專利名稱:薄膜形成方法及薄膜形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將薄膜形成在被處理基板上的成膜技術(shù)，特別涉及利用原子層氣相成長(zhǎng)(ALDAtomic Layer Deposition)法的薄膜形成方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造裝置中，處理容器內(nèi)的壓力控制是極其重要的技術(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，在等離子體CVD裝置或減壓CVD裝置等的化學(xué)氣相淀積法(chemical vapor deposition)的薄膜形成裝置中，為了控制處理容器內(nèi)的壓力而廣泛使用APC(自動(dòng)壓力控制)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
這種APC，一般在連接處理容器與真空泵的排氣通路上設(shè)置例如由蝶形閥(butterfly valve)而構(gòu)成的傳導(dǎo)閥(conductance valve)，通過壓力反饋(pressure feedback)方式對(duì)該傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制。更詳細(xì)的說，在控制器的控制下通過發(fā)動(dòng)機(jī)將傳導(dǎo)閥的閥門開度，控制在一定范圍內(nèi)，例如0°(全閉)～90°(全開)的范圍內(nèi)，可以任意改變開度數(shù)值，將安裝在處理容器內(nèi)的真空計(jì)等的壓力檢測(cè)器的輸出信號(hào)(壓力瞬時(shí)值)反饋回控制器，控制器通過發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制，以使得壓力測(cè)定值與設(shè)定值一致。
另外，在最近的半導(dǎo)體設(shè)備的制造中，ALD法作為重要的成膜技術(shù)受到注目(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。特別是，用于半導(dǎo)體設(shè)備的配線構(gòu)造體的勢(shì)壘金屬(barrier metal)的成膜，作為MOSFET的柵極(gate)絕緣膜或者電容器(capacitor)的電容絕緣膜而使用的高電容率膜的成膜等，被認(rèn)為是ALD法有效的應(yīng)用領(lǐng)域。ALD法在被處理基板上、例如在半導(dǎo)體晶片上使薄膜按照每一個(gè)原子層而成長(zhǎng)的方式形成上述的導(dǎo)電體膜或絕緣體膜。因此，ALD法，不同于將一定的反應(yīng)氣體基本連續(xù)的供給至處理容器內(nèi)的其他的氣相沉積法，按照數(shù)秒的時(shí)間間隔，將兩種反應(yīng)氣體以夾持吹掃、交替斷續(xù)的方式供給至處理容器內(nèi)，在一個(gè)循環(huán)內(nèi)由于兩種反應(yīng)氣體的化學(xué)反應(yīng)而形成一個(gè)原子或一個(gè)分子的層。通過該循環(huán)的反復(fù)次數(shù)能夠?qū)υ诨迳闲纬傻谋∧さ哪ず襁M(jìn)行任意的控制。
專利文獻(xiàn)1日本特開平7-142392號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平6-089873號(hào)公報(bào)ALD法，可以形成在階梯覆蓋(step coverage)方面性能優(yōu)異的膜，具有能夠更加精確地控制膜厚及晶片面內(nèi)均勻性等的各種優(yōu)點(diǎn)。但是，也存在在處理容器內(nèi)的壓力控制方面無法有效利用上述APC的缺點(diǎn)。即，在ALD法中，如上所述，將兩種反應(yīng)氣體以夾持吹掃、相互交替、且以數(shù)秒為單位斷續(xù)的方式供給至處理容器內(nèi)。這里，如果使用APC，因供給氣體的頻繁更換所產(chǎn)生的大的壓力變動(dòng)，被反饋給APC控制器，由此，傳導(dǎo)閥的閥芯抖動(dòng)而不能跟上，加工壓力(process pressure)因而變得不穩(wěn)定。特別是，在處理容器內(nèi)將一方的反應(yīng)氣體通過等離子體激發(fā)產(chǎn)生反應(yīng)種的等離子體激發(fā)ALD(PEALDPlasma EnhancedAtomic Layer Deposition)，由于不僅反應(yīng)氣體的開啟/關(guān)閉而且等離子體的開啟/關(guān)閉也在短周期內(nèi)頻繁的進(jìn)行，APC容易發(fā)生振蕩(hunting)，加工壓力的不穩(wěn)定變得更加明顯，有可能無法控制等離子體的點(diǎn)火。
因此，在ALD裝置中，有趨向不使用APC，采用將傳導(dǎo)閥的閥門開度固定為一定數(shù)值的方式的討論，并且確認(rèn)通過該方式，能夠穩(wěn)定的進(jìn)行期望的ALD成膜。但是，這種閥門開度固定方式，不只需要在ALD裝置的制造階段經(jīng)過大量反復(fù)的試驗(yàn)而找出最佳閥門開度的設(shè)定值(固定值)，還存在如下所述問題。
第一個(gè)問題是根據(jù)ALD裝置的設(shè)置條件，最佳閥門開度設(shè)定值(固定值)發(fā)生變化，失去了裝置的通用性。例如，根據(jù)設(shè)置的布局排氣系統(tǒng)的配管長(zhǎng)度各異，由此排氣性能也各不相同。在真空泵等的型式不同時(shí)，也產(chǎn)生同樣的問題。因此，在生產(chǎn)的再現(xiàn)性方面，較難使閥門開度設(shè)定值(固定值)統(tǒng)一適用于各個(gè)裝置。盡管在各個(gè)裝置的點(diǎn)火時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試運(yùn)行試驗(yàn)找出最佳閥門開度設(shè)定值(固定值)也并非不可能，但在ALD裝置批量生產(chǎn)線上的設(shè)置方面，上述方法決非現(xiàn)實(shí)的選擇。
