上述處理容器8內(nèi)導(dǎo)入處理所需的氣體的氣體導(dǎo)入部件40。具體地講，該氣體導(dǎo)入部件40具有用于供給耐受性預(yù)涂膜用氣體的耐受性預(yù)涂膜用氣體供給系統(tǒng)42、用于供給碳膜用氣體的碳膜用氣體供給系統(tǒng)44、用于供給清潔氣體的清潔氣體供給系統(tǒng)46、用于供給吹掃氣體的吹掃氣體供給系統(tǒng)48。上述各氣體供給系統(tǒng)42、44、46、48各自具有貫穿上述歧管18地設(shè)置的氣體噴嘴42A、44A、46A、48A，能夠自各氣體噴嘴42A、44A、46A、48A分別控制對(duì)應(yīng)氣體的流量并根據(jù)需要地供給。上述各氣體噴嘴的形態(tài)并沒有特別的限定，例如也可以使用沿著處理容器8的高度方向延伸且形成有許多個(gè)氣體噴射孔的、所謂的分散形的噴嘴。作為上述所采用的氣體種類，如上所述，作為耐受性預(yù)涂膜用氣體采用硅烷系氣體例如甲硅烷，作為碳膜用氣體采用碳?xì)浠衔锵禋怏w例如乙烯，作為清潔氣體采用氧氣或者臭氧，作為吹掃氣體采用氮?dú)?。上述耐受性預(yù)涂膜用氣體、硅烷系氣體、清潔氣體也可以根據(jù)需要與載氣一同流動(dòng)。另外,在上述歧管18的側(cè)壁上設(shè)有用于從內(nèi)筒4與外筒6之間排出處理容器8內(nèi)的氣氛氣體的排氣口 50，在該排氣口 50上連接有真空排氣系統(tǒng)52，該真空排氣系統(tǒng)52夾設(shè)有未圖示的例如真空泵、壓力調(diào)整閥等。像以上那樣形成的 成膜裝置2的整體動(dòng)作利用例如由計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的控制部件60來控制。上述控制部件60控制整個(gè)裝置的動(dòng)作，執(zhí)行該動(dòng)作的計(jì)算機(jī)的程序存儲(chǔ)在軟盤、⑶(CompactDisc)、硬盤、閃存器等存儲(chǔ)介質(zhì)62中。具體地講，利用來自該控制部件60的指令，進(jìn)行開始、停止供給各氣體、控制各氣體的流量、控制工藝溫度、工藝壓力等動(dòng)作。接著，也參照?qǐng)D2和圖3說明像以上那樣構(gòu)成的成膜裝置的運(yùn)用方法。圖2是表示本發(fā)明的成膜裝置的運(yùn)用方法的一個(gè)例子的流程圖，圖3是表示堆積在石英制的處理容器內(nèi)表面上的薄膜的一個(gè)例子的放大示意圖。首先，簡單說明該成膜裝置的一般動(dòng)作。首先，保持半導(dǎo)體晶圓W的晶圓舟皿22從處理容器8內(nèi)向下方下降、即成為卸載狀態(tài)，在裝載區(qū)域內(nèi)成為待機(jī)狀態(tài)。在此，在半導(dǎo)體晶圓W上形成碳膜等對(duì)晶圓W進(jìn)行處理的情況下，在上述晶圓舟皿22上，以多層保持有多個(gè)、例如50張 100張左右的未處理的晶圓W。另外，在處理容器8的內(nèi)表面形成有耐受性預(yù)涂膜的情況、進(jìn)行清潔處理的情況下，在上述晶圓舟皿22上并未保持任何晶圓W，成為空的狀態(tài)。然后，處理容器8維持在工藝溫度或者比該工藝溫度低的溫度，使晶圓舟皿22上升而將其插入到處理容器8內(nèi)、即裝載，通過用蓋部28關(guān)閉歧管18的下端開口部而將處理容器8內(nèi)密閉。然后，在將處理容器8內(nèi)維持在預(yù)定的工藝壓力的同時(shí)，增大向加熱部件12的投入電力而使內(nèi)部溫度上升，穩(wěn)定地維持在預(yù)定的工藝溫度。之后，利用氣體導(dǎo)入部件40將預(yù)定氣體導(dǎo)入到處理容器8內(nèi)。導(dǎo)入到處理容器8內(nèi)的氣體被導(dǎo)入到內(nèi)筒4內(nèi)之后在內(nèi)筒4中上升，在頂部折回而從頂部在內(nèi)筒4與外筒6之間的間隙中流下,利用真空排氣系統(tǒng)52從排氣口 50被排出到容器外。由此，進(jìn)行耐受性預(yù)涂膜的形成工序、碳膜的成膜工序、清潔工序等。