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CN116264157A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质 - Google Patents

基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质 Download PDF

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CN116264157A
CN116264157A CN202211477027.0A CN202211477027A CN116264157A CN 116264157 A CN116264157 A CN 116264157A CN 202211477027 A CN202211477027 A CN 202211477027A CN 116264157 A CN116264157 A CN 116264157A
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CN
China
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substrate
film forming
film
processing apparatus
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
CN202211477027.0A
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English (en)
Inventor
柴田仁
高畑觉
布村一朗
铺田严
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
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Abstract

本发明提供一种基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质，能够避免在将基板从基板保持件卸下时，由于所形成的膜而将基板与基板保持件固定连接，导致无法将基板从基板保持件剥离的问题。基板处理装置具有：基板保持件，其设置有载置基板的基板载置部；基板移载机构，其相对于基板载置部装填或卸下基板；处理容器，其容纳保持有基板的基板保持件；成膜气体供给系统，其对处理容器内的基板供给成膜气体；以及控制部，其能够控制基板移载机构和成膜气体供给系统，使得在从开始对基板供给成膜气体的成膜处理起至在基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将成膜处理的实施中断，并进行基板载置部上载置的基板的剥离处理。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质。
背景技术
作为半导体装置的制造工序之一，有如下工序：在基板保持件所保持的基板上形成所需的厚度的膜，之后进行将基板从基板保持件卸下的处理(例如参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－252105号公报
专利文献2：WO2005/055314公报
发明内容
发明所要解决的课题
本公开的目的在于提供如下技术：在将基板从基板保持件卸下时，利用所形成的膜避免基板与基板保持件固定连接而无法将基板从基板保持件剥离的情况。
用于解决课题的方案
根据本公开的一方式，提供如下技术，具有：
基板保持件，其设置有载置基板的基板载置部；
基板移载机构，其相对于所述基板载置部装填或卸下所述基板；
处理容器，其容纳保持有所述基板的所述基板保持件；
成膜气体供给系统，其对所述处理容器内的所述基板供给成膜气体；以及
控制部，其能够控制所述基板移载机构和所述成膜气体供给系统，使得在从开始对所述基板供给所述成膜气体的成膜处理起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜处理的实施中断，并进行所述基板载置部上载置的所述基板的剥离处理。
发明的效果
根据本公开，能够提供如下技术：避免在将基板从基板保持件卸下时，由于所形成的膜将基板与基板保持件固定连接而无法将基板从基板保持件剥离的情况。
附图说明
图1是本公开的一方式中适用的基板处理装置1的透视立体图。
图2是本公开的一方式中适用的基板处理装置1的立式处理炉的概要结构图，是以纵剖视图示出处理炉202部分的图。
图3是本公开的一方式中适用的基板处理装置1的立式处理炉的概要结构图，是以图2的A-A线剖视图示出处理炉202部分的图。
图4是本公开的一方式中适用的基板处理装置1所具备的控制器124的概要结构图，是以框图示出控制器124的控制系统的图。
图5是本公开的一方式中适用的基板处理装置1所具备的晶舟217的纵剖面局部放大图。
图6是表示本公开的一方式的基板处理工序的步骤的一例的流程图。
图7的(a)是在基板载置部222上载置了晶圆200之后的晶舟217的纵剖面局部放大图。图7的(b)是在基板载置部222上的晶圆200形成临界厚度的膜300之前的晶舟217的纵剖面局部放大图。图7的(c)是表示利用镊子111将基板载置部222上的晶圆200提起的状态的图。图7的(d)是表示利用镊子111将提起的晶圆200载置于基板载置部222上的原位置的状态的图。
图8是本公开的另一方式中适用的基板处理装置的处理容器的主要部分的纵剖视图。
其中：
112—基板移载机构；124—控制器；200—晶圆(基板)；217—晶舟；222—基板载置部。
具体实施方式
＜本公开的一方式＞
以下对本公开的一方式进行说明。此外，在以下的说明中使用的各图均为示意图，图中所示各要素的尺寸关系、各要素的比率等未必符合实际情况。并且，各图面相互间的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等也未必一致。
(1)基板处理装置的全体结构例
