專利名稱：處理方法和處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一基片的處理，更準(zhǔn)確地是涉及一種處理方法，在該方法中，一基片如晶片被布置在基座上并被加熱，從而對該基片進(jìn)行處理，本發(fā)明還涉及一種處理裝置。
背景技術(shù)：
到現(xiàn)在為止，用來對一基片如硅晶片(之后稱之為晶片)等進(jìn)行熱處理的裝置均包括一處理臺(即所稱的基座)以及布置在基座內(nèi)的一個(gè)電阻型加熱元件。在這種處理裝置中，在電阻型加熱元件將基座加熱到預(yù)定溫度之后，晶片被布置在基座上，來自基座的熱量對其進(jìn)行熱處理。
圖16為現(xiàn)有處理裝置的垂直剖視的示意圖。
如圖16所示，現(xiàn)有的處理裝置100包括有一個(gè)基座102，其可使晶片W布置在腔室101中。為了保護(hù)并均勻處理基座102上的晶片W，基座102上布置有一個(gè)簿而窄的環(huán)形件，即所謂的夾具103。該夾具103可相對于基座102的頂面可升高地布置，并蓋壓住布置在基座102上的晶片W的周圈。
當(dāng)夾具103與晶片W的周圈接觸時(shí)，由于熱量會(huì)從晶片W的處理表面流失從而使晶片W的溫度不均勻，會(huì)導(dǎo)致晶片W的處理表面會(huì)出現(xiàn)處理不均勻的問題。
因此，有人提出了一種處理裝置，其中在晶片被布置在基座上時(shí)，在處理晶片之前，借助于基座內(nèi)的電阻型加熱元件通過晶片來加熱夾具。
然而，在這種裝置中，由于夾具要通過晶片才能被加熱，因此熱量會(huì)從晶片的周圈流失。因此，就需要花一些時(shí)間來將晶片穩(wěn)定在預(yù)定溫度上。特別是在晶片一次一個(gè)地被連接處理時(shí)，由于夾具的溫度在晶片W移入移出時(shí)會(huì)下降，因此在每一次將晶片布置在基座上時(shí)，都要對夾具進(jìn)行加熱。結(jié)果，時(shí)間變長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了前述問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠縮短基片所需處理時(shí)間的處理方法和處理裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明方法包括以下步驟將第一基片移入處理腔并將該第一基片布置在處理腔內(nèi)的一個(gè)基座上；通過一個(gè)夾具來固定布置在基座上的第一基片；對這個(gè)被夾具固定的第一基片進(jìn)行處理；將夾具與被處理的基片分開；將第一基片從處理腔移出；將被處理過的第一基片移出處理腔并將未被處理的第二基片移入處理腔的同時(shí)加熱夾具；將第二基片移入處理腔并將第二基片布置處理腔內(nèi)的基座上；通過夾具來固定布置在基座上的第二基片；對這個(gè)被夾具固定的第二基片進(jìn)行處理。第一和第二基片分別至少為單片或多片。第一基片并不限于將被處理的第一基片。由于本處理方法包括將被處理過的第一基片移出處理腔并將未被處理的第二基片移入處理腔的同時(shí)對夾具進(jìn)行加熱，因此縮短了第二基片的處理時(shí)間。
在前述處理方法中，在對夾具進(jìn)行加熱的過程中，用溫度傳感器來檢測夾具的溫度，并根據(jù)所檢測的夾具溫度來加熱夾具。由于本發(fā)明的處理方法要通過溫度傳感器來檢測夾具的溫度并根據(jù)測得的夾具溫度來進(jìn)行處理，因此可以縮短第二基片所需的處理時(shí)間。此外，由于夾具保持在預(yù)定或更高的溫度上，因此可在第二基片上進(jìn)行均勻的處理。
在前述的處理方法中第二基片為單片。由于第二基片為單片，因此處理的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性得以提高。
在上面的處理方法中，夾具優(yōu)選通過與被加熱的基座接觸而被加熱。由于夾具是通過與被加熱的基座接觸而被加熱的，因此不需要什么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)成本可以降低。
在上面的處理方法中，夾具優(yōu)選被一盞布置在處理腔外部的加熱燈來加熱。由于夾具是被布置在處理腔外部的加熱燈來加熱的，因此可以加速夾具的溫升速度。
在上面的處理方法中，夾具優(yōu)選被加熱至使其保持在第二基片處理溫度下30℃或更多。由于夾具是被加熱至使其保持在第二基片處理溫度下30℃或更多，因此夾具可保持在預(yù)定或更高的溫度。結(jié)果，可對第二基片進(jìn)行均勻處理。
本發(fā)明的處理裝置包括一個(gè)處理腔；一個(gè)基座，其上有一基片布置在處理腔中；一可升降的夾具，其用來固定基座上的基片；一提升夾具的驅(qū)動(dòng)器；一加熱基座的加熱部分；一處理氣體引入系統(tǒng)，其用來將處理氣體引入處理腔；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)器控制器，其可用來控制驅(qū)動(dòng)器使夾具在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)與基座接觸。由于本發(fā)明的處理裝置帶有驅(qū)動(dòng)器控制器來控制驅(qū)動(dòng)器，因此夾具可在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)與基座接觸，處理基片所需的時(shí)間得以縮短。
