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_4

文档序号:9757063阅读:来源:国知局
向处理容器203内供给含氮气体,对形成于晶片200上的氧化硅膜进行规定时间(例如30分钟)的退火。此处,含氮气体例如为氮气(N2),可以从吹扫气体供给部601供给。
[0092](吹扫工序(S60))
[0093]退火工序S50结束后,在保持晶片200的温度的状态下,对处理容器203内进行排气,直到成为规定的压力。例如进行排气直到成为约IT orr。达到规定的压力后,开始向处理容器203内供给作为非活性气体的氮气,进行供给直到成为规定的压力。如上所述,通过在保持晶片200的温度的状态下对处理容器203内进行排气从而降低压力,能够将颗粒、杂质除去。另外,通过排气后在保持晶片200的温度的状态下供给非活性气体,能够将残留于处理容器203内的、通过真空排气无法除去的颗粒、杂质、来自晶片200的逸出气体除去。
[0094](降温大气压恢复工序(S70))
[0095]处理容器203内的压力达到规定的压力后,开始晶片200的降温。例如,在处理容器203内的压力成为约10Torr以上后,开始晶片200的降温。
[0096]可以在使晶片200降温的同时,在使鼓风机257工作的状态下打开闸门252、254、256,一边利用质量流量控制器251控制流量,一边从冷却气体供给管249向处理容器203与隔热部件210之间的空间260内供给冷却气体,同时,将其从冷却气体排气管253排出。作为冷却气体,除N2气外,还可以单独或者混合使用例如He气,Ne气,Ar气等稀有气体、空气等。由此,能够使空间260内骤冷,在短时间内冷却设置于空间260内的处理容器203及第一加热部207 ο此外,能够在更短的时间内使处理容器203内的晶片200降温。
[0097]需要说明的是,可以在关闭闸门254、256的状态下,从冷却气体供给管249向空间260内供给犯气,用冷却气体充满空间260内并进行冷却后,在使鼓风机257工作的状态下打开闸门254、256,将空间260内的冷却气体从冷却气体排气管253排出。
[0098](衬底搬出工序(S80))
[0099]之后,利用晶舟升降机使密封盖219下降,将处理容器203的下端开口,同时,将处理完毕的晶片200在保持于晶舟217的状态下从处理容器203的下端搬出(晶舟卸载)至处理容器203(处理室201)的外部。之后,将处理完毕的晶片200从晶舟217上取下(晶片取出),结束本实施方式的衬底处理工序。
[0100](4)本实施方式的效果
[0101]根据本实施方式,可取得以下所示的I或多个效果。
[0102](a)通过将预备加热工序在前烘工序的温度以下进行加热,能够防止低分子量的聚硅氮烷的软化,能够减少颗粒的数量。
[0103](b)另外,通过在含氧气氛中进行预备加热工序,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,抑制颗粒的产生。
[0104](c)另外,通过在氧气(O2)气氛中进行预备加热工序,能够抑制颗粒的产生。图7示出了对在氧气气氛中进行预备加热工序时所产生的颗粒的数量和在氮气(N2)气氛中进行预备加热工序时所产生的颗粒的数量进行比较的图。如图7所示,可知与在氮气气氛中进行处理时相比,在氧气气氛中进行处理时能够大幅抑制颗粒数量。
[0105](d)另外,在形成于晶片200上的聚硅氮烷膜的前烘温度以下进行预备加热工序时,能够均匀地实施聚硅氮烷的氧化。例如,如果在高于前烘温度的温度下进行预备加热,则存在下述情况:在形成于晶片200上的凹凸中埋入的聚硅氮烷的上部发生硬化,在之后的氧化工序中,无法均匀地氧化至凹凸的底部。但通过保持为前烘温度以下,能够抑制聚硅氮烷的上部发生硬化。
[0106]<本发明的其他实施方式>
[0107]以上,具体说明了本发明的实施方式,但本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变化。
[0108]在上述实施方式中,对使用水蒸气作为处理气体的情形进行了说明,但并不限定于此。即,处理气体可以为使溶剂中溶解有常温下为固体或液体的原料(反应物)的溶液(液态反应物)气化而成的氧化性气体。例如,可以使用将过氧化氢(H2O2)溶解在水(H2O)中得到的过氧化氢水。通过将含有过氧化氢(使过氧化氢水气化而得到)的气体供给至晶片200从而进行氧化处理,能够在更低的温度下进行聚硅氮烷膜的氧化。能够在例如70?130°C左右进行处理。另外,通过进一步形成低温,能够于在晶片200上形成有凹凸时更均匀地氧化至凹部的底部。例如,如果如上述实施方式那样加热至约400°C,则存在下述情况:凹部的上部的聚硅氮烷发生硬化,处理无法进行至凹部的底端。如果与水蒸气(水、H2O)相比,则过氧化氢具有以下特征:过氧化氢的活化能高,I分子中所含的氧原子的个数多,因而氧化性强。因此,在使用过氧化氢气体的情况下,在使氧原子(O)到达形成于晶片200的沟内的膜的深部(沟的底部)方面是有优势的。