如图1所示，基板处理装置1构成为批量式立式热处理装置。基板处理装置1具备耐压容器即框体101，其内部设置有例如处理炉202，其外部设置有控制部即控制器124。在将作为基板的晶圆200向框体101的内外输送时，利用作为基板输送容器的晶圆盒100。晶圆盒100构成为能够收纳多张(例如25张)的晶圆200。在框体101上设置有晶圆盒输送口(未图示)，用于将晶圆盒100向框体101内外输送。
在框体101设置有作为晶圆盒传递台的晶圆盒载台105(以下称为载台105)。晶圆盒100可通过外部输送装置(未图示)被搬入至载台105上，或者被从载台105上搬出。
在载台105的附近设置有收纳晶圆盒100的晶圆盒搁架109。晶圆盒搁架109构成为能够以多层多列的方式来保管至少一个以上的晶圆盒100。作为晶圆盒搁架109的一部分，设置有移载搁架123，该移载搁架123收纳成为后述的基板移载机构112的输送对象的晶圆盒100。
在载台105的上方设置有保管预备的晶圆盒100的预备晶圆盒搁架110。在载台105与晶圆盒搁架109之间设置有：能够以保持有晶圆盒100的状态进行升降的晶圆盒升降机115(以下称为“升降机115”)；以及输送晶圆盒100的晶圆盒输送机构114(以下称为输送机构114)。构成为，能够利用升降机115与输送机构114的联动动作，将晶圆盒100在载台105、晶圆盒搁架109、预备晶圆盒搁架110之间输送。
在框体101的内部上方设置有处理炉202。处理炉202的下端部构成为能够通过炉口闸门116进行开闭。在处理炉202的下方设置有晶舟升降机121(以下称为升降机121)，该升降机121使作为基板保持件的晶舟217相对于处理炉202进行升降。在与升降机121的升降台连结的作为连结件的升降部件122水平地安置固定有作为盖体的密封盖219。密封盖219构成为能够将晶舟217垂直地支撑，并且能够将处理炉202的下端部封闭。另外，在处理炉202的下方设置有待机室141，该待机室141用于进行晶圆200的装填、卸下、后述的晶圆200的剥离处理等。
晶舟217具备多个晶舟柱部221。在晶舟柱部221设置有多个载置晶圆200的基板载置部222(参照图5)，晶舟217构成为能够将多张(例如200～250张)的晶圆200支撑为多层。
如图1所示，在升降机121与晶圆盒搁架109之间设置有基板移载机构112。基板移载机构112具备将晶圆200以水平姿态保持的预定数的(例如5个)镊子111，且安装于使基板移载机构112升降的基板移载机构升降机113(以下称为升降机113)。构成为，能够利用升降机113、基板移载机构112和镊子111的联动动作，相对于晶舟217的基板载置部222装填晶圆200，或者能够将晶圆200从基板载置部222上卸下。另外，在基板移载机构112具备传感器119，该传感器119检测后述的剥离处理是否成功(参照图7的(c)、图7的(d))。
在晶圆盒搁架109的上方设置有供给进行了净化的环境气体即清洁空气的清洁单元118。清洁单元118具备供给风扇和防尘过滤器(均未图示)，且构成为使清洁空气在框体101的内部流通。
(2)基板处理装置1的动作例
对于将晶圆200以垂直姿态装填的晶圆盒100而言，该晶圆盒100利用外部输送装置以晶圆盒100的晶圆出入口朝上的方式被载置于载台105上。之后，晶圆盒100通过载台105进行90°旋转而使得晶圆200成为水平姿态。
接下来，利用升降机115与输送机构114的联动动作将晶圆盒100从载台105上向晶圆盒搁架109或者预备晶圆盒搁架110的指定的搁架位置输送，并在暂时地进行保管之后向移载搁架123移载。或者，利用升降机115与输送机构114的联动动作将晶圆盒100从载台105上直接向移载搁架123输送。
若晶圆盒100移载至移载搁架123，则利用在基板移载机构112上设置的镊子111从晶圆盒100拾取晶圆200，并向在晶舟217上设置的基板载置部222装填。向晶舟217传递了晶圆200的基板移载机构112回到晶圆盒100，并将下一个晶圆200向晶舟217的基板载置部222装填。
当预先指定的张数(例如100～200张)的晶圆200装填至晶舟217的基板载置部222，则使封闭处理炉202的下端部的炉口闸门116打开而使处理炉202的下端部开放。之后，利用升降机121的上升动作将保持有晶圆200组的晶舟217向处理炉202内搬入(导入)，并利用密封盖219将处理炉202的下部封闭。
导入后，对晶圆200实施预定的处理。处理后，通过与上述相反的步骤将晶圆200及晶圆盒100向框体101的外部送出。
(3)处理炉202的结构例
如图2所示，处理炉202具有作为温度调整器(加热部)的加热器207。加热器207为圆筒形状且通过被保持板支撑而垂直地安置固定。加热器207也作为利用热能来激活(激励)气体的激活机构(激励部)发挥功能。
在加热器207的内侧与加热器207呈同心圆状配设有反应管203。反应管203例如包含石英(SiO2)或者碳化硅(SiC)等耐热性材料，且形成为上端封闭而下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方与反应管203呈同心圆状配设有集管209。集管209例如包含不锈钢(SUS)等金属材料，且形成为上端和下端开口的圆筒形状。集管209的上端部与反应管203的下端部卡合，且构成为对反应管203进行支撑。在集管209与反应管203之间设置有作为密封部件的O型环220a。反应管203与加热器207同样地垂直安置固定。主要由反应管203和集管209构成处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成处理室201。处理室201构成为能够容纳作为基板的晶圆200。在该处理室201内进行对晶圆200的处理。
在处理室201内分别以贯通集管209的侧壁的方式设置有作为第一、第二供给部的喷嘴249a、249。也将喷嘴249a、249b分别称为第一喷嘴、第二喷嘴。喷嘴249a、249b例如包含石英或者SiC等耐热性材料。在喷嘴249a、249b分别连接有气体供给管232a、232b。喷嘴249a、249b彼此相邻地设置。