本發(fā)明的另一種處理裝置包括一個(gè)處理腔；一個(gè)基座，其上有一基片布置在處理腔中；一可升降的夾具，其用來固定基座上的基片；一提升夾具的驅(qū)動(dòng)器；一加熱燈，其布置在處理腔的外部用來加熱夾具；一處理氣體引入系統(tǒng)，其用來將處理氣體引入處理腔；以及一個(gè)加熱燈控制器，其用來控制加熱燈從而使夾具可在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)被加熱燈加熱。由于本發(fā)明的處理裝置帶有加熱燈控制器來控制加熱燈，因此夾具可在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)被加熱燈加熱，處理基片所需的時(shí)間得以縮短。此外，也可加速夾具的溫升速度。
前述的處理裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用來檢測夾具溫度的傳感器；以及一個(gè)加熱器控制器，在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)，根據(jù)溫度傳感器所檢測的夾具溫度來控制加熱器。由于該處理裝置帶有溫度傳感器和加熱器控制器，因此可根據(jù)溫度傳感器所檢測的夾具溫度來控制加熱器，并且將夾具的溫度保持在預(yù)定的溫度上。
前述的處理裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用來檢測夾具溫度的傳感器；以及一個(gè)輔助驅(qū)動(dòng)器控制器，在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔時(shí)，根據(jù)溫度傳感器所檢測的夾具溫度來控制驅(qū)動(dòng)器。由于該處理裝置帶有溫度傳感器和輔助的驅(qū)動(dòng)器控制器，因此可根據(jù)所檢測的夾具溫度來控制夾具的高度，并且將夾具的溫度保持在預(yù)定的溫度上。


圖1示意性地示出了第一實(shí)施方式的CVD裝置的垂直剖視圖；圖2示出了第一實(shí)施方式的夾具周圈部分放大了的垂直剖視圖；圖3為第一實(shí)施方式夾具的平面示意圖；圖4為沿圖3線A-A剖開的夾具的垂直剖視圖；圖5為第一實(shí)施方式的CVD裝置中所進(jìn)行處理的流程圖；圖6A到圖6O示意性地示出了第一實(shí)施方式的CVD裝置中所進(jìn)行處理的順序；圖7為第一實(shí)施方式的CVD裝置內(nèi)夾具溫度和時(shí)間之間的關(guān)系曲線；圖8示意性地示出了第二實(shí)施方式的CVD裝置的垂直剖視圖；圖9為第二實(shí)施方式的CVD裝置中所進(jìn)行處理的流程圖；圖10示意性地示出了第三實(shí)施方式的CVD裝置的垂直剖視圖；圖11為第三實(shí)施方式的CVD裝置中所進(jìn)行處理的流程圖；圖12A到圖12C示意性地示出了第三實(shí)施方式的CVD裝置中所進(jìn)行處理的順序；圖13示意性地示出了第四實(shí)施方式的夾具周圈部分放大了的垂直剖視圖；圖14示意性地示出了第五實(shí)施方式的CVD裝置的垂直剖視圖；圖15示意性地示出了第六實(shí)施方式的CVD裝置的垂直剖視圖；圖16示意性地示出了現(xiàn)有處理裝置的垂直剖視圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施方式下面將說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的處理方法和裝置。
在該實(shí)施方式中，將對作為一處理裝置的CVD裝置(化學(xué)蒸汽沉積裝置——Chemical Vapor Deposition)進(jìn)行說明，薄膜借助于該裝置化學(xué)沉積在一基片(例如晶片)的處理面上。
圖1示意性地示出了本實(shí)施方式的CVD裝置的垂直剖視圖；圖2示意性地示出了本實(shí)施方式的夾具周圈部分放大了的垂直剖視圖；圖3為本實(shí)施方式的夾具的平面示意圖；圖4為沿圖3線A-A剖開定點(diǎn)夾具的垂直剖視圖。
如圖1至4所示，CVD處理裝置1包括一個(gè)基本為圓柱形的處理腔2，其由例如鋁或不銹鋼制成。處理腔2接地。
在處理腔2的頂面上布置有一個(gè)噴頭3，其與下面所述的基座9正對，用來將處理氣體輸入到處理腔2中。將處理氣體從噴頭3輸出，例如銅或氮化鈦的薄膜就沉積到晶片W的處理面上。
噴頭3為中空結(jié)構(gòu)，其底面上有多個(gè)排氣口4。引入噴頭3并在其中散開的處理氣體就通過這些開口4排到位于噴頭3的底面和下述基座9之間的空間內(nèi)。
在噴頭3的上部，連接了一根用來引入處理氣體的處理氣體管道5。一個(gè)用來貯存液體處理介質(zhì)的處理介質(zhì)罐通過液體質(zhì)量流量控制器、閥門和蒸發(fā)器與處理氣體管道5相連，該處理介質(zhì)罐、以及液體質(zhì)量流量控制器、閥門和蒸發(fā)器均未在圖中示出。其中的閥門在打開狀態(tài)下借助于質(zhì)量流量控制器來控制處理介質(zhì)的流動(dòng)率，其中的蒸發(fā)器將液體處理介質(zhì)轉(zhuǎn)換成氣態(tài)的處理氣體從而使預(yù)定量的處理氣體供應(yīng)到處理腔2中。
在處理腔2的底面，有一根與真空泵(圖中未示出)相連的排氣管6。借助于該排氣泵(圖中未示出)的操作，處理腔2的內(nèi)部通過排氣管6排空。
