專利名稱：半導(dǎo)體處理用的成批化學(xué)氣相沉積方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成批CVD (chemical vapor d印osition，化學(xué)氣相沉積)方法及裝置， 特別是涉及在半導(dǎo)體晶圓等被處理體上形成成品膜的半導(dǎo)體處理技術(shù)。在此，半導(dǎo)體處理 的意思是指，為了通過(guò)以規(guī)定的圖案在晶圓、IXD (Liquid Crystal Display，液晶顯示器) 這樣的FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用的玻璃基板等被處理體上形成半導(dǎo)體層、 絕緣層、導(dǎo)電層等來(lái)制造在該被處理體上包含半導(dǎo)體器件、連接于半導(dǎo)體器件的配線、電極 等的構(gòu)造物而實(shí)施的各種處理。
背景技術(shù)：
在構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路的半導(dǎo)體器件的制造中，可對(duì)被處理體、例如半導(dǎo)體晶 圓實(shí)施成膜、蝕刻、氧化、擴(kuò)散、改性等各種處理。這種成膜處理可在例如日本特開平 09-077593號(hào)公報(bào)中公開的單張式成膜裝置、例如日本特開2004-006801號(hào)公報(bào)中公開的 成批式成膜裝置內(nèi)進(jìn)行。圖5是表示以往的成批CVD裝置的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu)圖。例如在形成二氧化硅 膜(silicon dioxide film)的情況下，將作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓W以多層地支承于晶 圓舟皿4的狀態(tài)收容在立式的處理容器2內(nèi)。利用包圍處理容器2地設(shè)置的加熱器6將晶 圓W加熱至規(guī)定的溫度、例如600°C左右。從氣體供給系統(tǒng)8通入硅原料氣體和例如由臭氧 構(gòu)成的反應(yīng)氣體。從設(shè)置于沿上下方向在處理容器2內(nèi)延伸的分散噴嘴8、10的許多個(gè)氣 體噴射孔8A、10A向處理容器2內(nèi)噴出這些氣體。并且，利用具有真空泵16的真空排氣系 統(tǒng)14，從設(shè)置在處理容器2的下部的排氣口 12將處理容器2內(nèi)抽成真空。這樣，將處理容 器2維持在規(guī)定壓力來(lái)進(jìn)行二氧化硅膜的成膜處理。近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體集成電路的進(jìn)一步高集成化及高微細(xì)化的要求，期望減輕半 導(dǎo)體器件的制造工序中的熱歷程，提高器件的特性。在立式的處理裝置中，隨著該要求， 也期望改良半導(dǎo)體處理方法。例如在作為成膜處理的一種的CVD中，存在一邊間歇地供給 原料氣體等，一邊每次1層或幾層地反復(fù)形成原子或分子級(jí)厚度的層的方法。該成膜方 法通常被稱作 ALD (Atomic Layer D印osition，原子層沉積)或者 MLD (Molecular Layer Deposition,分子層沉積)，由此，即使不將晶圓置于那么高的溫度下，也能夠進(jìn)行目標(biāo)處 理。在圖5所示的裝置中利用ALD或MLD形成二氧化硅膜的情況下，進(jìn)行如下的操作。 即，操作供給硅原料氣體的切換閥8B和供給作為氧化氣體的臭氧的切換閥10B，交替供給 兩種氣體。并且，調(diào)整真空排氣系統(tǒng)14的排氣閥14B的閥門開度，調(diào)整處理容器2內(nèi)的壓 力。圖6是表示在圖5所示的裝置中利用ALD形成二氧化硅膜的情況下的各閥狀態(tài)與 處理容器內(nèi)壓力之間的關(guān)系的曲線圖。圖6(A)表示原料氣體的切換閥8B的狀態(tài)，圖6(B) 表示反應(yīng)氣體的切換閥10B的狀態(tài)，圖6(C)表示真空排氣系統(tǒng)的排氣閥14B的狀態(tài)(閥門 開度)，圖6 (D)表示處理容器內(nèi)的壓力。
在圖6所示的方法中，將按順序重復(fù)多次進(jìn)行包含吸附工序T11、排氣工序T12、反 應(yīng)工序T13、排氣工序T14的循環(huán)。在吸附工序Tll中，如圖6的(A)所示，使原料氣體的切 換閥8B成為打開狀態(tài)來(lái)供給硅原料氣體，使該氣體吸附于晶圓W的表面。在反應(yīng)工序T13 中，如圖6的(B)所示，使反應(yīng)氣體的切換閥IOB成為打開狀態(tài)來(lái)供給作為反應(yīng)氣體的臭 氧，使其與吸附在晶圓表面上的原料氣體發(fā)生反應(yīng)，形成很薄的SiO2膜。在排氣工序T12、 T14中，使排氣閥14B成為打開狀態(tài)，不供給原料氣體及反應(yīng)氣體而對(duì)處理容器2內(nèi)進(jìn)行排 氣。在1個(gè)循環(huán)中形成一層原子級(jí)或分子級(jí)厚度的薄膜。通過(guò)將在每次循環(huán)中形成的 薄膜層疊起來(lái)，來(lái)形成具有規(guī)定厚度的成品膜。1個(gè)循環(huán)中的吸附工序Tll及反應(yīng)工序T13 的時(shí)間分別是60sec左右，排氣工序T12、T14的時(shí)間是IOsec左右。利用該成批CVD方法， 即使不將晶圓置于那么高的溫度下，也能夠進(jìn)行目標(biāo)處理。但是，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，如后所 述，這種成批CVD方法在與膜質(zhì)、生產(chǎn)率(Throughput)及原料氣體消耗量相關(guān)的特性方面 存在改良的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有與膜質(zhì)、生產(chǎn)率及原料氣體消耗量相關(guān)的改良特性的 成批CVD方法及裝置。本發(fā)明的第1個(gè)技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體處理用的成批CVD(ChemiCal vapor deposition)方法，該方法采用成批CVD裝置來(lái)進(jìn)行，其中，上述裝置包括縱長(zhǎng)的處理容 器，其用于收納多個(gè)被處理體；保持器具，其在上述處理容器內(nèi)將上述被處理體隔開間隔地 層疊并支承上述被處理體；原料氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給原料氣體，其 包括調(diào)整上述原料氣體的供給的原料氣體閥；反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器 內(nèi)供給反應(yīng)氣體，其包括調(diào)整上述反應(yīng)氣體的供給的反應(yīng)氣體閥；排氣系統(tǒng)，其用于對(duì)上述 處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，包括調(diào)整排氣量的排氣閥；上述方法將以下循環(huán)重復(fù)多次并將每一 次形成的薄膜層疊起來(lái)，從而在上述被處理體上形成具有規(guī)定厚度的成品膜，在此，上述循 環(huán)包括以下工序使上述原料氣體吸附在上述被處理體上的吸附工序，在該工序中，通過(guò)在 最初的第1期間使上述原料氣體閥為打開狀態(tài)之后而使其成為關(guān)閉狀態(tài)，向上述處理容器 內(nèi)供給上述原料氣體，將上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上述 