如上所述，在形成耐受性預(yù)涂膜的情況下，自耐受性預(yù)涂膜用氣體供給系統(tǒng)42導(dǎo)入耐受性預(yù)涂膜用氣體即硅烷，在形成碳膜的情況下，自碳膜用氣體供給系統(tǒng)44導(dǎo)入碳膜用氣體即乙烯，在進(jìn)行清潔處理的情況下，自清潔氣體供給系統(tǒng)46導(dǎo)入清潔氣體例如氧氣，實(shí)施例如在各處理之間進(jìn)行的吹掃處理的情況下，自吹掃氣體供給系統(tǒng)48導(dǎo)入吹掃氣體例如氮?dú)?。接著，也參照?qǐng)D2具體說明本發(fā)明的成膜裝置的運(yùn)用方法的一個(gè)例子。本發(fā)明的特征在于，預(yù)先在處理容器8的內(nèi)表面形成用于提高碳膜的密合性且相對(duì)于除去碳膜的清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜，該耐受性預(yù)涂膜即使在對(duì)處理容器8內(nèi)進(jìn)行了碳膜除去用的清潔處理之后也會(huì)殘留，因此不必再次形成。另外，這里的“具有耐受性”并不是指完全不會(huì)受到用于除去碳膜的清潔氣體的損傷這樣的意思，而是指損傷程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于碳膜的損傷程度的意思。首先，在開始運(yùn)用該成膜裝置2時(shí)，判斷是否需要形成耐受性預(yù)涂膜(SI)。該判斷根據(jù)在處理容器8的內(nèi)表面是否已經(jīng)形成有耐受性預(yù)涂膜來進(jìn)行。例如在停止上一次的運(yùn)用時(shí)，如果實(shí)施用于除去處理容器8內(nèi)的耐受性預(yù)涂膜的特別的濕清潔處理、干清潔處理，就能夠利用該耐受性預(yù)涂膜用的清潔處理除去耐受性預(yù)涂膜，因此，需要再次形成耐受性預(yù)涂膜。同樣，在第一次使用新的處理容器8的情況下，也需要形成耐受性預(yù)涂膜。
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相對(duì)于此，在之前運(yùn)用中進(jìn)行容許次數(shù)以內(nèi)的碳膜的成膜工序的情況下，成為了在處理容器8的內(nèi)表面已經(jīng)形成有耐受性預(yù)涂膜的狀態(tài)，因此，在這種情況下不必再次形成耐受性預(yù)涂膜。因而，在步驟SI中判斷為需要形成耐受性預(yù)涂膜的情況下(SI的是)，接著，進(jìn)入到耐受性預(yù)涂膜形成工序(S2)。在該耐受性預(yù)涂膜形成工序中，如上所述，在晶圓舟皿22上沒有保持任何晶圓W的空的狀態(tài)下，將晶圓舟皿22預(yù)先收容在處理容器8內(nèi)。然后，自氣體導(dǎo)入部件40的耐受性預(yù)涂膜用氣體供給系統(tǒng)42，將作為耐受性預(yù)涂膜用氣體的硅烷系氣體即甲硅烷以預(yù)定的流量向處理容器8內(nèi)導(dǎo)入。然后，將處理容器8內(nèi)維持在預(yù)定的工藝溫度和工藝壓力。由此，甲硅烷熱分解，利用CVD反應(yīng)，在石英制的處理容器8的內(nèi)表面堆積形成由硅膜構(gòu)成的耐受性預(yù)涂膜70 (參照?qǐng)D3)。此時(shí)，在作為石英制品的內(nèi)筒4的內(nèi)外整個(gè)表面、作為石英制品的晶圓舟皿22的整個(gè)表面及作為石英制品的保溫筒24的整個(gè)表面也堆積形成耐受性預(yù)涂膜70。在這種情況下，作為上述耐受性預(yù)涂膜70的硅膜以非晶形狀態(tài)或者多晶狀態(tài)堆積。此時(shí)的工藝條件如下所述:工藝溫度處于550°C 650°C的范圍內(nèi)，工藝壓力處于