處理腔2的側(cè)壁上形成有開口，并且在該開口的旁邊設(shè)有一個(gè)閘閥7來使晶片W移入移出。此外，吹掃氣體供應(yīng)管8也與處理腔2的側(cè)壁相連以便輸入吹掃氣如氮?dú)狻?br> 在處理腔2中與噴頭3正對的位置處布置有一個(gè)基本為盤形的基座9來放置晶片W?；?例如是由氮化鋁、氮化硅、鋁或不銹鋼制成?；?通過處理腔2底面中部的一個(gè)開口插入到處理腔2中。
用作加熱部分的電阻型加熱元件10布置在基座9的內(nèi)部從而加熱基座9并將基座9保持在確定的溫度。此外，在基座9圓環(huán)的例如三個(gè)等分位置上開有上下方向的提升孔11。有三個(gè)可升降的提升柱12插在這三個(gè)提升孔11孔中。借助于提升柱12的升降，晶片W就布置在基座9上或與基座9分開。
與晶片W處理面周圈相接觸環(huán)形夾具13布置在基座9的頂面周圈上。支撐柱14基本上是垂直地連接在環(huán)形夾具13底面的三個(gè)等分位置上以支撐環(huán)形夾具13。用作環(huán)形夾具13升降驅(qū)動(dòng)器的升降器15布置在支撐柱14的下方。升降器15主要由頂板16和氣缸17構(gòu)成，其中頂板16布置在支撐柱14的緊下面，其用來向上推動(dòng)支撐柱14；其中的氣缸17可沿頂板16升降的上下方向伸縮。當(dāng)氣缸17驅(qū)動(dòng)提升頂板16時(shí)，就會(huì)將支撐柱14向上推并提升環(huán)形夾具13。此外，當(dāng)氣缸17驅(qū)動(dòng)使頂板16下降時(shí)，夾具13會(huì)因其自身的重力而下降。
氣缸17從處理腔2底側(cè)壁的一端向上到頂板16的部分被可伸縮金屬波紋管18覆蓋。通過波紋管18來部分地覆蓋氣缸17，可使處理腔2的內(nèi)部保持氣密。
用作驅(qū)動(dòng)器控制器以便控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)的升降器控制器19與氣缸17電氣連接。升降器控制器19控制著氣缸17的驅(qū)動(dòng)從而使夾具13可分別停在用來將晶片移入移出處理腔2的晶片轉(zhuǎn)移位置(I)，用來將薄膜沉積在晶片W處理面上的晶片處理位置(II)以及用來加熱夾具13的夾具加熱位置(III)。晶片轉(zhuǎn)移位置(I)例如位于基座9上約10mm處。
在夾具13的外側(cè)布置有圓筒形防護(hù)板20，這樣就可將基座9放置在其內(nèi)側(cè)。防護(hù)板20在布置上應(yīng)使其基本上與基座9的頂面等高。
用來將惰性氣體如氬氣從處理腔2的底部向其上部提供的惰性氣體輸入管21與處理腔2的底部相連，其在位置上位于防護(hù)板20的內(nèi)側(cè)。通過惰性氣體輸入管21輸入惰性氣體，可在基座9和夾具13之間形成一個(gè)下述的惰性氣體氣幕。
下面來說明夾具13。
夾具13由陶瓷制成，該陶瓷例如基本上是由氮化鋁、鋁或碳化硅構(gòu)成。夾具13的厚度就保證不需花費(fèi)很長時(shí)間就能使溫度達(dá)到穩(wěn)定。特別強(qiáng)調(diào)的是，夾具13的厚度例如可以是1到3mm，優(yōu)選為1.5到3mm。夾具13的厚度設(shè)定在1到3mm之間的理由如下。當(dāng)厚度小于1mm時(shí)，由于加熱、卷繞而在加工上會(huì)存在問題；當(dāng)厚度大于3mm時(shí)，使夾具13溫度穩(wěn)定下來的時(shí)間會(huì)很長。
當(dāng)晶片W的處理面上形成薄膜時(shí)，夾具13通過其自重與晶片W的周圈接觸。此時(shí)，夾具13下壓晶片W。這種夾具13通過其自重與晶片W的周圈形成接觸方式，即使是一次只處理一個(gè)晶片W，也不會(huì)使晶片W處理面周圈上的重量隨著每一處理的變化而改變。因此，晶片W在每次處理時(shí)都不會(huì)出現(xiàn)厚度的變化。
在夾具13的底面上，沿其環(huán)面例如六等分的位置上形成有接觸突起22。接觸突起22的高度例如約為100um。當(dāng)夾具13與晶片W接觸時(shí)，實(shí)際上只有接觸突起22與晶片W的處理面接觸。通過這種使只有接觸突起22與晶片W處理面接觸的方式，可以確保薄膜不會(huì)沉積到晶片W的側(cè)面和背面。即，當(dāng)惰性氣體輸入管21輸入惰性氣體時(shí)，該惰性氣體向上從基座9側(cè)壁和防護(hù)板20之間通過并上升到夾具13處。上升到夾具13的惰性氣體與夾具13的底面碰撞并分成兩股氣體，其中一股從晶片W的周圍導(dǎo)向中心，另一股則導(dǎo)向防護(hù)板20的外側(cè)。由于從晶片W的周圍通向中心的惰性氣體在基座9和夾具13之間形成了氣幕，因此就可確保從3輸入的處理氣體不會(huì)跑到晶片W的側(cè)面和背面。因此，可確保晶片W的側(cè)面和底面不會(huì)沉積上薄膜。
在下面的說明中，將參見圖5至7來說明本實(shí)施方式CVD裝置1的處理流程。圖5為本實(shí)施方式CVD裝置1中所進(jìn)行處理的流程圖；圖6A到圖6O示意性地示出了本實(shí)施方式CVD裝置1中所進(jìn)行處理的順序；圖7為本實(shí)施方式夾具溫度和CVD處理時(shí)間之間的關(guān)系曲線。
本實(shí)施方式晶片的CVD處理將以一次一個(gè)連續(xù)處理n個(gè)晶片的情形來說明。首先，接通CVD裝置1的電源將電壓加到電阻型加熱元件10上，如圖6A所示，基座9在時(shí)間t1被加熱到預(yù)定溫度(步驟1a)。
