專利名稱：半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體制造系統(tǒng)和襯底處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體制造系統(tǒng)和襯底處理方法。特別是，本發(fā)明涉及具備供給系統(tǒng)將處理方面需要的物質(zhì)供給進(jìn)行襯底處理的處理室內(nèi)部的半導(dǎo)體制造裝置，至少具備供給系統(tǒng)和半導(dǎo)體制造裝置而構(gòu)筑的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，以及利用該半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的襯底處理方法。
并且，不僅供給設(shè)備自身的供給能力，而且作為從供給設(shè)備向半導(dǎo)體制造裝置輸送材料氣體的裝置的配管內(nèi)徑尺寸等，也做到對(duì)于消耗速度，不發(fā)生過(guò)分與不足這樣的設(shè)計(jì)。
可是，在上述半導(dǎo)體制造裝置和配備這種半導(dǎo)體制造裝置的半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠等的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，沒(méi)有關(guān)心以下各點(diǎn)。
半導(dǎo)體制造裝置中，通常，材料氣體、藥液、溶劑等不是以同樣速度消耗。例如，在批處理方式的情況下，對(duì)多枚半導(dǎo)體晶片，用低壓化學(xué)氣相淀積法(LPCVDlow pressure chemical vapor deposition)形成多晶硅膜的LPCVD裝置，只在形成多晶硅膜時(shí)，需要用作材料氣體的甲硅烷。LPCVD裝置無(wú)論運(yùn)行中還是處理室(chamber)內(nèi)部的真空抽氣作業(yè)、給處理室內(nèi)部架狀舟皿裝上半導(dǎo)體晶片作業(yè)、從舟皿卸下半導(dǎo)體晶片作業(yè)等過(guò)程中，都不消耗材料氣體。供給設(shè)備的供給能力或作為輸送設(shè)備的配管輸送能力，是以一直在消耗時(shí)的材料氣體消耗流量為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。于是，半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠里例如設(shè)置10臺(tái)LPCVD裝置的話，就需要其全部LPCVD裝置同時(shí)運(yùn)行，也能充分供給材料氣體這樣的供給設(shè)備和輸送設(shè)備。
并且，對(duì)LPCVD裝置來(lái)說(shuō)，不是僅僅供給甲硅烷氣體等的材料氣體，而且供給冷卻水，用于冷卻處理室溫度調(diào)節(jié)中使用的加熱器或泵。與材料氣體的消耗流量同樣，例如加熱加熱器時(shí)需要大量冷卻水，但不加熱時(shí)，冷卻水的水量很小就行。
同樣，向LPCVD裝置供給清洗氣體，用于清洗處理室內(nèi)部。這種清洗氣體在對(duì)處理室內(nèi)部進(jìn)行清洗時(shí)才需要，除此以外就不需要了。
進(jìn)而，近年來(lái)，以提高生產(chǎn)率為目的，半導(dǎo)體晶片尺寸有大型化的趨勢(shì)。與這樣的半導(dǎo)體晶片尺寸大型化相適應(yīng)，半導(dǎo)體制造裝置，例如LPCVD裝置的處理室正在大型化，消耗的材料氣體、藥液的使用量增大起來(lái)。結(jié)果，能充分供給材料氣體或藥液的大型的供給設(shè)備或輸送設(shè)備成為必要。并且，為這種供給設(shè)備和輸送設(shè)備的大型化，需要巨大的投資。
進(jìn)而，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)供給設(shè)備或輸送設(shè)備小型化的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)。
進(jìn)而，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高供給效率或輸送效率的襯底處理方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第1特征是，作為半導(dǎo)體制造裝置，具備由外部供給源供給襯底處理上需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給外部的緩沖部件。
本發(fā)明的第2特征是，作為半導(dǎo)體制造裝置，具備進(jìn)行襯底處理的處理室；和在處理室內(nèi)部或該裝置內(nèi)部，由外部供給源供給襯底處理上需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存物質(zhì)供給處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部的緩沖部件。
本發(fā)明的第3特征是，作為半導(dǎo)體制造系統(tǒng)具備供給襯底處理上需要的物質(zhì)的外部供給源；至少具備進(jìn)行襯底處理的處理室的半導(dǎo)體制造裝置；從外部源供給物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給處理室或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部的緩沖部件；以及控制從外部供給源向緩沖部件供給物質(zhì)和從緩沖部件向處理室或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部供給物質(zhì)的控制部件。
進(jìn)而，本發(fā)明的第3特征是，作為半導(dǎo)體制造系統(tǒng)還具備計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)(CIMcomputer integrated manufacturing)，綜合性進(jìn)行外部供給源的物質(zhì)供給控制、半導(dǎo)體制造裝置的運(yùn)行控制、緩沖部件的供給控制和貯存控制、以及控制部件的控制。進(jìn)而，本發(fā)明的第3特征是作為半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)具備至少管理襯底處理工作進(jìn)度和制造進(jìn)度的管理數(shù)據(jù)庫(kù)，按照管理數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)記錄的工作進(jìn)度和制造進(jìn)度，從外部供給源通過(guò)緩沖部件，控制供給半導(dǎo)體制造裝置的物質(zhì)供給速度、供給順序的至少一種。
本發(fā)明的第4特征是，作為襯底處理方法具有從外部供給源將至少一次以上的襯底處理上需要的定量物質(zhì)貯存到緩沖部件的工序，和將貯存于緩沖部件內(nèi)的定量物質(zhì)供給進(jìn)行襯底處理的處理室內(nèi)部或具備處理室的半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部的工序。
圖2是說(shuō)明

圖1示出的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中向緩沖部件輸送物質(zhì)的第1充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖3是說(shuō)明圖1示出的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中向緩沖部件輸送物質(zhì)的第2充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖4是說(shuō)明圖1示出的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中向緩沖部件輸送物質(zhì)的第3充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖5是說(shuō)明圖1示出的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中從緩沖部件向處理室輸送物質(zhì)的第1充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖6是說(shuō)明圖1示出的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中從緩沖部件向處理室輸送物質(zhì)的第2充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖7是說(shuō)明圖1示出的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中從緩沖部件向處理室輸送物質(zhì)的第3充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖8是表示圖7所示半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的序列圖。
圖9是表示圖7所示半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，半導(dǎo)體晶片近旁的甲硅烷氣體濃度與時(shí)間的關(guān)系圖。
圖10是表示圖7所示半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，半導(dǎo)體晶片表面上的多晶硅膜的成膜速率與成膜膜厚和成膜時(shí)間的關(guān)系圖。
圖11是說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中向緩沖部件輸送液體源的充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖12是說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中向緩沖部件輸送固體源的充填控制方法的方框構(gòu)成圖。
圖13是本發(fā)明第2實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的方框構(gòu)成圖。
圖14是本發(fā)明第3實(shí)施方案的第1變形例半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)方框構(gòu)成圖。
圖15是本發(fā)明第3實(shí)施方案的第2變形例半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)方框構(gòu)成圖。
圖16是本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的方框構(gòu)成圖。
圖17是本發(fā)明第4實(shí)施方案的變形例的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)方框構(gòu)成圖。
圖18是本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的方框構(gòu)成圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、1(1)-1(6)、1A-1F 半導(dǎo)體制造裝置2處理室20 外部供給源21 甲硅烷氣體瓶22 氮?dú)獍l(fā)生器23 氟氣發(fā)生器25 液體貯藏容器202 熱器4、4(1)-4(3)、4B、4D-4F 緩沖部件4C 主緩沖部件4C1-4C3 副緩沖部件5 測(cè)定部件6、6(1)-6(3)、6D-6F 控制部件701-703、725-727、801氣動(dòng)閥710 壓力調(diào)節(jié)器711、811 質(zhì)量流控制器712、812 傳導(dǎo)控制器721-723 分配閥802 閘式閥804 傍通管線805、808、3通閥807、809 回注閥10 產(chǎn)品管理數(shù)據(jù)庫(kù)11 裝置管理數(shù)據(jù)庫(kù)12 工廠內(nèi)綜合緩沖控制器13 局域網(wǎng)30 真空排氣泵31 除害裝置