第二是存在隨時(shí)間變化(secular distortion)的問題。當(dāng)由于ALD裝置的整體或局部的隨時(shí)間變化而排氣性能發(fā)生變化時(shí)，傳導(dǎo)閥的最佳閥門開度發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致與上述第一問題同樣的結(jié)果。這里，盡管可以考慮通過定期試驗(yàn)(維修)重新設(shè)置或調(diào)整閥門開度的設(shè)定值(固定值)的對(duì)策，但作為在批量生產(chǎn)線上生產(chǎn)的生產(chǎn)裝置，會(huì)大幅度增加非生產(chǎn)性的停機(jī)時(shí)間(down time)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于提供一種在能夠形成不受處理容器內(nèi)的氣氛的時(shí)間變化因素的影響的、穩(wěn)定壓力的同時(shí)，在不需要由于設(shè)置條件或隨時(shí)間變化等問題而改變加工方案(process recipe)的內(nèi)容的方式下能夠保證加工再現(xiàn)性的ALD法以及依據(jù)于此的方式的薄膜形成方法以及薄膜形成裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的薄膜形成方法是在連接能夠減壓的處理容器和真空泵的排氣通路上設(shè)置傳導(dǎo)閥，將被處理基板配置在所述處理容器內(nèi)，在成膜處理時(shí)間內(nèi)，使包括供給第一反應(yīng)氣體的第一步驟與供給第二反應(yīng)氣體的第二步驟的循環(huán)進(jìn)行一次或反復(fù)多次，利用所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)在所述基板上形成膜的薄膜形成方法，其包括，第一工序，在先于所述成膜處理時(shí)間的開始的準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)，為所述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，同時(shí)，將所期望的氣體以設(shè)定流量供給至所述處理容器內(nèi)，對(duì)在所述處理容器內(nèi)的壓力基本與設(shè)定值一致時(shí)的所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為標(biāo)準(zhǔn)值；以及第二工序，在所述成膜處理時(shí)間中的各個(gè)所述循環(huán)內(nèi)，至少在所述第一以及第二步驟中，將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述標(biāo)準(zhǔn)值。
另外，本發(fā)明的薄膜形成裝置，是在連接能夠減壓的處理容器和真空泵的排氣通路上設(shè)置傳導(dǎo)閥，將被處理基板配置在所述處理容器內(nèi)，在成膜處理時(shí)間內(nèi)，使包括供給第一反應(yīng)氣體的步驟與供給第二反應(yīng)氣體的步驟的循環(huán)進(jìn)行一次或反復(fù)多次，利用所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)在所述基板上形成膜的薄膜形成裝置，其包括，為了使所述處理容器內(nèi)的壓力與設(shè)定值一致而通過壓力反饋方式對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制的自動(dòng)壓力控制部；對(duì)在所述處理容器內(nèi)的壓力與設(shè)定值基本一致時(shí)的所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為標(biāo)準(zhǔn)值的閥門開度鑒定部；以及用于將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述標(biāo)準(zhǔn)值的閥門開度保持部。
本發(fā)明，利用先于成膜處理時(shí)間的準(zhǔn)備時(shí)間(例如，即將將基板搬入處理容器前以及待機(jī)時(shí)間或者搬入后的基板升溫時(shí)間)，在該準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)為處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，同時(shí)以設(shè)定的流量進(jìn)行供給所期望的氣體，使處理容器內(nèi)的壓力與設(shè)定值基本一致，對(duì)此時(shí)的傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并將其作為標(biāo)準(zhǔn)值。之后，在成膜處理時(shí)間內(nèi)，使傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在標(biāo)準(zhǔn)值。因此，即使在各個(gè)循環(huán)的第一以及第二步驟中由于切換供給氣體而使容器內(nèi)的氣氛發(fā)生變化，由于排氣傳導(dǎo)率以及排氣速度被保持在一定(標(biāo)準(zhǔn)值)，因而加工壓力被穩(wěn)定維持。即使由于裝置的設(shè)置條件或隨時(shí)間變化使排氣性能方面發(fā)生變化，由于在各個(gè)成膜處理的準(zhǔn)備階段設(shè)定了對(duì)應(yīng)于加工壓力的最佳排氣傳導(dǎo)率，能夠在不改變加工方案的內(nèi)容的方式下而保證加工的再現(xiàn)性。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜形成方法或薄膜形成裝置，通過如上所述的結(jié)構(gòu)及作用，能夠不受處理容器內(nèi)的氣氛的時(shí)間性的變化因素的影響，在形成穩(wěn)定的壓力的同時(shí)，不需要根據(jù)設(shè)置條件或隨時(shí)間變化等改變加工方案的內(nèi)容，能夠確保加工再現(xiàn)性。
圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的ALD裝置的基本構(gòu)成的方塊圖。
圖2是表示實(shí)施方式涉及的裝置運(yùn)行的基本順序的流程圖。
圖3是表示實(shí)施方式涉及的閥門開度鑒定部的一個(gè)構(gòu)成例子的方塊圖。
圖4是表示實(shí)施方式中的導(dǎo)電膜形成用ALD裝置的主要構(gòu)成的簡(jiǎn)略截面圖。
圖5是表示實(shí)施方式中的方案的一個(gè)例子的加工方案表。
圖6是表示實(shí)施方式的一個(gè)變形例子中的加工方案的一個(gè)例子的加工方案表。
圖7是表示實(shí)施方式涉及的一個(gè)變形例子的裝置運(yùn)行順序的流程圖。
圖8是表示實(shí)施方式的一個(gè)變形例子中的加工方案的一個(gè)例子的加工方案表。
圖9是表示實(shí)施方式的一個(gè)變形例子涉及的裝置運(yùn)作的順序的流程圖。
標(biāo)號(hào)說明10處理容器；12氣體供給管線；14氣體供給部；16等離子體發(fā)生部；18排氣管線(排氣通路)；20真空泵；22傳導(dǎo)閥；24壓力控制部；26閥門控制器；28壓力檢測(cè)器；30閥門驅(qū)動(dòng)部；32閥門開度檢測(cè)部；34閥門開度鑒定部；36主控制部；40基座(susceptor)46噴頭部具體優(yōu)選實(shí)施方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1表示本發(fā)明的ALD裝置的基本構(gòu)成。該ALD裝置包括可以減壓的處理容器10；通過氣體供給管線12向該處理容器10有選擇地供給ALD需要使用的處理氣體、例如反應(yīng)氣體或吹掃氣體(purgegas)等用的氣體供給部14；在處理容器10內(nèi)用于等離子體激發(fā)所期望的反應(yīng)氣體的等離子體發(fā)生部16；用于通過排氣管線(排氣通路)18將處理容器10抽真空成所期望的壓力(真空度)的真空泵20；設(shè)置在排氣管線18的中部的傳導(dǎo)閥22；用于控制處理容器10內(nèi)的壓力或排氣傳導(dǎo)率的壓力控制部24；以及將裝置整體以及各部分總體控制用的主控制部36。