在基座9加熱到預(yù)定溫度后，打開閘閥7，一轉(zhuǎn)移臂(圖中未示出)伸展以將第一未處理的晶片W移入處理腔2。通過轉(zhuǎn)移臂(圖中未示出)將移入處理腔2中的晶片W放置在升起的提升柱12上。之后，如圖6B所示，在時(shí)間t2，提升柱12下降，晶片W放置在基座9上(步驟2a)。
下面，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣如圖6C所示，夾具13從晶片轉(zhuǎn)移位置(I)下降到晶片處理位置(II)，從而使接觸突起22與晶片W的處理面接觸。在接觸突起22與晶片W的處理面接觸之后，在時(shí)間t3通過基座9內(nèi)的電阻型加熱元件10將晶片W和夾具13加熱到預(yù)定溫度(步驟3a)。
在晶片W和夾具13被加熱并穩(wěn)定在預(yù)定溫度之后，處理腔2被真空泵(圖中未示出)排空。此外，將處理氣體和惰性氣體輸入處理腔2中從而如圖6D所示，薄膜在時(shí)間t4沉積在第一晶片W的處理面上(步驟4a)。
如圖6E所示，當(dāng)薄膜在第一晶片W上沉積到預(yù)定厚度之后，在時(shí)間t5停止輸入處理氣體從而完成薄膜的沉積(步驟5a)。
在形成了薄膜之后，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣如圖6F所示，在時(shí)間t6，夾具13從晶片處理位置(II)提升到晶片轉(zhuǎn)移位置(I)(步驟6a)。
在夾具13提升到晶片轉(zhuǎn)移位置(I)之后，如圖6G所示，在時(shí)間t7，提升柱12升起，晶片W與基座9分開(步驟7a)。
在晶片W分開后，如圖6H所示，在時(shí)間t8，在打開閘閥7的同時(shí)，將轉(zhuǎn)移臂(圖中未示出)伸到處理腔2中將其上形成有薄膜的第一晶片W移出處理腔2(步驟8a)。
在其上形成有薄膜的第一晶片W移出處理腔2之后，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣如圖6I所示，在時(shí)間t9，夾具13從晶片轉(zhuǎn)移位置(I)下降到夾具加熱位置(III)。當(dāng)夾具13下降到夾具加熱位置(III)時(shí)，夾具13的接觸突起22與基座9接觸。由于基座9內(nèi)設(shè)有電阻型加熱元件10，因此基座9可被加熱到預(yù)定的溫度。電阻型加熱元件10的加熱不僅在沉積薄膜時(shí)進(jìn)行，而且在夾具13位于夾具加熱位置(III)時(shí)也進(jìn)行。因此，夾具13上與基座9接觸的接觸突起22被電阻型加熱元件10加熱，從而加熱整個(gè)夾具13(步驟9a)。
夾具13被加熱到一個(gè)不會(huì)對薄膜沉積產(chǎn)生不利影響的溫度，或者更高的溫度，并保持該溫度。特別是，夾具13可被加熱到一個(gè)例如晶片W上薄膜沉積溫度下30℃的溫度處或更高并保持該溫度。將夾具13的溫度設(shè)定在前述數(shù)值或更高的原因如下。即，當(dāng)夾具13的溫度在沉積過程中低于前述數(shù)值時(shí)，晶片W周圈附近的沉積速度會(huì)下降。因此，晶片W處理面上沉積的薄膜不均勻。
此外，由于夾具13是通過與基座9接觸而被加熱的，因此CVD裝置的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，加工成本也不會(huì)升高。還有，維護(hù)操作也沒有什么不便。
在夾具13被加熱到前述溫度后，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣如圖6J所示，在時(shí)間t10，夾具13可從夾具加熱位置(III)提升到晶片轉(zhuǎn)移位置(I)(步驟10a)。
在夾具13被提升后，通過圖中未示出的轉(zhuǎn)移臂將其上未沉積薄膜的第二晶片W轉(zhuǎn)移到處理腔2中，并且如圖6K所示，在時(shí)間t11，將晶片W放置在升起的提升柱12上(步驟11a)。
由于夾具13在第一晶片W被移出的時(shí)間t8和第二晶片W被移入的時(shí)間t11之間要被加熱，因此可以縮短處理晶片W的時(shí)間。也就是說，在其上已沉積有薄膜的第一晶片W通過轉(zhuǎn)移臂(圖中未示出)移出處理腔2并放在一承載盒(圖中未示出)并且其上未沉積有薄膜并處于另一承載盒(圖中未示出)中的第二晶片W通過轉(zhuǎn)移臂取出并移入處理腔2的同時(shí)，加熱夾具13。結(jié)果，就不再需要特定的時(shí)間來加熱夾具13，晶片W的處理時(shí)間得以縮短。
在晶片W布置在提升柱12上之后，閘閥7關(guān)閉，并且如圖6L所示，在時(shí)間t12，提升柱12下降，第二晶片W被放置在基座9上(步驟12a)。
在晶片W放置在基座9上之后，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，如圖6M所示，在時(shí)間t13，夾具13從晶片轉(zhuǎn)移位置(I)下降到晶片處理位置(II)。晶片W的處理面僅與夾具13的接觸突起22接觸。
在夾具13下降到晶片處理位置(II)之后，如圖6N所示，布置在基座9上的晶片W通過電阻型加熱元件10被加熱到薄膜沉積溫度如150℃(步驟14a)。
為了在晶片W的處理面上均勻地沉積薄膜，需將整個(gè)晶片W的溫度穩(wěn)定在薄膜沉積溫度上。因此，在時(shí)間t14，晶片W的溫度達(dá)到穩(wěn)定。由于與晶片W處理面接觸的夾具13在晶片W移入之前已被加熱到預(yù)定的溫度，因此整個(gè)晶片W的溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間就得以縮短。