反應(yīng)氣體，將上述排氣閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；接著自上述處理 容器內(nèi)除去殘留氣體的第1插入工序，在該工序中，將上述原料氣體閥及上述反應(yīng)氣體閥 維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體及上述反應(yīng)氣體，使上述排氣閥 為打開狀態(tài)，對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；接著使上述反應(yīng)氣體與吸附在上述被處理體上 的上述原料氣體發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)工序，在該工序中，將上述原料氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不 向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體，使上述反應(yīng)氣體閥為打開狀態(tài)，向上述處理容器內(nèi) 供給上述反應(yīng)氣體，通過(guò)將上述排氣閥自規(guī)定的打開狀態(tài)逐漸減小閥門開度，來(lái)對(duì)上述處 理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；接著自上述處理容器內(nèi)除去殘留氣體的第2插入工序，在該工序中， 將上述原料氣體閥及上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料 氣體及上述反應(yīng)氣體，使上述排氣閥成為閥門開度比上述反應(yīng)工序的最終狀態(tài)大的打開狀 態(tài)，對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣。
6
本發(fā)明的第2個(gè)技術(shù)方案是一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)能夠由計(jì)算機(jī)讀取，該計(jì) 算機(jī)存儲(chǔ)用于在處理器上執(zhí)行的程序指令，其中，上述程序指令在由上述處理器執(zhí)行時(shí)，控 制成批CVD裝置來(lái)執(zhí)行第1技術(shù)方案的方法。本發(fā)明的第3技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體處理用的成批CVD (chemical vapor deposition)裝置，其中，包括縱長(zhǎng)的處理容器，其用于收納多個(gè)被處理體；保持器具，其 在上述處理容器內(nèi)將上述被處理體隔開間隔地層疊并支承上述被處理體；原料氣體供給系 統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給原料氣體，其包括調(diào)整上述原料氣體的供給的原料氣體 閥；反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體，其包括調(diào)整上述反應(yīng)氣體 的供給的反應(yīng)氣體閥；排氣系統(tǒng)，其用于對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，包括調(diào)整排氣量的排 氣閥；控制部，其用于控制上述裝置的動(dòng)作；上述控制部被預(yù)先設(shè)定成進(jìn)行成批CVD方法， 上述方法將以下循環(huán)重復(fù)多次并將每一次形成的薄膜層疊起來(lái)，從而在上述被處理體上形 成具有規(guī)定厚度的成品膜，其中，上述循環(huán)包括以下工序使上述原料氣體吸附在上述被處 理體上的吸附工序，在該工序中，通過(guò)在最初的第1期間使上述原料氣體閥為打開狀態(tài)之 后使其成為關(guān)閉狀態(tài)，向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體，通過(guò)將上述反應(yīng)氣體閥維持 在關(guān)閉狀態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上述反應(yīng)氣體，將上述排氣閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不對(duì) 上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；接著自上述處理容器內(nèi)除去殘留氣體的第1插入工序，在該工 序中，將上述原料氣體閥及上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上 述原料氣體及上述反應(yīng)氣體，使上述排氣閥為打開狀態(tài)，對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；接著 使上述反應(yīng)氣體與吸附在上述被處理體上的上述原料氣體發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)工序，在該工序 中，將上述原料氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體，使上述反 應(yīng)氣體閥為打開狀態(tài)，向上述處理容器內(nèi)供給上述反應(yīng)氣體，通過(guò)將上述排氣閥自規(guī)定的 打開狀態(tài)逐漸減小閥門開度，對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；接著自上述處理容器內(nèi)除去殘 留氣體的第2插入工序，在該工序中，將上述原料氣體閥及上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀 態(tài)，不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體及上述反應(yīng)氣體，使上述排氣閥成為閥門度比 上述反應(yīng)工序的最終狀態(tài)大的打開狀態(tài)，對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成批CVD裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示在圖1所示的裝置中利用ALD形成二氧化硅膜的情況下的各閥狀態(tài)與 處理容器內(nèi)壓力之間的關(guān)系的曲線圖。圖3A、圖3B是與真空排氣系統(tǒng)排氣閥的閥門開度的變化相關(guān)地表示反應(yīng)工序的2 個(gè)變形例的圖。圖4是表示實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。圖5是表示以往的成批CVD裝置的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示在圖5所示的裝置中利用ALD形成二氧化硅膜的情況下的各閥狀態(tài)與 處理容器內(nèi)壓力之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人等在開發(fā)本發(fā)明的過(guò)程中對(duì)以往這種半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法及