在處理容器10內(nèi)，配置有用于載置被處理基板例如半導(dǎo)體晶片的載置臺(tái)或基座，在該基座的內(nèi)部設(shè)置有用于將基板加熱至一定溫度的加熱器。氣體供給部14，對(duì)于每種處理氣體都配備有氣體供給源以及流量調(diào)整器(MFC)。等離子體發(fā)生部16是在PEALD的情況下使用的部件，例如由平行平板型、ICP(感應(yīng)耦合等離子體)、RLSA(放射線隙縫天線radial line slot antenna)等的等離子體源構(gòu)成，具有輸出一定頻率的高頻電的高頻電源。真空泵20由例如干式泵或渦輪分子泵(turbo-molecular pump)等構(gòu)成。傳導(dǎo)閥22，例如由蝶形閥構(gòu)成，具有例如在0°～90°的范圍內(nèi)能夠旋轉(zhuǎn)的閥芯，能夠使排氣通路的開口面積或閥門開度在0°(全閉)～90°(全開)的范圍內(nèi)變?yōu)槿我鈹?shù)值。
壓力控制部24包括閥門控制器26、安裝在處理容器10或其附近的壓力檢測(cè)器28、驅(qū)動(dòng)傳導(dǎo)閥22的閥芯的閥門驅(qū)動(dòng)部30、檢測(cè)傳導(dǎo)閥22的閥門開度的閥門開度檢測(cè)部32、基于由該閥門開度檢測(cè)部32所得的閥門開度檢測(cè)值鑒定傳導(dǎo)閥22的閥門開度的標(biāo)準(zhǔn)值的閥門開度鑒定部34。
這里，壓力檢測(cè)器28，例如由真空計(jì)形成，輸出顯示處理容器10內(nèi)的壓力的電氣信號(hào)。閥門驅(qū)動(dòng)部30，例如由伺服電動(dòng)機(jī)(servomotor)形成，在閥門控制器26的控制下，可以改變傳導(dǎo)閥22的閥芯的位置或閥門開度。閥門開度檢測(cè)部32，例如由與傳導(dǎo)閥22的閥芯連結(jié)、輸出顯示傳導(dǎo)閥22的閥門開度的模擬(analog)的電壓信號(hào)的電位計(jì)(potentiometer)；以及將該電位計(jì)的輸出信號(hào)以規(guī)定的采樣(sampling)頻率(例如10kHz)變換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器而構(gòu)成。閥門開度鑒定部34的構(gòu)成及其作用將在后面說明。
閥門控制器26與壓力檢測(cè)器28以及閥門驅(qū)動(dòng)部30連動(dòng)，能夠構(gòu)成對(duì)傳導(dǎo)閥22的閥門開度進(jìn)行可變控制的壓力反饋回路，使得處理容器10內(nèi)的壓力與設(shè)定值一致。另外，閥門控制器26與閥門開度檢測(cè)部32以及閥門驅(qū)動(dòng)部30連動(dòng)，能夠構(gòu)成用于使傳導(dǎo)閥22的閥門開度與標(biāo)準(zhǔn)值一致，即、用于將排氣通路18的傳導(dǎo)率或?qū)嶋H排氣速度保持在一定數(shù)值的反饋回路。閥門控制器26的上述兩種反饋控制功能能夠根據(jù)來自主控制部36的控制信號(hào)進(jìn)行切換。
以下，參照?qǐng)D2的流程圖對(duì)ALD裝置的運(yùn)行進(jìn)行說明。該裝置的運(yùn)行，根據(jù)規(guī)定的軟件在主控制部36的控制下實(shí)行。
首先，將作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片搬入處理容器10內(nèi)，載置在基座上(步驟S1)。
之后，先于ALD成膜處理，花費(fèi)一定的時(shí)間，在基座上將半導(dǎo)體晶片升溫至成膜用的設(shè)定溫度。在該晶片升溫期間(預(yù)熱期間)，氣體供給部14將規(guī)定的壓力調(diào)整用氣體以規(guī)定的流量供給至處理容器10內(nèi)，同時(shí)，在壓力控制部24，控制器26進(jìn)行APC方式的壓力反饋控制，閥門開度鑒定部34對(duì)閥門開度的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行鑒定(步驟S2)。
詳細(xì)的說，閥門控制器26接受壓力檢測(cè)器28的輸出信號(hào)(壓力檢測(cè)值)，將該壓力檢測(cè)值與事先從主控制部36獲得的壓力設(shè)定值相比較，而產(chǎn)生比較誤差，根據(jù)比較誤差，即，以使比較誤差接近零的方式將控制信號(hào)傳給閥門驅(qū)動(dòng)部30，對(duì)傳導(dǎo)閥22的閥門開度進(jìn)行可變控制。通過該APC的運(yùn)行，處理容器10內(nèi)的壓力被保持在壓力設(shè)定值的附近。此外，來自氣體供給部14的壓力調(diào)整用氣體，對(duì)于處理容器10內(nèi)的壓力來說，優(yōu)選為與支配型的反應(yīng)氣體相同種類的氣體，并且采用相同的流量，以使得與ALD循環(huán)時(shí)相同的壓力負(fù)荷附加在處理容器10內(nèi)。
在進(jìn)行如上所述的APC運(yùn)行時(shí)，傳導(dǎo)閥22的閥門開度(瞬時(shí)值)通過閥門開度檢測(cè)部32而被檢測(cè)，以一定的時(shí)間間隔(例如100ms)，閥門開度檢測(cè)值或采樣值通過閥門開度檢測(cè)部32傳遞給閥門開度鑒定部34。
如圖3所示，閥門開度鑒定部34，作為一個(gè)構(gòu)成例子，包括FIFO緩沖存儲(chǔ)器34a、算術(shù)平均演算部34b以及數(shù)據(jù)鎖存電路(data latchcircuit)34c。FIFO緩沖存儲(chǔ)器34a以先入先出(first in first out)的方式一次儲(chǔ)蓄n個(gè)(n為自然數(shù)，例如n＝30)通過閥門開度檢測(cè)部32在每個(gè)上述時(shí)間間隔(100ms)內(nèi)按時(shí)間序列所賦予的采樣值。因此，當(dāng)來自閥門開度檢測(cè)部32的新的采樣值ai被記入FIFO緩沖存儲(chǔ)器34a內(nèi)時(shí)，迄今為止紀(jì)錄的30個(gè)采樣值中最原始的(ai的前n個(gè))采樣值ai-n以被逐出的方式被丟棄到存儲(chǔ)器34a外。
算術(shù)平均演算部34b，對(duì)于儲(chǔ)蓄在FIFO緩沖存儲(chǔ)器34a內(nèi)的現(xiàn)在的n個(gè)采樣值，在上述每個(gè)時(shí)間間隔(100ms)內(nèi)進(jìn)行算術(shù)平均計(jì)算，并將算術(shù)平均值m輸出或更新。圖3的例子中，在采樣值ai被記入FIFO緩沖存儲(chǔ)器34a前，算術(shù)平均演算部34b將通過(ai-1+ai-2+ai-3+…+ai -n-1+ai-1)/n得出的算術(shù)平均值mi-1輸出。這里，如果新采樣值ai被記入FIFO緩沖存儲(chǔ)器34a，則采樣值ai-n與此相交換并被丟棄，算術(shù)平均演算部34b按(ai+ai-1+ai-2+…+ai-n-2+ai-n-1)/n進(jìn)行計(jì)算，將其計(jì)算結(jié)果作為算術(shù)平均值mi而輸出。
