[發明專利]處理裝置和處理狀態的確認方法

有效

• 申請號: 201310027600.2
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103225074A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 廣瀬勝人;宮澤俊男;平田俊治;田中利昌
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52;C23C16/455
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及一種處理裝置，該處理裝置例如對半導體晶片等的被處理體供給處理氣體進行成膜處理等，本發明還涉及一種處理（process）狀態的確認方法，其用于在該處理裝置中，確認處理的狀態，檢測異常或避免異常。

背景技術

半導體裝置的制造過程中，對半導體晶片等的被處理體反復進行成膜處理、刻蝕處理、熱處理、改性處理等的各種處理。例如已知，基于CVD（Chemical?Vapor?Deposition、化學氣相沉積）法的成膜，該成膜方法中，在半導體晶片的表面形成薄膜時，在成膜裝置的處理容器內配置半導體晶片，將包括原料氣體的處理氣體導入至處理容器內，生成反應產物，并在半導體晶片的表面使該反應產物的薄膜沉積。

另外，近年來，也已知所謂ALD（Atomic?Layer?Deposition、原子層沉積）法的成膜方法，該方法將原料氣體和反應氣體交替供給至處理容器內，一層一層地形成原子水平或分子水平的厚度的薄膜。該ALD法能夠良好地控制膜質量并且高精度地控制膜厚，因此作為向精細化發展的半導體裝置的制造方法備受關注。

基于ALD法的成膜中，例如在形成TiN的薄膜時，通過反復進行如下的i）~iv）的一連的工序，使薄膜沉積。

i）向處理容器內供給作為原料氣體的例如TiCl₄氣體，使TiCl₄附著在晶片表面。

ii）通過利用N₂氣體對處理容器內部進行吹掃（purge、凈化），排除殘留的原料氣體。

iii）向處理容器內供給作為反應氣體的例如NH₃氣體，并使其與附著在晶片表面的上述TiCl₄反應，從而形成一層薄的TiN膜。

iv）通過利用N₂氣體對處理容器內部進行吹掃，排除殘留氣體。

在ALD法中，如上述的TiN膜的成膜例所示，需要在短時間內間歇性地反復進行包括原料氣體的各種氣體的供給和停止。在ALD裝置中，氣體的供給和停止是通過控制部基于氣體供給方案（recipe）將信號傳送至設置于將氣體導入至處理容器內的氣體供給通路的電磁閥從而使閥門開閉來進行的。通過ALD法進行成膜處理時，與通過CVD法進行成膜處理相比，閥門的一次的開閉時間變短，開閉頻率極度增多。這樣，在ALD裝置中，由于閥門的切換速度非常快，于是，存在在已有的控制系統中，難以實時監測并掌握導入至處理容器內的氣體流量、由于氣體導入所致的處理容器內的壓力上升等的處理狀態的問題。

關于基于ALD法的成膜，專利文獻1中提出了一種控制系統，該控制系統中設置有與系統控制計算機進行通信并且與被電控制的閥門在動作上結合的可編程邏輯控制器，從而將閥門控制的刷新時間（refresh?time）縮短為10毫秒以下。

另外，專利文獻2中提出了一種方法，該方法為，在ALD裝置中，為了測量以脈沖狀供給至處理容器內的氣體的變化，利用傳感器檢測氣體流路的壓力或流量、閥門的振動等的特性參數，并作為時間的函數進行信號表示，由該信號生成曲線的形狀，并對其變化進行監測。

雖然專利文獻1中公開有能夠與閥門的高速的開閉相對應的ALD裝置，但是沒有針對迅速掌握導入至處理容器內的氣體流量和由于氣體導入所致的處理容器內的壓力上升等的處理狀態的任何討論。專利文獻2中通過特性參數的變化監測處理的狀態。但是，專利文獻2中，由于對特性參數進行信號表示并對得到的曲線的形狀進行監測，因此對故障的檢測精度留有疑問，另外，有可能在檢測故障上費時。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-329674號公報（圖1等）

專利文獻2：日本特開2003-286575號公報（權利要求等）

發明內容

發明需要解決的課題

本發明的目的在于，掌握處理裝置中的處理的狀態，迅速檢測處理的異常，乃至將異常防患于未然。

用于解決課題的技術方案