7裝置的問題進(jìn)行了研究。結(jié)果，本發(fā)明人等得到了以下見解。參照?qǐng)D5及圖6說(shuō)明的方法由這樣的以往的指導(dǎo)思想構(gòu)成，S卩，為了在吸附工序 Tll中供給硅原料氣體時(shí)，使大量的原料氣體附著在晶圓表面上，優(yōu)選在晶圓表面上形成 原料氣體流。因此，在吸附工序Tll中，如圖6的(C)所示，將真空排氣系統(tǒng)14的排氣閥 14B打開到一定程度，例如將閥門開度設(shè)定為30%左右，進(jìn)行一定程度的排氣而形成晶圓 表面上的原料氣體流。這種情況下的原料氣體的供給量為10 500SCCm(standard cubic centimeter per minutes)左右，因此，如圖6的(D)所示，處理容器2內(nèi)的壓力一點(diǎn)一點(diǎn)地 直線上升。另外，在反應(yīng)工序T13中，與上述吸附工序Tll時(shí)相比稍稍增大排氣閥14B的閥門 開度，例如將閥門開度設(shè)定為60%左右而高效地發(fā)生反應(yīng)。在這種情況下，由于臭氧的流量 為20slm(standard liter per minute)左右，與原料氣體的流量相比非常多，因此，處理容 器2內(nèi)的壓力在最初通過(guò)導(dǎo)入臭氧使壓力一下子上升而暫時(shí)飽和之后，一點(diǎn)一點(diǎn)地降低。 另外，在排氣工序T12、T14中，由于需要快速地排除處理容器2內(nèi)的殘留氣體，因此，將排氣 閥14Β的閥門開度設(shè)定為100%而強(qiáng)力地抽成真空。另外，真空泵16在整個(gè)工序中連續(xù)地 驅(qū)動(dòng)。但是，在上述以往的方法中，在吸附工序Tll中將排氣閥14Β打開到一定程度，在 吸附工序Tll的期間里使硅原料氣體連續(xù)地流動(dòng)。因此，原料氣體被大量消耗，特別是在原 料氣體價(jià)格昂貴的情況下，運(yùn)行成本大幅度增加。另外，在反應(yīng)工序Τ13中，如圖6的(D)中的點(diǎn)Pl所示，最初通過(guò)導(dǎo)入臭氧而使處 理容器2內(nèi)的壓力因臭氧而過(guò)度上升，臭氧失去活性而容易失活。因此，雖然能夠在晶圓的 周邊部充分地成膜，但臭氧未充分地到達(dá)晶圓的中心部，在晶圓中心部不能夠充分地成膜， 結(jié)果，膜厚的面內(nèi)均勻性降低。特別是在晶圓表面具有溝槽(trench)構(gòu)造的情況下，臭氧 的消耗劇烈，在晶圓中心部明顯地產(chǎn)生膜厚大幅度變薄的現(xiàn)象、即加載(loading)效果。在 這種情況下，一般也考慮進(jìn)一步降低反應(yīng)工序T13中的處理容器2內(nèi)的壓力，但在壓力很低 時(shí)，成膜率大幅度減小而使生產(chǎn)率降低，因此并不理想。下面，參照

基于這樣的見解構(gòu)成的本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在以下說(shuō)明 中，對(duì)具有大致相同的功能和構(gòu)造的構(gòu)成要件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，在必要的情況下進(jìn)行
重復(fù)說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成批CVD裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。該裝置采用含有Si 的有機(jī)原料、即3DMAS(三二甲基氨基硅烷，tris (dimethylamino) silane)作為原料氣體， 采用氧化性氣體、即臭氧(實(shí)際上是O3和O2的混合氣體)作為反應(yīng)氣體，形成二氧化硅膜 (SiO2)作為薄膜。如圖1所示，該成膜裝置20具有在內(nèi)部規(guī)定處理區(qū)域23的處理容器22，該處理 區(qū)域23收納并處理隔開間隔地層疊的多個(gè)半導(dǎo)體晶圓(被處理體)。處理容器22具有由 縱長(zhǎng)的內(nèi)筒24和外筒26構(gòu)成的雙重管構(gòu)造。內(nèi)筒24成形為有頂且下端部開口的圓筒體 狀，在其內(nèi)部規(guī)定了處理區(qū)域23。外筒26成形為隔開規(guī)定間隔地覆蓋內(nèi)筒24的外側(cè)而形 成的、有頂且下端部開口的圓筒體狀。內(nèi)筒24和外筒26均由石英形成。例如在收容直徑為300mm的晶圓W的情況下，處理容器22的直徑被設(shè)定為400 500mm左右。處理容器22的內(nèi)部容量依賴于能夠收容的晶圓W的張數(shù)，例如在收容晶圓W
8最多150張左右的情況下，被設(shè)定為200升左右。外筒26的下端部借助0型密封圈等密封構(gòu)件30氣密地連接有成形為圓筒狀的、 例如不銹鋼制的岐管28。利用岐管28支承外筒26的下端部，而岐管28利用未圖示的底 板支承。岐管28包括自其內(nèi)壁延伸的環(huán)狀的支承臺(tái)32，在支承臺(tái)32上載置支承有內(nèi)筒24 的下端部。在處理容器22的內(nèi)筒24內(nèi)收容有作為保持部件的石英制的晶圓舟皿34。晶圓舟皿34通過(guò)岐管28的下端開口而升降，由此，晶圓舟皿34加載于處理容器 22的處理區(qū)域23、或者自處理容器22的處理區(qū)域23卸載。在晶圓舟皿34中，作為被處理 體多層地載置有許多張半導(dǎo)體晶圓W。例如在本實(shí)施方式的情況下，在晶圓舟皿34上，例如 能夠以大致相等間距多層地支承50 100張左右的、直徑為300mm的晶圓W。晶圓舟皿34隔著石英制的保溫筒40載置在平臺(tái)42上。平臺(tái)42支承在旋轉(zhuǎn)軸44 上，該旋轉(zhuǎn)軸44貫穿將岐管28的下端開口打開或關(guān)閉的、例如石英、不銹鋼制的蓋體36。 在旋轉(zhuǎn)軸44的貫穿部例如配設(shè)有磁性流體密封件46，該磁性流體密封件46將旋轉(zhuǎn)軸44氣 密地密封并能夠使旋轉(zhuǎn)軸44旋轉(zhuǎn)地支承。在蓋體36的周邊部和岐管28的下端部例如配 設(shè)有由0型密封圈等構(gòu)成的密封構(gòu)件38，保持容器內(nèi)的密封性。旋轉(zhuǎn)軸44安裝在支承于例如舟皿升降機(jī)等升降機(jī)構(gòu)48上的臂50的前端。利用 升降機(jī)構(gòu)48，晶圓舟皿34和蓋體36等能夠一體地升降。另外，在利用臂50內(nèi)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸44時(shí)，晶圓舟皿34旋轉(zhuǎn)，由此，晶圓舟皿34上的晶圓能夠以通過(guò)自身的中心的 垂直的軸線為中心旋轉(zhuǎn)。另外，也可以將平臺(tái)42固定設(shè)置在蓋體36側(cè)，不使晶圓舟皿34 旋轉(zhuǎn)地處理晶圓W。以包圍處理容器22的方式配設(shè)有絕熱外殼51。在絕熱外殼51的內(nèi)表面上配設(shè)有 將處理容器22內(nèi)的氣氛和晶圓W加熱的加熱器52。作為加熱器52，可采用無(wú)污染且升降 溫特性優(yōu)良的碳線(Carbon Wire)等。在處理容器22的內(nèi)筒24內(nèi)配設(shè)有用于控制加熱器 52的熱電偶(未圖示)。在岐管28的側(cè)部連接有用于向處理容器22內(nèi)的處理區(qū)域23供給規(guī)定的處理氣 體的氣體供給部。氣體供給部包括原料氣體供給系統(tǒng)54、反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)56及吹掃氣 供給系統(tǒng)58。原料氣體供給系統(tǒng)54供給3DMAS氣體作為硅原料氣體。反應(yīng)氣體供給系統(tǒng) 56供給氧化氣體、即臭氧(實(shí)際上是03和02的混合氣體)作為反應(yīng)氣體。吹掃氣供給系統(tǒng) 58供給惰性氣體、例如N2氣作為吹掃氣。根據(jù)需要向原料氣體及反應(yīng)氣體中混合適量的載 氣、例如N2氣。但是，以下為了方便說(shuō)明，提及了需要載氣的情況。另外，作為該吹掃氣、載 氣，能夠替代N2氣而采用Ar、He等稀有氣體。