數(shù)據(jù)鎖存電路34c，響應(yīng)由主控制部36獲得的時(shí)鐘(timing)信號(hào)CK，將算術(shù)平均演算部34b的輸出m鎖存。被該數(shù)據(jù)鎖存電路34c鎖存的算術(shù)平均值ms，是作為在如上所述的APC運(yùn)行中的傳導(dǎo)閥22的閥門開度的代表值或標(biāo)準(zhǔn)值而被鑒定的值，被傳遞給主控制部35以及閥門控制器26。
該閥門開度的標(biāo)準(zhǔn)值ms是在與預(yù)熱完成的同時(shí)開始的ALD成膜處理中使用的值。因此，如上所述的閥門開度鑒定部34中的閥門開度鑒定處理優(yōu)選在預(yù)熱時(shí)間的完成之際進(jìn)行。
閥門控制器26，如果從閥門開度鑒定部34接受閥門開度標(biāo)準(zhǔn)值ms，則停止迄今為止通過壓力檢測(cè)器28以及閥門驅(qū)動(dòng)部30進(jìn)行的APC的壓力反饋控制，通過閥門開度檢測(cè)部32以及閥門驅(qū)動(dòng)部30，切換成用于將傳導(dǎo)閥22的閥門開度保持在標(biāo)準(zhǔn)值ms的反饋控制(步驟S3)。在該閥門開度保持器的反饋控制中，閥門控制器26，將閥門開度檢測(cè)部32以每個(gè)一定的時(shí)間間隔(100ms)所賦予的閥門開度檢測(cè)值或采樣值a與標(biāo)準(zhǔn)值ms進(jìn)行比較，并產(chǎn)生比較誤差，根據(jù)比較誤差，即，將用于使比較誤差接近零的控制信號(hào)賦予閥門驅(qū)動(dòng)部30，使傳導(dǎo)閥22的閥門開度保持在標(biāo)準(zhǔn)值ms附近。通過該閥門開度保持器的運(yùn)行，在ALD處理時(shí)間中，處理容器10的排氣系統(tǒng)中的排氣傳導(dǎo)率或排氣速度被保持為一定。此外，通過閥門開度檢測(cè)部32傳遞給閥門控制器26的閥門開度檢測(cè)值，可以具有相對(duì)于閥門開度鑒定部34的不同的時(shí)間間隔(采樣周期)，或者說是模擬信號(hào)的形態(tài)。
在ALD處理時(shí)間中，同一ALD循環(huán)(步驟S4～S7)被多次反復(fù)(步驟S8，S9)。一個(gè)ALD循環(huán)，基本由四個(gè)階段，即，第一、第二、第三、及第四步驟(S4、S5、S6、S7)構(gòu)成。在第一步驟S4中，處理氣體A(第一反應(yīng)氣體)從氣體供給部14被供給至處理容器10內(nèi)，被供給的處理氣體A的分子作為前體(precursor)在半導(dǎo)體晶片上僅吸附一個(gè)分子層。在第二步驟S5，從氣體供給部14將例如由不活性氣體構(gòu)成的吹掃氣體供給至處理容器10內(nèi)，在處理容器10內(nèi)未吸附的殘留的多余處理氣體A被排出處理容器10外。在第三步驟S6，首先從氣體供給部14向處理容器10內(nèi)供給處理氣體B(第二反應(yīng)氣體)(S6A)。這里，在PEALD的情況下，開啟等離子體發(fā)生部16，在處理容器10內(nèi)將處理氣體B等離子體化(S6B)，使處理氣體B的反應(yīng)種(自由基或離子)與吸附在半導(dǎo)體晶片上的處理氣體A發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通過該化學(xué)反應(yīng)，半導(dǎo)體晶片上的薄膜僅成長(zhǎng)一個(gè)原子的層或一個(gè)分子的層。之后，在經(jīng)過一定時(shí)間后通過停止等離子體激發(fā)(S6C)，完成第三步(S6)。接著，在第四步驟S7中，從氣體供給部14將例如由不活性氣體構(gòu)成的吹掃氣體供給至處理容器10內(nèi)，將在處理容器10內(nèi)未反應(yīng)的殘留的多余處理氣體B以及其反應(yīng)種排出至處理容器10之外。
此外，在PEALD的情況下，由于如上所述的處理氣體B僅在被等離子體激發(fā)時(shí)與處理氣體A有效地發(fā)生反應(yīng)，不僅在第三步驟S6，而且例如在第一以及第二步驟S4、S5之間也能夠?qū)⑻幚須怏wB供給至處理容器10內(nèi)。
如果將如上所述的ALD循環(huán)(S4～S7)以規(guī)定的次數(shù)循環(huán)，當(dāng)判斷半導(dǎo)體晶片上的薄膜達(dá)到期望的膜厚時(shí)(步驟S8)，完成ALD成膜處理。然后，將處理完畢的半導(dǎo)體晶片搬離基座并搬出處理容器10外(步驟S10)。
如上所述，在該實(shí)施方式的ALD裝置中，在先于ALD成膜處理前的晶片升溫期間(預(yù)熱期間)，在處理容器10內(nèi)施加模擬ALD成膜處理的氣體負(fù)荷進(jìn)行APC式的反饋控制，將處理容器10內(nèi)的氣體壓力與設(shè)定值基本一致時(shí)的傳導(dǎo)閥22的閥門開度作為標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行鑒定。之后，在ALD處理時(shí)間中，進(jìn)行用于使傳導(dǎo)閥22的閥門開度與標(biāo)準(zhǔn)值一致的反饋控制，即使在ALD循環(huán)中，以數(shù)秒單位切換被送入處理容器10的氣體，也能夠?qū)⑴艢鈧鲗?dǎo)率保持一定，并穩(wěn)定維持加工壓力。
另外，在本實(shí)施方式中，由于各個(gè)運(yùn)行ALD裝置不受設(shè)置條件或隨時(shí)間變化的影響，能夠總是(以枚頁為處理單位)按照根據(jù)壓力設(shè)定值的最佳排氣傳導(dǎo)率進(jìn)行運(yùn)行，因而能夠不需要改變加工內(nèi)容而確保加工的再現(xiàn)性。因此，能夠提高ALD裝置的通用性或維修性。因此，作為通過批量生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)的薄膜形成裝置，能夠提供具有充分實(shí)用性的ALD裝置。
此外，在半導(dǎo)體晶片沒有進(jìn)入處理容器10內(nèi)的狀態(tài)下，例如在將半導(dǎo)體晶片搬入處理容器10之前或者在等待處理的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行如上所述的APC式的反饋控制，也可以對(duì)傳導(dǎo)閥22的閥門開度進(jìn)行鑒定。
下面，參照?qǐng)D4～圖6，就作為上述實(shí)施方式的一個(gè)具體例子的導(dǎo)電膜形成用的ALD裝置進(jìn)行說明。圖4是表示ALD裝置關(guān)鍵部位構(gòu)成的簡(jiǎn)略截面圖。圖5是表示在該ALD裝置中使用的主要加工條件(局部)的加工方案表。圖6是表示裝置運(yùn)行的順序(sequence)的時(shí)間表。在圖4的裝置中，具有與圖1的裝置相同的構(gòu)成或功能的部分采用相同的編號(hào)。