[0109]另外,作为处理气体不限于使用水蒸气、过氧化氢气体的情形,例如可以为将水(H2O)加热而产生的水蒸气。另外,作为含氧气体,除O2气外,还可以使用例如臭氧(O3)气体、水蒸气(H2O)等。另外,能够抑制形成于晶片200上的电路、尤其是使用了不耐受高温处理的材质(例如铝)的电路的性能劣化等。
[0110]需要说明的是,作为处理气体的水蒸气(气态的水)可以包括H2O分子单体的状态、若干分子结合而成的团簇(cluster)状态。此外,在将水(H2O)从液态形成气态时,可以使其分裂成H2O分子单体,还可以使其分裂成若干分子结合而成的团簇状态。此外,还可以为若干个上述团簇聚集而形成的雾(mist)状。
[0111]另外,在使用过氧化氢气体作为上述处理气体的情况下,也同样地可以包括H2O2分子单体的状态、若干分子结合而成的团簇状态。另外,在从过氧化氢水(H2O2)气化成过氧化氢气体时,可以使其分裂成H2O2分子单体,还可以使其分裂成若干分子结合而成的团簇状态。此外,还可以为若干个上述团簇聚集而形成的雾(mist)状。
[0112]另外,在上述实施方式中,示出了对形成有聚硅氮烷膜的晶片200进行处理的例子,但并不限于此。例如,通过对形成有具有硅氮键(一 Si — N—)的膜的晶片200进行处理,能够获得相同的效果。
[0113]另外,在上文中,示出了对旋涂有具有硅氮键的膜的晶片200进行处理的例子,但并不限于此,即使为利用Chemical Vapor Deposit1n(CVD)法形成的含娃膜,也能够同样地使其氧化。
[0114]在上述处理炉202中,可以在处理容器203外设置例如热电偶等第一外部温度传感器264a、第二外部温度传感器264b、第三外部温度传感器264c、第四外部温度传感器264d(参见图2)作为检测第一加热部207所具备的第一加热器单元207a、第二加热器单元207b、第三加热器单元207c、第四加热器单元207d的各自温度的温度检测器。第一外部温度传感器264a、第二外部温度传感器264b、第三外部温度传感器264c、第四外部温度传感器264d分别与控制器121连接。由此,能够基于利用第一外部温度传感器264a、第二外部温度传感器264b、第三外部温度传感器264c、第四外部温度传感器264d分别检测到的温度信息,来监视第一加热器单元207a、第二加热器单元207b、第三加热器单元207c、第四加热器单元207d的各自的温度是否被加热至规定的温度。
[0115]在上述实施方式中,对具备纵型处理炉的衬底处理装置进行了说明,但并不限定于此,还可以优选地适用于例如具有单片式、HotWall型、ColdWall型处理炉的衬底处理装置、使处理气体激发从而处理晶片200的衬底处理装置。
[0116]<本发明的优选方案>
[0117]以下,附记本发明的优选方案。
[0118]< 附记 1>
[0119]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:
[0120]将形成有具有硅氮键的膜、并实施了前烘的衬底搬入处理容器的工序;
[0121]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
[0122]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。
[0123]< 附记 2>
[0124]如附记I所述的半导体器件的制造方法,优选,所述具有硅氮键的膜为包含低分子量的聚娃氮烧的膜。
[0125]< 附记 3>
[0126]如附记I至附记2所述的半导体器件的制造方法,优选,所述含氧气体为包含氧气的气体,所述处理气体为包含水蒸气的气体。
[0127]< 附记 4>
[0128]如附记I至附记3中任一项所述的半导体器件的制造方法,优选,供给所述处理气体的工序在供给所述含氧气体的工序之后进行,在供给所述处理气体的工序中,一边供给所述含氧气体,一边供给所述处理气体。
[0129]< 附记 5>
[0130]如附记4所述的半导体器件的制造方法,优选,在供给所述处理气体的
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