在气体供给管232a、232b上，从气流的上游侧起依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a、241b和作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a的比阀243a靠下游侧连接有气体供给管232c。在气体供给管232c上，从气流的上游侧起依次设置有MFC241c、阀243c。在气体供给管232b的比阀243b靠下游侧连接有气体供给管232d。在气体供给管232d上，从气流的上游侧起依次设置有MFC241d、阀243d。气体供给管232a～232d例如包含SUS等金属材料。
如图3所示，喷嘴249a、249在反应管203的内壁与晶圆200之间的俯视下呈圆环状的空间分别设置为，从反应管203的内壁的下部到上部朝向晶圆200的排列方向上方立起。即，喷嘴249a、249b在排列晶圆200的晶圆排列区域的侧方的、水平地围绕晶圆排列区域的区域分别沿着晶圆排列区域设置。在喷嘴249a、249b的侧面分别设置有供给气体的气体供给孔250a、250b。俯视来看，气体供给孔250a、250b分别朝向晶圆200的中心开口，且能够朝向晶圆200供给气体。气体供给孔250a、250b从反应管203的下部到上部设置有多个。
从气体供给管232a经由MFC241a、阀243a、喷嘴249a向处理室201内供给作为成膜气体之一的原料气体。
从气体供给管232b经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b向处理室201内供给作为成膜气体之一的掺杂剂气体。
从气体供给管232c、232d分别经由MFC241c、241d、阀243c、243d、气体供给管232a、232b、喷嘴249a、249b向处理室201内供给惰性气体。惰性气体用作吹扫气体、载气、稀释气体等。
主要由气体供给管232a、232b、MFC241a、241b、阀243a、243b构成成膜气体供给系统(原料气体供给系统、掺杂剂气体供给系统)。主要由气体供给管232c、232d、MFC241c、241d、阀243c、243d构成惰性气体供给系统。
上述的各种供给系统中的任一或者全部的供给系统可以由集成型供给系统248构成，该集成型供给系统248集成了阀243a～243d、MFC241a～241d等而构成。集成型供给系统248与气体供给管232a～232d分别连接，且构成为能够通过后述的控制器124对如下动作进行控制，即：向气体供给管232a～232h内供给各种物质(各种气体)的供给动作，也就是阀243a～243d的开闭动作、利用MFC241a～241d进行的流量调整动作等。集成型供给系统248构成为一体型或者分割型的集成单元，并能够相对于气体供给管232a～232d等以集成单元为单位进行装卸，且构成为能够以集成单元为单位来进行集成型供给系统248的维护、更换、增设等。
在反应管203的侧壁下方设置有使处理室201内的环境气体排出的排气口231a。排气口231a可以从反应管203的侧壁的下部到上部、即沿着晶圆排列区域设置。在排气口231a连接有排气管231。排气管231例如包含SUS等金属材料。在排气管231上经由对处理室201内的压力进行检测的作为压力检测器(压力检测部)的压力传感器245和作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller；自动压力控制器)阀244连接有作为真空排气装置的真空泵246。APC阀244构成为，能够通过在使真空泵246动作的状态下开闭阀来进行处理室201内的真空排气和停止真空排气，并能够通过在使真空泵246动作的状态下基于通过压力传感器245检出的压力信息来调节阀开度，从而调整处理室201内的压力。主要由排气管231、APC阀244、压力传感器245构成了排气系统。也可以将真空泵246包含于排气系统进行考虑。
在集管209的下方设置有作为炉口盖体的密封盖219，该密封盖219能够将集管209的下端开口气密地封闭。密封盖219例如包含SUS等金属材料且形成为圆盘状。在密封盖219的上表面设置有与集管209的下端抵接的作为密封部件的O型环220b。在密封盖219的下方设置有使晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255例如包含SUS等金属材料，并贯通密封盖219而与晶舟217连接。旋转机构267构成为通过使晶舟217旋转而使晶圆200旋转。密封盖219构成为能够利用作为升降机构的升降机121在垂直方向上升降，该升降机121设置于反应管203的外部。
作为基板保持件的晶舟217具备多个对晶圆200进行支撑的基板载置部222，且构成为将例如25～200张的晶圆200以水平姿态并且在彼此中心一致的状态下沿着垂直方向整齐排列并支撑于多层即空开间隔配置。晶舟217例如包含石英或SiC等耐热性材料。在晶舟217的下部例如将包含石英或SiC等耐热性材料的隔热板218支撑于多层。
在反应管203内设置有作为温度检测器的温度传感器263。基于通过温度传感器263检出的温度信息来调整对加热器207的通电状态，从而使处理室201内的温度成为所需的温度分布。温度传感器263沿着反应管203的内壁设置。
如图4所示，控制部(控制单元)即控制器124构成为计算机，该计算机具备：CPU(Central Processing Unit；中央处理单元)124a、RAM(Random Access Memory；随机访问存储器)124b、存储装置124c、I/O端口124d。RAM124b、存储装置124c、I/O端口124d构成为能够经由内部总线124e与CPU124a进行数据交换。在控制器124上连接有例如由触控面板等构成的输入输出装置125。另外，在控制器124上能够连接外部存储装置126。
存储装置124c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive；硬盘驱动器)、SSD(SolidState Drive；固态硬盘)等构成。在存储装置124c内以可读取的方式存储有：对基板处理装置1的动作进行控制的控制程序、记载了后述的基板处理的步骤或条件等的制程配方等。制程配方作为程序发挥功能且通过组合而成，以通过控制器124使基板处理装置1执行后述的基板处理中的各步骤来取得预定的结果。以下也将制程配方或控制程序等简单地统称为程序。另外，也将制程配方简称为配方。在本说明书中，“程序”这个用语的含义包括：仅指配方单体；仅指控制程序单体；或者是指这两者。RAM124b构成为将通过CPU124a读取的程序或数据等暂时地保持的存储区域(工作区)。