在圖4中，該ALD裝置的處理容器10，例如表面由被進(jìn)行耐酸鋁處理(alumite)的鋁或SUS(不銹鋼合金)形成，并被安全接地。在處理容器內(nèi)10的中心部，設(shè)置有用于載置作為被處理基板，例如半導(dǎo)體晶片W的基座40。該基座40由例如具有優(yōu)秀耐腐蝕性及耐熱性的材料、例如耐蝕耐熱鎳基合金(hastelloy)構(gòu)成，被在從處理容器10的底部垂直向上方延伸的支持部42所水平支持。另外，加熱器(未圖示)被內(nèi)置在基座40內(nèi)，能夠?qū)雽?dǎo)體晶片W加熱至期望的溫度。
在處理容器10的側(cè)壁上設(shè)置有可以通過例如閘式閥(gate valve)(未圖示)進(jìn)行開關(guān)的基板搬入搬出口(未圖示)。在處理容器10的底部設(shè)置有排氣口44。連通真空泵20的排氣管線(排氣通路)18連接在該排氣口44上，在排氣管線18的中途安裝有傳導(dǎo)閥22。該傳導(dǎo)閥22的閥門開度與上述基本實(shí)施方式(圖1)一樣，通過壓力控制部24而被控制。
在處理容器10內(nèi)，兼用作上部電極的圓筒形噴頭部46被隔開一定的間隔而設(shè)置在基座40的上方。在除了該噴頭部46的氣體噴出面(下面)的面(側(cè)面以及上面)上，設(shè)置有例如由石英、Al2O3等陶瓷構(gòu)成的絕緣性的屏蔽件48。另外，第一氣體導(dǎo)入室50和第二氣體導(dǎo)入室52被分隔在多層，設(shè)置在噴頭部46內(nèi)，形成能夠?qū)煞N反應(yīng)氣體分別經(jīng)由不同的氣體導(dǎo)入室導(dǎo)入處理容器10內(nèi)的處理空間10a內(nèi)的形式。
在處理容器10的上面設(shè)置有開口部，絕緣體的部件54插通在該開口部?jī)?nèi)。在該絕緣部件54內(nèi)插通有連接在等離子體發(fā)生部16的高頻率電源56上的導(dǎo)體58，與噴頭部46的上部連接。通過高頻率電源56以規(guī)定的功率而輸出的高頻電通過導(dǎo)體58施加在噴頭部46上，在噴頭部46與基座10之間形成用于以平行平板的方式生成等離子體的高頻電場(chǎng)。
該ALD裝置中的氣體供給部14，分別具有處理氣體A、處理氣體B以及吹掃氣體的各自的氣體供給源。這里，處理氣體A由將導(dǎo)電膜的原料作為化合物而含有的原料氣體構(gòu)成，處理氣體B由用于還原處理氣體A的金屬化合物的還原氣體而構(gòu)成，吹掃氣體由稀有氣體或不活性氣體構(gòu)成。作為一個(gè)例子，在對(duì)使用于Cu擴(kuò)散防止膜的Ta膜進(jìn)行成膜時(shí)，處理氣體A是氣化的TaCl5和載氣、例如Ar氣體的混合氣體，還原氣體為H2氣體，吹掃氣體為Ar氣體。
處理氣體A的氣體供給源，通過第一氣體供給管線12a與噴頭部46的第一氣體導(dǎo)入室50連接。在第一氣體供給管線12a的途中設(shè)置有開關(guān)閥門60a、第一流量調(diào)節(jié)器(MFC)62a以及開關(guān)閥門64a。另外處理氣體B的氣體供給源與吹掃氣體供給源通過第二氣體供給管線12b與噴頭部46的第二氣體導(dǎo)入室52連接。在第二氣體供給管線12b的途中設(shè)置有開關(guān)閥門60b、60c、第二流量調(diào)節(jié)器(MFC)62b以及開關(guān)閥門64b。
該ALD裝置與基本裝置(圖1)同樣，主控制部36(圖4中省略圖示)對(duì)裝置整體以及各部分進(jìn)行總體控制。此時(shí)，主控制部36通過加工方案表(圖5)將設(shè)定輸入的加工條件組合進(jìn)軟件進(jìn)行運(yùn)行。圖5的加工方案表僅表示在加工條件中與本發(fā)明特別相關(guān)的項(xiàng)目的設(shè)定值。
該ALD裝置中，為了形成需要的導(dǎo)電膜(例如Ta膜)，采用與基本順序(圖2)一樣的順序或處理步驟。此時(shí)，圖5的加工方案表和圖2的順序以如下的方式對(duì)應(yīng)。即，在預(yù)熱期間，Step1與步驟S2、Step2與步驟S3分別對(duì)應(yīng)。另外，ALD循環(huán)中，Step3與步驟S4、Step4與步驟S5、Step5與步驟S6(S6A、S6B、S6C)，Step6與步驟S7分別對(duì)應(yīng)。以下，參照?qǐng)D5的加工方案表的內(nèi)容，就該ALD裝置的功能以及作用進(jìn)行說明。
圖5的加工方案表中，對(duì)于每個(gè)Step1～Step6，對(duì)所需時(shí)間T、供給至處理容器10內(nèi)的氣體種類、以及流量等進(jìn)行了設(shè)定輸入。圖示的例子中，在Step1，指示在任意的設(shè)定時(shí)間T1(例如60秒)內(nèi)通過APC模式進(jìn)行供給處理氣體B。在裝置方面，如上所述，在該APC運(yùn)行之間的壓力控制部24，閥門開度檢測(cè)部32和閥門開度鑒定部34自動(dòng)運(yùn)行并對(duì)傳導(dǎo)閥22的閥門開度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在預(yù)熱期間的完成之際的一定時(shí)間內(nèi)，例如1秒內(nèi)，組合進(jìn)Step2，指示“HOLD”作為壓力控制模式。在裝置方面，在Step2開始時(shí)，從主控制部36將控制信號(hào)CK傳遞給閥門開度鑒定部34，并決定或鑒定閥門開度的標(biāo)準(zhǔn)值ms，將壓力控制的模式從APC切換為閥門開度HOLD。
在ALD循環(huán)中，加工方案表(圖5)中，在所有的Step3～Step6中均指示壓力控制模式為“HOLD”。根據(jù)該加工方案，在裝置方面，在整個(gè)ALD成膜處理時(shí)間內(nèi)，將壓力控制模式固定成閥門開度HOLD。此外，在Step3，作為送入處理容器10的氣體，在原來處理氣體A的基礎(chǔ)上也指定處理氣體B。PEALD中，只要不開啟等離子體，處理氣體B(還原氣體)就不進(jìn)行(還原)作用，由于不對(duì)處理氣體A的吸附作用產(chǎn)生影響，即使在處理氣體A中混入處理氣體B也沒有任何障礙。另外，如果在進(jìn)入Step5之前預(yù)先將處理氣體B送入處理容器10內(nèi)的話，具有能夠穩(wěn)定可靠地點(diǎn)燃等離子體的優(yōu)點(diǎn)。從這一點(diǎn)看，即使在Step4的吹掃方面，也優(yōu)選將處理氣體B(還原用氣體)與吹掃氣體(Ar氣體)一起送入處理容器10內(nèi)。
在導(dǎo)電膜的PEALD的情況下，由于處理氣體A(原料氣體)的流量與處理氣體B(還原氣體)的流量相比，非常地少，因而能夠?qū)⑻幚須怏wB(還原氣體)的流量作為標(biāo)準(zhǔn)。因此，在如上所述的預(yù)熱期間，在以APC模式對(duì)傳導(dǎo)閥22的閥門開度進(jìn)行鑒定時(shí)，也可以按照與ALD循環(huán)時(shí)同等的氣體負(fù)荷將處理氣體B(還原氣體)送入處理容器10內(nèi)。而且，也可以適宜地使用或混合不活性氣體。