32 排氣管35 回收用緩沖部件36 排氣氣體臨時(shí)待避用緩沖部件37 排氣壓縮用壓縮器90 一級(jí)供給配管93 排水管94 濃縮/精制裝置100 潔凈室101 上層102 下層第1實(shí)施方案本發(fā)明的第1實(shí)施方案是，采用LPCVD裝置作為半導(dǎo)體制造裝置，將本發(fā)明應(yīng)用于該半導(dǎo)體制造裝置、由該半導(dǎo)體制造裝置構(gòu)成的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)、以及其使用的襯底處理方法。
半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的基本構(gòu)造如圖1所示，本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1是使用甲硅烷氣體作為材料氣體，在半導(dǎo)體晶片表面上形成多晶硅膜的LPCVD裝置。即，半導(dǎo)體制造裝置1至少具備進(jìn)行襯底處理的處理室2，和從外部供給源20向處理室2內(nèi)部或該裝置內(nèi)部供給處理上需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可把該貯存的物質(zhì)供給處理室2內(nèi)部或裝置內(nèi)部的緩沖部件4。
這里，本發(fā)明的第1實(shí)施方案中，所謂「襯底處理」，意思是指在以IV族元素或III-V族元素為主體形成的半導(dǎo)體晶片、使用于液晶顯示器等的玻璃襯底、使用于布線電路板等的絕緣性襯底等的襯底上，進(jìn)行形成導(dǎo)電膜或絕緣膜等薄膜的處理、蝕刻處理等的處理。所謂「襯底處理上需要的物質(zhì)」至少包括襯底處理上直接地使用的材料氣體等的氣體、或者藥液或溶劑等的液體、或者包括粉末或顆粒等的固體、或者襯底處理上間接使用的清洗氣體等的氣體、冷卻水之類的液體等物質(zhì)。所謂「外部供給源」，意思是指配置于半導(dǎo)體制造裝置1外部的物質(zhì)供給源。
半導(dǎo)體制造裝置1還具備控制緩沖部件4內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的控制部件6、和測(cè)定緩沖部件4內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的測(cè)定部件5。
半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠，一般的說(shuō)，在潔凈室100內(nèi)部的上層(Fab層)101配置半導(dǎo)體制造裝置1。半導(dǎo)體制造裝置1的處理室2具備由高純度石英形成的反應(yīng)管201和不帶符號(hào)，但配置于該反應(yīng)管201內(nèi)部保持半導(dǎo)體晶片等襯底的棚架狀舟皿。在反應(yīng)管201周圍設(shè)置進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的加熱器202。
本發(fā)明第1實(shí)施方案的緩沖部件4是半導(dǎo)體制造裝置1內(nèi)裝的內(nèi)裝式。緩沖部件4配置在外部供給源20與處理室2之間，貯存至少一次或其以上次數(shù)處理中使用的定量物質(zhì)，可將該貯存的定量物質(zhì)供給處理室2內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置1的內(nèi)部。這里，所謂「物質(zhì)的貯存」，意思是指一度暫時(shí)保管從外部供給源20連續(xù)地或間歇地供給的物質(zhì)。考慮到對(duì)物質(zhì)的耐腐蝕性、耐壓性、生產(chǎn)性等，對(duì)緩沖部件4而言，可以用石英、金屬等材料形成，實(shí)際上使用具有適當(dāng)內(nèi)部容積的罐。
外部供給源20具備甲硅烷氣體瓶21、氮?dú)獍l(fā)生器22、及氟氣發(fā)生器23。甲硅烷氣體瓶21和氮?dú)獍l(fā)生器22設(shè)在潔凈室100的外部。甲硅烷氣體瓶21是用作材料氣體的甲硅烷氣體供給源。甲硅烷氣體通過(guò)氣動(dòng)閥702送給緩沖部件4。氮?dú)獍l(fā)生器22是氮?dú)獾墓┙o源。使用氮?dú)馐菫榱藘艋彌_部件4和處理室2內(nèi)部，進(jìn)而作為反應(yīng)時(shí)的稀釋氣體，或使處理室2內(nèi)部壓力恢復(fù)到1×105Pa。該氮?dú)馔ㄟ^(guò)氣動(dòng)閥703送給緩沖部件4。氟氣發(fā)生器23設(shè)于潔凈室100的下層(Sub-Fab層)102。氟氣發(fā)生器23是蝕刻除去處理室2內(nèi)壁、或其它內(nèi)裝的石英、碳化硅制部件表面上附著硅膜的清洗氣體供給源。該氟氣通過(guò)氣動(dòng)閥701送給緩沖部件4。
緩沖部件4與處理室2之間由氣動(dòng)閥801分?jǐn)?，緩沖部件4內(nèi)貯存的物質(zhì)，即甲硅烷氣體、氮?dú)饣蚍鷼饪赏ㄟ^(guò)氣動(dòng)閥801送到處理室2內(nèi)部。
半導(dǎo)體制造裝置1的測(cè)定部件5連接到緩沖部件4，例如由壓力計(jì)構(gòu)成。該測(cè)定部件5測(cè)定緩沖部件4內(nèi)部的充填壓力(物質(zhì)狀態(tài))。
從緩沖部件4送給處理室2的物質(zhì)，例如甲硅烷氣體，在處理室2內(nèi)部用加熱器202加熱，利用LPCVD反應(yīng)，在半導(dǎo)體晶片表面上形成多晶硅膜。另一方面，氟氣利用蝕刻反應(yīng)，清洗處理室2內(nèi)壁。LPCVD反應(yīng)或蝕刻反應(yīng)以后，處理室2內(nèi)部的反應(yīng)生成氣體或未反應(yīng)氣體，通過(guò)閘式閥802，由真空排氣泵30排出。
閘式閥802可隨其開(kāi)閉度調(diào)節(jié)流體的傳導(dǎo)性，兼有處理室2內(nèi)部的壓力調(diào)整功能和切斷功能。真空排氣泵30設(shè)于潔凈室100的下層102。由真空排氣泵30排出的排出氣體，在除害裝置31安全處理以后，向設(shè)于潔凈室100內(nèi)下層102的排氣通風(fēng)道32排出。
半導(dǎo)體制造裝置1的控制部件6可以控制加熱器202、測(cè)定部件5、氣動(dòng)閥701～703、801和閘式閥802，就能夠控制半導(dǎo)體制造裝置1的自身動(dòng)作?？刂撇考?通過(guò)計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的局域網(wǎng)(LAN)13，分別連接到對(duì)LPCVD工序的條件(レシピ)進(jìn)行執(zhí)行管理的產(chǎn)品管理數(shù)據(jù)庫(kù)10、對(duì)半導(dǎo)體制造裝置1進(jìn)行動(dòng)作管理的裝置管理數(shù)據(jù)庫(kù)11、工廠內(nèi)綜合緩沖控制器12。將處理室2中圖未示出的壓力計(jì)或加熱器202的輸出，即處理室2內(nèi)部的壓力(爐內(nèi)壓力)、溫度(爐內(nèi)溫度)等測(cè)定值輸出到控制部件6?？刂撇考?把這些條件(レシピ)等的成膜信息變成經(jīng)由局域網(wǎng)13輸出到產(chǎn)品管理數(shù)據(jù)庫(kù)10。
這樣本發(fā)明第1實(shí)施方案中，具備供給襯底處理方面需要物質(zhì)的外部供給源20、至少具備進(jìn)行襯底處理的處理室2的半導(dǎo)體制造裝置1、從外部供給源20供給物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，能將該貯存的物質(zhì)供給處理室2內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置1內(nèi)部的緩沖部件4、控制從外部供給源20向緩沖部件4供給物質(zhì)和從緩沖部件4向處理室2內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置1內(nèi)部供給物質(zhì)的控制部件6，并構(gòu)成半導(dǎo)體制造系統(tǒng)。
半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的動(dòng)作以及襯底處理方法下面，就如前述一樣按照LPCVD法在半導(dǎo)體晶片表面上形成多晶硅膜的場(chǎng)合，說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的動(dòng)作及襯底處理方法。
(1)首先，把未處理的半導(dǎo)體晶片搬送到半導(dǎo)體制造裝置1以前，從計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)品管理數(shù)據(jù)庫(kù)10，經(jīng)由局域網(wǎng)13，把LPCVD工序的例如以下的條件(レシピ)作為信息輸入半導(dǎo)體制造裝置1的控制部件6。
a.多晶硅膜的成膜厚度100nmb.成膜溫度620℃c.甲硅烷氣體的流量100sccmd.成膜壓力26.6Pae.成膜時(shí)間10分鐘用于形成該多晶硅膜的甲硅烷氣體總量由下式表示。
100sccm×10分鐘＝1000scc(氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1000cm3體積)這里，半導(dǎo)體制造裝置1的緩沖部件4內(nèi)部容積設(shè)定為例如1000scc。
(2)按照輸入控制部件6的信息，控制部件6一旦打開(kāi)閘式閥802，借助于真空排氣泵30，使處理室2內(nèi)部排氣直到充分低的壓力。
(3)而后，控制部件6關(guān)閉閘式閥802，打開(kāi)氣動(dòng)閥702，從甲硅烷氣體瓶21向緩沖部件4供給甲硅烷氣體。向緩沖部件4內(nèi)部充填1000scc的甲硅烷氣體以后，控制部件6通過(guò)關(guān)閉氣動(dòng)閥702，封閉緩沖部件4，就能在緩沖部件4內(nèi)貯存甲硅烷氣體(暫時(shí)性保管)。
利用圖2到圖4，說(shuō)明甲硅烷氣體向緩沖部件4的充填控制方法代表例。
圖2中示出的第1充填控制方法是通過(guò)調(diào)整物質(zhì)壓力控制充填的方法。即，可在外部供給源20的甲硅烷氣體瓶21與緩沖部件4之間，在氣動(dòng)閥702的前段(或后段)，配備按照控制部件6的指示自動(dòng)地進(jìn)行規(guī)定壓力調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)器710，利用該壓力調(diào)節(jié)器710就可以控制向緩沖部件4的物質(zhì)充填量。實(shí)用上可以例如將減壓閥用作壓力調(diào)節(jié)器710。由于用減壓閥將甲硅烷氣體的壓力保持在26.6Pa，就可以稱量緩沖部件4內(nèi)貯存甲硅烷氣體的充填量1000scc。
圖3示出的第2充填控制方法是利用物質(zhì)流量和時(shí)間控制充填的方法。即，在外部供給源20的甲硅烷氣體瓶21與緩沖部件4之間，在氣動(dòng)閥702的前段(或后段)配備質(zhì)量流控制器711，可借助于該質(zhì)量流控制器711，控制物質(zhì)向緩沖部件4的充填量。例如，采用以一定流量2s1m，30秒鐘，使甲硅烷氣體充填到緩沖部件4內(nèi)的辦法，就可以把1000scc甲硅烷氣體充填到緩沖部件4內(nèi)。在這里，也可以使用便宜的質(zhì)量流量計(jì)來(lái)代替質(zhì)量流控制器711，使用控制由該質(zhì)量流量計(jì)輸出的累計(jì)值到1000scc的充填量的方法。
圖4中示出的第3充填控制方法是按照安裝于緩沖部件4的測(cè)定部件5所輸出的壓力測(cè)定值，控制充填的方法。也就是，測(cè)定部件5的壓力測(cè)定值達(dá)到規(guī)定的壓力時(shí)，可以關(guān)閉氣動(dòng)閥702，控制緩沖部件4內(nèi)部的充填量。這時(shí)，充填壓力上升迅速的場(chǎng)合，理想的是在氣動(dòng)閥702的前段配備傳導(dǎo)控制器712，由測(cè)定部件5的壓力測(cè)定值反饋控制充填壓力。在傳導(dǎo)控制器712上，可以采用降低液體傳導(dǎo)的噴嘴，調(diào)整開(kāi)度的辦法，實(shí)際上使用能調(diào)節(jié)傳導(dǎo)的壓電閥等。