即，在其上已沉積有薄膜的第一晶片W移出處理腔2并且其上未沉積有薄膜的第二晶片W移入處理腔2時(shí)，要將夾具13加熱到預(yù)定溫度。因此，當(dāng)夾具13與晶片W接觸時(shí)，晶片W的周圈基本沒有熱量通過夾具13流失。這樣，由于晶片W的周圈只有少許的溫降，因此晶片W的溫度達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間就得以縮短。
在晶片W的溫度達(dá)到穩(wěn)定之后，處理腔2通過真空泵(圖中未示出)被排空。此外，如圖6O所示，處理氣體從噴頭3輸入，惰性氣體從惰性氣體輸入管21輸入，從而使薄膜在時(shí)間t15沉積在第二晶片W的處理面上(步驟15a)。
之后，重復(fù)上述操作(步驟5a到步驟15a)，薄膜以每次一個(gè)的方式連續(xù)地沉積在n個(gè)晶片W的處理面上。
因此，在本實(shí)施方式的CVD裝置1中，在其上已沉積有薄膜的晶片W移出并且其上未沉積有薄膜的晶片W移入時(shí)，要對夾具13加熱。這樣，整個(gè)CVD的處理所需的時(shí)間，這包括薄膜沉積、晶片W轉(zhuǎn)移以及晶片W加熱所需的時(shí)間得以縮短。
即，在其上已沉積有薄膜的第(n-1)個(gè)晶片W移出并且其上未沉積有薄膜的第n個(gè)晶片W移入時(shí)，特別是在時(shí)間t9和t10之間，要將夾具13下降到夾具加熱位置(III)來加熱。這樣，當(dāng)夾具13與晶片W接觸時(shí)，晶片W的周圈幾乎不會(huì)因夾具13而流失熱量。結(jié)果，由于晶片W周圈的溫度沒有什么下降，晶片W所需的穩(wěn)定時(shí)間得以縮短。結(jié)果，整個(gè)CVD處理所需的時(shí)間就得以縮短。
當(dāng)晶片W溫度達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間設(shè)定為現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)間時(shí)，由于晶片W的溫度得以進(jìn)一步地穩(wěn)定，因此CVD處理能得到進(jìn)一步地提高。此外，由于晶片W是一次沉積一個(gè)，因此沉積的精度和可重復(fù)性也有所提高。
(實(shí)施例1)在下面的說明中將描述本發(fā)明的實(shí)施例。
采用上述實(shí)施方式的CVD裝置，測出晶片溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。
下面將描述測量條件。
首先，將處理氣體和惰性氣體輸入到CVD裝置的處理腔內(nèi)約1分鐘，從而使一銅薄膜沉積在布置在基座上的晶片的處理面上。處理劑可采用一種含Cu+1(六氟乙酰丙酮)和三甲基乙烯硅烷(TMVS)。此外，惰性氣體可采用氬氣。
下一步，通過轉(zhuǎn)移臂，將其上已沉積有銅膜的晶片移出處理腔并且將其上未沉積有銅膜的晶片移入。在上述操作的1分鐘內(nèi)，將夾具下降到夾具加熱位置(III)并加熱到150℃。
之后，將夾具升到晶片轉(zhuǎn)移位置(I)，放好其上未沉積有銅膜的晶片，使夾具下降到晶片處理位置(II)，之后將晶片加熱到150℃。此時(shí)，測量晶片達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間。
下面來描述測量結(jié)果。
在現(xiàn)有的CVD裝置中，晶片達(dá)到穩(wěn)定大約需要1分鐘。與之相比，本實(shí)施例的CVD裝置僅需15秒就能使晶片達(dá)到穩(wěn)定。此外，在連續(xù)處理25件晶片時(shí)，其比現(xiàn)有技術(shù)大約能縮短18分鐘。由此可確定本實(shí)施例的CVD裝置比現(xiàn)有的CVD裝置能用更短的時(shí)間來使晶片的溫度達(dá)到穩(wěn)定。
(第二實(shí)施方式)下面將說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在下面的實(shí)施方式的描述中，將省略與前面實(shí)施方式相同的內(nèi)容。
在本實(shí)施方式中，例如在夾具被加熱時(shí)其溫度的測量以及根據(jù)檢測的溫度來控制基座內(nèi)電阻型加熱元件的輸入電壓將得以說明。
圖8示意性地示出了本實(shí)施方式CVD裝置的垂直剖視圖。
如圖8所示，溫度傳感器31與夾具13相連并由此檢測出夾具13的溫度，同時(shí)將檢測的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。基?內(nèi)的電阻型加熱元件10與用作加熱控制器的電阻型加熱元件的控制器32電氣相連以便控制電阻型加熱元件10的輸入電壓。通過電阻型加熱元件的控制器32來控制電阻型加熱元件10的輸入電壓，就能控制電阻型加熱元件10所產(chǎn)生熱量。溫度傳感器31和電阻型加熱元件的控制器32電氣相連，電阻型加熱元件的控制器32根據(jù)溫度傳感器31輸出的電信號來控制電阻型加熱元件10的加熱量。
下面將參考圖9來說明本實(shí)施方式CVD裝置1內(nèi)的處理流程。圖9為本實(shí)施方式CVD裝置中所進(jìn)行處理的處理流程圖。
首先，在第一晶片W移入并進(jìn)行預(yù)定的操作后，薄膜沉積在第一晶片W上(步驟1b到步驟5b)。在薄膜沉積在第一晶片W上之后，進(jìn)行預(yù)定的操作并將其上已沉積有薄膜的第一晶片W移出處理腔2(步驟6b到步驟8b)。