I/O端口124d与上述的MFC241a～241d、阀243a～243d、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、温度传感器263、加热器207、旋转机构267、升降机121、炉口闸门116等连接。
CPU124a构成为能够从存储装置124c读取控制程序并执行，并且按照从输入输出装置125输入操作指令等从存储装置124c读取配方。CPU124a构成为能够按照读取的配方的内容对如下各项进行控制，即：通过MFC241a～241d进行的各种物质(各种气体)的流量调整动作、阀243a～243d的开闭动作、APC阀244的开闭动作和基于压力传感器245并通过APC阀244进行的压力调整动作、真空泵246的启动和停止、基于温度传感器263进行的加热器207的温度调整动作、通过旋转机构267进行的晶舟217的旋转和旋转速度调节动作、通过升降机121进行的晶舟217的升降动作等。
控制器124可以通过将外部存储装置126中存储的上述的程序安装于计算机来构成。外部存储装置126例如包括：HDD等的磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器或SSD等半导体存储器等。存储装置124c或外部存储装置126构成为计算机可读取的存储介质。以下也将这些简单地统称为存储介质。在本说明书，“存储介质”这个用语的含义包括：仅指存储装置124c单体；仅指外部存储装置126单体；或者是指这两者。此外，程序向计算机的提供也可以不利用外部存储装置126而是利用互联网或专用线路等通信手段。
(4)基板处理工序
接下来，参照图6和图7来说明本公开的一方式的基板处理工序。在以下的说明中，构成基板处理装置1的各部的动作通过控制器124进行控制。
在本方式中，作为一例，对如下例子进行说明，即：针对晶圆200而言，例如供给硅烷类气体作为成原料气体，原料气体为膜气体之一；例如供给包含掺杂剂的一种即磷(P)的气体作为掺杂剂气体，掺杂剂气体为成膜气体之一，在晶圆200上形成多晶硅膜(poly-Si膜、多晶Si膜)。
另外，在本方式中，作为一例，对在晶圆200上作为所需的厚度的膜而形成例如14μm的厚度的多晶硅膜的情况进行说明。此外，使“所需的厚度”为14μm仅为一例，没有排除采用14μm以外的厚度的多晶硅膜作为所需的厚度的膜的情况。
在本说明书中，“晶圆”这个用语的含义包括：指晶圆本身；指晶圆和在其表面形成的预定的层或膜的层叠体。在本说明书中，“晶圆的表面”这个用语的含义包括：指晶圆本身的表面；指在晶圆上形成的预定的层等的表面。在本说明书中，“在晶圆上形成预定的层”的含义包括：在晶圆本身的表面上直接形成预定的层；在形成于晶圆上的层等上形成预定的层。在本说明书，“基板”这个用语的含义与“晶圆”的含义相同。
(晶圆装载：S102)
利用基板移载机构112从移载搁架123上的晶圆盒100内向待机室141内的晶舟217装填晶圆200(晶圆装载)。具体而言，例如利用5个镊子111逐个将5张晶圆200从移载搁架123上的晶圆盒100内向晶舟217的基板载置部222装填。该处理进行到预定的全部的晶圆200(例如100～200张的晶圆200)向晶舟217的装填完成为止。
(晶舟导入：S104)
之后，炉口闸门116移动，集管209的下端开口开放(闸门打开)。然后，如图2所示那样，保持有晶圆200的晶舟217被升降机121提起并向处理室201内搬入(晶舟导入)。在该状态下，密封盖219成为经由O型环220b使集管209的下端密封的状态。这样向处理室201内提供晶圆200。
(压力调整和温度调整：S106)
之后，利用真空泵246进行真空排气(减压排气)，以使处理室201内、即晶圆200所在空间成为所需的压力(真空度)。此时，利用压力传感器245来测定处理室201内的压力，并基于该测定的压力信息对APC阀244进行反馈控制。另外，利用加热器207进行加热，以使处理室201内的晶圆200成为所需的处理温度。此时，基于由温度传感器263检出的温度信息对加热器207的通电状态进行反馈控制，以使处理室201内成为所需的温度分布。另外，开始利用旋转机构267进行晶圆200的旋转。另外，打开阀243c、243d，开始分别经由喷嘴249a、249b向处理室201内供给惰性气体。处理室201内的排气、晶圆200的加热和旋转、惰性气体的供给都是至少在后述的成膜处理(S108)结束之前持续进行。
(成膜处理：S108)
当处理室201内达到所需的压力、温度时，打开阀243a，向气体供给管232a内流通原料气体。与此并行地，打开阀243b，向气体供给管232b内流通掺杂剂气体。原料气体、掺杂剂气体分别通过MFC241a、MFC241b进行流量调整，并经由喷嘴249a、喷嘴249b向处理室201内供给，并从排气口231a排出。此时，一并且同时地从晶圆200的侧方对晶圆200供给成膜气体(原料气体、掺杂剂气体)(成膜气体供给)。
作为在本步骤中供给成膜气体时的处理条件，例示如下：
处理温度：300～700℃；
处理压力：1～10000Pa；
原料气体供给流量：0.001～10slm；
掺杂剂气体供给流量：0.0001～2slm；
原料气体和掺杂剂气体供给时间：1～1000分钟；
惰性气体供给流量(各气体供给管)：0.0001～10slm。
此外，在本说明书中，“300～700℃”这样的数值范围表述意味着该范围包含下限值和上限值。因此，例如“300～700℃”是指“300℃以上且700℃以下”。对于其他数值范围而言也同样如此。另外，在本说明书中，处理温度是指晶圆200的温度或者处理室201内的温度，处理压力是指处理室201内的压力。另外，当供给流量包括0slm时，0slm是指不供给该气体的情况。
在上述的处理条件下，针对晶圆200而言，例如供给硅烷类气体作为原料气体，例如供给含P的气体作为掺杂剂气体，从而能够在晶圆200的表面上沉积含P的硅(Si)。由此，能够在晶圆200上作为膜而言形成掺杂了作为掺杂剂的P的多晶硅膜(以下也称为掺杂P的Si膜、或者简称为Si膜)300(参照图7的(a)、图7的(b))。如图7的(b)所示，Si膜300不仅在晶圆200上形成，而且也在基板载置部222上形成，晶圆200称为通过Si膜300粘接于晶舟217的状态。这里的“粘接”是指：虽然通过Si膜300将晶圆200与晶舟217粘着，但是能够利用基板移载机构112将晶圆200从晶舟217剥离的状态，是指未达到后述的“固定连接”的状态的状态。
