[发明专利]成膜装置和使用该装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在半导体晶片等被处理基板上形成膜的半导体处理用的成膜装置和该装置的使用方法。所谓半导体处理是指：通过在半导体晶片或LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等的FPD(FlatPanel Display：平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上，按规定的图形形成半导体层、绝缘层、导电层等，在该被处理基板上实施各种锤炼，用于制造半导体器件、包含与半导体器件连接的配线、电极等的构造物。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，进行在半导体晶片(以下简单地称为晶片)等被处理基板的表面上形成氮化硅膜的处理。氮化硅膜由于绝缘特性比氧化硅膜好，即使作为蚀刻阻挡膜或层间绝缘膜也能很好起作用，因此具有用途多的倾向。通过使作为硅烷系气体的二氯硅烷(SiH₂Cl₂:DCS)气体和氨(NH₃)气反应，利用CVD(化学蒸气沉积：Chemical Vapor Deposition)形成氮化硅膜。

当在热处理装置中，反复进行氮化硅膜的成膜处理时，副生成物附着并依次堆积在处理容器(反应室)内面或晶片保持具上。当累积膜厚达到规定的厚度，在其次的热处理时，对处理容器内进行加热时，副生成物部分剥离，产生颗粒。当这种颗粒附着在半导体晶片上时，使制造的半导体器件的成品率降低。并且，从副生成物产生气体，与该气体反应，有可能在晶片上附着非预定的成分。

在日本特开2000-306904号公报(专利文献1：段落0032，0033)和US6573178B1中，公开了应对上述问题的技术。利用该技术，当成膜处理形成的累积膜厚为规定的厚度时，在从处理容器卸载处理完的晶片W后，在将下一个未处理的晶片W装入处理容器内之前进行清洗处理。例如，当一次成膜处理的目标膜厚为上述规定的厚度以上时，每次进行成膜处理都进行这种清洗处理。这种清洗处理，将不活泼气体(例如氮气)供给处理容器内，并将处理容器内冷却至成膜温度以下。即：使在处理容器内的副生成物膜积极地产生热应力，在膜上产生龟裂，积极剥离除去膜的表层部。利用这种清洗处理除去的膜为在容易成为颗粒的状态下，附着在处理容器内上的膜的表层部。通过除去该表层部，可以抑制在接着清洗处理进行的成膜处理中气体或颗粒的产生。

近年来，伴随着半导体集成电路的进一步高集成化和高度细微化的要求，希望减小半导体器件的制造工序的热处理进程，提高器件的特性。在纵型处理装置中，希望根据这个要求改良半导体处理方法。

在日本特开2004-343017(专利文献2：图1)或US 7094708B2中，说明了在进行分子层堆积法的纵型处理装置中，利用等离子体的协助，进一步降低处理温度的结构。采用这种装置，在利用例如作为硅烷系气体的二氯硅烷(DCS)和作为氮化气体的氨(NH₃)，形成氮化硅膜(SiN)的情况下，进行以下的处理。即：在中间间隔清洗期间而交替间歇的向处理容器内供给DCS和NH₃气。在供给NH₃气时，通过施加RF(高频)，生成等离子体，促进氮化反应。这里，首先，通过将DCS供给处理容器内，在晶片表面上，在分子水平上吸附一层或多层DCS。剩余的DCS在清洗期间中被排除。其次，通过供给NH₃，生成等离子体，利用低温下的氮化，形成氮化硅膜。反复进行这一连串的工序，完成规定厚度的膜。

发明内容

本发明的目的在于提供在氮化硅膜或氧氮化硅膜的成膜处理中，可抑制颗粒污染的成膜装置和该装置的使用方法。

本发明的第一观点是一种成膜装置的使用方法，具备：

在所述成膜装置的反应室内，在被处理基板上形成选自氮化硅膜和氧氮化硅膜中的制品膜的工序；

从所述反应室卸载所述被处理基板的工序；

然后，对附着在所述反应室的内面上的副生成物膜进行氮化的工序，此处，将所述反应室的所述内面加热至后处理温度，并且将氮化用的后处理气体供给至所述反应室内；

通过将所述反应室的所述内面从所述后处理温度急冷，利用热应力使氮化后的所述副生成物膜龟裂，并从所述反应室的所述内面剥离的工序；和

通过对所述反应室内进行强制排气，将由此从所述内面剥离的所述副生成物膜的部分载入气流中，从所述反应室内排出的工序。

本发明的第二观点涉及一种成膜装置，用于在被处理基板上形成选自氮化硅膜和氧氮化硅膜中的制品膜，具备：

收容所述被处理基板的反应室；