上述第1到第3的充填控制方法中，從甲硅烷氣體瓶21分支到多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1的供給分支點(diǎn)前段的上游側(cè)，采用配置壓力調(diào)節(jié)器710、質(zhì)量流控制器711或傳導(dǎo)控制器712的辦法，可以由多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1共用比較昂貴的這些機(jī)器。
圖2中示出的第1充填控制方法或圖4中示出的第3充填控制方法，如圖3所示第2充填控制方法那樣，不用質(zhì)量流控制器711(或質(zhì)量流量計(jì))進(jìn)行流量測(cè)定，因而為了精密地控制充填流量需要設(shè)定溫度和壓力為氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整或測(cè)定緩沖部件4內(nèi)部物質(zhì)的狀態(tài)，例如可進(jìn)行溫度的調(diào)整或測(cè)定，校正壓力設(shè)定值。在本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，考慮到產(chǎn)品(例如半導(dǎo)體器件)的用途、產(chǎn)品要求的說(shuō)明書(shū)、產(chǎn)品成本等的均衡，可以適當(dāng)使用第1到第3充填控制方法任選一種的最佳方法，或組合幾種的方法。
本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，如前述一樣具備緩沖部件4，因而實(shí)際上與多晶硅膜的成膜時(shí)間無(wú)關(guān)，可以在比成膜時(shí)間還短的時(shí)間把甲硅烷氣體送到緩沖部件4將其貯存起來(lái)。即，能夠縮短半導(dǎo)體制造裝置1與外部供給源20之間有效聯(lián)系的時(shí)間。并且，在處理室2內(nèi)部實(shí)際成膜開(kāi)始前，由于緩沖部件4內(nèi)貯存著甲硅烷氣體，萬(wàn)一發(fā)生半導(dǎo)體制造系統(tǒng)(半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠)的事故或故障、人為性錯(cuò)誤導(dǎo)致的甲硅烷氣體供給停止、減少等，也能格外減少對(duì)多晶硅膜成膜的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定地形成多晶硅膜。結(jié)果，可以提高供給效率或輸送效率。
另一方面，反之，可在比多晶硅膜的成膜時(shí)間還長(zhǎng)的時(shí)間，把甲硅烷氣體送給緩沖部件4將其貯存起來(lái)。也就是說(shuō)，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的供給設(shè)備或輸送設(shè)備小型化，例如縮小供給管徑。其結(jié)果，可以大幅度削減供給設(shè)備或輸送設(shè)備需要的設(shè)備費(fèi)用。
(4)在緩沖部件4內(nèi)充填并貯存了甲硅烷氣體以后，或并行把半導(dǎo)體晶片搬入(搬送)處理室2內(nèi)部并排出處理室2內(nèi)部大氣以后，進(jìn)行多晶硅膜的成膜準(zhǔn)備。在這里，用加熱器202，將處理室2內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)到620℃，或打開(kāi)閘式閥802，用真空排氣泵30把處理室2內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)到26，6Pa。
這里，處理室2內(nèi)部，在半導(dǎo)體晶片表面上形成多晶硅膜之際，如圖5所示，在氣動(dòng)閥801與處理室2之間即緩沖部件4的下游側(cè)配置質(zhì)量流控制器811，可以借助于該質(zhì)量流控制器811進(jìn)行從緩沖部件4向處理室2的甲硅烷氣體流量控制。
并且，如圖6所示，在緩沖部件4的下游側(cè)配置傳導(dǎo)控制器812，采用氣動(dòng)閥801和傳導(dǎo)控制器812并用的辦法，不用圖5中所示質(zhì)量流控制器811，也能控制從緩沖部件4向處理室2的甲硅烷氣體流量。就傳導(dǎo)控制器812而言，實(shí)用上可以使用具有隨開(kāi)閉度調(diào)整傳導(dǎo)功能的噴嘴、能調(diào)節(jié)傳導(dǎo)的壓電閥等。傳導(dǎo)控制器812一定程度減少例如安裝于緩沖部件4的測(cè)定部件5輸出值(例如壓力值)，這里10分鐘內(nèi)用完1×105Pa壓力甲硅烷，因而通過(guò)調(diào)節(jié)使之按1×104pa/min的比率減少，可以實(shí)現(xiàn)甲硅烷氣體的流量控制。
這樣，在多晶硅膜的成膜時(shí)，通過(guò)控制甲硅烷氣體的流量，就不需要在制造工序的前面階段精確測(cè)定成膜中使用的甲硅烷氣體量-1000scc。
(5)在100sccm、10分鐘的條件下，形成多晶硅膜。這里，成膜后，緩沖部件4內(nèi)部殘留的甲硅烷氣體，如圖1所示，不通過(guò)處理室2，通過(guò)利用控制閥803的開(kāi)閉，控制導(dǎo)通、不通的旁通管線804，可由真空排氣泵30排出。并且，緩沖部件4內(nèi)部殘留的甲硅烷氣體貯存起來(lái)用作下次成膜部分。
(6)用真空排氣泵30排出的未處理甲硅烷氣體等，在除害裝置31作安全處理，而后，排出到排氣通風(fēng)道32里。
而且，在這些一連串襯底處理工序結(jié)束的階段，按照LPCVD法，給半導(dǎo)體晶片表面形成多晶硅膜的工藝就結(jié)束了。
對(duì)分批方式的應(yīng)用這里，說(shuō)明把本發(fā)明應(yīng)用于處理室2內(nèi)安置多片半導(dǎo)體晶片例如100～200片半導(dǎo)體晶片，采用批處理方式在這些半導(dǎo)體晶片表面上一次進(jìn)行多晶硅膜成膜的半導(dǎo)體制造裝置(LPCVD裝置)的情況。
在批處理方式的半導(dǎo)體制造裝置1中，首先在縱型的處理室(縱型LPCVD爐)2內(nèi)部，以規(guī)定間隔例如5mm間隔沿縱向疊裝半導(dǎo)體晶片。然后，加熱處理室2內(nèi)部例如直到反應(yīng)溫度620℃使其穩(wěn)定以后，向處理室2內(nèi)部，借助于質(zhì)量流控制器等供給流量控制狀態(tài)的甲硅烷氣體。但是，因?yàn)樵谏嫌蝹?cè)消耗供給處理室2內(nèi)部的甲硅烷氣體，而且發(fā)生反應(yīng)生成氣體，所以在下游一側(cè)甲硅烷氣體濃度相對(duì)地變得稀薄起來(lái)，使成膜反應(yīng)變慢。具體點(diǎn)說(shuō)，如下述的反應(yīng)式所示，甲硅烷氣體隨成膜反應(yīng)和氣相反應(yīng)而消耗，發(fā)生亞甲硅基(SiH2)和氫氣(H2)，因此在下游一側(cè)減少了甲硅烷氣體(SiH4)的分壓，成膜速度下降。
(氣相反應(yīng))(成膜反應(yīng))(成膜反應(yīng))于是，多片層疊半導(dǎo)體晶片的處理室2內(nèi)部，相繼在規(guī)定流量，例如100sccm的流量供給甲硅烷氣體的場(chǎng)合，下游一側(cè)疊裝的半導(dǎo)體晶片因上述理由而使成膜速度變慢。疊裝的上下半導(dǎo)體晶片間的間隙(尺寸)，一般比半導(dǎo)體晶片半徑(尺寸)小，這里設(shè)定為5mm，因而甲硅烷氣體是在這樣狹小的間隙空間從半導(dǎo)體晶片的外邊緣向中心通過(guò)擴(kuò)散供應(yīng)的。也就是說(shuō)，如果以半導(dǎo)體晶片單位來(lái)觀察的話，半導(dǎo)體晶片外邊緣部分是上游一側(cè)，中心部分成為下游一側(cè)。其結(jié)果，半導(dǎo)體晶片外邊緣部分多晶硅膜的成膜速度比中心部分的成膜速度將加快，半導(dǎo)體晶片中心部分的多晶硅膜的成膜膜厚減薄。
本發(fā)明第1的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，具備緩沖部件4，從該緩沖部件4，利用如圖5中所示的這種質(zhì)量流控制器811，或利用如6中所示的這種傳導(dǎo)控制器812，控制成膜時(shí)的甲硅烷氣體流量，因而能夠獲得均勻的成膜膜厚。并且，具備緩沖部件4，如圖7所示，即使不管理全部甲硅烷氣體流量，也能以供給處理室2的甲硅烷氣體總量，控制成膜中使用的甲硅烷氣體供給量，因而同樣能夠獲得均勻的成膜膜厚。
圖8中表示使用圖7所示氣體供給系統(tǒng)時(shí)的LPCVD法順序。
(1)首先，最初在襯底處理即半導(dǎo)體晶片表面上形成多晶硅膜而需要的甲硅烷氣體，從外部供給源20的甲硅烷氣體瓶21供給緩沖部件4。緩沖部件4暫時(shí)性貯存該甲硅烷氣體(S80)。該貯存的時(shí)候，要稱量甲硅烷氣體的量，控制甲硅烷氣體的貯存量。
本發(fā)明第1實(shí)施方案中，如前述那樣具備緩沖部件4，采用彌補(bǔ)需要時(shí)與供給時(shí)的時(shí)間差的辦法，使甲硅烷氣體供給能力不會(huì)過(guò)剩，可以削減供給設(shè)備或輸送設(shè)備所需的成本。進(jìn)而，不是用流量控制甲硅烷氣體的供給量，而是用甲硅烷氣體的總量進(jìn)行控制，成為能夠迅速供給甲硅烷氣體、控制固體材料或液體材料的氣化、以及供給化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的中間前驅(qū)體等。
(2)打開(kāi)閘式閥802，用真空排氣泵30使處理室2內(nèi)部充分排氣(S81)。
(3)在處理室2內(nèi)部壓力下降到0.133Pa的狀態(tài)，完全關(guān)閉連到真空排氣泵30的閘式閥802，把處理室2內(nèi)部密封為真空狀態(tài)(S82)。
(4)完全打開(kāi)連接處理室2與緩沖部件4之間的氣動(dòng)閥801，使設(shè)定目標(biāo)成膜上需要量的甲硅烷氣體，在幾秒鐘以內(nèi)充填到處理室2內(nèi)部(S83)。其結(jié)果，如前述那樣，疊裝的上下半導(dǎo)體晶片間的間隙狹小空間內(nèi)也會(huì)迅速充滿甲硅烷氣體，在相對(duì)于甲硅烷氣體的反應(yīng)速度以足夠快的速度，就能使甲硅烷氣體擴(kuò)散到各個(gè)角落。即，能夠減少因甲硅烷氣體的擴(kuò)散速率造成的成膜膜厚不均勻性，可成膜膜厚均一性優(yōu)等的多晶硅膜。
在這里，圖9中示出半導(dǎo)體晶片近旁的甲硅烷氣體濃度與時(shí)間的關(guān)系。圖10中示出半導(dǎo)體晶片表面上的多晶硅膜的成膜速率和成膜膜厚與成膜時(shí)間的關(guān)系。利用圖7中所示供給系統(tǒng)的場(chǎng)合，與用質(zhì)量流控制器等控制甲硅烷氣體供給流量成膜的場(chǎng)合不同，如圖9所示，隨成膜時(shí)間的增加，甲硅烷氣體濃度減少，因而如圖10所示，多晶硅膜成膜速率對(duì)時(shí)間變化不是固定的。設(shè)定目標(biāo)的膜厚即瞄準(zhǔn)的膜厚，可由成膜速率數(shù)據(jù)通過(guò)積分求出，由該瞄準(zhǔn)膜厚決定成膜時(shí)間。如圖10所示，成膜剛開(kāi)始不久的成膜速率快，而隨時(shí)間過(guò)去，成膜速率依次漸漸變慢穩(wěn)定起來(lái)。目標(biāo)膜厚所需的成膜時(shí)間從成膜開(kāi)始較短，目標(biāo)膜厚附近的成膜速率較慢穩(wěn)定起來(lái)。于是，多晶硅膜用較短的成膜時(shí)間就能夠成膜，而且膜厚偏差也小，因而可進(jìn)行精密的膜厚控制。
(5)在能夠獲得圖10中所示目標(biāo)膜厚以前，進(jìn)行多晶硅膜的成膜(S84)。
(6)達(dá)到目標(biāo)膜厚的成膜時(shí)間過(guò)去后，完全打開(kāi)閘式閥802，用真空排氣泵，把處理室2內(nèi)部甲硅烷氣體的未反應(yīng)氣體排出處理室2外部，結(jié)束成膜處理(S85)。
對(duì)摻雜硅膜成膜的應(yīng)用本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)不僅限定于上述非摻雜多晶硅膜的成膜方法，也能應(yīng)用于摻雜多晶硅膜(或單晶硅膜)的成膜方法，在成膜中摻入作為砷(As)、硼(B)、磷(P)等施主或受主使用的雜質(zhì)、作為與硅同一IV族元素的鍺(Ge)等的雜質(zhì)。