在Step5，進(jìn)行處理氣體B(H2氣體)的等離子體激發(fā)。從H2氣體通過等離子體激發(fā)而生成H+/H*(氫離子與氫自由基)。這些反應(yīng)種(H+/H*)將在半導(dǎo)體晶片W的表面以原子層的程度吸附著的導(dǎo)電體化合物還原，形成一個(gè)原子層厚度的膜。根據(jù)本發(fā)明的閥門開度保持功能，排氣傳導(dǎo)率被保持為一定，由此，處理容器10內(nèi)的壓力被穩(wěn)定維持，由此，能夠穩(wěn)定可靠地使處理氣體B(H2氣體)的等離子體點(diǎn)火。Step6的吹掃中，由于排出多余的處理氣體B(還原氣體)，在處理容器10內(nèi)可以僅送入吹掃氣體(Ar氣體)。此外，Step3～Step6的各處理時(shí)間T1～T6通常被選定為3～5秒左右。
在上述實(shí)施方式中，在壓力控制部24，在ALD成膜處理時(shí)間內(nèi)使閥門開度保持器的壓力控制維持。但是在吹掃中，不需要使傳導(dǎo)閥22的閥門開度與處理氣體A、B的壓力對(duì)應(yīng)，而且從吹掃的目的看，盡可能切換成大的閥門開度(全開最佳)的話，有利于吹掃氣體的使用效率及時(shí)間效率等。根據(jù)本發(fā)明，通過在上述實(shí)施方式中附加局部的變形便可以應(yīng)對(duì)上述要求。該變形例子如圖6的加工方案表與圖7的流程圖所示。
此時(shí)的加工方案表(圖6)，在分別供給ALD循環(huán)的處理氣體A、B的Step3、5中，只要指示“ReHOLD”即可。此處，“ReHOLD”意味著再次切換成閥門開度HOLD模式，亦即意味著將傳導(dǎo)閥22的閥門開度再次保持在標(biāo)準(zhǔn)值ms。另外，在吹掃的Step3、5只要指示“Angle90”(角度90)即可。該“Angle 90”意味著將傳導(dǎo)閥22的閥門開度保持在90°(全開)。
運(yùn)行順序(圖7)中，在基本順序(圖2)中追加了“閥門全開”的步驟Sa、Sc與“閥門開度再HOLD”的步驟Sb、Sd。由此，、在供給處理氣體A的步驟S4(Step3)之后，在步驟Sa中將傳導(dǎo)閥22的閥門開度從到其為止的標(biāo)準(zhǔn)值ms切換成最大值(90°)，在下一個(gè)步驟S5(Step4)以最大排氣速度進(jìn)行吹掃。之后，在即將供給處理氣體B的步驟6(Step5)之前，在步驟Sb中，傳導(dǎo)閥22的閥門開度從到其為止的最大值(90°)被切換成標(biāo)準(zhǔn)值ms。在供給過處理氣體B后也同樣，傳導(dǎo)閥22的閥門開度在即將吹掃(S7、Step6)前，在步驟Sc中被切換成最大值(90°)，在吹掃(S7，Step6)之后，立即在步驟Sd中被返回標(biāo)準(zhǔn)值ms。此外，通過在加工方案表(圖6)中指定“Angle80”，能夠?qū)⒋祾咧械膫鲗?dǎo)閥22的閥門開度固定在80°。
雖然上述實(shí)施方式涉及PEALD，但本發(fā)明也適用于不利用等離子體的ALD法。此時(shí)，在ALD循環(huán)的各個(gè)步驟中，為了使處理氣體A、B在氣相中不發(fā)生反應(yīng)，需要避免處理氣體A、B的同時(shí)供給，另外，優(yōu)選對(duì)供給處理氣體A、B時(shí)的排氣傳導(dǎo)率獨(dú)立地進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明，如圖8的加工方案表以及圖9的流程圖所示，在預(yù)熱期間內(nèi)，在處理容器內(nèi)依次交替供給處理氣體A、B，分別施加與ALD循環(huán)時(shí)同等的氣體負(fù)荷，對(duì)進(jìn)行APC運(yùn)行時(shí)的傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定，能夠針對(duì)每種處理氣體A、B分別獲得標(biāo)準(zhǔn)值ms1、ms2。之后，在正規(guī)的ALD循環(huán)中，在向處理容器內(nèi)供給處理氣體A的步驟S4(Step3)時(shí)，在步驟S3、S3’將壓力控制切換成閥門開度HOLD1的模式，能夠?qū)鲗?dǎo)閥的閥門開度保持在標(biāo)準(zhǔn)值ms1、在向處理容器內(nèi)供給處理氣體B的步驟S6(Step5)時(shí)，在步驟S3’將壓力控制切換成閥門開度HOLD2的模式，能夠?qū)鲗?dǎo)閥的閥門開度保持在標(biāo)準(zhǔn)值ms2。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。例如，如上所述，本發(fā)明特別適用于ALD，但也可以適用于為了將處理氣體不連續(xù)地或斷續(xù)地供給至處理容器內(nèi)而在短時(shí)間內(nèi)對(duì)處理容器內(nèi)的壓力進(jìn)行大的改變的任意的成膜技術(shù)。因此，例如，在將處理氣體A供給至處理容器內(nèi)的步驟和將處理氣體B送入處理容器內(nèi)的步驟之間，插入吹掃以外步驟的方式，或不插入任何步驟的使之連續(xù)的方式等也適用于本發(fā)明。
另外，本發(fā)明中的被處理基板不局限于半導(dǎo)體晶片，例如也可以是平板顯示器面板用的玻璃基板等。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的薄膜形成方法或薄膜形成裝置，通過如上所述的構(gòu)成及作用，不受處理容器內(nèi)的氣氛的時(shí)間變化因素的影響，能夠形成穩(wěn)定的壓力的同時(shí)，對(duì)應(yīng)于設(shè)置條件或隨時(shí)間變化等問題，在不改變加工方案的內(nèi)容的方式下便能夠確保加工再現(xiàn)性。
權(quán)利要求
1.一種薄膜形成方法，其特征在于是在連接能夠減壓的處理容器和真空泵的排氣通路上設(shè)置傳導(dǎo)閥，將被處理基板配置在所述處理容器內(nèi)，在成膜處理時(shí)間內(nèi)，使包括供給第一反應(yīng)氣體的第一步驟與供給第二反應(yīng)氣體的第二步驟的循環(huán)進(jìn)行一次或反復(fù)多次，利用所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)在所述基板上形成膜的薄膜形成方法，其包括，第一工序，在先于所述成膜處理時(shí)間的開始的準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)，為所述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，同時(shí)，將所期望的氣體以設(shè)定流量供給至所述處理容器內(nèi)，對(duì)在所述處理容器內(nèi)的壓力與設(shè)定值基本一致時(shí)的所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為標(biāo)準(zhǔn)值；以及第二工序，在所述成膜處理時(shí)間中的各個(gè)所述循環(huán)內(nèi)，至少在所述第一以及第二步驟中，將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