作为原料气体，例如可以采用上述的硅烷类气体，其包含作为构成在晶圆200上形成的膜的主元素的Si。作为硅烷类气体，例如可以采用：甲硅烷(SiH4)气体、乙硅烷(Si2H6)气体、丙硅烷(Si3H8)气体、丁硅烷(Si4H10)气体、戊硅烷(Si5H12)气体、己硅烷(Si6H14)气体等氢化硅气体。作为原料气体，可以采用这些气体中的一种以上。这一点对于后述的成膜处理(S124)而言也同样如此。
作为掺杂剂气体，例如可以采用包含III族元素(第13族元素)和V族元素(第15族元素)中的任一元素的气体。作为掺杂剂气体，例如可以采用：磷化氢(PH3)气体等作为V族元素而含P的气体、三氢化砷(AsH3)气体等作为V族元素而含砷(As)的气体。另外，作为掺杂剂气体，可以采用：二硼烷(B2H6)气体、三氯硼烷(BCl3)气体等作为III族元素而含硼(B)的气体。作为掺杂剂气体，可以采用这些气体中的一种以上。这一点对于后述的成膜处理(S124)而言也同样如此。
作为惰性气体，例如可以采用：氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)、氙气(Xe)等的稀有气体。作为惰性气体，可以采用这些气体中的一种以上。这一点对于后述的成膜处理(S124)而言也同样如此。
(成膜处理中断：S110)
从开始成膜处理起，当在晶圆200上形成所需的厚度即14μm的厚度的Si膜之前的期间，中断成膜处理。更具体而言，是从开始成膜处理起，当在晶圆200上形成所需的厚度即14μm的厚度的Si膜之前的期间，即在晶圆200上形成临界厚度的膜(Si膜)之前，中断成膜处理。“临界厚度”是指：若成为该厚度以上的厚度则无法利用基板移载机构112进行剥离处理时的膜的厚度。更具体而言，是指：若成为该厚度以上的厚度则会导致晶圆200与晶舟217固定连接而无法利用基板移载机构112将晶圆200从晶舟217剥离时的、在晶圆200上形成的膜(Si膜)的厚度。这里，“剥离处理”是指：在利用基板移载机构112将基板载置部222上载置的晶圆200提起后向基板载置部222上的原位置下降的处理。“固定连接”是指：通过Si膜300将晶圆200与晶舟217牢固粘着而无法利用基板移载机构112将晶圆200从晶舟217剥离的状态。
在本方式中，作为一例，对如下情况进行说明，即：将“临界厚度的膜”设定为例如6μm的厚度的膜，当在晶圆200上形成临界厚度的膜(Si膜)之前，例如形成5μm的厚度的膜时，中断成膜处理。
(晶舟导出：S112)
之后，利用升降机121使密封盖219下降，集管209的下端开口。然后，使晶舟217从处理室201内向待机室141内移动(晶舟导出)。当晶舟导出后，炉口闸门116移动，集管209的下端开口被炉口闸门116密封(闸门关闭)。
(晶圆冷却：S114)
进行了晶舟导出之后的晶圆200以被晶舟217支撑的状态在待机室141内冷却至预定的温度。
(剥离处理：S116)
之后，向晶舟217的基板载置部222上载置的晶圆200的下表面插入基板移载机构112的镊子111，将晶圆200提起。此时，将通过Si膜300粘接的晶圆200和晶舟217(基板载置部222)剥离(参照图7的(c))。在本方式中，当在晶圆200上形成了5μm的Si膜300时，中断成膜气体的供给并进行剥离处理，从而如后述那样，当在晶圆200上形成所需的厚度的膜(例如14μm的厚度的Si膜)时，再次进行成膜处理(S108)，即使在晶圆200上形成新的Si膜，也能够防止晶圆200与晶舟217的固定连接。之后，对于从基板载置部222剥离的晶圆200而言，其利用基板移载机构112下降，且被载置于基板载置部222上的原位置(参照图7的(d))。此外，本方式的基板移载机构112具备5个镊子111，因此剥离处理例如对5张晶圆200同时进行，但是在图7的(c)、图7的(d)中为了方便而仅示出其中一个镊子111执行剥离处理的状态。
在本步骤(S116)中，利用基板移载机构112具备的传感器119来判定剥离处理是否成功。剥离处理失败是指如下任一情况，例如：晶舟217、基板移载机构112、晶圆200的至少其中之一发生破损；基板移载机构112无法以既定的力矩将晶圆200从晶舟217剥离。当传感器119检出剥离处理失败时，则中断基板处理工序的后续处理，使镊子111从晶舟217退避，进行警报通知。
此外，当传感器119检出剥离处理失败时，可以利用镊子111再次执行剥离处理即重试处理。重试处理能够进行一次以上的预定的次数。可以是，在执行重试处理之后，当传感器119检出重试处理的剥离处理成功时，则进入下一步骤(S118)，当检出重试处理的剥离处理失败时，则中断后续处理，使镊子111从晶舟217退避，进行警报通知。此时，优选不进行下一批处理。此外，在重试处理中，不是必须使5个镊子111动作，例如，可以仅使与检出剥离处理失败的晶圆200的张数对应数量的镊子111动作。
这里，重试处理的剥离处理成功是指：例如将作为重试处理对象的全部晶圆200以避免破损的方式从晶舟217剥离。重试处理的剥离处理失败是指：例如，无法将作为重试处理对象的晶圆200中的至少1张晶圆200从晶舟217剥离；或者在剥离时导致晶圆200破损。当检出重试处理的剥离处理失败时，例如，当作为重试处理对象的晶圆200中的从晶舟217剥离的晶圆200为1张以上时，则对于该晶圆200而言进入下一步骤(S118)，此时，对于从晶舟217剥离失败的晶圆200而言，例如可以是，保持与晶舟217固定连接的状态，并以预定的方法从晶舟217去除。
(判定工序：S118)
当晶圆剥离处理(S116)结束，则将上述一系列的处理(S104～S116)作为一个循环，并判定该一个循环是否实施了预定次数(2次)，即在成膜处理(S108)中所形成的膜的厚度是否达到10μm。并且，如果没有实施预定次数(2次)，则重复进行从晶舟导入(S104)到剥离处理(S116)的一个循环。另一方面，当判定为实施了预定次数时，则进入下一步骤(S120)。