雖然圖未示出，但是為了進(jìn)行該摻雜多晶硅膜的成膜，半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，并列配備與貯存甲硅烷氣體的緩沖部件4同樣的另外雜質(zhì)導(dǎo)入用緩沖部件。在該緩沖部件貯存砷烷(AsH3)、硼烷(B2H6)、磷烷(PH3)、鍺烷(GeH4)等將變成摻雜物質(zhì)的源氣體，與甲硅烷氣體供給順序同樣，采用把貯存于雜質(zhì)導(dǎo)入用緩沖部件的源氣體供給處理室2內(nèi)部的辦法，能夠簡(jiǎn)單地形成摻雜多晶硅膜。
并且，在本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，也可以兼用貯存甲硅烷氣體的緩沖部件4，混合甲硅烷氣體和上述源氣體(砷烷等)存入緩沖部件4內(nèi)部。采用混合甲硅烷氣體和源氣體的狀態(tài)存入一個(gè)緩沖部件4內(nèi)部的辦法，在把這些氣體送到處理室2內(nèi)部之前，可以使緩沖部件4內(nèi)部的混合氣體摻雜濃度均勻化。
這時(shí)，在測(cè)定部件5，還配備質(zhì)量分析器、紅外線吸收光譜儀等測(cè)定器，可以從這些測(cè)定器，通過(guò)控制部件6把存入緩沖部件4內(nèi)部的混合氣體的分析結(jié)果輸出給計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)。按照其輸出結(jié)果，可在摻雜多晶硅膜成膜前精確測(cè)定混合氣體的各成分濃度，借助于氣動(dòng)閥702等控制流量，就很容易控制甲硅烷氣體、源氣體等分別向緩沖部件4的充填濃度。
并且，即使是只配備有壓力計(jì)的測(cè)定部件5，通過(guò)用壓力計(jì)測(cè)定順序貯存各自甲硅烷氣體、源氣體時(shí)的壓力增加部分，也能簡(jiǎn)易算出混合氣體的混合比。
另外，與混合氣體往緩沖部件4內(nèi)部的貯存方法無(wú)關(guān)，摻雜多晶硅膜的成膜方法與非摻雜多晶硅膜的成膜方法基本上是同樣的。
對(duì)絕緣膜成膜的應(yīng)用液體源本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)不僅限定于上述非摻雜和摻雜的多晶硅膜成膜方法，而且也能應(yīng)用于絕緣膜的成膜方法。這里，說(shuō)明將本發(fā)明應(yīng)用于用LPCVD法的鉭氧化物膜的成膜方法的例子。
如圖11所示，半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的外部供給源20中，配置常壓和常溫狀態(tài)下貯藏液體的五乙氧基鉭(PET)的液體貯藏容器25。該五乙氧基鉭，通過(guò)用重量計(jì)量器251的重量計(jì)量、用液面位置傳感器252的液面位置測(cè)量、用液體稱量器253的稱量計(jì)量和用液體質(zhì)量流控制器254的流體控制的至少任一種，只以襯底處理上需要的量供給緩沖部件4。
半導(dǎo)體制造裝置1的緩沖部件4中，還配置進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的加熱器和溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)40。送到緩沖部件4內(nèi)部的五乙氧基鉭，用加熱器和溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)40在沒(méi)有發(fā)生熱反應(yīng)的狀態(tài)下被氣化，隨著從由液體變化成氣體，在氣體的狀態(tài)下貯存于緩沖部件4內(nèi)部。
將貯存緩沖部件4內(nèi)的五乙氧基鉭送到處理室2內(nèi)部，與用甲硅烷氣體的多晶硅膜成膜方法同樣，就能夠用LPCVD法形成鉭氧化物膜。
這樣，在本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，配備緩沖部件4，因而對(duì)常壓和常溫狀態(tài)下作為液體物質(zhì)(PET)的氣相LPCVD反應(yīng)，不會(huì)發(fā)生因氣化器能力等引起的物質(zhì)供給不足之類問(wèn)題，而是能夠供給鉭氧化物膜成膜上需要量的源氣體。
對(duì)金屬膜成膜的應(yīng)用固體源、液體源本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)也能應(yīng)用于金屬膜(鉑金屬膜)的成膜方法。這里，說(shuō)明將本發(fā)明應(yīng)用于用LPCVD法的釕膜的成膜方法的例子。
如圖12所示，半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的外部供給源20中，配置常壓和常溫狀態(tài)下貯藏粉體狀、顆粒狀或丸狀固體的二(環(huán)戊二烯基)釕(Ru(Cp)2)固體貯藏容器26。該二(環(huán)戊二烯基)釕，通過(guò)用重量計(jì)量器261的重量計(jì)量、用重量稱量器263的稱量計(jì)量、對(duì)粉體數(shù)、顆粒數(shù)或丸數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器264的至少任一種，只以襯底處理上需要的量供給緩沖部件4。
半導(dǎo)體制造裝置1的緩沖部件4中，與圖11所示的半導(dǎo)體制造裝置1同樣，配置進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的加熱器和溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)40。送到緩沖部件4內(nèi)部的二(環(huán)戊二烯基)釕，由加熱器和溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)40氣化，隨著從由固體變化成氣體，在氣體的狀態(tài)下貯存于緩沖部件4內(nèi)部。
將貯存在緩沖部件4內(nèi)的二(環(huán)戊二烯基)釕送到處理室2內(nèi)部，與用甲硅烷氣體的多晶硅膜成膜方法同樣，能夠用LPCVD法形成釕膜。
這樣，在本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，配備緩沖部件4，因而對(duì)常壓和常溫狀態(tài)下作為固體物質(zhì)(Ru(Cp)2)的氣相LPCVD反應(yīng)，不會(huì)發(fā)生因氣化器能力等引起的物質(zhì)供給不足之類問(wèn)題，而是能夠供給釕膜成膜上需要量的源氣體。
另外，至于釕膜成膜方法，也可以使用常壓狀態(tài)和常溫狀態(tài)下液體的二(乙基-環(huán)戊二烯基)釕(Ru(EtCp)2)。這種場(chǎng)合，可以使用與圖11所示半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)相同設(shè)備，形成釕膜。
第2實(shí)施方案本發(fā)明第2實(shí)施方案是說(shuō)明構(gòu)成本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1內(nèi)裝的的緩沖部件4作為外加半導(dǎo)體制造裝置的例子。
如圖13所示，本發(fā)明第2實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，與具有處理室2的半導(dǎo)體制造裝置1不同，配置外加半導(dǎo)體制造裝置1A。半導(dǎo)體制造裝置1A具備由外部供給源20供給襯底處理上需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給外部即半導(dǎo)體制造裝置1的處理室2的緩沖部件4。
進(jìn)而半導(dǎo)體制造裝置1A配備控制緩沖部件4內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的控制部件6A和測(cè)定緩沖部件4內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的測(cè)定部件5。進(jìn)而，半導(dǎo)體制造裝置1A配備控制從外部供給源20的甲硅烷氣體瓶21來(lái)的甲硅烷氣體供給的氣動(dòng)閥702、控制從氮?dú)獍l(fā)生器22來(lái)的氮?dú)夤┙o的氣動(dòng)閥703、控制從氟氣發(fā)生器23來(lái)的氟氣供給的氣動(dòng)閥701、控制從緩沖部件4向半導(dǎo)體制造裝置1的處理室2供給物質(zhì)的氣動(dòng)閥801。這些氣動(dòng)閥701～703、801，由緩沖部件4的控制方面專用性配置的控制部件6A來(lái)控制?？刂撇考?A自身連到局域網(wǎng)13，因計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)管理并控制。
半導(dǎo)體制造裝置1的構(gòu)造，除構(gòu)成裝置管理數(shù)據(jù)庫(kù)1A的緩沖部件4、測(cè)定部件5、氣動(dòng)閥701～703和801外，基本上與本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1構(gòu)造相同。另外，半導(dǎo)體制造裝置1的控制部件6，因?qū)Ｓ眯耘渲迷诎雽?dǎo)體裝置1A中進(jìn)行緩沖部件4控制的控制部件6A，因而成為進(jìn)行用本來(lái)的LPCVD法成膜控制上需要的控制，例如進(jìn)行加熱器202的溫度控制、閘式閥802的開(kāi)閉控制等。
這樣，本發(fā)明第2實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1A至少具備緩沖部件4，實(shí)際上作為進(jìn)行成膜的半導(dǎo)體制造裝置1的外加裝置來(lái)配置。于是，獲得與用本發(fā)明第1實(shí)施方案半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)得到的效果同樣的效果，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體制造裝置1自身的小型化。進(jìn)而，配備緩沖部件4的半導(dǎo)體制造裝置1A具備通用性，可自由進(jìn)行裝配其它半導(dǎo)體制造裝置，例如濺射裝置、蝕刻裝置、清洗裝置等。
第3實(shí)施方案本發(fā)明的第3實(shí)施方案就本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，在半導(dǎo)體制造裝置1的處理室2的反應(yīng)管201內(nèi)壁清洗方法方面，說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的例子。
基本的清洗方法在本發(fā)明第1實(shí)施方案半導(dǎo)體制造裝置1的反應(yīng)管201內(nèi)部，按照前面例子，用LPCVD法形成多晶硅膜，因而這里說(shuō)明附著于反應(yīng)管201內(nèi)壁的硅膜清洗方法。另外，在這里，利用圖1進(jìn)行說(shuō)明。并且，半導(dǎo)體晶片上形成硅膜的處理是直接地襯底處理，但附著于反應(yīng)管201內(nèi)壁的硅膜清洗處理是認(rèn)為對(duì)半導(dǎo)體晶片上形成硅膜的處理上需要的間接性襯底處理。
(1)首先最初，從圖1中所示計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的裝置管理數(shù)據(jù)庫(kù)11通過(guò)局域網(wǎng)13，將清洗信息輸送給半導(dǎo)體制造裝置1的控制部件6。所謂「清洗信息」就是至少包括除去附著于半導(dǎo)體制造裝置1處理室2的反應(yīng)管201內(nèi)壁上的硅膜使需要的蝕刻條件等信息的信息。例如，反應(yīng)管201內(nèi)壁上附著的硅膜膜厚為100nm的場(chǎng)合，用清洗(蝕刻)法剝離的硅膜膜厚為100nm。為了剝離該硅膜，例如在溫度300℃和壓力1.333×103Pa環(huán)境下，需要5分鐘流過(guò)流量1000sccm氟氣的蝕刻。氟氣的總量為5000scc(＝1000sccm×5分鐘)。
(2)本發(fā)明第3實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1中，為了進(jìn)行處理室2的清洗，設(shè)定緩沖部件4的內(nèi)容積為5000scc。根據(jù)上述清洗信息，控制部件6打開(kāi)氣動(dòng)閥801，用真空排氣泵30給緩沖部件4內(nèi)部排氣直至充分低的壓力。
