[发明专利]半导体装置的制造方法以及衬底处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及在例如半导体集成电路装置(以下称为IC)等半导体装置(半导体设备)的制造方法中，用于在植入了IC等的半导体晶片(以下称为晶片)等的衬底上形成所期望的膜的衬底处理装置以及IC等半导体装置的制造方法。

背景技术

在IC的制造方法中，为了形成膜而使用批量式纵型成膜装置。例如，在专利文献1中公开了一种技术，在半导体设备制造过程中，例如，在通过ALD法使用胺类材料进行成膜的情况下，在TiN的成膜过程中，交替地向处理室内的半导体硅衬底供给Ti(钛)源和N(氮)源，但在从Ti源切换到N源时，为了将Ti源从处理室除去，使用H₂(氢气)进行清洗，或者，相反地在从N源切换到Ti源时，为了将N源从处理室除去，使用H₂进行清洗。

专利文献1：日本特开2006-269532号公报

例如，在收容有衬底的处理室内，交替供给原料A和原料B，并使原料分子吸附在衬底上从而进行成膜，在这样的衬底处理装置中，在供给完一种原料后，且在接下来供给另一种原料前，需要将所述一种原料从处理室内以及衬底表面除去。为了将原料从处理室内等除去，以往，采用边对处理室内进行排气，边连续或间歇地将H₂(氢气)或N₂(氮气)等惰性气体向处理室内供给的方法。但是，在该方法中，为了将吸附在衬底表面等上的多余的原料分子除去而需要很长时间，其结果是，成为导致生产效率降低的原因。另外，在现有的清洗方法中，若缩短清洗时间则造成清洗不足，结果导致膜厚变厚。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在短时间内将多余的原料分子从衬底处理室内除去的半导体装置的制造方法以及衬底处理装置。

在本发明中，在将原料从处理室内等除去时，使清洗(除去)用惰性气体暂时储存在气体储存部，并瞬时地向衬底处理室内供给。这样，清洗用惰性气体能够伴随着高动能与吸附在衬底处理室内的衬底以及衬底处理室内壁等上的原料气体的分子碰撞。通过该碰撞，能够使物理性地吸附在衬底等上但却没有化合的状态的原料气体的分子从衬底等脱离。

另外，由于在极短时间内向衬底处理室内供给清洗用惰性气体，因此与以往边供给惰性气体边进行排气的清洗方法相比，衬底处理室内的压力上升，惰性气体分子能够到达形成于衬底表面的槽或孔的内部，能够提高槽部或孔部处的清洗效果。由于物理性的吸附力依赖于原料分子相对于膜表面的范德瓦尔斯力，所以使衬底处理室内的压力上升到何种程度根据原料的种类以及膜种类而不同。

具体来说，本发明的代表性的结构如下。

一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：第一工序，向收容有衬底的衬底处理室内供给包含规定元素的原料气体，而在所述衬底上形成包含所述规定元素的膜；第二工序，向所述衬底处理室内供给惰性气体来除去残留在所述衬底处理室内的所述原料气体；第三工序，向所述衬底处理室内供给与所述规定元素反应的改质气体，而将通过所述第一工序在所述衬底上形成的包含规定元素的膜改质；第四工序，向所述衬底处理室内供给惰性气体来除去残留在所述衬底处理室内的所述改质气体；以及惰性气体填充工序，向与所述衬底处理室连接的气体储存部填充惰性气体，在所述第二工序以及所述第四工序之前进行所述惰性气体填充工序，在所述第二工序以及所述第四工序中，将通过所述惰性气体填充工序被填充到所述气体储存部中的惰性气体向所述衬底处理室内供给。

发明的效果

通过上述的结构，能够在短时间内将吸附在衬底表面等上的多余的原料分子除去，提高生产效率。另外，能够在短时间内进行充分的清洗，能够容易地使膜厚变薄。

附图说明

图1是本发明的实施例的批量式纵型成膜装置的处理炉的垂直剖视图。

图2是本发明的实施例的批量式纵型成膜装置的处理炉的水平剖视图。

图3是表示本发明的实施例的成膜次序的图。

图4是表示本发明的实施例的惰性气体供给线的一例的图。

图5是表示本发明的实施例的惰性气体供给线的其他例的图。

图6是表示本发明的实施例的批量式纵型成膜装置的立体图。

图7是本发明的实施例的批量式纵型成膜装置的垂直剖视图。

附图标记的说明