之后，通过与上述的晶舟导入(S104)同样的处理步骤，将晶舟217向处理室201内搬入(晶舟导入：S120)，并通过与上述的压力调整和温度调整(S106)同样的处理步骤、处理条件，来进行处理室201内的压力调整和温度调整(压力调整和温度调整：S122)。
(成膜处理：S124)
之后，通过与上述的成膜处理(S108)同样的处理步骤，对晶圆200供给成膜气体(原料气体、掺杂剂气体)。
作为在本步骤中供给成膜气体时的处理条件，例示如下：
原料气体和掺杂剂气体供给时间：400～800分钟。其他处理条件可以与在成膜处理(S108)中供给成膜气体时的处理条件相同。
如上所述，由于在晶圆200上已经形成10μm的厚度的Si膜，因此为了形成所需的厚度即14μm的厚度的Si膜，在本步骤中，在上述的条件下对晶圆200供给成膜气体，从而形成剩余的4μm的厚度的Si膜并调整膜厚。
之后，通过与上述的晶舟导出(S112)同样的处理步骤，使晶舟217从处理室201内向待机室141内移动(晶舟导出：S126)，并通过与上述的晶圆冷却(S114)同样的处理步骤、处理条件，使处理后的晶圆200在待机室141内冷却至预定的温度(晶圆冷却：S128)。
(晶圆卸载：S130)
之后，利用基板移载机构112，使处理后的晶圆200从在待机室141内的晶舟217上设置的基板载置部222上卸下至移载搁架123上的晶圆盒100内(晶圆卸载)。具体而言，例如用5个镊子111分别将5张晶圆200从晶舟217的基板载置部222向移载搁架123上的晶圆盒100内输送。该处理进行到将预定的全部晶圆200(例如100～200张的晶圆200)从晶舟217的卸下完成为止。然后，结束基板处理工序。
(5)本方式的效果
根据本方式，获得如下所示的一个或多个效果。
(a)从开始成膜处理起，当在晶圆200上形成所需的厚度的膜之前的期间，至少一次使成膜处理的实施中断，进行基板载置部222上载置的晶圆200的剥离处理，从而能够防止晶圆200与晶舟217的固定连接，并防止当在晶圆200上形成所需的厚度的膜之后无法将晶圆200从晶舟217剥离的问题。
(b)从开始成膜处理起到在晶圆200上形成所需的厚度的膜之前的期间，将依次进行供给成膜气体的处理、在晶圆200上形成临界厚度的膜之前中断成膜气体的供给的处理、剥离处理的循环执行预定次数，从而能够可靠地防止晶圆200与晶舟217的固定连接。
在控制器124的存储装置124c内，以可读取的方式存储有记载了上述的基板处理(例如S102～S130)的步骤或条件等的制程配方，从而只要读取该制程配方并执行一次，就能够可靠地防止晶圆200与晶舟217的固定连接，并且能够在晶圆200上形成所需的厚度的膜。结果是，能够容易地进行成膜处理的操作。
(c)在上述条件下，在剥离处理即通过基板移载机构112将基板载置部222上载置的晶圆200提起之后，仅进行向基板载置部222上的原位置下降的处理，不进行晶圆200的卸下、装填等，从而能够缩短基板处理工序所需的时间，提高生产率。这里所说的“卸下”是指：利用基板移载机构112将处理后的晶圆200从在待机室141内的晶舟217上设置的基板载置部222上向移载搁架123上的晶圆盒100内输送。“装填”是指：利用基板移载机构112将未处理的晶圆200从移载搁架123上的晶圆盒100内向待机室141内的晶舟217输送。
(d)基板移载机构112具备多个镊子111，对多张晶圆200同时进行剥离处理，从而能够缩短基板处理工序所需的时间，提高生产率。
(e)在执行剥离处理的过程中，当利用基板移载机构112具备的传感器119检出剥离处理失败时，则中断后续的处理，从而能够提高基板品质、生产效率。另外，通过进行警报通知，能够使操作者知晓异常情况。此外，通过执行重试处理，能够可靠地防止晶圆200与晶舟217的固定连接，抑制晶圆200的损失。
＜本公开的其他方式＞
以上对本公开的方式具体地进行了说明。但是，本公开不限于上述方式，在不脱离其要旨的范围能够进行多种变更。
在上述方式中，对于使用一次处理多张基板的批量式的基板处理装置1形成膜的例子进行了说明。本公开不限于上述方式，例如也适用于利用一次处理1张或数张基板的单片式的基板处理装置形成膜的情况。在使用单片式的基板处理装置形成膜时，剥离处理优选在处理容器内进行。具体而言，成膜处理以在处理容器内设置的基板载置部(底座)上载置晶圆的状态进行。如图8所示，在处理容器内设置有提升销等基板移动机构，其在将基板载置部上载置的晶圆提起之后，向基板载置部上的原位置下降。在进行了成膜处理之后，进行剥离处理，即利用基板移动机构将基板载置部上的晶圆提起，之后向基板载置部上的原位置下降。通过将成膜处理和剥离处理重复进行预定次数，从而能够在晶圆上形成所需的厚度的膜。通过这样在处理容器内进行剥离处理，从而能够缩短基板处理工序所需的时间，提高生产率。
另外，在上述方式中，对于利用具有热壁型的处理炉的基板处理装置形成膜的例子进行了说明。本公开不限于上述方式，也能够适用于利用具有冷壁型的处理炉的基板处理装置形成膜的情况。
在利用这些基板处理装置的情况下，也能够通过与上述方式同样的处理步骤、处理条件进行各处理，并获得与上述方式同样的效果。
在上述方式中，将剥离处理预定为在利用基板移载机构112将基板载置部222上载置的晶圆200提起后向基板载置部222上的原位置下降的处理，但是本公开不限于此。例如，剥离处理也可以是在利用基板移载机构112使基板载置部222上载置的晶圆200在基板载置部222上错开并移动后再次进行错开并回到基板载置部222上的原位置的处理。在上述的剥离处理(S116)中，可以采用这些剥离处理的其中至少任一。在这些情况下也能够获得与上述方式同样的效果。
另外，同样地，剥离处理也可以是在利用基板移载机构112使基板载置部222上载置的晶圆200卸下后向基板载置部222上的原位置装填的处理。此时能够可靠地获得上述方式的效果。
在上述方式中，对于在晶圆200上形成掺杂了掺杂剂的导电性多晶硅膜的例子进行了说明，但是本公开不限于此。本公开例如也适用于在晶圆200上形成掺杂了掺杂剂的导电性非晶硅膜(a－Si膜、非晶Si膜)、掺杂了掺杂剂的导电性单晶硅膜(单晶Si膜)等膜的情况。另外，本公开也适用于不使用掺杂剂气体而是在晶圆200上形成无掺杂多晶硅膜、无掺杂非晶硅膜、无掺杂单晶硅膜的情况。另外，作为成膜气体，除了原料气体等之外，还可以使用含氮(N)气体、含氧(O)气体、含碳(C)气体、含有N和C的气体、含硼(B)气体等反应气体，在晶圆200上形成氮化硅膜(SiN膜)、氧化硅膜(SiO膜)、碳化硅膜(SiC膜)、碳氮化硅膜(SiCN膜)、氮氧化硅膜(SiON膜)、碳氧化硅膜(SiOC膜)、碳氮氧化硅膜(SiOCN膜)、碳氮硼化硅膜(SiBCN膜)、氮硼化硅膜(SiBN膜)等多元系Si膜，此时也可适用本公开。供给各种成膜气体时的处理步骤、处理条件例如可以与上述方式相同。此时也能够获得与上述方式同样的效果。