(3)然后，控制部件6關(guān)閉氣動(dòng)閥801，通過(guò)打開(kāi)氣動(dòng)閥701，從外部供給源20的氟氣發(fā)生器23向緩沖部件4內(nèi)部供給氟氣。
(4)如上述一樣，充填了相當(dāng)于緩沖部件4內(nèi)容積的5000scc(氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為5000cm3)氟氣以后，借助于控制部件6隨著關(guān)閉氣動(dòng)閥701，將氟氣貯存于緩沖部件4內(nèi)。
這里，氟氣發(fā)生器23通過(guò)KF與2HF的電分解反應(yīng)或KF與6HF的熱分解化學(xué)反應(yīng)，生成氟氣，氟氣的生成量為100sccm/min的場(chǎng)合，為了獲得清洗處理室2內(nèi)部需要的1000sccm氟氣流量，就需要大約十倍氟氣發(fā)生器23的規(guī)模。然而，這樣的氟氣流量需要時(shí)間為清洗時(shí)的大約5分鐘，此外就不需要。
本發(fā)明第3實(shí)施方案半導(dǎo)體制造裝置1中具備緩沖部件4，例如采取清洗開(kāi)始前，從50分鐘前開(kāi)始向緩沖部件4內(nèi)部貯存氟氣的辦法，不過(guò)是100sccm供給能力的氟氣發(fā)生器23也能與需要1000sccm氟氣的清洗適應(yīng)。
送往緩沖部件4內(nèi)部的貯存，可在前一階段工藝多晶硅膜的成膜結(jié)束后，剛從緩沖部件4內(nèi)部排出甲硅烷氣體后不久就開(kāi)始貯存。進(jìn)而，在反應(yīng)管201的凈化時(shí)間、常壓恢復(fù)時(shí)間、半導(dǎo)體晶片的取出時(shí)間、用于清洗的真空抽氣時(shí)間、以及熱穩(wěn)定時(shí)間等的清洗準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)，都可以重復(fù)把氟氣貯存到緩沖部件4內(nèi)，不會(huì)延長(zhǎng)有效的清洗時(shí)間。
進(jìn)而，本發(fā)明第3實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1或半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，使用緩沖部件4專用貯存甲硅烷氣體，相對(duì)于該緩沖部件4配備另外專用的清洗用緩沖部件，也可以變成為使其在該清洗用緩沖部件貯存氟氣。這時(shí)，清洗用緩沖部件也可以象本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1那樣內(nèi)裝，或象本發(fā)明第2實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1A一樣構(gòu)筑作為外加半導(dǎo)體制造裝置。
(5)而且，把貯存于緩沖部件4的氟氣送到處理室2內(nèi)部，進(jìn)行處理室2內(nèi)部的清洗。
一般地說(shuō)，半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，與多晶硅膜的成膜頻度相比，處理室2內(nèi)部的清洗頻度較少，因而可以進(jìn)一步縮小氟氣發(fā)生器23的供給能力。即，可以縮小外部供給源20的供給設(shè)備或輸送設(shè)備，或可以將供給設(shè)備或輸送設(shè)備方面需要的設(shè)備投資降低到最小限度。
就本發(fā)明第3實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，在處理室2內(nèi)部的清洗方法(蝕刻方法)方面，基本上與本發(fā)明第1實(shí)施方案半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中多晶硅膜成膜方法同樣。特別是，在清洗方法方面，可以檢測(cè)反應(yīng)管201內(nèi)部溫度上升終點(diǎn)、分析排放氣體等實(shí)時(shí)監(jiān)控清洗結(jié)束時(shí)刻(蝕刻結(jié)束時(shí)刻)。因此，不用由質(zhì)量流控制器811、傳導(dǎo)控制器812等控制流量，而根據(jù)氣體供給總量來(lái)控制，對(duì)于上述圖7中所示的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，不需要事前測(cè)定蝕刻速度隨時(shí)間變化，因而是非常有用的。
第1變形例如圖14所示，本發(fā)明第3實(shí)施方案的第1變形例半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，在半導(dǎo)體制造裝置1的處理室2與真空排氣泵30之間備有回收用緩沖部件35(第2緩沖部件)。回收用緩沖部件35，通過(guò)三通閥805到上游一側(cè)的處理室2連接供給一側(cè)，通過(guò)閥806到下游一側(cè)的真空排氣泵30連接排氣一側(cè)，同時(shí)通過(guò)回注閥807連接到上游一側(cè)的緩沖部件4。
即，回收用緩沖部件35已經(jīng)變成回收處理室2排出的氟氣(清洗氣體)而且貯存起來(lái)，把該貯存的氟氣供給緩沖部件4的方式。緩沖部件4內(nèi)貯存的氟氣，可以再次使用于下一次清洗處理室2內(nèi)部，因而能夠提高清洗氣體的利用效率，可以實(shí)現(xiàn)減少清洗費(fèi)用，節(jié)省能源。
另外，回收用緩沖部件35無(wú)論半導(dǎo)體制造裝置1上內(nèi)裝，還是外加，都沒(méi)有關(guān)系。
第2變形例如圖15所示，本發(fā)明第3實(shí)施方案的第2變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，在真空排氣泵30與除害裝置31之間備有排氣臨時(shí)待避用緩沖部件36。即，排氣臨時(shí)待避用緩沖部件36分別通過(guò)三通閥808和排氣壓縮用壓縮機(jī)37到真空排氣泵30連接供給一側(cè)，而且為了供給壓縮用的氮?dú)?，通過(guò)閥810連到氮?dú)獍l(fā)生器22。進(jìn)而，排氣臨時(shí)待避用緩沖部件36經(jīng)過(guò)回注閥809到下游一側(cè)的除害裝置31，連到排氣一側(cè)。
在本發(fā)明第3實(shí)施方案的第2變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的情況下，不限定于半導(dǎo)體制造裝置1的成膜處理、清洗處理等方面使用的材料氣體、清洗氣體等物質(zhì)，而且有在排氣的供給路徑上配置與緩沖部件4同樣功能的特征。即，采用在除害裝置31之前配備排氣臨時(shí)待避用緩沖部件的辦法，排出超過(guò)除害裝置31處理能力的排出氣體場(chǎng)合，可以調(diào)節(jié)該排出氣體的流量。通常，有害氣體的排出中只有除害裝置31有效地運(yùn)行，由于配備排氣臨時(shí)待避用緩沖部件36，用1臺(tái)除害裝置31就能夠處理多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(圖未示出)來(lái)的排出氣體。
即，排氣臨時(shí)待避用緩沖部件36，在從多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1同時(shí)排出氣體，超過(guò)處理能力的情況下，暫時(shí)貯存排出氣體，可在沒(méi)有超過(guò)處理能力的范圍內(nèi)，徐徐將排出氣體排到除害裝置31。即使從1臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1，排出超過(guò)除害裝置31處理能力的這種排出氣體情況下，排氣臨時(shí)待避用緩沖部件36也有同樣功能。
因此，能夠縮小除害裝置31的規(guī)模，或者能夠削減除害裝置31的設(shè)置臺(tái)數(shù)。結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制造系統(tǒng)供給設(shè)備或輸送設(shè)備的小型化。進(jìn)而，可以減少半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的供給設(shè)備或輸送設(shè)備方面的設(shè)備投資。
第4實(shí)施方案本發(fā)明的第4實(shí)施方案就本發(fā)明第3實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，在多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1處理室的反應(yīng)管內(nèi)壁清洗方法方面，說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的例子。
半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的基本構(gòu)造如圖16所示，本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)構(gòu)成至少具備多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)、1(2)、1(3)、分別給該多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)供給物質(zhì)的外部供給源20、將由外部供給源20供給的物質(zhì)分別分配供給多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的半導(dǎo)體制造裝置1B、對(duì)多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)和1B進(jìn)行管理的計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器(CIM服務(wù)器)14。
半導(dǎo)體制造裝置1(1)基本上與本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1(參照?qǐng)D1)同樣，至少具備進(jìn)行襯底處理的處理室2、和將處理上需要的物質(zhì)從外部供給源20供給處理室2內(nèi)部或裝置內(nèi)部，貯存該供給物質(zhì)，并可將把該貯存的物質(zhì)供給處理室2內(nèi)部或裝置內(nèi)部的緩沖部件4(1)。進(jìn)而，半導(dǎo)體制造裝置1具備控制緩沖部件4(1)內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的控制部件6(1)和測(cè)定圖未示出的緩沖部件4(1)內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的測(cè)定部件5?？刂撇考?(1)通過(guò)局域網(wǎng)(半導(dǎo)體制造系統(tǒng)內(nèi)LAN)13，連到計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14。
與半導(dǎo)體制造裝置1(1)同樣，半導(dǎo)體制造裝置1(2)至少具備圖未示出的處理室2和測(cè)定部件5、緩沖部件4(2)、控制部件6(2)。半導(dǎo)體制造裝置1(3)至少具備圖未示出的處理室2和測(cè)定部件5、緩沖部件4(3)、控制部件6(3)。另外，這里為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，僅對(duì)具備3臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)不是限定于該臺(tái)數(shù)，具備2臺(tái)或3臺(tái)以上半導(dǎo)體制造裝置也行。
