半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。
【背景技术】
[0002]随着大规模集成电路(Large Scale Integrated Circuit，以下称为LSI)的微细化，对于控制晶体管元件间的漏电流干涉的加工技术而言，技术上的困难日益增加。LSI的元件间分离通过下述方法进行:在作为衬底的硅(Si)上，在想要分离的元件间形成槽或孔等空隙，在所述空隙中堆积绝缘物。作为绝缘物，多是使用氧化膜，例如，使用氧化硅膜。氧化娃膜通过Si衬底本身的氧化、化学气相成长法(Chemical Vapor Deposit1n，以下称为CVD)、绝缘物涂布法(Spin On Dielectric，以下称为SOD)而形成。
[0003]随着近年来的微细化，对于微细结构的埋入、特别是氧化物对纵向深的空隙结构或横向窄的空隙结构的埋入而言，利用CVD法进行的埋入方法正在达到技术极限。在这样的背景下，使用了具有流动性的氧化物的埋入方法、即SOD的采用有增加的趋势。在SOD中，使用被称为S0G(Spin on glass)的包含无机或有机成分的涂布绝缘材料。该材料在CVD氧化膜出现之前就被用于LSI的制造工序，但加工技术为0.35μπι?Ιμπι左右的加工尺寸，并不微细，因此，涂布后的改质方法容许在氮气氛下进行400°C左右的热处理。
【发明内容】
[0004]然而，以近年来的LS1、DRAM(DynamicRandom Access Memory)、Flash Memory为代表的半导体器件的最小加工尺寸小于50nm宽度，保持品质的微细化、制造吞吐量(throughput)提高的达成、处理温度的低温化逐渐变难。
[0005]本发明的目的在于提供一种能够提尚形成于衬底上的I旲的特性、并且提尚制造吞吐量的技术。
[0006]根据一方案，提供一种半导体器件的制造方法，其具有下述工序:
[0007]将形成有具有硅氮键的膜、并对该膜实施了前烘的衬底搬入处理容器内的工序；
[0008]以所述前烘的温度以下的第一温度向所述衬底供给含氧气体的工序;和
[0009]以高于所述第一温度的第二温度向所述衬底供给处理气体的工序。
[0010]根据另一方案，提供一种衬底处理装置，其具有:
[0011]处理容器，收纳形成有具有硅氮键的膜、并对该膜实施了前烘的衬底；
[0012]含氧气体供给部，向所述处理容器内的所述衬底供给含氧气体；
[0013]处理气体供给部，向所述处理容器内的所述衬底供给处理气体；
[0014]加热部，对所述衬底进行加热；
[0015]控制部，构成为控制所述含氧气体供给部、所述处理气体供给部和所述加热部，以使得在不供给所述处理气体、而是供给所述含氧气体的状态下，以所述前烘工序的温度以下的第一温度将所述衬底加热规定时间，在供给所述处理气体的状态下，以高于所述第一温度的第二温度将所述衬底加热规定时间。
[0016]根据又一方案，提供一种计算机可读取的记录介质，记录有使计算机执行下述步骤的程序:
[0017]将形成有具有硅氮键的膜、并对该膜实施了前烘的衬底搬入处理容器的步骤；
[0018]以所述前烘的温度以下的第一温度向所述衬底供给含氧气体的步骤；
[0019]以高于所述第一温度的第二温度向所述衬底供给处理气体的步骤。
[0020]根据本发明的技术，能够提高形成于衬底上的膜的特性。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的一实施方式的衬底处理装置的结构简图。
[0022]图2是本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的处理炉的纵截面简图。
[0023]图3是本发明的实施方式中适用的衬底处理装置的控制器的结构简图。
[0024]图4是表示本发明的一实施方式的衬底处理工序的事前处理的流程图。
[0025]图5是表示本发明的一实施方式的衬底处理工序的流程图。
[0026]图6是表不本发明的一实施方式的衬底处理项目(event)和温度的时机例的图。
[0027]图7是表示本发明的实施方式的衬底表面的异物量的比较的图。
【具体实施方式】
[0028]以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0029]本发明人发现了下述课题，S卩，在用处理液、处理气体对涂布有含有硅氮键(一Si — N—键)的膜(例如聚硅氮烷膜)的衬底进行处理时，在处理后的衬底上产生多个异物(颗粒)。另外，发现了异物的产生导致无法保持品质、阻碍微细化的课题。进而，发现了随之无法继续生产确保品质的处理物、制造吞吐量恶化的课题。