在上述方式中，针对如下例子进行了说明，即：当在晶圆200上形成所需的厚度的膜时，在最后(第三次)的成膜处理中调整膜厚的例子，但是本公开不限于此。例如，也可以在第一次成膜处理、第二次成膜处理的任一处理中调整膜厚。
在上述方式中，对于在成膜处理(S108、S124)中将多种成膜气体同时且连续地向处理室201内供给的CVD(chemical vapor deposition；化学气相沉积)处理的例子进行了说明，但是本公开不限于此。例如也可以是间歇地供给成膜气体的周期性的CVD处理。另外，例如也可以是重复进行将原料气体和上述的反应气体交替地供给的工序的交替供给处理。即，可以将原料气体供给→吹扫→反应气体供给→吹扫作为一个循环而将该循环执行预定次数。在这些情况下，例如可以将在一个循环中使含Si层生长250nm的循环重复20次，从而形成5μm的厚度的含Si膜。
此外，在周期性的CVD处理或交替供给处理的情况下，可以在吹扫步骤中将吹扫、真空排气作为一个循环并重复进行该循环。此时，能够获得晶圆面内均一性提高等效果。
对于记载有上述的步骤或条件等并用于各处理的配方而言，该配方优选对应于处理内容分别准备并经过电子通信线路或外部存储装置126存储于存储装置124c内。并且优选，当各处理开始时，CPU124a从存储装置124c内存储的多个配方中适当地根据处理内容选择适当的配方。由此，能够利用一台基板处理装置以良好的再现性来形成各种类型、组成比、膜质、膜厚的膜。另外，能够减轻操作者的负担并防止操作失误，并能够迅速地开始进行各处理。
上述的配方不限于新制作的情况，例如也可以通过对基板处理装置中已安装的既存的配方进行变更来准备。在对配方进行变更时，可以将变更后的配方经由电子通信线路或存储该方案的存储介质向基板处理装置进行安装。另外，也可以对既存的基板处理装置具备的输入输出装置125进行操作，直接对基板处理装置中已安装的既存的配方进行变更。
上述方式能够适当地组合进行使用。此时的处理步骤、处理条件例如可以与上述方式的处理步骤、处理条件相同。
＜本公开的优选方式＞
以下对本公开的优选方式进行附记。
(附记1)
根据本公开的一方式，提供一种基板处理装置，其具有：
基板保持件，其设置有载置基板的基板载置部；
基板移载机构，其相对于所述基板载置部装填或卸下所述基板；
处理容器，其容纳保持有所述基板的所述基板保持件；
成膜气体供给系统，其对所述处理容器内的所述基板供给成膜气体；以及
控制部，其能够控制所述基板移载机构和所述成膜气体供给系统，使得在从开始对所述基板供给所述成膜气体的成膜处理起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜处理的实施中断，并进行所述基板载置部上载置的所述基板的剥离处理。
(附记2)
关于附记1所述的基板处理装置，其中，
所述控制部能够控制所述基板移载机构和所述成膜气体供给系统，使得在从开始所述成膜处理起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，将依次进行供给所述成膜气体的处理、在所述基板上形成临界厚度的膜之前将所述成膜气体的供给中断的处理、所述剥离处理的循环执行预定次数。
(附记3)
关于附记2所述的基板处理装置，其中，
所述临界厚度是指：若成为该临界厚度以上的厚度则无法实现利用所述基板移载机构进行所述剥离处理时的膜的厚度。
(附记4)
关于附记1～3中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述剥离处理是指：能够利用所述基板移载机构，将载置于所述基板载置部上的基板提起后，下降至所述基板载置部上的原位置的处理。
(附记5)
关于附记1～3中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述剥离处理是指：能够利用所述基板移载机构，使载置于所述基板载置部上的基板在所述基板载置部上偏移移动之后，再次偏移并回到所述基板载置部上的原位置的处理。
(附记6)
关于附记1～3中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述剥离处理是指：能够利用所述基板移载机构，将载置于所述基板载置部上的基板卸下之后，装填于所述基板载置部上的原位置的处理。
(附记7)
关于附记1～6中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述剥离处理是能够对多张基板同时进行的处理。
(附记8)
关于附记1～6中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述剥离处理是能够在所述处理容器内进行的处理。
(附记9)
关于附记1～8中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述基板移载机构具备检出所述剥离处理是否成功的传感器，
所述控制部能够在所述传感器检出所述剥离处理的失败时，使后续的处理中断。
(附记10)
关于附记1～9中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述基板移载机构具备检出所述剥离处理是否成功的传感器，
所述控制部能够在所述传感器检出所述剥离处理的失败时，进行利用警报的通知。
(附记11)
根据本公开的另一方式，提供一种半导体装置的制造方法，其具有：
利用基板移载机构对设置于基板保持件的基板载置部装填基板的工序；
将保持有基板的所述基板保持件向处理容器内输送的工序；以及
对所述处理容器内的基板供给成膜气体的工序，
对所述基板供给成膜气体的工序中，在从开始对所述基板供给所述成膜气体起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜气体的供给中断，并进行所述基板载置部上载置的基板的剥离处理。