半導(dǎo)體制造裝置1B基本上與本發(fā)明第2實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1A(參照?qǐng)D13)類似，是不具備處理室2的緩沖功能專用裝置。即，半導(dǎo)體制造裝置1B具備由外部供給源20供給襯底處理上需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給外部的緩沖部件4B，進(jìn)而，具備分配閥721、722和723以及進(jìn)行該分配閥721～723的開(kāi)閉控制的控制部件6B。
就本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，說(shuō)明半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)各個(gè)處理室2的清洗方法，因而把緩沖部件4B用作處理室2內(nèi)部的清洗氣體，連到外部供給源20的氟氣發(fā)生器23。即，將緩沖部件4B變成暫時(shí)性貯存分別供給半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的氟氣。
分配閥721配置在緩沖部件4B與半導(dǎo)體制造裝置1(1)之間，分配閥721的開(kāi)閉由控制部件6B控制。分配閥722配置在緩沖部件4B與半導(dǎo)體制造裝置1(2)之間，分配閥722的開(kāi)閉由控制部件6B控制。同樣，分配閥723配置在緩沖部件4B與半導(dǎo)體制造裝置1(3)之間，分配閥723的開(kāi)閉由控制部件6B控制。控制部件6B通過(guò)局域網(wǎng)13連到計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14。
計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14把未處理的半導(dǎo)體晶片各批工程順序的信息、各批種類的信息、制造流水線上對(duì)其它各批的制造優(yōu)先順序作為緊急度分級(jí)的信息等的信息存儲(chǔ)起來(lái)。根據(jù)這些信息，可以由計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14，管理哪一批在哪臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)，什么時(shí)候處理這樣的制造程序表。
并且，在計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14里，可以算出半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的各個(gè)處理室2的當(dāng)前積累膜厚。進(jìn)而，計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14，根據(jù)成膜膜厚對(duì)時(shí)間序列或成膜粉塵對(duì)時(shí)間序列、過(guò)去清洗后的成膜膜厚或成膜粉塵隨時(shí)間序列的推移等信息，就可以人為地或自動(dòng)地計(jì)算并預(yù)測(cè)鼓勵(lì)清洗的膜厚。而且，計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14具備，根據(jù)這樣的計(jì)算結(jié)果、預(yù)測(cè)結(jié)果、或當(dāng)前等待批次信息或?qū)?lái)制造程序表的信息，編制程序表的功能，編成何時(shí)、哪個(gè)處理室2實(shí)行清洗的程序表。
半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的動(dòng)作和襯底處理方法簡(jiǎn)單說(shuō)明使用本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的清洗方法。
(1)首先最初，由計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14編制半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中最初清洗工序需要的，即最初使用氟氣的半導(dǎo)體制造裝置1(1)、1(2)或1(3)的清洗程序表。這里的說(shuō)明中，假定最初對(duì)半導(dǎo)體制造裝置1(1)的處理室2內(nèi)清洗工序是需要的。
(2)計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14，按照上述清洗程序表，通過(guò)局域網(wǎng)13將控制信息送到半導(dǎo)體制造裝置1(1)的控制部件6(1)，打開(kāi)氣動(dòng)閥701。同時(shí)，計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14，將控制信息送到半導(dǎo)體制造裝置1(2)的控制部件6(2)和半導(dǎo)體制造裝置1(3)的控制部件6(3)，關(guān)閉雙方的氣動(dòng)閥701。
(3)另一方面，在半導(dǎo)體制造裝置1B，從外部供給源20的氟氣發(fā)生器23把用作清洗氣體的氟氣供給緩沖部件4B，并將氟氣貯存于緩沖部件4B內(nèi)。
(4)計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14，通過(guò)半導(dǎo)體制造裝置1B的控制部件6B打開(kāi)分配閥721，并關(guān)閉其它的分配閥722及723。因此，在半導(dǎo)體制造裝置1B的控制部件6B內(nèi)貯存的氟氣供給并貯存于半導(dǎo)體制造裝置1(1)的緩沖部件4(1)。在緩沖部件4(1)中，貯存根據(jù)半導(dǎo)體制造裝置1(1)中處理室2的積累成膜膜厚信息，由計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14算出的清洗量上需要量的氟氣。例如，采取使用上述圖2所示壓力調(diào)節(jié)器710、圖3所示質(zhì)量流控制器711或圖4所示傳導(dǎo)控制器712的辦法，就能夠簡(jiǎn)易測(cè)定氟氣貯存量并加以控制。如果緩沖部件4(1)內(nèi)貯存了規(guī)定量的氟氣的話，其結(jié)果從控制部件6(1)通過(guò)局域網(wǎng)13就送給計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14。
(5)計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14按照下一次清洗工序的優(yōu)先次序，用同樣的順序，開(kāi)始向半導(dǎo)體制造裝置1(2)的緩沖部件4(2)和半導(dǎo)體制造裝置1(3)的緩沖部件4(3)供給氟氣。其結(jié)果，在緩沖部件4(2)和4(3)內(nèi)，就會(huì)貯存清洗上需要量的氟氣。
(6)所有半導(dǎo)體制造裝置1(1)的緩沖部件4(1)、半導(dǎo)體制造裝置1(2)的緩沖部件4(2)和半導(dǎo)體制造裝置1(3)的緩沖部件4(3)都貯存了氟氣以后，貯存于緩沖部件4(1)～4(3)的氟氣哪一個(gè)也未使用的情況下，使氟氣發(fā)生器23供給的氟氣貯存達(dá)到對(duì)半導(dǎo)體制造裝置1B的緩沖部件4B加壓極限。進(jìn)而，在貯存于緩沖部件4(1)～4(3)的氟氣繼續(xù)未使用狀態(tài)的情況下，根據(jù)計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14來(lái)的指令，停止氟氣發(fā)生器23運(yùn)行，停止生成氟氣。
(7)就半導(dǎo)體制造裝置1(1)而言，基于緩沖部件4(1)內(nèi)貯存的氟氣，進(jìn)行處理室2內(nèi)部的清洗。同樣，就半導(dǎo)體制造裝置1(2)而言，基于緩沖部件4(2)內(nèi)貯存的氟氣，進(jìn)行處理室2內(nèi)部的清洗。就半導(dǎo)體制造裝置1(3)而言，基于緩沖部件4(3)內(nèi)貯存的氟氣，進(jìn)行處理室2內(nèi)部的清洗。
這樣，在本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，采用多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)中配備半導(dǎo)體制造裝置1B具有共用的緩沖部件4B的辦法，能夠有效地利用外部供給源20的氟氣發(fā)生器23。即，可以削減氟氣發(fā)生器23的設(shè)備規(guī)模、氟氣輸送設(shè)備規(guī)模、設(shè)備費(fèi)用、維修等的投資。
進(jìn)而，本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，采用配備具有緩沖部件4B的半導(dǎo)體制造裝置1B的辦法，除內(nèi)裝緩沖功能的半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)以外，也可以應(yīng)用于沒(méi)有內(nèi)裝緩沖功能的半導(dǎo)體制造裝置。例如，可以按照計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14來(lái)的控制信息，通過(guò)聯(lián)動(dòng)打開(kāi)半導(dǎo)體制造裝置1B的分配閥721、722或723和通向沒(méi)有內(nèi)裝緩沖功能的半導(dǎo)體制造裝置處理室的閥門(mén)，使其功能恰好和沒(méi)有內(nèi)裝緩沖功能的半導(dǎo)體制造裝置中存在緩沖部件4的一樣。
另外，本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，雖然配置具有緩沖部件4B的半導(dǎo)體制造裝置1B作為外帶外部供給源20，但是也可以在外部供給源20內(nèi)裝半導(dǎo)體制造裝置1B。
變形例本發(fā)明第4實(shí)施方案的變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，如圖17所示，構(gòu)成為至少配備多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)、1(2)、1(3)、把物質(zhì)供給該多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的外部供給源20、把外部供給源20供給的物質(zhì)分配供給多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的半導(dǎo)體制造裝置1C以及進(jìn)行多臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)和1C管理控制的計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14。
半導(dǎo)體制造裝置1(1)基本上與本發(fā)明第1實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1(參照?qǐng)D13)同樣，至少具備進(jìn)行襯底處理的處理室2、和控制該處理室2的控制部件6(1)?？刂撇考?(1)通過(guò)局域網(wǎng)(半導(dǎo)體制造系統(tǒng)內(nèi)LAN)13，連到計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14。即，本半導(dǎo)體制造裝置1(1)與上述本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1(1)不同，沒(méi)有內(nèi)裝緩沖部件4(1)。
與半導(dǎo)體制造裝置1(1)同樣，半導(dǎo)體制造裝置1(2)至少具備處理室2和控制部件6(2)。半導(dǎo)體制造裝置1(3)至少具備處理室2和控制部件6(3)。另外，這里為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，僅對(duì)具備3臺(tái)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明第4實(shí)施方案的變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)不是限定于該臺(tái)數(shù)，而是具備2臺(tái)或3臺(tái)以上半導(dǎo)體制造裝置也行。
