襯底處理方法、襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法及記錄介質(zhì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及襯底處理方法、襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法及記錄介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大規(guī)模集成電路(Large Scale Integrated Circuit:以下也簡稱為LSI)的微細(xì)化，控制晶體管元件間的漏電流干擾的加工技術(shù)增加了技術(shù)難度。LSI的元件間分離是通過如下方法來進(jìn)行:在作為襯底的硅(Si)上相鄰設(shè)置的分離對象的元件之間形成槽或孔等空隙，在該空隙沉積絕緣物。作為絕緣物，多使用氧化膜，例如使用硅氧化膜(S1膜)οS1膜可以通過Si襯底自身的氧化、化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposit1n:CVD法)、絕緣物涂布法(Spin On Dielectric:SOD法)等形成。
[0003]近年由于微細(xì)化，在進(jìn)行向微細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的氧化物埋入、尤其是向縱向深、或橫向窄的空隙結(jié)構(gòu)內(nèi)埋入氧化物時(shí)，利用CVD法的埋入方法存在技術(shù)極限。基于這樣的背景，采用使用了氧化物(其具有流動(dòng)性)的埋入方法、即SOD法變得增多。SOD法中，使用稱為S0G(SpinOn Glass)的含有無機(jī)或有機(jī)成分的涂布絕緣材料。比CVD氧化膜出現(xiàn)更早就在LSI的制造工序中采用了該材料，但加工技術(shù)是0.35μπι?Ιμπι左右的加工尺寸。為了實(shí)現(xiàn)微細(xì)化，在涂布了該材料之后，有時(shí)實(shí)施例如在氣氣氛下進(jìn)彳丁400°C左右的熱處理的改質(zhì)工序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]然而，近年來，LS1、DRAM(DynamicRandom Access Memory)、Flash Memory所代表的半導(dǎo)體器件的最小加工尺寸變得小于30nm寬度。因此，在采用SOD法時(shí)，保證品質(zhì)不變的微細(xì)化、制造產(chǎn)能提高的實(shí)現(xiàn)、處理溫度的低溫化成為課題。
[000?]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提尚形成于襯底上的I旲的特性、并且能提尚制造產(chǎn)能的技術(shù)。
[0007]用于解決技術(shù)問題的手段
[0008]根據(jù)一方案，提供襯底處理方法，包括如下工序:
[0009]將襯底搬入處理容器內(nèi)的工序，所述襯底形成有具有硅氮烷鍵的膜，該膜被實(shí)施了前烘；
[0010]改質(zhì)處理工序，將所述襯底加熱到第一溫度而對該襯底供給處理氣體；
[0011]干燥處理工序，在比所述第一溫度高、且為所述前烘時(shí)的溫度以下的第二溫度對所述襯底進(jìn)行加熱。
[0012]根據(jù)另一方案，提供襯底處理裝置，包括:
[0013]處理容器，收容襯底，所述襯底形成有具有硅氮烷鍵的膜，該膜被實(shí)施了前烘；
[0014]處理氣體供給部，對所述襯底供給處理氣體；
[0015]加熱部，對所述襯底進(jìn)行加熱；
[0016]控制部，以如下方式控制所述處理氣體供給部和所述加熱部:在將所述襯底加熱到第一溫度、并且將所述處理氣體供給到所述襯底而對具有所述硅氮烷鍵的膜進(jìn)行了改質(zhì)處理之后，以比該第一溫度高、且為所述前烘時(shí)的溫度以下的第二溫度，對所述襯底進(jìn)行加熱。
[0017]根據(jù)另一方案，提供半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下工序:
[0018]將襯底搬入處理容器內(nèi)的工序，所述襯底形成有具有硅氮烷鍵的膜，該膜被實(shí)施了前烘；
[0019]改質(zhì)處理工序，將所述襯底加熱到第一溫度而對該襯底供給處理氣體；
[0020]干燥處理工序，在比所述第一溫度高、且為所述前烘時(shí)的溫度以下的第二溫度對所述襯底進(jìn)行加熱。
[0021]根據(jù)另一方案，提供一種記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟的程序或記錄有該程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，所述步驟包括:
[0022]將襯底搬入處理容器內(nèi)的步驟，所述襯底形成有具有硅氮烷鍵的膜，該膜被實(shí)施了前烘；
[0023]改質(zhì)處理步驟，將所述襯底加熱到第一溫度而對該襯底供給處理氣體；
[0024]干燥處理步驟，在比所述第一溫度高、且為所述前烘時(shí)的溫度以下的第二溫度對所述襯底進(jìn)行加熱。
[0025]發(fā)明效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，能夠提尚形成于襯底上的I旲的特性、并且能提尚制造廣能。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0028]圖2是本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置所具備的處理爐的縱剖面簡圖。
[0029]圖3是在本發(fā)明的實(shí)施方式中優(yōu)選使用的襯底處理裝置的控制器的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0030]圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的襯底處理工序的事前處理的流程圖。
[0031]圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的襯底處理工序的流程圖。
[0032]圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的襯底處理項(xiàng)目和溫度的定時(shí)例的圖。
[0033]圖7是表示以往的襯底處理項(xiàng)目和溫度的定時(shí)例的圖。
[0034]圖8是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式和以往的襯底上的異物量的比較的圖。
[0035]圖9是本發(fā)明的其他實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]首先，說明發(fā)明人等所得到的見解。
[0037]發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)如下課題:若用處理液和/或處理氣體對在表面形成有含有硅氮烷鍵(^Si —N =鍵，以下也記作一Si —N—鍵)的膜的襯底、例如在表面涂布聚硅氮烷(SiH2NH,以下也記作PHPS)而形成了聚硅氮烷膜的襯底進(jìn)行處理，則產(chǎn)生許多異物(微粒)，有時(shí)附著于處理后的襯底上。還發(fā)現(xiàn)如下課題:由于異物的發(fā)生，難以保證品質(zhì)，有時(shí)阻礙微細(xì)化。進(jìn)而還發(fā)現(xiàn)如下課題:，伴隨上述問題，無法持續(xù)進(jìn)行確保品質(zhì)的襯底處理，制造產(chǎn)能惡化。
[0038]發(fā)明人等推測這些課題的原因?yàn)橐韵轮帯?br>[0039]首先，聚硅氮烷膜是通過聚硅氮烷溶液的涂布和前烘(prebake)而形成。然而，在該前烘中，難以將聚硅氮烷的涂布膜中的溶劑、雜質(zhì)完全除去。因此，在其后進(jìn)行的改質(zhì)處理工序中，有時(shí)殘存于前烘后的聚硅氮烷膜中的溶劑從膜中脫離，作為脫氣(outgas)放出到處理容器內(nèi)，有時(shí)再次附著于襯底而引起反應(yīng)。
[0040]此外，在前烘、改質(zhì)處理工序中，有時(shí)分子量低的聚硅氮烷從涂布膜中脫離，作為脫氣放出到處理容器內(nèi)，再次附著于襯底而與殘存溶劑發(fā)生反應(yīng)。結(jié)果，有時(shí)作為S1的異物或雜質(zhì)而附著在襯底表面。
[0041 ]此外，在改質(zhì)處理工序中，有時(shí)作為處理液所用的過氧化氫(H2O2)水中所含的雜質(zhì)與聚硅氮烷膜中殘存的溶劑等發(fā)生反應(yīng)，生成副產(chǎn)物。
[0042]對上述原因進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)明人等發(fā)現(xiàn):在對聚硅氮烷膜改質(zhì)后的干燥處理工序中，以聚硅氮烷涂布后的前烘時(shí)的溫度以下的溫度使襯底干燥、或提高處理液的純度、或組合這些方法等，能夠解決上述課題。
[0043]<本發(fā)明的第一實(shí)施方式>
[0044]以下，參照附圖詳細(xì)說明作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一的第一實(shí)施方式。
[0045](I)襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)