具體地講，原料氣體供給系統(tǒng)54、反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)56及吹掃氣供給系統(tǒng)58各自 具有氣體分散噴嘴60、64、68，該氣體分散噴嘴60、64、68由向內(nèi)側(cè)貫穿岐管28的側(cè)壁而在 內(nèi)筒24內(nèi)向上方彎曲地延伸的石英管構(gòu)成(參照?qǐng)D1)。在各氣體分散噴嘴60、64、68上， 以沿著其長(zhǎng)度方向(上下方向)延伸且橫跨晶圓舟皿34上的全部晶圓W的方式、隔開規(guī)定 間隔地形成有多個(gè)氣體噴射孔60A、64A、68A。氣體噴射孔60A、64A、68A在根據(jù)需要各自供 給相對(duì)應(yīng)的氣體時(shí)，在水平方向上大致均勻地噴出氣體，形成與晶圓舟皿34上的多個(gè)晶圓 W平行的氣體流。氣體分散噴嘴60、64、68通過(guò)氣體供給管線(氣體通路)62、66、70分別連接于 3DMAS氣體、O3氣及N2氣的氣體源54S、56S、58S。在氣體供給管線62、66、70上配設(shè)有質(zhì)
9量流量控制器這樣的流量控制器62A、66A、70A和切換閥62B、66B、70B。由此，能夠在切換 3DMAS氣體、O3氣及N2氣的供給和停止并分別控制流量的同時(shí)、進(jìn)行供給。噴嘴60、64、68集中配設(shè)在內(nèi)筒24內(nèi)的一側(cè)(在圖1中，由于附圖的空間關(guān)系，將 噴嘴68表示在了其他噴嘴60、64的相反側(cè)，實(shí)際上應(yīng)配置在相同一側(cè))。在與噴嘴60、64、 68相對(duì)的內(nèi)筒24的側(cè)壁上，沿著上下方向排列形成有直徑較大的多個(gè)氣體流通孔72。通 過(guò)晶圓之間而沿水平方向流動(dòng)的各氣體經(jīng)由氣體流通孔72流入到內(nèi)筒24與外筒26之間 的間隙74中。在岐管28的上部側(cè)形成有與內(nèi)筒24與外筒26之間的間隙74連通的排氣口 76， 在排氣口 76上連接有用于將處理容器22內(nèi)抽成真空的真空排氣系統(tǒng)78。真空排氣系統(tǒng) 78具有連接于排氣口 76的排氣管線80，在該排氣管線80上配設(shè)有對(duì)處理容器22內(nèi)進(jìn)行 真空排氣的真空泵82、及通過(guò)改變閥門開度來(lái)調(diào)整處理容器22內(nèi)的壓力的排氣閥80B。排 氣閥80B的閥門開度能夠調(diào)整為任意值，并且，也能夠完全打開及完全關(guān)閉，能夠完全截?cái)?排氣。成膜裝置20還包括由控制整個(gè)裝置動(dòng)作的計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的主控制部84。主控制 部84按照預(yù)先存儲(chǔ)在其所附帶的存儲(chǔ)部86中的處理制程程序，例如根據(jù)形成的膜的膜厚、 組成等條件進(jìn)行后述的成批CVD處理。在該存儲(chǔ)部86中，作為控制數(shù)據(jù)還預(yù)先存儲(chǔ)有處 理氣體流量與膜的膜厚、組成之間的關(guān)系。因而，主控制部84能夠根據(jù)這些存儲(chǔ)的處理制 程程序、控制數(shù)據(jù)來(lái)控制升降機(jī)構(gòu)48、氣體供給系統(tǒng)54、56、58、排氣系統(tǒng)78、加熱器52等。 另外，存儲(chǔ)介質(zhì)例如是磁盤(軟盤、硬盤(一個(gè)例子是存儲(chǔ)部86所包含的硬盤)等)、光盤 (⑶、DVD等)、磁光盤(M0等)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。接著，對(duì)使用圖1所示的裝置來(lái)進(jìn)行的成批CVD方法(所謂的ALD或MLD成膜) 進(jìn)行說(shuō)明。在該成批CVD中，利用ALD或MLD在半導(dǎo)體晶圓W上形成二氧化硅膜。為此，有 選擇地向收納有晶圓W的處理區(qū)域23內(nèi)供給作為硅原料氣體的3DMAS氣體及作為氧化反 應(yīng)氣體的臭氧(O3)氣體。由此，將使3DMAS氣體吸附在晶圓W表面的吸附工序、使臭氧氣 體與吸附在晶圓W表面的3DMAS氣體發(fā)生反應(yīng)而形成硅氧化物的薄膜的反應(yīng)工序交替地反 復(fù)進(jìn)行多次。具體地講，由以下操作進(jìn)行成膜處理。S卩，成膜裝置20在未加載半導(dǎo)體晶圓W的待機(jī)狀態(tài)時(shí)，處理區(qū)域23維持在比處理 溫度低的溫度。在處理時(shí)，首先將例如保持有50張晶圓W的常溫的晶圓舟皿34從下方加 載到被設(shè)定為規(guī)定溫度的處理區(qū)域23 (處理容器22為熱壁狀態(tài))。另外，通過(guò)用蓋體36關(guān) 閉處理容器22的下端開口部來(lái)將處理容器22內(nèi)密閉。然后，將處理區(qū)域23抽成真空而設(shè)定為規(guī)定的處理壓力。與此同時(shí)，通過(guò)增大向 加熱器52供給的電力，將處理區(qū)域23加熱至成膜處理用的處理溫度。在處理區(qū)域23以處 理壓力及處理溫度穩(wěn)定之后，向處理區(qū)域23供給成膜所需的規(guī)定的處理氣體。S卩，在此，在 控制3DMAS和臭氧氣體的流量的同時(shí)、分別自各氣體供給系統(tǒng)54、56的噴嘴60、64將3DMAS 和臭氧氣體供給到處理區(qū)域23。并且，調(diào)整真空排氣系統(tǒng)78的排氣閥80B的閥門開度，控 制處理容器22內(nèi)的壓力。3DMAS氣體以形成與晶圓舟皿34上的多個(gè)晶圓W平行的氣體流的方式被自氣體分 散噴嘴60的氣體噴射孔60A供給。在該期間里，3DMAS氣體因處理區(qū)域23的加熱溫度而被 活性化，3DMAS氣體的分子、或者因它們分解而產(chǎn)生的分解生成物的分子或原子吸附在晶圓
另一方面，臭氧氣體以形成與晶圓舟皿34上的多個(gè)晶圓W平行的氣體流的方式被 自氣體分散噴嘴64氣體噴射孔64A供給。臭氧氣體因處理區(qū)域23的加熱溫度而被活性化， 臭氧氣體的分子、或者因它們分解而產(chǎn)生的分解生成物的分子或原子與來(lái)源于附著在晶圓 W上的3DMAS氣體的分解生成物等發(fā)生反應(yīng)。由此，在晶圓W上形成硅氧化物的薄膜。另外， 與此相反，在來(lái)源于3DMAS氣體的分解生成物等流動(dòng)到來(lái)源于臭氧氣體的分解生成物等附 著在晶圓W上的部位的情況下，也發(fā)生同樣的反應(yīng)，在晶圓W上形成硅氧化物的薄膜。在上述吸附工序與反應(yīng)工序之間及反應(yīng)工序與吸附工序之間，進(jìn)行不供給3DMAS 氣體及臭氧氣體而對(duì)處理容器22內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣工序。另外，在排氣工序中，根據(jù)需要， N2氣作為吹掃氣在控制流量的同時(shí)、自氣體供給系統(tǒng)58的噴嘴68被供給。另外，通過(guò)了處 理區(qū)域23的氣體成分經(jīng)由氣體流通孔72而流入到內(nèi)筒24與外筒26之間的間隙74中。之 后，利用真空排氣系統(tǒng)78，自設(shè)置在外筒26的下端的排氣口 76排出這些氣體成分。圖2是表示在圖1所示的裝置中利用ALD形成二氧化硅膜的情況下的各閥狀態(tài)與 處理容器內(nèi)壓力之間的關(guān)系的曲線圖。圖2的(A)表示原料氣體的切換閥62B的狀態(tài)，圖2 的(B)表示反應(yīng)氣體的切換閥66B的狀態(tài)，圖2的(C)表示真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B的 狀態(tài)(閥門開度)，圖2的(D)表示處理容器內(nèi)的壓力。