半導(dǎo)體制造裝置1C基本上與本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1B(參照?qǐng)D16)類似，是不具備處理室2的緩沖功能專用裝置。即，半導(dǎo)體制造裝置1C至少具備由外部供給源20供給襯底處理方面需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給外部(次級(jí)的副緩沖部件4C1～4C3)的主緩沖部件4C和貯存主緩沖部件4C供給的物質(zhì)，能把該貯存的物質(zhì)供給外部(半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3))的副緩沖部件4C1～4C3。
進(jìn)而，半導(dǎo)體制造裝置1C具備從主緩沖部件4C把物質(zhì)分配給各個(gè)副緩沖部件4C1～4C3的分配閥721、722與723，和分別從副緩沖部件4C1-4C3將物質(zhì)分別供給半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)的氣動(dòng)閥725、726和727、控制分配閥721～723及氣動(dòng)閥725～727的開(kāi)閉的控制部件6C。控制部件6C通過(guò)局域網(wǎng)13連到計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14。
就本發(fā)明第4實(shí)施方案的變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，說(shuō)明對(duì)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)各個(gè)處理室2的清洗方法，因而主緩沖部件4C，連接到用作處理室2內(nèi)部的清洗氣體的外部供給源20的氟氣發(fā)生器23。即，在半導(dǎo)體制造裝置1C中，主緩沖部件4C暫時(shí)性貯存氟氣發(fā)生器23來(lái)的氟氣，該氟氣通過(guò)分配閥721～723分別供給副緩沖部件4C1～4C3并暫時(shí)性貯存起來(lái)。進(jìn)而，貯存于各個(gè)副緩沖部件4C1～4C3的氟氣，變成分別通過(guò)氣動(dòng)閥725～727供給各個(gè)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)?；旧希雽?dǎo)體制造裝置1C是集合作為各個(gè)半導(dǎo)體制造裝置1(1)～1(3)外帶使用的緩沖部件作為副緩沖部件4C1～C3將其內(nèi)藏的構(gòu)造。
對(duì)于這種本發(fā)明第4實(shí)施方案的變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，能夠按照與上述本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)同樣的動(dòng)作獲得同樣的效果。
另外，在本發(fā)明第4實(shí)施方案的變形例半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，配置具有主緩沖部件4C和副緩沖部件4C1～4C3的半導(dǎo)體制造裝置1C作為外部供給源20的外帶物，然而將半導(dǎo)體制造裝置1C裝到外部供給源20內(nèi)也行。
第5實(shí)施方案本發(fā)明第5實(shí)施方案是說(shuō)明把本發(fā)明應(yīng)用于具備半導(dǎo)體晶片清洗裝置(半導(dǎo)體制造裝置)和清洗液反復(fù)循環(huán)功能的半導(dǎo)體晶片清洗系統(tǒng)(半導(dǎo)體制造系統(tǒng))的例子。
半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的基本構(gòu)造如圖18所示，本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)(半導(dǎo)體晶片清洗系統(tǒng))構(gòu)成為至少具備進(jìn)行襯底清洗處理的半導(dǎo)體制造裝置1(4)、1(5)和1(6)、供給用作清洗水的物質(zhì)的一級(jí)供給管90、濃縮并精制半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)排出物質(zhì)的濃縮/精制裝置95、具有貯存由一級(jí)管90或濃縮/精制裝置95供給的物質(zhì)，把貯存的物質(zhì)供給外部的具有緩沖部件4D的半導(dǎo)體制造裝置1D、具有緩沖部件4E的半導(dǎo)體制造裝置1E、以及具有緩沖部件4F的半導(dǎo)體制造裝置1。
雖然圖未示出其詳細(xì)構(gòu)造，但是本發(fā)明第5實(shí)施方案中，半導(dǎo)體制造裝置1(4)是清洗一片半導(dǎo)體晶片的單片處理方式半導(dǎo)體晶片清洗裝置。同樣，雖然圖未示出其詳細(xì)構(gòu)造，但是半導(dǎo)體制造裝置1(5)和1(6)是同時(shí)清洗多片半導(dǎo)體晶片的批處理方式半導(dǎo)體晶片清洗裝置。
一級(jí)供給管90在潔凈室100內(nèi)配管，并聯(lián)地把作為半導(dǎo)體晶片清洗物質(zhì)的氟化氫(HF)的水溶液送給半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)。利用控制閥731控制該氟化氫水溶液的供給，控制閥731的開(kāi)閉控制，通過(guò)局域網(wǎng)13由計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的裝置管理數(shù)據(jù)庫(kù)11來(lái)進(jìn)行。
半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)中用于清洗半導(dǎo)體晶片的氟化氫水溶液通過(guò)排水管91，排放到濃縮/精制裝置95。由一級(jí)供給管90供給的一部分氟化氫水溶液，在半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)中由于清洗半導(dǎo)體晶片(因?qū)柩趸さ奈g刻反應(yīng))而消耗，未消耗剩余部被純水等稀釋由排水管排91出。該排出的氟化氫水溶液，在濃縮/精制裝置95內(nèi)，僅抽取氟化氫成分加以提純。提純后的氟化氫水溶液通過(guò)回注配管94送給半導(dǎo)體制造裝置1D～1F，加以再利用。沒(méi)有再利用的排出物向排水管(工廠酸液排水管)93排放。
半導(dǎo)體制造裝置1D的緩沖部件4D，已經(jīng)變成分別貯存從一級(jí)供給管90經(jīng)過(guò)控制閥731供給的氟化氫水溶液和從濃縮/精制裝置95分別經(jīng)過(guò)回注配管94、控制閥732供給的(再利用的)氟化氫水溶液，把該貯存的氟化氫水溶液送給半導(dǎo)體制造裝置1(4)。控制閥732的開(kāi)閉控制，由通過(guò)局域網(wǎng)13連到計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)的控制部件6D進(jìn)行。
同樣，半導(dǎo)體制造裝置1E的緩沖部件4E，已經(jīng)變成分別貯存從一級(jí)供給管90經(jīng)過(guò)控制閥731供給的氟化氫水溶液，和從濃縮/精制裝置95分別經(jīng)過(guò)回注配管94、控制閥732供給的氟化氫水溶液，把該貯存的氟化氫水溶液送給半導(dǎo)體制造裝置1(5)?？刂崎y732的開(kāi)閉控制，由控制部件6E來(lái)進(jìn)行。半導(dǎo)體制造裝置1F的緩沖部件4F，變成分別貯存從一級(jí)供給管90經(jīng)過(guò)控制閥731供給的氟化氫水溶液，和從濃縮/精制裝置95分別經(jīng)過(guò)回注配管94、控制閥732供給的氟化氫水溶液，把該貯存的氟化氫水溶液送給半導(dǎo)體制造裝置1(6)。控制閥732的開(kāi)閉控制，由控制部件6F來(lái)進(jìn)行。
半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的動(dòng)作和襯底處理方法簡(jiǎn)單地說(shuō)明具有本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置(半導(dǎo)體晶片清洗裝置)1(4)～1(6)、緩沖功能的半導(dǎo)體制造裝置1D～1F和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的動(dòng)作。
(1)首先，在各半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)中，就基本動(dòng)作來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體晶片清洗方面需要的氟化氫水溶液從一級(jí)供給管90經(jīng)過(guò)控制閥731，分別供給并貯存于半導(dǎo)體制造裝置1D的緩沖部件4D、半導(dǎo)體制造裝置1E的緩沖部件4E、以及半導(dǎo)體制造裝置1F的緩沖部件4F內(nèi)。
緩沖部件4D內(nèi)貯存的氟化氫水溶液，在半導(dǎo)體制造裝置1(4)中使用于清洗處理半導(dǎo)體晶片。同樣，緩沖部件4E內(nèi)貯存的氟化氫水溶液，在半導(dǎo)體制造裝置1(5)中使用于清洗處理半導(dǎo)體晶片。緩沖部件4F內(nèi)貯存的氟化氫水溶液，在半導(dǎo)體制造裝置1(6)中使用于清洗處理半導(dǎo)體晶片。
(2)與上述本發(fā)明第4實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)同樣，在計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器14(圖未示出)，算出對(duì)于各個(gè)半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)需要的氟化氫水溶液的分配量(分配優(yōu)先次序)。構(gòu)成為按照該算出結(jié)果，通過(guò)局域網(wǎng)13，控制控制閥731、732的開(kāi)閉，例如優(yōu)先地將氟化氫水溶液送給半導(dǎo)體制造裝置1(4)。
(3)在清洗處理半導(dǎo)體晶片之際，特別是需要高純度氟化氫水溶液的場(chǎng)合，從一級(jí)供給管90經(jīng)過(guò)緩沖部件4優(yōu)先將氟化氫水溶液送給半導(dǎo)體制造裝置1。特別是不需要高純度氟化氫水溶液的場(chǎng)合，就優(yōu)先使用濃縮/精制裝置95供給的再利用氟化氫水溶液。
(4)并且，清洗處理半導(dǎo)體晶片之際，基本上優(yōu)先使用濃縮/精制裝置95供給的再利用氟化氫水溶液，該再利用氟化氫水溶液的循環(huán)不足的情況下，可以從一級(jí)供給配管90經(jīng)過(guò)緩沖部件4向半導(dǎo)體制造裝置1內(nèi)補(bǔ)充氟化氫水溶液。
這樣，本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)(半導(dǎo)體晶片清洗系統(tǒng))中，具備緩沖部件4D～4F，用以貯存一級(jí)供給管90供給的氟化氫水溶液和濃縮/精制裝置95供給作為再利用的氟化氫水溶液，采取由計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)管理控制整個(gè)系統(tǒng)的措施，利用例如半導(dǎo)體晶片的清洗處理時(shí)間、半導(dǎo)體晶片搬送時(shí)間，就可以把氟化氫水溶液貯存到緩沖部件4D～4F內(nèi)。于是，不會(huì)降低實(shí)質(zhì)上的清洗處理速度，然而能夠縮小半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)?；蜉斔鸵?guī)模。尤其，在具備再生處理系統(tǒng)包括濃縮/精制裝置95的情況下，設(shè)備規(guī)?；蜉斔鸵?guī)模很容易大型化，但本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，具備緩沖部件4D～4F，因而如上述一樣能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