(附记12)
根据本公开的又一方式，提供一种存储介质，其存储有通过计算机使基板处理装置执行以下步骤的程序：
利用基板移载机构对设置于基板保持件的基板载置部装填基板的步骤；
将保持有基板的所述基板保持件向处理容器内输送的步骤；以及
对所述处理容器内的基板供给成膜气体的步骤，
对所述基板供给成膜气体的步骤中，在从开始对所述基板供给所述成膜气体起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜气体的供给中断，并进行所述基板载置部上载置的基板的剥离处理。

Claims (18)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具有：
基板保持件，其设置有载置基板的基板载置部；
基板移载机构，其相对于所述基板载置部装填或卸下所述基板；
处理容器，其容纳保持有所述基板的所述基板保持件；
成膜气体供给系统，其对所述处理容器内的所述基板供给成膜气体；以及
控制部，其能够控制所述基板移载机构和所述成膜气体供给系统，使得在从开始对所述基板供给所述成膜气体的成膜处理起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜处理的实施中断，并进行所述基板载置部上载置的所述基板的剥离处理。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部能够控制所述基板移载机构和所述成膜气体供给系统，使得在从开始所述成膜处理起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，将依次进行供给所述成膜气体的处理、在所述基板上形成临界厚度的膜之前将所述成膜气体的供给中断的处理、所述剥离处理的循环执行预定次数。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述临界厚度是指：若成为该临界厚度以上的厚度则无法实现利用所述基板移载机构进行所述剥离处理时的膜的厚度。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理是指：能够利用所述基板移载机构，将载置于所述基板载置部上的基板提起后，下降至所述基板载置部上的原位置的处理。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理是指：能够利用所述基板移载机构，使载置于所述基板载置部上的基板在所述基板载置部上偏移移动之后，再次偏移并回到所述基板载置部上的原位置的处理。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理是指：能够利用所述基板移载机构，将载置于所述基板载置部上的基板卸下之后，装填于所述基板载置部上的原位置的处理。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理是能够对多张基板同时进行的处理。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理是能够在所述处理容器内进行的处理。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板移载机构具备检出所述剥离处理是否成功的传感器，
所述控制部能够在所述传感器检出所述剥离处理的失败时，使后续的处理中断。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部能够在所述传感器检出所述剥离处理的失败时，进行利用警报的通知。
11.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理的失败表示至少所述基板保持件、所述基板移载机构、所述基板中的任一个发生破损。
12.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述剥离处理的失败表示无法以所述基板移载机构的既定的力矩将所述基板从所述基板保持件剥离。
13.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部能够在所述传感器检出所述剥离处理的失败时，利用所述基板移载机构执行重试处理。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，
所述重试处理能够进行一次以上的预定次数。
15.根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述传感器在所述重试处理中检出所述剥离处理的失败时，使后续的处理中断。
16.根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述传感器在所述重试处理中检出所述剥离处理的成功时，继续进行后续处理。
17.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：
利用基板移载机构对设置于基板保持件的基板载置部装填基板的工序；
将保持有基板的所述基板保持件向处理容器内输送的工序；以及
对所述处理容器内的基板供给成膜气体的工序，
对所述基板供给成膜气体的工序中，在从开始对所述基板供给所述成膜气体起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜气体的供给中断，并进行所述基板载置部上载置的基板的剥离处理。
18.一种存储介质，是计算机可读取的存储介质，其特征在于，
存储有通过计算机使基板处理装置执行以下步骤的程序：
利用基板移载机构对设置于基板保持件的基板载置部装填基板的步骤；
将保持有基板的所述基板保持件向处理容器内输送的步骤；以及
对所述处理容器内的基板供给成膜气体的步骤，
对所述基板供给成膜气体的步骤中，在从开始对所述基板供给所述成膜气体起至在所述基板上形成所需的厚度的膜为止的期间，至少一次将所述成膜气体的供给中断，并进行所述基板载置部上载置的基板的剥离处理。
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