在其上已沉積有薄膜的第一晶片W移出處理腔2后，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣夾具13從晶片轉(zhuǎn)移位置(I)下降到夾具加熱位置(III)。下降到夾具加熱位置(III)的夾具13與基座9接觸從而被加熱。
在加熱夾具13時(shí)，與夾具13接觸的溫度傳感器31檢測夾具13的溫度。由溫度傳感器31檢測的溫度轉(zhuǎn)換成電信號并送到電阻型加熱元件的控制器32來控制電阻型加熱元件10的輸入電壓。由于電阻型加熱元件的控制器32在設(shè)計(jì)能夠通過溫度傳感器31的電信號來感知夾具13的溫度是否已升到預(yù)定溫度或更高，因此夾具13被加熱到預(yù)定或更高的溫度時(shí)，電阻型加熱元件10的輸入電壓就變小。結(jié)果，電阻型加熱元件10的發(fā)熱量就變小，夾具13的溫度就下降到預(yù)定溫度。在夾具13的溫度下降到預(yù)定溫度以下時(shí)，電阻型加熱元件10的輸入電壓就調(diào)大。結(jié)果，電阻型加熱元件10的發(fā)熱量就變大，夾具13的溫度再次升到預(yù)定溫度。
重復(fù)前述的操作，將夾具13保持在預(yù)定的溫度上(步驟9b)。在夾具13加熱到預(yù)定溫度后，進(jìn)行預(yù)定的操作，將其上未沉積薄膜的第二晶片W移入處理腔2中，并在該晶片W上沉積薄膜((步驟10b)到(步驟15b))。
之后，重復(fù)上述步驟((步驟5b)到(步驟15b))，每次一個(gè)地在總數(shù)n個(gè)晶片W的處理面上連續(xù)地沉積薄膜。
這樣，在本實(shí)施方式中，由于溫度傳感器31與夾具13相連，由此檢測夾具13的溫度，就能根據(jù)所檢測的溫度來控制電阻型加熱元件10的輸入電壓，而將夾具13保持在預(yù)定的溫度上。
(第三實(shí)施方式)下面將說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，將說明例如在夾具被加熱的過程中夾具溫度的測量以及根據(jù)檢測的溫度來控制夾具與基座的分開和接觸。
圖10示意性地示出了本實(shí)施方式CVD裝置1的垂直剖視圖。
如圖10所示，溫度傳感器41與基座9相連，檢測基座9的溫度，并將檢測的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。用作輔助驅(qū)動(dòng)控制器的輔助升降器控制器42與溫度傳感器41和氣缸17相連。輔助升降器控制器42根據(jù)溫度傳感器41的電信號來控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)。
下面將參見圖11和12來描述本實(shí)施方式CVD裝置1中的處理流程。圖11為本實(shí)施方式CVD裝置1中所進(jìn)行處理的流程圖。圖12A到圖12C示意性地示出了本實(shí)施方式CVD裝置1中所進(jìn)行處理的順序。
首先，在第一晶片W移入并進(jìn)行預(yù)定的操作后，薄膜沉積在第一晶片W上(步驟1c到步驟5c)。在薄膜沉積在第一晶片W上之后，進(jìn)行預(yù)定的操作并將其上已沉積有薄膜的第一晶片W移出處理腔2(步驟6c到步驟8c)。
在其上已沉積有薄膜的第一晶片W移出處理腔2后，升降器控制器19控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣如圖12A所示，夾具13從晶片轉(zhuǎn)移位置(I)下降到夾具加熱位置(III)。下降到夾具加熱位置(III)的夾具13與基座9接觸從而被加熱。
在加熱夾具13時(shí)，通過與夾具13相連的溫度傳感器41檢測夾具13的溫度。由溫度傳感器41檢測的溫度轉(zhuǎn)換成電信號并送到輔助升降器控制器42。輔助升降器控制器42設(shè)計(jì)成能夠通過溫度傳感器41的電信號來感知夾具13的溫度是否已升到預(yù)定溫度或更高，因此夾具13被加熱到預(yù)定或更高的溫度時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣缸17，這樣如圖12B所示，夾具13被提升。結(jié)果，夾具13與基座9分開，夾具13的溫度就下降到預(yù)定溫度。在夾具13的溫度下降到預(yù)定溫度以下時(shí)，輔助升降器控制器42控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)，這樣如圖12C所示，夾具13下降到夾具加熱位置(III)。當(dāng)夾具13下降到夾具加熱位置(III)并與基座9接觸時(shí)，夾具13再次被加熱。
重復(fù)前述的操作，將夾具13保持在預(yù)定的溫度上(步驟9c)。在夾具13加熱到預(yù)定溫度后，進(jìn)行預(yù)定的操作，將其上未沉積薄膜的第二晶片W移入處理腔2中，并在該晶片W上沉積薄膜((步驟10c)到(步驟15c))。
之后，重復(fù)上述步驟((步驟5c)到(步驟15c))，由此每次一個(gè)地在總數(shù)n個(gè)晶片W的處理面上連續(xù)地沉積薄膜。
這樣，在本實(shí)施方式中，溫度傳感器41與夾具13相連以檢測夾具13的溫度，并根據(jù)所檢測的溫度來控制氣缸17的驅(qū)動(dòng)。因此就可將夾具13保持在預(yù)定的溫度上。
(第四實(shí)施方式)下面將說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，將說明例如夾具的底面為平面的情況，即夾具的底面上沒有接觸突起。