另外，本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，不限定于清洗半導(dǎo)體晶片，也能廣泛應(yīng)用于玻璃襯底的清洗、絕緣襯底的清洗等清洗系統(tǒng)。并且，本發(fā)明第5實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置1D～1F雖然構(gòu)成為半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)的外帶裝置，但是也可以裝到半導(dǎo)體制造裝置1(4)～1(6)內(nèi)。
其它實(shí)施方案本發(fā)明通過(guò)上述多個(gè)實(shí)施方案做了記述，但構(gòu)成本公開(kāi)一部分的論述和附圖不應(yīng)理解為是限定本發(fā)明的范圍。由本公開(kāi)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，各種各樣的代替實(shí)施方案、實(shí)施方案和運(yùn)用技術(shù)將清楚起來(lái)了。
例如，上述第1實(shí)施方案到第2實(shí)施方案的半導(dǎo)體制造裝置雖然是LPCVD裝置，但是本發(fā)明不限于此，除LPCVD裝置外也可以應(yīng)用于CVD裝置(例如，常壓CVD裝置、等離子CVD裝置)、濺射裝置、外延生長(zhǎng)裝置等的半導(dǎo)體制造裝置。進(jìn)而，關(guān)于本發(fā)明，并不僅僅限定于配設(shè)單一種類的半導(dǎo)體制造裝置的場(chǎng)合，也可以應(yīng)用于成膜裝置、蝕刻裝置、清洗裝置等半導(dǎo)體制造裝置多種混合的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)及其襯底處理方法。
這樣，本發(fā)明當(dāng)然包括這里沒(méi)有記述的各種實(shí)施方案等。所以，本發(fā)明的技術(shù)范圍就是從上述說(shuō)明遵照適當(dāng)專利技術(shù)方案范圍的發(fā)明特定事項(xiàng)而確定的。
按照本發(fā)明，能夠提供一種需要時(shí)可將襯底處理方面直接地或間接地使用的液體、氣體或固體等物質(zhì)僅以需要量供給，能夠?qū)崿F(xiàn)供給設(shè)備或輸送設(shè)備小型化的半導(dǎo)體制造裝置。
進(jìn)而，按照本發(fā)明，能夠提供一種可實(shí)現(xiàn)供給設(shè)備或輸送設(shè)備小型化的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)。
進(jìn)而，按照本發(fā)明，能夠提供一種可以提高供給效率或輸送效率的襯底處理方法。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征是具備由外部供給源供給襯底處理方面需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給外部的緩沖部件。
2.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征是具備進(jìn)行襯底處理的處理室；以及對(duì)上述處理室內(nèi)部或該裝置內(nèi)部，由外部供給源供給處理方面需要的物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給上述處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部的緩沖部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是還具備控制上述緩沖部件內(nèi)部的物質(zhì)狀態(tài)的控制部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是還具備測(cè)定上述緩沖部件內(nèi)部的物質(zhì)狀態(tài)的測(cè)定部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述緩沖部件是在上述處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部，貯存至少一次或以上的處理中使用的定量物質(zhì)，可將該貯存的定量物質(zhì)供給上述處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述緩沖部件是在上述處理室內(nèi)部同時(shí)貯存在處理中使用的至少2種或以上的物質(zhì)，可將該貯存的2種或以上物質(zhì)供給上述處理室內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述緩沖部件使貯存的物質(zhì)反應(yīng)，并貯存該反應(yīng)物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述控制部件控制上述緩沖部件內(nèi)部貯存的物質(zhì)的溫度、壓力或成分濃度、或者其任意組合的物質(zhì)的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述測(cè)定部件測(cè)定上述緩沖部件中貯存的物質(zhì)的溫度、壓力或成分濃度、或者其任意組合的物質(zhì)的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述物質(zhì)是上述處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部中，在襯底處理方面需要的氣體、液體或固體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是上述物質(zhì)是上述處理室內(nèi)部的清洗氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征是還具備再生從上述處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部排出外部的排出物質(zhì)，把該再生后的物質(zhì)供給上述處理室內(nèi)部或裝置內(nèi)部的第2緩沖部件。
13.一種半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，其特征是具備供給進(jìn)行襯底處理方面需要的物質(zhì)的外部供給源；至少具備進(jìn)行上述襯底處理的處理室的半導(dǎo)體制造裝置；被從上述外部供給源供給物質(zhì)，貯存該供給的物質(zhì)，可將該貯存的物質(zhì)供給上述處理室內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部的緩沖部件；以及控制從上述外部供給源向緩沖部件供給物質(zhì)和從上述緩沖部件向上述處理室內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部供給物質(zhì)的控制部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，其特征是還具備綜合性進(jìn)行上述外部供給源的物質(zhì)供給控制、上述半導(dǎo)體制造裝置的運(yùn)行控制、上述緩沖部件的供給控制和貯存控制、以及控制部件的控制的計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，其特征是上述計(jì)算機(jī)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)還具備至少管理襯底處理的運(yùn)行程序表和制作程序表的記錄管理數(shù)據(jù)庫(kù)，按照上述管理數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的運(yùn)行程序表和制造程序表，從上述外部供給源經(jīng)過(guò)緩沖部件，控制供給半導(dǎo)體制造裝置物質(zhì)的供給速度、供給次序的至少任一方。
16.一種襯底處理方法，其特征是具備從外部供給源將至少一次或以上的襯底處理方面需要的定量物質(zhì)，貯存到緩沖部件的工序；以及把上述緩沖部件中貯存的定量物質(zhì)，供給進(jìn)行襯底處理的處理室內(nèi)部或具備上述處理室的半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部的工序。
17.一種襯底處理方法，其特征是具備把襯底搬入進(jìn)行襯底處理的處理室內(nèi)部的工序；從外部供給源將至少一次或以上的襯底處理方面需要的定量物質(zhì)，貯存到緩沖部件的工序；以及把上述緩沖部件內(nèi)貯存的定量物質(zhì)，供給上述處理室內(nèi)部或具備上述處理室的半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部的工序。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的襯底處理方法，其特征是將物質(zhì)貯存到上述緩沖部件中的工序是在上述處理室內(nèi)部同時(shí)貯存襯底處理中使用的至少2種或以上物質(zhì)的工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的襯底處理方法，其特征是將物質(zhì)貯存到上述緩沖部件中的工序是使貯存的物質(zhì)反應(yīng)，貯存該反應(yīng)物質(zhì)的工序。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的襯底處理方法，其特征是還具備控制或測(cè)定上述緩沖部件中貯存的物質(zhì)的溫度、壓力或成分濃度，或者其任意組合的物質(zhì)的狀態(tài)的工序。
21.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的襯底處理方法，其特征是將物質(zhì)貯存到上述緩沖部件的工序是在上述處理室內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部貯存襯底處理方面需要的氣體、液體或固體的工序。
22.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的襯底處理方法，其特征是將物質(zhì)貯存到上述緩沖部件的工序是貯存上述處理室內(nèi)部的清洗氣體的工序。
23.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的襯底處理方法，其特征是還具備再生從上述處理室內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部排出外部的排出物質(zhì)的工序；在第2緩沖部件貯存上述再生物質(zhì)的工序；以及把上述第2緩沖部件內(nèi)貯存的再生物質(zhì)供給上述處理室內(nèi)部或半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)部的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種需要時(shí)可以只供給需要量襯底處理方面直接地或間接地使用的液體、氣體或固體等物質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)供給設(shè)備或輸送設(shè)備小型化的半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體制造系統(tǒng)和襯底處理方法。半導(dǎo)體制造裝置1和半導(dǎo)體制造系統(tǒng)具備緩沖部件4。緩沖部件4是暫時(shí)性貯存由外部供給源20供給的，襯底處理方面需要的物質(zhì)，并可將該貯存的物質(zhì)供給處理室2。物質(zhì)的供給是通過(guò)控制部件6、LAN13由CIM來(lái)進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1445822SQ0311963
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者中尾隆, 宮崎邦浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