[0046]首先，主要使用圖1和圖2說明本實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)。圖1是本實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，以縱剖面表示處理爐202部分。圖2是本實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置所具備的處理爐202的縱剖面簡圖。
[0047](處理容器)
[0048]圖1所示，處理爐202具備處理容器(反應(yīng)管)203。處理容器203由例如石英(S12)或碳化硅(SiC)等耐熱性材料形成，形成為上端及下端開口的圓筒形狀。在處理容器(反應(yīng)管)203的筒中空部形成有處理室201。處理室201被構(gòu)成為能夠以通過后述的晶舟217將晶片以水平姿勢且在垂直方向排列多層的狀態(tài)收容作為襯底的晶片200。
[0049]在處理容器203的下部設(shè)有能夠?qū)⑻幚砣萜?03的下端開口(爐口)氣密密封(閉塞)的作為爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219被構(gòu)成為從垂直方向下側(cè)抵接于處理容器203的下端。密封蓋219形成為圓板狀。作為襯底的處理空間的處理室201主要由處理容器203和密封蓋219構(gòu)成。
[0050](襯底支承部)
[0051 ]作為襯底支承部(襯底保持部)的晶舟217被構(gòu)成為能夠?qū)⒍嗥?00呈多層地保持。晶舟217具備保持多片晶片200的多根支柱217a。支柱217a例如具有3根。多根支柱217a分別架設(shè)于底板217b與頂板217c之間。多片晶片200通過支柱217a而以水平姿勢且中心彼此對齊的狀態(tài)排列，沿管軸方向呈多層地被保持。頂板217c的外徑形成為大于保持于晶舟217的晶片200的最大外徑。
[0052]作為支柱217a、底板217b、頂板217c的構(gòu)成材料，例如使用氧化硅(S12)、碳化硅(SiC)、氧化鋁(AlO)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(SiN)、氧化鋯(ZrO)等導(dǎo)熱性高的非金屬材料。尤其是作為上述的構(gòu)成材料，優(yōu)選使用導(dǎo)熱率為10W/mK以上的非金屬材料。若導(dǎo)熱率不存在問題，則作為上述的構(gòu)成材料可以使用石英(S1)等。此外，若不存在金屬對晶片200的污染問題，則可以用例如不銹鋼(SUS)等金屬材料形成支柱217a、頂板217c。作為支柱217a、頂板217c的構(gòu)成材料使用金屬時(shí)，可以在這些金屬部件上形成陶瓷、特氟龍(注冊商標(biāo))等的被膜。
[0053]在晶舟217的下部設(shè)有例如由石英、碳化硅等耐熱材料形成的隔熱體218，構(gòu)成為來自第一加熱部207的熱難以向密封蓋219側(cè)傳遞。隔熱體218作為隔熱部件發(fā)揮作用，同時(shí)也作為保持晶舟217的保持體發(fā)揮作用。隔熱體218不限于圖示這樣形成為圓板形狀的隔熱板以水平姿勢呈多層地設(shè)置多片的結(jié)構(gòu)，可以是例如形成為圓筒形狀的石英罩等。此外，隔熱體218可以認(rèn)為是晶舟217的構(gòu)成部件之一。
[0054](升降部)
[0055]在處理容器203的下方設(shè)有使晶舟217升降而向處理容器203的內(nèi)外搬送的作為升降部的晶舟升降機(jī)。在晶舟升降機(jī)設(shè)有在通過晶舟升降機(jī)使晶舟217上升時(shí)封閉爐口的密封蓋219。
[0056]在密封蓋219的與處理室2OI相反的一側(cè)，設(shè)有使晶舟217旋轉(zhuǎn)的晶舟旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267。晶舟旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267的旋轉(zhuǎn)軸261貫穿密封蓋219而與晶舟217連接。晶舟旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267被構(gòu)成為通過使晶舟217旋轉(zhuǎn)來使晶片200旋轉(zhuǎn)。
[0057](第一加熱部)
[0058]在處理容器203的外側(cè)，以將處理容器203的側(cè)壁面包圍的同心圓狀，設(shè)置對處理容器203內(nèi)的晶片200進(jìn)行加熱的第一加熱部207。第一加熱部207被設(shè)置成由加熱器基座206支承。如圖2所示，第一加熱部207包括第一?第四加熱器單