[0030]本发明人推测产生上述课题的原因为以下几个方面。第一，聚硅氮烷膜通过聚硅氮烷溶液的涂布和前烘(prebake)形成，但在所述前烘中，无法完全除去聚硅氮烷涂布膜的溶剂、杂质，在改质工序中，残留在聚硅氮烷膜中的溶剂发生脱离，在处理容器内作为逸出气体进行释放、再附着，引起反应。第二，在聚硅氮烷中发生分子量的分布，分子量低的聚硅氮烷从涂布膜中脱离，在处理容器内作为逸出气体进行释放、再附着，与残留溶剂反应，结果以S1异物或杂质的形式附着在衬底表面。第三，处理液所含的杂质与残留于聚硅氮烷膜中的溶剂等发生反应，生成副产物。
[0031 ] 鉴于上述原因，本发明人经过深入研究，结果发现:通过使对聚硅氮烷涂布膜进行改质处理前的预备加热工序的温度为聚硅氮烷的前烘时的温度以下，能够抑制低分子量的聚硅氮烷的脱离，解决上述课题。另外，发现通过使预备加热工序为含氧气氛，能够使低分子量的聚硅氮烷的骨架结构变为氧化硅(Si — O)，能够抑制低分子量的聚硅氮烷的脱离，解决上述课题。
[0032]<本发明的一实施方式>
[0033]以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行更详细的说明。
[0034](I)衬底处理装置的构成
[0035]首先，主要使用图1及图2来说明本实施方式的衬底处理装置的构成。图1是本实施方式的衬底处理装置的结构简图，其用纵截面表示处理炉202部分。图2是本实施方式的衬底处理装置所具备的处理炉202的纵截面简图。
[0036](处理容器)
[0037]如图1所示，处理炉202包括处理容器(反应管)203。处理容器203例如由石英(S12)或碳化硅(SiC)等耐热性材料形成，并形成为上端及下端开口的圆筒形状。在处理容器203的筒中空部形成处理室201，并以下述方式构成:通过作为衬底支承部的晶舟217，能够以水平姿势、且以在垂直方向上排列多层的状态收纳作为衬底的晶片200。
[0038]在处理容器203的下部设置有作为炉口盖体(能够将处理容器(反应管)203的下端开口(炉口)气密地密封(闭塞))的密封盖219 ο密封盖219以从垂直方向下侧抵接于处理容器203的下端的方式构成。密封盖219形成为圆板状。成为衬底的处理空间的衬底处理室201由处理容器203和密封盖219构成。
[0039](衬底支承部)
[0040]作为衬底保持部的晶舟217以能多层地保持多片晶片200的方式构成。晶舟217具备保持多片晶片200的多根支柱217a。例如具备3根支柱217a。多根支柱217a分别架设于底板217b与顶板217c之间。多片晶片200通过支柱217a以水平姿势且以彼此中心对齐的状态进行排列，并在管轴方向上被多层地保持。顶板217c?，晶舟217以比保持于晶舟217上的晶片200的最大外径大的方式形成。
[0041]作为支柱217a、底板217b、顶板217c的构成材料，例如可以使用氧化硅(Si02)、碳化硅(SiC)、石英(A10)、氮化铝(A1N)、氮化硅(SiN)、氧化锆(ZrO)等热传导性良好的非金属材料。特别优选使用热传导率为10W/mK以上的非金属材料。需要说明的是，热传导率不成问题时，可以由石英(S1)等形成，另外，由金属带来的对晶片200的污染不成问题时，支柱217a、顶板217c可以由不锈钢(SUS)等金属材料形成。在使用金属作为支柱217a、顶板217c的构成材料的情况下，可以在金属上形成陶瓷、TEFLON(注册商标)等被膜。
[0042]在晶舟217的下部设置有例如由石英、碳化硅等耐热材料形成的隔热体218，并以来自第一加热部207的热不易传递到密封盖219侧的方式构成。隔热体218作为隔热部件发挥功能，并且也作为保持晶舟217的保持体发挥功能。需要说明的是，隔热体218不限于将图示那样的形成为圆板形状的隔热板以水平姿势呈多层地设置多片而成的隔热体，还可以为例如形成为圆筒形状的石英盖等。另外，还可以将隔热体218作为晶舟217的构成部件之一。
[0043](升降部)
[0044]在处理容器203的下方设置有作为升降部(使晶舟217升降从而将其搬送于处理容器(反应管)203内外)的晶舟升降机。在晶舟升降机处设置有密封盖219，所述密封盖219在通过晶舟升降机使晶舟217上升时密封炉口。
[0045]在密封盖219的与处理室201相反一侧设置有使晶舟217旋