0.3Torr 1.0Torr的范圍內(nèi)。在工藝溫度低于550°C的情況下，未形成硅膜，而在工藝溫度高于650°C的情況下，由于成膜速率過大而產(chǎn)生表面粗糙。另外，在工藝壓力低于0.3Torr的情況下，成膜速度變慢而不實(shí)用，而在工藝壓力高于l.0Torr的情況下，易于產(chǎn)生微粒。另外，耐受性預(yù)涂膜用氣體的流量處于50sccm 500sccm的范圍內(nèi)。另外，耐受性預(yù)涂膜70的膜厚足夠厚地成膜為IOnm 300nm的范圍內(nèi)，從而形成為相對(duì)于后述的碳膜用的清潔處理具有充分的耐受性，無法被除去。該耐受性預(yù)涂膜70的膜厚優(yōu)選處于IOnm IOOnm的范圍內(nèi)。在上述膜厚小于IOnm的情況下,會(huì)擔(dān)心由于過薄而在后述的碳膜用的清潔處理時(shí)被除去，而在上述膜厚大于300nm的情況下，耐受性預(yù)涂膜70的成膜花費(fèi)過多時(shí)間，降低晶圓處理的生產(chǎn)率，因此并不理想。若完成了上述那樣的耐受性預(yù)涂膜形成工序S2，則接著進(jìn)行出于提高對(duì)晶圓W的成膜處理的再現(xiàn)性等目的的預(yù)涂膜形成工序S3。另外，該預(yù)涂膜形成工序S3也可以省略。該預(yù)涂膜是與應(yīng)該形成在晶圓W表面的薄膜相同材質(zhì)的薄膜，S卩，預(yù)涂膜的形成是出于通過在處理容器8的內(nèi)表面形成碳膜來提高晶圓處理的再現(xiàn)性等目的來進(jìn)行的。在此，與之前的耐受性預(yù)涂膜形成工序S2同樣，使晶圓舟皿22成為空的狀態(tài)，自碳膜用氣體供給系統(tǒng)44將作為碳膜用氣體的乙烯氣體導(dǎo)入到處理容器8內(nèi)。由此，上述乙烯熱分解，在處理容器8的內(nèi)表面堆積由碳膜構(gòu)成的預(yù)涂膜72。該預(yù)涂膜72與上述耐受性預(yù)涂膜70同樣，也堆積在內(nèi)筒4的內(nèi)外整個(gè)表面、晶圓舟皿22的整個(gè)表面及保溫筒24的整個(gè)表面。該耐受性預(yù)涂膜形成工序和預(yù)涂膜形成工序連續(xù)地進(jìn)行。此時(shí)的工藝條件如下所述:工藝溫度處于600°C 800°C的范圍內(nèi)，工藝壓力處于5Torr 400Torr的范圍內(nèi)。該預(yù)涂膜72的膜厚非常薄，例如為50nm左右。另外，碳膜用氣體的流量處于lOOsccm 2000SCCm的范圍內(nèi)。作為該預(yù)涂膜72的碳膜例如為非晶形狀態(tài)。如上所述，若完成了預(yù)涂膜形成工序S3，則接著進(jìn)入到碳膜的成膜工序S5。另一方面，在之前的判斷耐受性預(yù)涂膜的成膜必要性的步驟SI中判斷為不需要成膜的情況下(SI的否)，接著，判斷是否需要形成由碳膜構(gòu)成的預(yù)涂膜(S4)。在此，例如在停止上一次的運(yùn)用時(shí)，如果對(duì)處理容器8內(nèi)實(shí)施除去無用的碳膜的清潔處理，也能夠除去由碳膜構(gòu)成的預(yù)涂膜72，因此，判斷為需要形成預(yù)涂膜72 (S4的是)，從而進(jìn)入到之前的預(yù)涂膜形成工序。另外，此時(shí)， 殘留有相對(duì)于碳膜用的清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜70。另外，像在停止上一次的運(yùn)用時(shí)進(jìn)行碳膜的成膜工序并在該狀態(tài)下停止的情況那樣已經(jīng)形成有預(yù)涂膜的情況下，在步驟S 4中判斷為不必形成預(yù)涂膜(S4的否)，接著，進(jìn)入到碳膜的成膜工序S5。另外，在省略由碳膜構(gòu)成的預(yù)涂膜72的情況下，步驟S3、S4也省略。在該成膜工序S5中，通過使晶圓舟皿22向下方向下降進(jìn)行一次卸載，再將I批量處理用的未處理的多張半導(dǎo)體晶圓W移載到晶圓舟皿22并加以保持，使晶圓舟皿22上升并裝載到處理容器8內(nèi)。然后，與上述預(yù)涂膜形成工序S4同樣，自碳膜用氣體供給系統(tǒng)44將乙烯氣體作為碳膜用氣體導(dǎo)入到處理容器8內(nèi)。該乙烯氣體在內(nèi)筒4內(nèi)上升的并熱分解，而接觸于旋轉(zhuǎn)的晶圓W，利用CVD反應(yīng)在該晶圓表面堆積形成例如作為蝕刻用的掩模的碳膜。