圖13為垂直剖視圖，以放大方式示意性地示出了本實(shí)施方式夾具周圈部分。
如圖13所示，本實(shí)施方式的夾具51沒有接觸突起22，其為平面。夾具51與基座9面接觸。由于夾具51為平面，因此晶片W周圈的厚度不會(huì)變得更簿。結(jié)果，晶片W處理面上可形成均勻的薄膜。
此外，本實(shí)施方式不需要將惰性氣體從處理腔2的底部輸入到其上部。不必從處理腔2的底部輸入惰性氣體原因在于，例如在形成氮化鈦薄膜時(shí)，即使處理氣體進(jìn)到晶片W和夾具51之間，氮化鈦很少會(huì)撞擊到晶片W的側(cè)面和底面，因此不會(huì)出現(xiàn)污染問題。
這樣，在本實(shí)施方式中由于夾具51為平面，因此晶片W的處理面上可沉積上均勻的薄膜。
(實(shí)施例2)下面將說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
采用上述第四實(shí)施方式的CVD裝置，測量晶片溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。
下面將描述測量條件。
首先，將處理氣體輸入到CVD裝置的處理腔內(nèi)約1分鐘，從而使一氮化鈦薄膜沉積在布置在基座上的晶片的處理面上。
下一步，通過轉(zhuǎn)移臂(圖中未示出)，將其上已沉積有氮化鈦膜的晶片移出處理腔并且將其上未沉積有氮化鈦膜的晶片移入處理腔。在上述操作的1分鐘內(nèi)，將夾具下降到夾具加熱位置(III)并加熱到600℃。
之后，將夾具升到晶片轉(zhuǎn)移位置(I)，并放好晶片。之后使夾具下降到晶片處理位置(II)，將晶片加熱到600℃。此時(shí)，測量晶片達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間。
下面來描述測量結(jié)果。
在現(xiàn)有的CVD裝置中，晶片達(dá)到穩(wěn)定大約需要幾分鐘。而本實(shí)施例的CVD裝置可將晶片達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間縮短到1分鐘之內(nèi)。由此可確定，本實(shí)施方式的CVD裝置使晶片的溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間比現(xiàn)有的CVD裝置的更短。
(第五實(shí)施方式)下面將說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，將說明用一個(gè)布置在處理腔外的加熱燈來代替電阻型加熱元件的例子，該加熱燈加熱基座以及與該基座相接觸的夾具。
圖14示意性地示出了本實(shí)施方式CVD裝置的垂直剖視圖。
如圖14所示，在本實(shí)施方式CVD裝置1的處理腔2中，在其底部，布置有一個(gè)基本為圓柱形的支撐件61，其由熱射線透明材料如石英材料制成。在支撐件61上布置有一個(gè)固定件62，其由熱射線透明材料制成，斷面基本為L形。固定件62支撐著基座63。在基座63的內(nèi)側(cè)沒有電阻型加熱元件。
處理腔2內(nèi)基座63的緊下面有一個(gè)開口，開口中裝有一個(gè)透明窗口64，其由熱射線透明材料如石英材料制成。在透明窗口64的下面，布置有一個(gè)盒形加熱室65以便將透明窗口64包繞住。在加熱室65的內(nèi)側(cè)，布置有一個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的電機(jī)66，一個(gè)通過旋轉(zhuǎn)軸67大致水平固定的轉(zhuǎn)盤68以及與轉(zhuǎn)盤68頂面相連的加熱燈69。接通加熱燈69，可將夾具13加熱到預(yù)定溫度。
也就是說，加熱燈69接通所產(chǎn)生的熱射線穿過透明窗口64達(dá)到基座63的底面，從而將基座63加熱到預(yù)定溫度。結(jié)果，與基座63接觸的夾具13也被加熱到預(yù)定溫度。當(dāng)加熱燈69接通時(shí)，為了使基座63的溫度均勻，驅(qū)動(dòng)電機(jī)66使與加熱燈69相連的轉(zhuǎn)盤68旋轉(zhuǎn)。
這樣，在本實(shí)施方式中，由于加熱燈69布置在處理腔2的外部，因此加熱燈69可加速基座63和夾具13的溫升。結(jié)果，夾具13更快地升到預(yù)定溫度。
(第六實(shí)施方式)下面將說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，將說明設(shè)有一個(gè)加熱燈來加熱夾具的例子。
圖15示意性地示出了第六實(shí)施方式CVD裝置的垂直剖視圖。
如圖15所示，在本實(shí)施方式CVD裝置1的處理腔2的外側(cè)，布置有一個(gè)用來加熱夾具13的加熱燈71。該加熱燈71優(yōu)選布置在夾具13的緊下面。
加熱燈控制器72與加熱燈71電氣相連。該加熱燈控制器72控制加熱燈71使夾具13在其上已沉積有薄膜的晶片W移出處理腔2并且其上未沉積有薄膜的晶片移入處理腔2的同時(shí)被加熱燈加熱。當(dāng)加熱燈71加熱夾具13時(shí)，夾具13可在不與基座63接觸的條件被加熱。
這樣，在本實(shí)施方式中，由于布置有加熱夾具13的加熱燈71，因此可加速夾具13的溫升速度。結(jié)果，夾具13可以更快地達(dá)到預(yù)定的溫度。
