[发明专利]处理装置和处理状态的确认方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理装置，该处理装置例如对半导体晶片等的被处理体供给处理气体进行成膜处理等，本发明还涉及一种处理（process）状态的确认方法，其用于在该处理装置中，确认处理的状态，检测异常或避免异常。

背景技术

半导体装置的制造过程中，对半导体晶片等的被处理体反复进行成膜处理、刻蚀处理、热处理、改性处理等的各种处理。例如已知，基于CVD（Chemical Vapor Deposition、化学气相沉积）法的成膜，该成膜方法中，在半导体晶片的表面形成薄膜时，在成膜装置的处理容器内配置半导体晶片，将包括原料气体的处理气体导入至处理容器内，生成反应产物，并在半导体晶片的表面使该反应产物的薄膜沉积。

另外，近年来，也已知所谓ALD（Atomic Layer Deposition、原子层沉积）法的成膜方法，该方法将原料气体和反应气体交替供给至处理容器内，一层一层地形成原子水平或分子水平的厚度的薄膜。该ALD法能够良好地控制膜质量并且高精度地控制膜厚，因此作为向精细化发展的半导体装置的制造方法备受关注。

基于ALD法的成膜中，例如在形成TiN的薄膜时，通过反复进行如下的i）~iv）的一连的工序，使薄膜沉积。

i）向处理容器内供给作为原料气体的例如TiCl₄气体，使TiCl₄附着在晶片表面。

ii）通过利用N₂气体对处理容器内部进行吹扫（purge、净化），排除残留的原料气体。

iii）向处理容器内供给作为反应气体的例如NH₃气体，并使其与附着在晶片表面的上述TiCl₄反应，从而形成一层薄的TiN膜。

iv）通过利用N₂气体对处理容器内部进行吹扫，排除残留气体。

在ALD法中，如上述的TiN膜的成膜例所示，需要在短时间内间歇性地反复进行包括原料气体的各种气体的供给和停止。在ALD装置中，气体的供给和停止是通过控制部基于气体供给方案（recipe）将信号传送至设置于将气体导入至处理容器内的气体供给通路的电磁阀从而使阀门开闭来进行的。通过ALD法进行成膜处理时，与通过CVD法进行成膜处理相比，阀门的一次的开闭时间变短，开闭频率极度增多。这样，在ALD装置中，由于阀门的切换速度非常快，于是，存在在已有的控制系统中，难以实时监测并掌握导入至处理容器内的气体流量、由于气体导入所致的处理容器内的压力上升等的处理状态的问题。

关于基于ALD法的成膜，专利文献1中提出了一种控制系统，该控制系统中设置有与系统控制计算机进行通信并且与被电控制的阀门在动作上结合的可编程逻辑控制器，从而将阀门控制的刷新时间（refresh time）缩短为10毫秒以下。

另外，专利文献2中提出了一种方法，该方法为，在ALD装置中，为了测量以脉冲状供给至处理容器内的气体的变化，利用传感器检测气体流路的压力或流量、阀门的振动等的特性参数，并作为时间的函数进行信号表示，由该信号生成曲线的形状，并对其变化进行监测。

虽然专利文献1中公开有能够与阀门的高速的开闭相对应的ALD装置，但是没有针对迅速掌握导入至处理容器内的气体流量和由于气体导入所致的处理容器内的压力上升等的处理状态的任何讨论。专利文献2中通过特性参数的变化监测处理的状态。但是，专利文献2中，由于对特性参数进行信号表示并对得到的曲线的形状进行监测，因此对故障的检测精度留有疑问，另外，有可能在检测故障上费时。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-329674号公报（图1等）

专利文献2：日本特开2003-286575号公报（权利要求等）

发明内容

发明需要解决的课题

本发明的目的在于，掌握处理装置中的处理的状态，迅速检测处理的异常，乃至将异常防患于未然。

用于解决课题的技术方案