此時(shí)，在處理容器8的內(nèi)表面也堆積碳膜74 (參照?qǐng)D3)。該碳膜74與上述預(yù)涂膜72同樣，也堆積在內(nèi)筒4的內(nèi)外整個(gè)表面、晶圓舟皿22的整個(gè)表面及保溫筒24的整個(gè)表面。此時(shí)的工藝條件與上述預(yù)涂膜形成工序S4相同，工藝溫度處于600°C 800°C的范圍內(nèi)，工藝壓力處于5Torr 400Torr的范圍內(nèi)。該碳膜74例如為非晶形狀態(tài)。另外，該碳膜用氣體的流量處于IOOsccm 2000sccm的范圍內(nèi)。另外，在該成膜工序中，也可以優(yōu)選在通入碳膜用氣體之前通入DIPAS (二異丙基氨基硅烷)等氨基硅烷系氣體，對(duì)晶圓W實(shí)施前處理。
這樣，若完成了上述I批量式的成膜處理，則判斷該I批量的成膜處理是否進(jìn)行了預(yù)定的次數(shù)(S6)。該預(yù)定的次數(shù)η是I以上的次數(shù)，能夠在不產(chǎn)生微粒的范圍內(nèi)任意地設(shè)定。也可以預(yù)先規(guī)定碳膜的膜厚最大值，將在I次的批量成膜處理中堆積的碳膜的膜厚累計(jì)，將達(dá)到上述最大值的時(shí)刻所用的次數(shù)定為上述預(yù)定的次數(shù)η。通過計(jì)數(shù)在形成耐受性預(yù)涂膜70之后所進(jìn)行的成膜工序的次數(shù)來進(jìn)行以該預(yù)定的次數(shù)η為基準(zhǔn)的判定。在此完成的成膜工序的次數(shù)小于預(yù)定的次數(shù)η的情況下(S6的否)，判斷是否存在未處理的半導(dǎo)體晶圓(S7)。基于該判斷的結(jié)果，在不存在未處理的晶圓的情況下(S7的否)，處理結(jié)束。另外，在該判斷的結(jié)果為存在未處理的晶圓的情況下(S7的是)，則返回到用于堆積碳膜的成膜工序(S5)，再次對(duì)I批量的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行成膜工序。這樣，反復(fù)進(jìn)行I批量的成膜工序直到該執(zhí)行的成膜工序的次數(shù)達(dá)到預(yù)定的次數(shù)η為止，在這個(gè)過程中，堆積在處理容器8的內(nèi)表面等的碳膜74被依次層疊。而且，若該執(zhí)行的成膜工序達(dá)到預(yù)定的次數(shù)n (S6的是)，則接著進(jìn)入到清潔工序S8。在該清潔工序中，在將未保持晶圓的空的狀態(tài)的晶圓舟皿22收容在處理容器8內(nèi)的狀態(tài)下，自清潔氣體供給系統(tǒng)46將氧氣作為清潔氣體供給到處理容器8內(nèi)。作為上述清潔氣體，也可以替代上輸氧氣而采用臭氧或者臭氧和氧氣的混合氣體。由此，堆積在處理容器8的內(nèi)側(cè)面(包含內(nèi)筒4的內(nèi)外兩面)、晶圓舟皿22的表面及保溫筒24的表面的碳膜和由碳構(gòu)成的預(yù)涂膜72被氧化而除去。此時(shí)，耐受性預(yù)涂膜70相對(duì)于用于除去碳膜的清潔氣體例如O2氣體、臭氧具有耐受性，而且以充分的厚度形成，因此，雖然有可能導(dǎo)致表面的一部分損傷，但大體上不會(huì)受到損傷而殘留下來。對(duì)于此時(shí)的工藝條件，在清潔氣體是氧氣時(shí)，工藝溫度處于600°C 800°C的范圍內(nèi)，在清潔氣體是臭氧時(shí)，工藝溫度處于300°C 600°C的范圍內(nèi)，在清潔氣體是氧氣時(shí)，工藝壓力處于50Torr 200Torr的范圍內(nèi)，在清潔氣體是臭氧時(shí),工藝壓力處于IOTorr以下。