如圖2所示，在本實(shí)施方式的成膜方法中，將按順序包含吸附工序Tl、排氣工序 T2、反應(yīng)工序T3、排氣工序T4的循環(huán)重復(fù)多次。在吸附工序Tl中，如圖2的(A)所示，打開 原料氣體的切換閥62B來(lái)供給3DMAS氣體，使來(lái)源于該氣體的分解生成物等吸附于晶圓W 的表面上。在反應(yīng)工序T3中，如圖2的(B)所示，打開反應(yīng)氣體的切換閥66B來(lái)供給臭氧 氣體，使其與吸附在晶圓表面上的分解生成物等發(fā)生反應(yīng)，形成很薄的SiO2膜。在排氣工 序T2、T4中，不供給3DMAS氣體及臭氧氣體而對(duì)處理容器2內(nèi)進(jìn)行排氣。另外，真空泵82 在整個(gè)工序Tl T4中連續(xù)地驅(qū)動(dòng)。在上述1個(gè)循環(huán)中形成一層原子級(jí)或分子級(jí)厚度的薄膜。通過(guò)將在每次循環(huán)中形 成的薄膜層疊起來(lái)，來(lái)形成具有規(guī)定厚度的成品膜。1個(gè)循環(huán)中的吸附工序Tl及反應(yīng)工序 T3的時(shí)間分別是2 120sec、例如60sec左右，排氣工序T2、T4的時(shí)間是2 20sec、例如 IOsec左右。另外，為了提高成膜處理的生產(chǎn)率，也可以省略排氣工序T2、T4。更具體地講，如圖2的㈧所示，吸附工序Tl在最初的規(guī)定期間tl內(nèi)使原料氣體 的切換閥62B為打開狀態(tài)，之后，立即使其成為關(guān)閉狀態(tài)，在規(guī)定的期間tl內(nèi)臨時(shí)供給原料 氣體。此時(shí)，如圖2的(C)所示，在整個(gè)吸附工序Tl中維持關(guān)閉真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B 的狀態(tài)。這一點(diǎn)與在以往的方法中如圖6(C)所示那樣打開排氣閥14B到規(guī)定的閥門開度 來(lái)進(jìn)行真空排氣的吸附工序Tll有所不同。因而，在本實(shí)施方式中，在吸附工序Tl中，在原 料氣體(3DMAS氣體)被封入在處理容器22內(nèi)而無(wú)法流出到外部的狀態(tài)下，在晶圓W的表 面吸附有硅原料氣體。因此，盡管原料氣體的供給量很少，也能促進(jìn)原料氣體吸附于晶圓表 面上。上述規(guī)定的期間tl的長(zhǎng)度在吸附工序Tl的時(shí)間的1 50%的范圍內(nèi)，優(yōu)選在 5 30%的范圍內(nèi)(例如，在Tl的該范圍內(nèi)，tl = 2 60sec)。在上述規(guī)定的期間tl大 于50%時(shí)，原料氣體的消耗節(jié)減效果并沒有那么大，因此并不理想，而且，由于原料氣體吸 附于晶圓表面的吸附量也飽和，因此，會(huì)浪費(fèi)原料氣體。另外，此時(shí)的原料氣體的量為10
11500sCCm左右。另外，吸附工序Tl中的處理容器22內(nèi)的壓力在最初急劇上升之后，在關(guān)閉 原料氣體的切換閥62B的同時(shí)成為恒定。此時(shí)的壓力也取決于原料氣體的供給量，例如為 667Pa左右。接著，在吸附工序T 1結(jié)束之后，過(guò)渡到第1排氣工序T2。在此，停止供給所有氣 體，并且，將真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B全部打開，迅速地排出處理容器22內(nèi)的殘留氣氛。 另外，在這種情況下，也可以供給作為吹掃氣的N2氣來(lái)促進(jìn)排出殘留氣體。通過(guò)排氣工序 T2，處理容器22內(nèi)的壓力急劇降低(參照?qǐng)D2的(D))。接著，過(guò)渡到反應(yīng)工序T3。在此，如圖2的⑶所示，使反應(yīng)氣體的切換閥66B為 打開狀態(tài)，在反應(yīng)工序T3的整個(gè)期間里供給作為反應(yīng)氣體的臭氧。此時(shí)，如圖2的(C)所 示，真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B最初為打開狀態(tài)，隨著反應(yīng)工序T3的進(jìn)行，逐漸減小其閥門 開度。這一點(diǎn)與在以往的方法中如圖6的(C)所示那樣將真空排氣系統(tǒng)的排氣閥14B的閥 門開度維持在60%的反應(yīng)工序T13有所不同。由此，使作為該反應(yīng)氣體的臭氧和作為吸附在晶圓表面的原料氣體的硅原料氣體 發(fā)生反應(yīng)，作為薄膜形成二氧化硅膜。上述臭氧氣體通常由氧氣在臭氧化器中產(chǎn)生，但在這 種情況下，O3氣以10體積％左右的濃度包含在O2氣中，實(shí)際上將該混合氣體用作含臭氧的 氣體。在這里的反應(yīng)工序T3中，真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B在最初的規(guī)定期間t3內(nèi)維持 第1排氣工序T2中的全開狀態(tài)，之后，將排氣閥80B的閥門開度一下子降低至規(guī)定的等級(jí)、 例如50%，之后，逐漸將閥門開度呈直線地降低至規(guī)定的等級(jí)、例如20%。在這種情況下， 作為反應(yīng)氣體的臭氧的供給量為20slm左右，流動(dòng)著遠(yuǎn)多于上述原料氣的流量的量的反應(yīng) 氣體。在以往的方法中，如圖6的⑶所示的點(diǎn)Pl所示，壓力急劇上升，明顯地顯現(xiàn)出加 載效果。另一方面，在本實(shí)施方式方法的反應(yīng)工序T3中，在最初的規(guī)定期間t3內(nèi)將真空排 氣系統(tǒng)的排氣閥80B維持在全開狀態(tài)，之后，在將閥門開度一下子降低至50%左右之后，逐 漸地進(jìn)一步降低閥門開度。由此，處理容器22內(nèi)的壓力不會(huì)急劇上升，如圖2的(D)所示 那樣大致呈直線地逐漸上升。該反應(yīng)工序中的最大壓力例如為133Pa(lT0rr)左右。如上所述，在反應(yīng)工序T3中，最初將真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B全部打開，之后， 逐漸減小閥門開度。在這種情況下，能夠以不產(chǎn)生明顯的加載效果那樣的程度使壓力上升， 即，能夠使明顯地顯現(xiàn)該加載效果的、點(diǎn)Pl所示的急劇的壓力上升不會(huì)發(fā)生。因此，能夠促 進(jìn)作為反應(yīng)氣體的臭氧和吸附于晶圓表面的硅原料氣體的反應(yīng)。換言之，由于不是壓力很 高的狀態(tài)，因此，會(huì)抑制臭氧失活而延長(zhǎng)壽命。結(jié)果，能夠抑制加載效果，并將成膜率維持得 較高。另外，能夠?qū)⒕A表面的膜厚的面內(nèi)均勻性維持得較高，并且，也能夠提高生產(chǎn)率。上述規(guī)定的期間t3的長(zhǎng)度在反應(yīng)工序T3的時(shí)間的1 50%的范圍內(nèi)，優(yōu)選在 5 30%的范圍內(nèi)(例如，在相對(duì)于T3的該范圍內(nèi)，t3 = 2 60sec)。在上述規(guī)定的期間 t3大于50%時(shí)，處理容器22內(nèi)的壓力上升會(huì)被過(guò)度抑制而阻礙臭氧的反應(yīng)，成膜率降低， 因此并不理想。另外，真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B的中途的閥門開度50%及20% (參照?qǐng)D 2(C))只是簡(jiǎn)單表示一個(gè)例子而已，在考慮臭氧和硅原料氣體的反應(yīng)速度的情況下、求出最 佳值。但是，在反應(yīng)工序T3中，排氣閥80B的閥門開度的最大值與第1排氣工序T2中所使 用的排氣閥80B的閥門開度相同(例如100% )，其最小值優(yōu)選為2%以上。