述標(biāo)準(zhǔn)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于在一個(gè)循環(huán)內(nèi)利用所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)，在所述基板上形成一個(gè)原子或一個(gè)分子的層，在所述基板上形成與循環(huán)的反復(fù)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的膜厚的薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于所述準(zhǔn)備時(shí)間被設(shè)定在所述基板未進(jìn)入所述處理容器內(nèi)的時(shí)間帶上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于所述準(zhǔn)備時(shí)間被設(shè)定在所述基板被搬入所述處理容器后的時(shí)間帶上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述準(zhǔn)備時(shí)間中，將至少包括所述第一及第二反應(yīng)氣體中一方的壓力調(diào)整用的氣體以與所述成膜處理時(shí)同等的氣體流量供給至所述處理容器內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的薄膜形成方法，其特征在于所述第一反應(yīng)氣體是將所述薄膜的原料作為化合物而含有的原料氣體，所述第二氣體是將所述化合物進(jìn)行還原的還原氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述處理容器內(nèi)對(duì)所述第二反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激發(fā)而生成自由基以及/或者離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于各所述循環(huán)，在所述第一步驟后，包括立即將多余的所述第一反應(yīng)氣體從所述處理容器排出的第三步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第三步驟中，將包含不活性氣體的吹掃氣體供給至所述處理容器內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第三步驟中也將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述標(biāo)準(zhǔn)值。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第三步驟中將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度切換在最大值附近。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于各所述循環(huán)，在所述第二步驟后，包括立即將多余的所述第二反應(yīng)氣體從所述處理容器排出的第四步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第四步驟中，將包含不活性氣體的吹掃氣體供給至所述處理容器內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第四步驟中也將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述標(biāo)準(zhǔn)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第四步驟中將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度切換在最大值附近。
16.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于所述第一工序包括以壓力反饋方式對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制以使得所述處理容器內(nèi)的壓力的檢測(cè)值與所述設(shè)定壓力一致的第三工序、以及在所述第三工序中對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行測(cè)定的第四工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的薄膜形成方法，其特征在于所述第四工序在所述準(zhǔn)備期間的完成之際進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的薄膜形成方法，其特征在于所述第四工序包括以一定的時(shí)間間隔對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度的瞬時(shí)值進(jìn)行取樣，取得n個(gè)(n為自然數(shù))采樣值的平均的第五工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的薄膜形成方法，其特征在于所述第五工序包括第六工序，在每個(gè)所述一定的時(shí)間間隔內(nèi)，將新的采樣值加入到其為止的連續(xù)的n個(gè)(n為自然數(shù))采樣值內(nèi)，同時(shí)從這n+1個(gè)當(dāng)中除去最原始的采樣值；以及第七工序，對(duì)在所述第六工序中替換后的連續(xù)的n個(gè)采樣值計(jì)算算術(shù)平均值。
20.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于所述第二工序包括檢測(cè)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度的第八工序；將所述閥門開度的檢測(cè)值與所述標(biāo)準(zhǔn)值比較，求得比較誤差的第九工序；以及根據(jù)所述比較誤差對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制的第十工序。