若這樣地完成了清潔工序S8，則判斷是否存在未處理的半導(dǎo)體晶圓(S9)。在該判斷的結(jié)果為存在未處理的晶圓的情況下(S9的是)，返回到判斷是否需要形成由碳膜構(gòu)成的預(yù)涂膜的步驟S4，再如上所述地進(jìn)行各工序和各處理。另外，在省略形成預(yù)涂膜的情況下，返回到成膜工序S5。在此，在預(yù)定的次數(shù)η為“η= I”的情況下，每進(jìn)行I批量的成膜工序時(shí)，都進(jìn)行清潔工序S8等。然后，在上述判斷的結(jié)果為不存在未處理的晶圓的情況下(S9的否)，結(jié)束處理。如上所述，在對(duì)半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行碳膜的成膜處理之前，在接觸于處理容器8內(nèi)的處理空間S的石英制構(gòu)件的表面、即外筒6的內(nèi)表面、內(nèi)筒4的內(nèi)外兩面、晶圓舟皿22的整個(gè)表面及保溫筒24的整個(gè)表面形成例如由硅膜構(gòu)成的耐受性預(yù)涂膜70，因此，能夠提高碳膜74相對(duì)于作為母材的石英制構(gòu)件的表面的密合性。因而，在對(duì)半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行的碳膜的成膜工序中，能夠抑制上述碳膜74自處理容器8的內(nèi)表面等剝離而產(chǎn)生微粒。而且，由于上述耐受性預(yù)涂膜70相對(duì)于對(duì)碳膜進(jìn)行清潔的清潔氣體具有耐受性，因此，即使對(duì)碳膜進(jìn)行清潔處理，也大體上不會(huì)損傷地殘留，若在開始運(yùn)用該成膜裝置的初期一次形成耐受性預(yù)涂膜70，則不必每次對(duì)碳膜進(jìn)行清潔處理時(shí)都形成上述耐受性預(yù)涂膜70。
如上所述，采用本發(fā)明，在成膜工序之前，在接觸于處理容器8內(nèi)的處理空間S的構(gòu)件的表面形成提高碳膜74的密合性且相對(duì)于清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜70，因此，能夠提高碳膜74相對(duì)于接觸于處理容器8內(nèi)的處理空間S的構(gòu)件的表面的密合性而抑制產(chǎn)生微粒，并且，即使對(duì)碳膜74進(jìn)行清潔處理，也能夠殘留耐受性預(yù)涂膜70。另外，在上述實(shí)施例中，作為耐受性預(yù)涂膜70采用非晶形或者多晶的硅膜，但并不限定于此，也可以采用氮化硅膜(SiN)。為了形成該氮化硅膜，作為耐受性預(yù)涂膜用氣體，可以采用硅烷系氣體例如二氯硅烷(DCS)和氨。在這種情況下，工藝條件如下所述:工藝溫度處于600°C 800°C的范圍內(nèi)，工藝壓力處于0.2Torr 0.5Torr的范圍內(nèi)。另外，用作耐受性預(yù)涂膜70的氮化硅膜的膜厚與之前的硅膜的情況相同，處于IOnm 300nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于IOnm IOOnm的范圍內(nèi)。
另外，在上述實(shí)施例中，舉例說明了由石英(SiO2)形成處理容器8、晶圓舟皿22和保溫筒24的各構(gòu)件的情況，但并不限定于此，不言而喻，即使在由其他的材料例如碳化硅(SiC)等陶瓷材料的情況下，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。另外，為了除去由硅膜、氮化硅膜構(gòu)成的上述耐受性預(yù)涂膜70，使用例如氟系氣體進(jìn)行干蝕刻處理、或者使用例如HF (氟化氫)系溶液進(jìn)行濕蝕刻處理即可。密合性的評(píng)價(jià)在此，對(duì)利用本發(fā)明的方法形成的耐受性預(yù)涂膜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，因此說明其評(píng)價(jià)結(jié)果。圖4是表示關(guān)于耐受性預(yù)涂膜的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的代替附圖的照片。在此，準(zhǔn)備在作為石英制(SiO2)的母材的石英基底的表面形成有作為耐受性預(yù)涂膜70的硅膜(多晶狀態(tài))的試樣1、在該表面形成有作為耐受性預(yù)涂膜70的氮化硅膜的試樣2、在該表面完全沒有形成耐受性預(yù)涂膜70的試樣3，在各試樣I 3的表面形成碳膜(非晶形狀態(tài))，在該碳膜的表面粘貼粘合帶，并將該粘合帶剝離。另外，此時(shí)的耐受性預(yù)涂膜70的膜厚為0.5nm。另外，在形成碳膜時(shí)，作為碳膜用氣體采用乙烯，以500SCCm的流量流入。此時(shí)的工藝溫度為800°C，工藝壓力為7.5Torr，形成了厚度40nm左右的碳膜。圖4表示剝離了上述粘合帶后的表面狀況。如圖4所示，形成有耐受性預(yù)涂膜的試樣I和試樣2的情況下，沒有絲毫剝離碳膜，密合性良好。相對(duì)于此，在試樣3所示的沒有耐受性預(yù)涂膜的情況下，判斷為:碳膜發(fā)生剝離，密合性并不良好。另外，在為了除去碳膜而使用由氧氣或者臭氧或者兩者的混合氣體構(gòu)成的清潔氣體對(duì)上述各試樣I 3進(jìn)行清潔處理之后，能夠確認(rèn)到:在全部的試樣I 3中除去了碳膜，但作為母材的石英基底的耐受性預(yù)涂膜70以表面的一部分稍稍被氧化但大體上無傷的狀態(tài)殘留。另外，作為在上述耐受性預(yù)涂膜用氣體中采用的硅烷系氣體，可以采用從由二氯硅烷(DCS)、六氯乙硅烷(HCD)、甲硅烷[SiH4]、乙硅烷[Si2H6]、六甲基二硅胺烷(HMDS)、四氯硅烷(TCS )、二甲硅烷基胺(DSA )、三甲硅烷基胺(TSA )、雙叔丁基氨基硅烷(BTBAS )、二異丙基氨基硅烷(DIPAS)構(gòu)成的組中選擇的I種以上的氣體。另外，作為用作上述碳膜用氣體的碳?xì)浠衔餁怏w，可以采用從由乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷構(gòu)成的組中選擇的I種以上的氣體。另外，在上述成膜裝置中，以采用雙重管構(gòu)造的處理容器8的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，不言而喻，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于單管構(gòu)造的處理容器的成膜裝置。
另外，在此，作為被處理體，以半導(dǎo)體晶圓為例進(jìn)行了說明，但在該半導(dǎo)體晶圓中也包含硅基板、GaAs、SiC、GaN等化合物半導(dǎo)體基板，而且并不限定于這些基板，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于液晶顯示裝置所采用的玻璃基板、陶瓷基板等。采用本發(fā)明的成膜裝置及其運(yùn)用方法，能夠如下地優(yōu)良地發(fā)揮作用效果。一種成膜裝置的運(yùn)用方法，其中，在處理容器內(nèi)進(jìn)行在保持于保持部件的多個(gè)被處理體的表面形成碳膜的成膜工序，并且為了除去已附著在處理容器內(nèi)的無用的碳膜而利用清潔氣體進(jìn)行清潔工序，其中，在成膜工序之前，在接觸于處理容器內(nèi)的處理空間的構(gòu)件表面形成提高碳膜的密合性且相對(duì)于清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜，因此，能夠提高碳膜相對(duì)于接觸于處理容器內(nèi)的處理空間的構(gòu)件的表面的密合性而抑制產(chǎn)生微粒，并且，即使對(duì)碳膜進(jìn)行清潔處理，也能夠殘留耐受性預(yù)涂膜。本申請(qǐng)以2011年10月27日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)編號(hào)第2011 —236197號(hào)為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán) 的利益，其公開內(nèi)容整體作為參照包含在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置的運(yùn)用方法，在該成膜裝置的運(yùn)用方法中，在處理容器內(nèi)進(jìn)行在保持于保持部件的多個(gè)被處理體的表面形成碳膜的成膜工序，并且為了除去已附著在上述處理容器內(nèi)的無用的碳膜而利用清潔氣體進(jìn)行清潔工序，其特征在于， 在上述成膜工序之前，進(jìn)行在接觸于上述處理容器內(nèi)的處理空間的構(gòu)件的表面形成提高碳膜的密合性且相對(duì)于上述清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜的耐受性預(yù)涂膜形成工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置的運(yùn)用方法，其特征在于， 上述耐受性預(yù)涂膜由氮化硅膜或者硅膜構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置的運(yùn)用方法，其特征在于， 上述耐受性預(yù)涂膜的厚度處于IOnm 300nm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置的運(yùn)用方法，其特征在于， 在將未保持上述被處理體的空狀態(tài)的上述保持部件收容到上述處理容器內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行上述耐受性預(yù)涂膜形成工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置的運(yùn)用方法，其特征在于， 在上述耐受性預(yù)涂膜形成工序與上述成膜工序之間，通過在將未保持上述被處理體的空狀態(tài)的上述保持部件收容到上述處理容器內(nèi)的狀態(tài)下向上述處理容器內(nèi)通入上述碳膜的原料氣體，從而在上述耐受性預(yù)涂膜上形成預(yù)涂膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置的運(yùn)用方法，其特征在于， 在將上述成膜工序進(jìn)行了 I次或者多次之后，進(jìn)行上述清潔工序。
7.一種成膜裝置，其用于在多個(gè)被處理體的表面形成碳膜，并且為了除去已附著的無用的碳膜而進(jìn)行清潔處理，其特征在于， 該成膜裝置包括: 立式的處理容器，其能夠排氣； 加熱部件，其用于加熱上述被處理體； 保持部件，其用于保持上述多個(gè)被處理體而將上述多個(gè)被處理體裝載到上述處理容器內(nèi)及自上述處理容器內(nèi)卸載； 氣體導(dǎo)入部件，其用于向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入氣體； 控制部件，其用于控制整個(gè)裝置，從而實(shí)施權(quán)利要求1所述的成膜裝置的運(yùn)用方法。
全文摘要
本發(fā)明提供成膜裝置及其運(yùn)用方法。在成膜裝置的運(yùn)用方法中，在處理容器內(nèi)進(jìn)行在保持于保持部件的被處理體的表面形成碳膜的成膜工序，并且為了除去無用的碳膜而利用清潔氣體進(jìn)行清潔工序，其中，在成膜工序之前，在接觸于處理容器內(nèi)的處理空間的構(gòu)件的表面形成提高碳膜的密合性且相對(duì)于清潔氣體具有耐受性的耐受性預(yù)涂膜。由此，提高了碳膜的密合性，而且即使進(jìn)行除去無用的碳膜的清潔處理，也會(huì)殘留耐受性預(yù)涂膜。
文檔編號(hào)C23C16/26GK103088313SQ20121041915
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤篤史, 水永覺, 大塚武裕 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社