這樣，在反應(yīng)工序T3結(jié)束之后，過(guò)渡到第2排氣工序T4。即，停止供給所有氣體，并且，使真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B全部打開，迅速地排出處理容器22內(nèi)的殘留氣氛。另 外，在這種情況下，也可以供給作為吹掃氣的N2氣來(lái)促進(jìn)排出殘留氣體。由此，處理容器22 內(nèi)的壓力急劇降低(參照?qǐng)D2的(D))。由此，成膜的1個(gè)循環(huán)結(jié)束。將上述循環(huán)重復(fù)多次， 獲得需要的膜厚的薄膜、即二氧化硅膜。另外，在上述實(shí)施方式中，排氣閥80B的閥門開度包括全開(閥門開度=100% ) 或全關(guān)(閥門開度=0%)的狀態(tài)。但是，在實(shí)際的排氣閥80B中，在閥門開度為90%以上 的條件下，對(duì)處理容器22內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣傳導(dǎo)性與全開時(shí)大致相同，沒什么變動(dòng)。另外， 在閥門開度為2%以下的條件下，對(duì)處理容器22內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣傳導(dǎo)性與全關(guān)時(shí)大致相 同，沒什么變動(dòng)。因而，在上述實(shí)施方式中，排氣閥80B為“全開”這樣的表達(dá)可以換作是說(shuō) “閥門開度90 100%”這樣的表達(dá)。另外，排氣閥80B為“全關(guān)”這樣的表達(dá)可以換作是 說(shuō)“閥門開度0 2 % ”這樣的表達(dá)。另外，在上述實(shí)施方式中，如圖2的(C)所示，在反應(yīng)工序T3中，在規(guī)定的期間t3 內(nèi)將排氣閥80B設(shè)定為全開狀態(tài)。圖3A、3B是與真空排氣系統(tǒng)排氣閥的閥門開度的變化相 關(guān)地表示反應(yīng)工序的2個(gè)變形例的圖。在圖3A的變形例中，在規(guī)定的期間t3內(nèi)使閥門開 度從100%呈直線地變化至50%。在圖3B的變形例中，在反應(yīng)工序的整個(gè)期間內(nèi)使閥門開 度從100%呈直線地變化至20%。但是，這些閥門開度的變化也只是簡(jiǎn)單表示一個(gè)例子而 已。并且，也可以閥門開度的變化以不是直線、而是曲線或者階段性地在多個(gè)階段以 階梯狀降低的方式進(jìn)行變化。重要的一點(diǎn)是，在反應(yīng)工序T3的最開始預(yù)先將排氣閥80B的 閥門開度設(shè)定得較大，抑制該初期的處理容器22內(nèi)的壓力上升，抑制加載效果的產(chǎn)生。在 反應(yīng)工序T3中必要的情況下，也可以將N2氣、稀有氣體等惰性氣體與反應(yīng)氣體同時(shí)作為載 氣來(lái)供給。如上所述，采用本發(fā)明的實(shí)施方式，使用具有能夠收容多個(gè)被處理體、例如半導(dǎo)體 晶圓W的處理容器22的成膜裝置20，隔著插入期間(排氣期間)交替反復(fù)吸附工序和反 應(yīng)工序，在被處理體上形成薄膜。在吸附工序中，在關(guān)閉真空排氣系統(tǒng)78的排氣閥80B的 狀態(tài)下，在最初的規(guī)定期間內(nèi)使原料氣體供給系統(tǒng)54的切換閥62B為打開狀態(tài)之后，立即 使其成為關(guān)閉狀態(tài)，向處理容器22內(nèi)臨時(shí)供給原料氣體、例如作為硅原料氣體的3DMAS氣 體而使其吸附于被處理體。在反應(yīng)工序中，使反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)56的切換閥66B為打開狀 態(tài)而向處理容器22內(nèi)供給反應(yīng)氣體，并且，最初使真空排氣系統(tǒng)78的排氣閥80B為打開狀 態(tài)，之后逐漸減小閥門開度，使反應(yīng)氣體、例如臭氧與原料氣體發(fā)生反應(yīng)。由此，將膜厚維持 得較高，而且生產(chǎn)率也不會(huì)降低，能夠大幅度抑制原料氣體的消耗量。實(shí)驗(yàn)為了評(píng)價(jià)上述實(shí)施方式的成批CVD方法，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。作為實(shí)施例PE，在圖 1所示的裝置中，按照?qǐng)D2所示的方法在晶圓上形成了二氧化硅膜。在實(shí)施例PE中，使用 3DMAS氣體作為硅原料氣體，使用臭氧氣體(在氧氣中含有10體積％的臭氧的混合氣體) 作為反應(yīng)氣體。處理溫度設(shè)定為550°C，處理壓力(最大值)設(shè)定為1.2kPa。吸附工序Tl 的時(shí)間發(fā)生變化，原料氣體的切換閥62B的打開狀態(tài)的規(guī)定期間tl固定為7sec。另一方 面，反應(yīng)工序T3的時(shí)間固定為7sec，真空排氣系統(tǒng)的排氣閥80B的全開狀態(tài)的規(guī)定期間t3 固定為2sec。將吸附工關(guān)閉的時(shí)間、即保持時(shí)間H( = Tl-tl)。另外，作為比較例CE，在圖1所示的裝置中，除3DMAS氣體的供給量及各閥的動(dòng)作 不同之外，在與實(shí)施例PE相同的條件下，按照?qǐng)D6所示的方法在晶圓上形成二氧化硅膜。 具體地講，在比較例CE中，使3DMAS的供給量為實(shí)施例PE中的4倍，使吸附工序的時(shí)間為 30seco圖4是表示該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的曲線圖。在圖4中，橫軸表示保持時(shí)間，縱軸表示每1 個(gè)循環(huán)的成膜率。如圖4所示，在供給3DMAS氣體X克的比較例CE中，成膜率為0. 13nm/ cycle左右。另一方面，在減少了 X/4克的3DMAS氣體的供給的實(shí)施例PE中，通過(guò)增加保 持時(shí)間，成膜率大致直線上升。而且，在保持時(shí)間為大致40sec時(shí)，成膜率與比較例CE的情 況大致相同。即能夠明確，只要將保持時(shí)間設(shè)定為40sec以上，盡管將原料氣體的供給量減 少到1/4，也能獲得與比較例CE的情況大致相等、或者比較例CE的成膜率以上的成膜率。 換言之，通過(guò)像本發(fā)明的實(shí)施方式的方法那樣操作各閥，能夠維持與比較例CE相等的成膜 率，并大幅度削減原料氣體的供給量。另外，對(duì)于上述比較例PE及比較例CE，使用圖案化晶圓來(lái)對(duì)它們的加載效果也進(jìn) 行評(píng)價(jià)。圖案化晶圓是通過(guò)在晶圓W的表面形成電路圖案的一部分而付與晶圓凹凸而成 的。在圖案化晶圓中，氣體消耗更多于平坦晶圓，因此，易于明顯地顯現(xiàn)加載效果。由該評(píng) 價(jià)的結(jié)果可知，比較例CE的圖案化晶圓上的膜厚的面內(nèi)均勻性為士4. 3%左右。實(shí)施例PE 的圖案化晶圓上的膜厚的面內(nèi)均勻性為士3. 8%左右。因而能夠明確，利用本發(fā)明的實(shí)施方 式的方法，能夠改良圖案化晶圓上的膜厚的面內(nèi)均勻性。變更例在上述實(shí)施方式中，采用3DMAS氣體作為硅原料氣體。取而代之，硅原料氣 體還能夠從其他的氨基硅烷(Aminosilane)類有機(jī)氣體、例如BTBAS (雙(叔丁基 氨基)硅烷，bis(tertiary-butylamino)silane) ,4DMAS(四(二甲基氨基)硅烷， tetrakis(dimethylamino)silane)、DIPSA (二異丙基氨基硅烷)中選擇。在上述實(shí)施方式中，采用作為氧化性氣體的臭氧氣體作為反應(yīng)氣體。取而代之，反 應(yīng)氣體還能夠從其他的氧化性氣體、例如02、Ν20、Ν0中選擇。并且，像日本特開2005-175441 號(hào)公報(bào)中公開的那樣，也可以采用在133Pa以下的低壓力下產(chǎn)生的氧活性種和羥基活性 種。在上述實(shí)施方式中，利用成批CVD方法形成二氧化硅膜。取而代之，本發(fā)明也能夠 應(yīng)用于形成其他的膜、例如氮化硅膜(SiN膜)、氮氧化硅膜(SiON膜)的成批CVD方法。在 形成氮化硅膜(silicon nitride film)的情況下，例如能夠采用DCS (二氯硅烷，SiH2Cl2)、 HCD (六氯乙硅烷，Cl6Si2)、TCS (四氯硅烷，Cl4Si)作為硅原料氣體，能夠采用NH3等作為反 應(yīng)氣體。另外，在形成氮氧化硅膜(silicon oxynitride film)的情況下，例如能夠采用氨 基硅烷類有機(jī)溶劑作為硅原料氣體，能夠采用03、02、N2O, NO、NH3等作為反應(yīng)氣體。在上述實(shí)施方式中，成批CVD方法在處理容器22為雙重管構(gòu)造的成批處理裝置中 進(jìn)行。取而代之，本發(fā)明例如還能夠應(yīng)用于處理容器為單層管構(gòu)造的成批處理裝置。作為被處理體，例示了半導(dǎo)體晶圓，該半導(dǎo)體晶圓中包含硅基板、GaAs、SiC、GaN等 化合物半導(dǎo)體基板。并且，作為被處理體，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。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體處理周的成批CVD方法，該方法采用成批CVD裝置來(lái)進(jìn)行，其中，上述裝置包括縱長(zhǎng)的處理容器，其用于收納多個(gè)被處理體；保持器具，其用于在上述處理容器內(nèi)將上述被處理體隔開間隔地層疊并支承上述被處理體；原料氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給原料氣體，上述原料氣體供給系統(tǒng)包括用于調(diào)整上述原料氣體的供給的原料氣體閥；反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體，上述反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)包括用于調(diào)整上述反應(yīng)氣體的供給的反應(yīng)氣體閥；排氣系統(tǒng)，其用于對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，上述排氣系統(tǒng)包括用于調(diào)整排氣量的排氣閥；上述方法通過(guò)將以下循環(huán)反復(fù)進(jìn)行多次并將每一次形成的薄膜層疊起來(lái)，在上述被處理體上形成具有規(guī)定厚度的成品膜，在此，上述循環(huán)包括以下工序吸附工序，其用于使上述原料氣體吸附在上述被處理體上，在該工序中，通過(guò)在最初的第1期間使上述原料氣體閥為打開狀態(tài)之后使其成為關(guān)閉狀態(tài)，從而向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體，將上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述反應(yīng)氣體，將上述排氣閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；第1插入工序，其自上述處理容器內(nèi)除去殘留氣體，在該工序中，將上述原料氣體閥及上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體及上述反應(yīng)氣體，使上述排氣閥為打開狀態(tài)而對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；反應(yīng)工序，其使上述反應(yīng)氣體與吸附在上述被處理體上的上述原料氣體發(fā)生反應(yīng)，在該工序中，將上述原料氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體，使上述反應(yīng)氣體閥為打開狀態(tài)而向上述處理容器內(nèi)供給上述反應(yīng)氣體，通過(guò)將上述排氣閥自規(guī)定的打開狀態(tài)逐漸減小閥門開度，從而對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；第2插入工序，其自上述處理容器內(nèi)除去殘留氣體，在該工序中，將上述原料氣體閥及上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體及上述反應(yīng)氣體，使上述排氣閥成為閥門開度比上述反應(yīng)工序的最終時(shí)期的閥門開度大的打開狀態(tài)而對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，在上述吸附工序中，維持上述排氣閥的關(guān)閉狀態(tài)的定義為維持上述排氣閥的閥門開度 為0 2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，在上述第1及第2插入工序中包括向上述處理容器內(nèi)供給惰性氣體的過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中， 在上述第1及第2插入工序中不向上述處理容器內(nèi)供給任何氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中， 上述第1期間的長(zhǎng)度處于上述吸附工序的長(zhǎng)度的1 50%的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，在上述反應(yīng)工序中，通過(guò)在最初的第2期間將上述排氣閥維持在上述規(guī)定的打開狀態(tài)2而獲得上述排氣閥的上述規(guī)定的打開狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中， 上述第2期間的長(zhǎng)度處于上述反應(yīng)工序的長(zhǎng)度的1 50%的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，上述第2期間中的上述排氣閥的上述規(guī)定的打開狀態(tài)與在上述第1插入工序中使用的 排氣閥的打開狀態(tài)相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中， 在上述反應(yīng)工序中，不使上述排氣閥為關(guān)閉狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，在上述反應(yīng)工序中，上述排氣閥的閥門開度的最大值與上述第1插入工序中的排氣閥 的閥門開度相同，最小值為上述第1插入工序中的排氣閥的閥門開度的2%以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中， 在上述反應(yīng)工序中，不使上述反應(yīng)氣體閥為關(guān)閉狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，上述吸附工序的時(shí)間為2 120sec，上述反應(yīng)工序的時(shí)間為2 120sec，上述第1及 第2插入工序的各時(shí)間為2 20sec。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，上述第1期間的長(zhǎng)度處于上述吸附工序的長(zhǎng)度的1 50%的范圍內(nèi)，上述第1期間的 時(shí)間為2 60sec。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，在上述反應(yīng)工序中，通過(guò)在最初的第2期間將上述排氣閥維持在上述規(guī)定的打開狀態(tài) 而獲得上述排氣閥的上述規(guī)定的打開狀態(tài)，上述第2期間的長(zhǎng)度處于上述反應(yīng)工序的長(zhǎng)度 的1 50%的范圍內(nèi)，上述第2期間的時(shí)間為2 60sec。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，上述成品膜是從二氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜構(gòu)成的組中中選擇的1個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，上述原料氣體包括從由三二甲基氨基硅烷、雙(叔丁基氨基)硅烷、四(二甲基氨基) 硅烷、二異丙基氨基硅烷、二氯硅烷、六氯乙硅烷、四氯硅烷構(gòu)成的組中選擇的硅原料氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中， 上述反應(yīng)氣體包括從03、02、N2O, NO、NH3構(gòu)成的組中選擇的氣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法，其中，上述成品膜是氧化硅膜，上述原料氣體包括從由三二甲基氨基硅烷、雙(叔丁基氨基) 硅烷、四(二甲基氨基)硅烷、二異丙基氨基硅烷構(gòu)成的組中選擇的硅原料氣體，上述反應(yīng) 氣體包括O3及O2的混合氣體。
19.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)能夠由計(jì)算機(jī)讀取，該計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)用于在處理器上執(zhí)行 的程序指令，其中，上述程序指令在由上述處理器執(zhí)行時(shí)，控制成批CVD裝置來(lái)執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法。
20.一種半導(dǎo)體處理用的成批CVD裝置，其中，包括縱長(zhǎng)的處理容器，其用于收納多個(gè)被處理體；保持器具，其用于在上述處理容器內(nèi)將上述被處理體隔開間隔地層疊并支承上述被處 理體；原料氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給原料氣體，上述原料氣體供給系統(tǒng) 包括調(diào)整上述原料氣體的供給的原料氣體閥；反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)，其用于向上述處理容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體，上述反應(yīng)氣體供給系統(tǒng) 包括調(diào)整上述反應(yīng)氣體的供給的反應(yīng)氣體閥；排氣系統(tǒng)，其用于對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，上述排氣系統(tǒng)包括調(diào)整排氣量的排氣閥；控制部，其用于控制上述裝置的動(dòng)作；上述控制部被預(yù)先設(shè)定成能進(jìn)行成批CVD方法，上述方法通過(guò)將以下循環(huán)反復(fù)進(jìn)行多 次并將每一次形成的薄膜層疊起來(lái)，在上述被處理體上形成具有規(guī)定厚度的成品膜，在此， 上述循環(huán)包括以下工序吸附工序，其使上述原料氣體吸附在上述被處理體上，在該工序中，通過(guò)在最初的第 1期間使上述原料氣體閥為打開狀態(tài)之后使其成為關(guān)閉狀態(tài)，從而向上述處理容器內(nèi)供給 上述原料氣體，將上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述反應(yīng)氣 體，將上述排氣閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；第1插入工序，其自上述處理容器內(nèi)除去殘留氣體，在該工序中，將上述原料氣體閥及 上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體及上述反應(yīng)氣 體，使上述排氣閥為打開狀態(tài)而對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；反應(yīng)工序，其使上述反應(yīng)氣體與吸附在上述被處理體上的上述原料氣體發(fā)生反應(yīng)，在 該工序中，將上述原料氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體， 使上述反應(yīng)氣體閥為打開狀態(tài)而向上述處理容器內(nèi)供給上述反應(yīng)氣體，通過(guò)將上述排氣閥 自規(guī)定的打開狀態(tài)逐漸減小閥門開度，從而對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；第2插入工序，其自上述處理容器內(nèi)除去殘留氣體，在該工序中，將上述原料氣體閥及 上述反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)而不向上述處理容器內(nèi)供給上述原料氣體及上述反應(yīng)氣 體，使上述排氣閥成為閥門開度比上述反應(yīng)工序的最終時(shí)期的閥門開度大的打開狀態(tài)而對(duì) 上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體處理用的成批CVD方法及裝置。該成批CVD方法反復(fù)進(jìn)行具有吸附工序、反應(yīng)工序和除去殘留氣體的工序的循環(huán)。吸附工序這樣地進(jìn)行通過(guò)在最初的第1期間內(nèi)使原料氣體閥為打開狀態(tài)之后使其成為關(guān)閉狀態(tài)，向處理容器內(nèi)供給原料氣體，通過(guò)將反應(yīng)氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向處理容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體，將排氣閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不對(duì)處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣。反應(yīng)工序這樣地進(jìn)行將原料氣體閥維持在關(guān)閉狀態(tài)，不向處理容器內(nèi)供給原料氣體，使反應(yīng)氣體閥為打開狀態(tài)，向處理容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體，通過(guò)將排氣閥自規(guī)定的打開狀態(tài)逐漸減小閥門開度，對(duì)處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣。
文檔編號(hào)C23C16/455GK101962756SQ201010236459
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者池內(nèi)俊之, 鈴木啟介, 長(zhǎng)谷川雅之, 高橋敏彥 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社