本發(fā)明并不限于前面第一到第六實(shí)施方式所公開的內(nèi)容，并且在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下可對各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)、材料和布置進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗淖?。例如，在第一到第六?shí)施方式中，CVD裝置1是用作處理裝置。然而，也可使用任何加熱處理晶片W的處理裝置如蝕刻裝置和PVD(物理蒸氣沉積——Physical Vapor Deposition)裝置。在第一到第六實(shí)施方式中，每次處理一個(gè)晶片。然而，也可同時(shí)處理多個(gè)晶片。在第一到第六實(shí)施方式中，晶片W用作基片，然而也可采用LCD的玻璃基片。
在前面的第二實(shí)施方式中，基座9中電阻型加熱元件10的產(chǎn)熱量可由電阻型加熱元件10的輸入電壓控制。然而，也可通過斷續(xù)開關(guān)的方式來控制電阻型加熱元件10的電源。
在第四實(shí)施方式中，盡管是以晶片W處理面上沉積氮化鈦膜為例進(jìn)行說明，然而也可采用其它的材料，只要該材料在少量撞擊晶片W側(cè)面和底面時(shí)不會(huì)引起污染即可。
權(quán)利要求
1.一種處理方法，包括以下步驟將第一基片移入一處理腔中并將該第一基片布置在處理腔內(nèi)的一個(gè)基座上；通過一個(gè)夾具將布置在基座上的第一基片固定；對被夾具固定的第一基片進(jìn)行處理；將夾具與已被處理的第一基片分開；將該第一基片從處理腔移出；在將被處理過的第一基片移出處理腔并將未被處理的第二基片移入處理腔的同時(shí)，加熱夾具；將第二基片移入處理腔并將第二基片布置處理腔內(nèi)的基座上；通過夾具將布置在基座上的第二基片固定；對這個(gè)被夾具固定的第二基片進(jìn)行處理。
2.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中夾具的加熱是根據(jù)夾具的檢測溫度來進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中第二基片為單個(gè)基片。
4.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中夾具是通過與被加熱的基座接觸來加熱的。
5.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中夾具是通過一個(gè)布置在處理腔外部的加熱燈來加熱的。
6.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中夾具被加熱至保持在基片處理溫度下30℃或更高的溫度。
7.一種處理裝置，其包括一個(gè)處理腔；一個(gè)基座，用來將一基片布置在處理腔中；一夾具，其可上下移動(dòng)以便將基片固定在基座上；一驅(qū)動(dòng)器，其用來使夾具在上下方向移動(dòng)；一加熱基座的加熱部分；一處理氣體引入系統(tǒng)，其用來將處理氣體引入處理腔；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)器控制器，用來控制驅(qū)動(dòng)器使夾具在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)與基座接觸。
8.一種處理裝置，包括一個(gè)處理腔；一個(gè)基座，用來將一基片布置在處理腔中；一夾具，其可上下移動(dòng)以便將基片固定在基座上；一驅(qū)動(dòng)器，用來使夾具在上下方向移動(dòng)；一加熱燈，布置在處理腔的外部用來加熱夾具；一處理氣體引入系統(tǒng)，其用來將處理氣體引入處理腔；以及一個(gè)加熱燈控制器，用來控制加熱燈從而使夾具在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)被加熱。
9.如權(quán)利要求7所述的處理裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)用來檢測夾具溫度的傳感器；以及一個(gè)加熱器控制器，用來在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)，根據(jù)溫度傳感器所檢測的夾具溫度控制加熱部分。
10.如權(quán)利要求7所述的處理裝置，其進(jìn)一步包括一個(gè)用來檢測夾具溫度的傳感器；以及一個(gè)輔助驅(qū)動(dòng)器控制器，用來在被處理過的基片移出處理腔并且未被處理的基片移入處理腔的同時(shí)，根據(jù)溫度傳感器所檢測的夾具溫度控制驅(qū)動(dòng)器。
全文摘要
在將一薄膜沉積在晶片的一處理面上并將該晶片移出處理腔之后，夾具的接觸凸臺與基座接觸從而加熱該夾具。下一步，在將其上沿未沉積薄膜的晶片移入時(shí)，提升夾具將該晶片布置在基座上。之后，該夾具與晶片接觸并且將該晶片穩(wěn)定到一預(yù)定溫度。之后，將一薄膜沉積在晶片的處理表面上。
文檔編號H01L21/205GK1481582SQ01820602
公開日2004年3月10日 申請日期2001年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月15日
發(fā)明者小島康彥, 有馬進(jìn), 山崎英亮, 河野有美子, 亮, 美子 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社