21.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述準(zhǔn)備期間內(nèi)，將所述基板加熱至設(shè)定溫度，在所述成膜處理的時(shí)間內(nèi)也將所述基板的溫度保持在所述設(shè)定溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜形成方法，其特征在于在所述第一工序中，將至少包含所述第一反應(yīng)氣體的第一壓力調(diào)整用氣體供給至所述處理容器內(nèi)，對(duì)在所述處理容器內(nèi)的壓力與第一設(shè)定值基本一致時(shí)的所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為第一標(biāo)準(zhǔn)值，同時(shí)，將至少包含所述第二反應(yīng)氣體的第二壓力調(diào)整用氣體供給至所述處理容器內(nèi)，并且對(duì)在所述處理容器內(nèi)的壓力與第二設(shè)定值基本一致時(shí)的所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為第二標(biāo)準(zhǔn)值，在所述第二工序中，在所述第一步驟中將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述第一標(biāo)準(zhǔn)值，在所述第二步驟中將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述第二標(biāo)準(zhǔn)值。
23.一種薄膜形成裝置，其特征在于是在連接能夠減壓的處理容器和真空泵的排氣通路上設(shè)置傳導(dǎo)閥，將被處理基板配置在所述處理容器內(nèi)，在成膜處理時(shí)間內(nèi)，使包括供給第一反應(yīng)氣體的步驟與供給第二反應(yīng)氣體的步驟的循環(huán)進(jìn)行一次或反復(fù)多次，利用所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)在所述基板上形成膜的薄膜形成裝置，其包括，為了使所述處理容器內(nèi)的壓力與設(shè)定值一致而通過壓力反饋方式對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制的自動(dòng)壓力控制部；對(duì)在所述處理容器內(nèi)的壓力與設(shè)定值基本一致時(shí)的所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為標(biāo)準(zhǔn)值的閥門開度鑒定部；以及用于將所述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在所述標(biāo)準(zhǔn)值的閥門開度保持部。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的薄膜形成裝置，其特征在于所述閥門開度鑒定部包括在利用所述自動(dòng)壓力控制部對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行可變控制的過程中，對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行檢測(cè)，以一定的時(shí)間間隔進(jìn)行取樣的取樣部；對(duì)通過所述取樣部在每個(gè)所述一定的時(shí)間間隔內(nèi)獲得的采樣值以先入先出的方式暫時(shí)存儲(chǔ)n個(gè)(n為自然數(shù))的FIFO緩沖存儲(chǔ)器、對(duì)于存儲(chǔ)在所述FIFO緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)的n個(gè)采樣值，在每個(gè)所述一定的時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算算術(shù)平均值的演算部；以及在期望的時(shí)刻獲取由所述演算部在每個(gè)所述一定的時(shí)間間隔內(nèi)獲得的算術(shù)平均值并作為所述標(biāo)準(zhǔn)值的標(biāo)準(zhǔn)值決定部。
25.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的薄膜形成裝置，其特征在于所述閥門開度保持部包括可以改變所述傳導(dǎo)閥的閥門開度的閥門驅(qū)動(dòng)部；對(duì)所述傳導(dǎo)閥的閥門開度的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)的閥門開度檢測(cè)部；將所述閥門開度的瞬時(shí)值與所述標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較并產(chǎn)生比較誤差的比較部；以及根據(jù)所述比較誤差對(duì)所述閥門驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的閥門控制部。
26.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的薄膜形成裝置，其特征在于在所述處理容器內(nèi)，具有用于使所述第一以及所述第二反應(yīng)氣體的至少一方呈等離子體狀態(tài)的等離子體發(fā)生部。
27.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的薄膜形成裝置，其特征在于在一個(gè)循環(huán)內(nèi)利用所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)在所述基板上形成一個(gè)原子或一個(gè)分子的層，將與循環(huán)的反復(fù)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的膜厚的薄膜形成在所述基板上。
專利摘要
本發(fā)明是一種在連接能夠減壓的處理容器和真空泵的排氣通路上設(shè)置傳導(dǎo)閥，將被處理基板配置在上述處理容器內(nèi)，在成膜處理時(shí)間內(nèi)，使包括供給第一反應(yīng)氣體的第一步驟與供給第二反應(yīng)氣體的第二步驟的循環(huán)進(jìn)行一次或反復(fù)多次，利用上述第一反應(yīng)氣體與上述第二反應(yīng)氣體之間的化學(xué)反應(yīng)在上述基板上形成膜的薄膜形成方法，采用了如下薄膜形成方法，其包括第一工序，在先于上述成膜處理時(shí)間的開始的準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)，為上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣，同時(shí)將所期望的氣體以設(shè)定流量供給至上述處理容器內(nèi)，對(duì)在上述處理容器內(nèi)的壓力基本與設(shè)定值一致時(shí)的上述傳導(dǎo)閥的閥門開度進(jìn)行鑒定并作為標(biāo)準(zhǔn)值；和第二工序，在上述成膜處理時(shí)間中的各個(gè)上述循環(huán)中，至少在上述第一及第二步驟中將上述傳導(dǎo)閥的閥門開度保持在上述標(biāo)準(zhǔn)值。
文檔編號(hào)H01L21/285GK1993496SQ200580026687
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年7月19日
發(fā)明者平田俊治 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan