TW201511136A - 半導體裝置的製造方法,程式及基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題是在於求取使用聚矽氮烷的矽氧化膜的膜質提升,低溫化,微細化或處理能力提升用的技術。在以低溫形成的氧化膜中,改善膜質而取得良好的膜質,藉此成為LSI的製造原價降低之手段的提供。
其解決手段是具有:將形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之工程;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生,將前述處理氣體供給至前述基板之工程;及將微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之工程。
Description
本發明是有關以氣體來處理基板之半導體裝置的製造方法,程式及基板處理裝置。
隨著大規模積體電路(Large Scale Integrated Circuit:以下LSI)的微細化,控制電晶體元件間的洩漏電流干擾之加工技術是越增加技術性的困難。LSI的元件間分離是藉由想要在成為基板的矽(Si)分離的元件間形成溝或孔等的空隙而在該空隙堆積絕緣物之方法實現。絕緣物大多使用氧化膜,例如使用矽氧化膜。矽氧化膜是藉由Si基板本身的氧化,或化學氣相成長法(CVD),絕緣物塗佈法(SOD)來形成。
隨近年來的微細化,對於微細構造的埋入,特別是縱方向深,或橫方向窄之空隙構造的氧化物的埋入,根據CVD法的埋入方法逐漸達到技術界限。受到如此的背景影響,使用具有流動性的氧化物的埋入方法,亦即SOD的採用有增加傾向。在SOD是使用被稱為SOG(Spin on glass)之含無機或有機成分的塗佈絕緣材料。
此材料是CVD氧化膜的出現前被採用在LSI的製造工程,由於加工技術為0.35μm~1μm程度的加工尺寸,非微細之故,所以塗佈後的改質方法是容許在氮環境進行400℃程度的熱處理。近年來的LSI中,以DRAM(Dynamic Random Access Memory)或Flash Memory為代表的最小加工尺寸是小於50nm寬,使用聚矽氮烷作為改變成SOG的材料的裝置廠商增加。
聚矽氮烷是例如藉由二氯矽烷或三氯矽烷與氨的觸媒反應而取得的材料,利用旋轉塗佈機來塗佈於基板上,藉此形成薄膜時使用。膜厚是依據聚矽氮烷的分子量,黏度或塗佈機的旋轉數來調節。
聚矽氮烷是從製造時的過程,於形成後含起因於氨的氮為雜質的情形為人所知,為了予以去除,取得緻密的氧化膜,需要在塗佈後進行水分的添加及熱處理。作為水分的添加方法,有在熱處理爐體中,使氫與氧反應而產生水分的手法為人所知,將產生的水分取入至聚矽氮烷膜中,賦予熱,藉此取得緻密的氧化膜。此時進行的熱處理是在元件間分離用的STI(Shallow Trench Isolation)時,有時最高溫度到達1000℃程度。
聚矽氮烷是在LSI工程被廣泛使用,另一方面,對於電晶體的熱負荷之降低要求也跟進。所欲降低熱負荷的理由,有防止電晶體的動作用植入之硼或砷,磷等的雜質過剩的擴散,或防止電極用的金屬矽化物的凝集,防止閘極用功函數金屬材料的性能變動,確保記憶體元件
的重複寫入,讀入壽命等。因此,在賦予水分的工程中,可效率佳地賦予水分是直接關係到之後進行的熱處理製程的熱負荷降低。
又,另一方面,對於電晶體的熱負荷之降低要求也跟進。所欲降低熱負荷的理由,有防止電晶體的動作用植入之硼或砷,磷等的雜質過剩的擴散,或防止電極用的金屬矽化物的凝集,防止閘極用功函數金屬材料的性能變動,確保記憶體元件的重複寫入,讀入壽命等。
然而,近年來以LSI,DRAM(Dynamic Random Access Memory)或Flash Memory為代表的半導體裝置的最小加工尺寸形成小於50nm寬度,保持品質的微細化或製造處理能力提升的達成或處理溫度的低溫化變困難。
本發明的目的是在於提供一種使半導體裝置的製造品質提升的同時可使製造處理能力提升之半導體裝置的製造方法,程式及基板處理裝置。
若根據一形態,則可提供一種半導體裝置的製造方法,其特徵係具有:將形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之工
程;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生而將前述處理氣體供給至前述基板之工程;及將微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之工程。
若根據其他的形態,則可提供一種基板處理裝置,其特徵係具有:處理室,其係收容形成具有矽氮烷結合的膜之基板;氣化器,其係具有被滴下含有過氧化氫的處理液之氣化部;微波供給部,其係對前述基板供給微波;及控制部,其係將前述處理液滴下至前述氣化部而使處理氣體產生,將前述處理氣體供給至前述基板之後,控制前述氣化器及前述微波供給部,而使能夠對前述基板供給微波。
若根據另外其他的形態,則可提供一種記錄媒體,其係記錄有使下列程序實行於電腦的程式,將形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之程序;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生而將前述處理氣體供給至前述基板之程序;及使微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之程序。
若根據本發明的半導體裝置的製造方法,程
式及基板處理裝置,則可使半導體裝置的製造品質提升,且可使製造處理能力提升。
121‧‧‧控制器
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧基板處理裝置
203‧‧‧反應管
207‧‧‧第1加熱部
209‧‧‧第3加熱部
217‧‧‧晶舟
231‧‧‧氣體排氣管
232d‧‧‧液體原料供給管
233‧‧‧氣體供給管
280‧‧‧第2加熱部
283‧‧‧排氣管加熱器
284‧‧‧進氣管加熱器
285‧‧‧熱傳導部
307‧‧‧過氧化氫蒸氣產生裝置
401‧‧‧氣體供給噴嘴
402‧‧‧氣體供給孔
655‧‧‧微波源
圖1是第1實施形態的基板處理裝置的概略構成圖。
圖2是第1實施形態的基板處理裝置所具備的處理爐的縱剖面概略圖。
圖3是適用在第1~第3實施形態的基板處理裝置的控制器的概略構成圖。
圖4是表示第1實施形態的基板處理工程的流程圖。
圖5是第1~第2實施形態的過氧化氫蒸氣產生裝置。
圖6(a)是第1~第3實施形態的爐口附近的概略構成圖,(b)是第1~第3實施形態的爐口附近的其他形態的概略構成圖。
圖7是表示第1~第3實施形態的微波源的位置的例子的概略圖。
圖8是第2實施形態的基板處理裝置的概略構成圖。
圖9是第2實施形態的基板處理裝置所具備的處理爐的縱剖面概略圖。
圖10是第3實施形態的基板處理裝置的概略構成圖。
圖11是第3實施形態的基板處理裝置所具備的處理
爐的縱剖面概略圖。
圖12是表示第3實施形態的基板處理工程的流程圖。
以下說明有關第1實施形態。
首先,主要利用圖1及圖2來說明有關本實施形態的基板處理裝置的構成。圖1是本實施形態的基板處理裝置的概略構成圖,以縱剖面表示處理爐202部分。圖2是本實施形態的基板處理裝置所具備的處理爐202的縱剖面概略圖。
如圖1所示般,處理爐202是具備反應管203。反應管203是例如由組合石英(SiO2)及碳化矽(SiC)的耐熱材料,或SiO2或SiC等的耐熱性材料所構成,形成上端及下端開口的圓筒形狀。在反應管203的筒中空部是形成處理室201,構成可藉由後述的晶舟217以水平姿勢來多段排列於垂直方向的狀態下收容作為基板的晶圓200。
在反應管203的下部是設有作為爐口蓋體的
密封蓋219,其係可氣密地密封(閉塞)反應管203的下端開口(爐口)。密封蓋219是構成可由垂直方向下側來抵接反應管203的下端。密封蓋219是形成圓板狀。
成為基板的處理空間的基板處理室201是以反應管203及密封蓋219所構成。
作為基板保持部的晶舟217是構成可多段保持複數片的晶圓200。晶舟217是具備保持複數片的晶圓200之複數根的支柱217a。支柱217a是例如具備3根。複數根的支柱217a是分別架設在底板217b與頂板217c之間。複數片的晶圓200是以水平姿勢且彼此使中心一致的狀態下排列於支柱217a而多段保持於管軸方向。頂板217c是形成比被保持於晶舟217的晶圓200的最大外徑更大。
例如使用碳化矽(SiC),氧化鋁(AlO),氮化鋁(AlN),氮化矽(SiN),氧化鋯(ZrO)等的熱傳導性佳的非金屬材料,作為支柱217a,底板217b,頂板217c的構成材料。特別是熱傳導率為10W/mK以上的非金屬材料為佳。另外,若熱傳導率不成問題,則亦可使用石英(SiO)等,又,若金屬對晶圓200的污染不成問題,則支柱217a,頂板217c亦可用不鏽鋼(SUS)等的金屬材料形成。使用金屬作為支柱217a,頂板217c的構成材料時,亦可在金屬形成陶瓷或Teflon(註冊商標)等的被膜。
在晶舟217的下部是設有例如由石英或碳化矽等的耐熱材料所構成的隔熱體218,構成來自第1加熱部207的熱不易傳至密封蓋219側。隔熱體218是具有作為隔熱構件的機能,且亦具有作為保持晶舟217的保持體的機能。另外,隔熱體218不限於像圖示那樣形成圓板形狀的隔熱板是以水平姿勢多段設置複數片者,例如亦可為形成圓筒形狀的石英蓋等。並且,隔熱體218亦可思考作為晶舟217的構成構件之一。
在反應容器203的下方是設有作為昇降部的晶舟升降機,其係使晶舟217昇降而往反應管203的內外搬送。在晶舟升降機是設有密封蓋219,其係於晶舟217藉由晶舟升降機上昇時密封爐口。
在密封蓋219之與處理室201相反的側是設有使晶舟217旋轉的晶舟旋轉機構267。晶舟旋轉機構267的旋轉軸261是貫通密封蓋219而連接至晶舟217,構成藉由使晶舟217旋轉來使晶圓200旋轉。
在反應管203的外側設有包圍反應管203的側壁面之同心圓狀加熱反應管203內的晶圓200的第1加熱部207。第1加熱部207是藉由加熱器基底206來支撐設置。如圖2所示般,第1加熱部207是具備第1~第4加
熱器單元207a~207d。第1~第4加熱器單元207a~207d是分別沿著反應管203內的晶圓200的層疊方向而設。
在反應管203內,按每個第1~第4加熱器單元207a~207d,作為檢測出晶圓200或周邊溫度的溫度檢測器,例如熱電偶等的第1~第4溫度感測器263a~263d是分別設在反應管203與晶舟217之間。另外,第1~第4溫度感測器263a~263d亦可分別設成檢測出藉由第1~第4加熱器單元207a~207d來分別加熱的複數片的晶圓200之中位於其中央的晶圓200的溫度。
第1加熱部207,第1~第4溫度感測器263a~263d是分別電性連接後述的控制器121。控制器121是構成根據藉由第1~第4溫度感測器263a~263d所分別檢測出的溫度資訊,以預定的時序來分別控制往第1~第4加熱器單元207a~207d的供給電力,按第1~第4加熱器單元207a~207d各別地進行溫度設定或溫度調整,而使反應管203內的晶圓200的溫度能夠形成預定的溫度。
如圖1所示般,作為氣體供給部的氣體供給管233會被設在反應管203的外側,該氣體供給部是供給作為處理氣體的氣化原料至反應管203內。氣化原料是使用沸點為50~200℃的原料。在本實施形態中是顯示含有過氧化氫(H2O2)的液體之例。另外,特別是處理效率或品質的降低被容許時,亦可使用水蒸氣(H2O)。
如圖1所示般,氣體供給管233連接過氧化氫蒸氣產生裝置307。自上游側,過氧化氫水源240d,液體流量控制器241d,及閥242d會經由過氧化氫液供給管232d連接至過氧化氫蒸氣產生裝置307。在過氧化氫蒸氣產生裝置307是可供給以液體流量控制器241d來調整流量的過氧化氫液。
並且,在氣體供給管233,與第1實施形態同樣,設有惰性氣體供給管232c,閥242c,MFC241c,惰性氣體供給源240c,使能夠供給惰性氣體。
氣體供給部是以氣體供給噴嘴501,氣體供給孔502,氣體供給管233,過氧化氫蒸氣產生裝置307,過氧化氫液供給管232d,閥242d,MFC241d,惰性氣體供給管232c,閥242c,MFC241c所構成。另外,亦可思考將過氧化氫水源240d或惰性氣體供給源240c含在過氧化氫蒸氣供給部。
另外,在第1實施形態中,因為使用過氧化氫,所以最好使用難以和過氧化氫反應的材料來構成過氧化氫所接觸於基板處理裝置內的部分。難以和過氧化氫反應的材料是可舉Al2O3,AlN,SiC等的陶瓷或石英。並且,在金屬構件是最好施以反應防止被膜。例如,使用鋁的構件是利用防蝕鋁(Al2O3),使用不鏽鋼的構件是利用鉻氧化膜。並且,有關未被加熱的器具是亦可以Teflon
(註冊商標)或塑膠等不與過氧化氫反應的材質所構成。
在圖5顯示使作為處理氣體的過氧化氫蒸氣產生的過氧化氫蒸氣產生裝置307的構成。
過氧化氫蒸氣產生裝置307是使用藉由將原料液滴下至被加熱的構件來氣化原料液之滴下法。過氧化氫蒸氣產生裝置307是由:作為供給過氧化氫液的液體供給部之滴下噴嘴300,及作為被加熱的構件之氣化容器302,及以氣化容器302構成的氣化空間301,及作為加熱氣化容器302的加熱部之氣化器加熱器303,及將被氣化的原料液排氣至反應室之排氣口304,及測定氣化容器302的溫度之熱電偶305,及根據藉由熱電偶305所測定的溫度來控制氣化器加熱器303的溫度之溫度控制控制器400,及對滴下噴嘴300供給原料液之藥液供給配管307所構成。氣化容器302是藉由氣化器加熱器303來加熱,而使被滴下的原料液能夠到達氣化容器的同時氣化。並且,設有隔熱材306,其係使氣化器加熱器303之氣化容器302的加熱效率提升,或可將過氧化氫蒸氣產生裝置307與其他的單元隔熱。氣化容器302為了防止與原料液的反應,而以石英或碳化矽等所構成。氣化容器302會因滴下的原料液的溫度或氣化熱而溫度降低。因此,為了防止溫度降低,而使用熱傳導率高的碳化矽為有效。
在反應管203的下方是連接將基板處理室201內的氣體排氣的氣體排氣管231的一端。氣體排氣管231的另一端是經由APC(Auto Pressure Controller)閥255來連接至真空泵246a(排氣裝置)。基板處理室201內是藉由在真空泵246所產生的負壓來排氣。另外,APC閥255是可藉由閥的開閉來進行基板處理室201的排氣及排氣停止的開閉閥。並且,亦為可藉由閥開度的調整來調整壓力的壓力調整閥。
並且,作為壓力檢測器的壓力感測器223是設在APC閥255的上游側。如此一來,以基板處理室201內的壓力能夠成為預定的壓力(真空度)之方式構成真空排氣。藉由APC閥255,基板處理室201及壓力感測器223電性連接壓力控制部284,壓力控制部284是構成根據藉由壓力感測器223所檢測出的壓力來以所望的時序進行控制,而使基板處理室201內的壓力能夠藉由APC閥255成為所望的壓力。
排氣部是以氣體排氣管231,APC閥255,壓力感測器223等所構成。
另外,亦可思考將真空泵246a含在排氣部。
如圖6(a),圖6(b)所示般,在氣體排氣管231是設有作為排氣加熱部的排氣管加熱器284,其係加熱氣
體排氣管。排氣管加熱器284是被控制所望的溫度,而使結露不會產生於氣體排氣管231的內部。例如,被控制於50℃~300℃。
如圖6(a),圖6(b)所示般,在氣體供給管233與反應管203之間是設有作為供給加熱部的進氣管加熱器285。進氣管加熱器285是被控制所望的溫度,而使結露不會產生於氣體供給管233的內部。例如,被控制於50℃~300℃。
另外,在圖1,圖2中是將氣體供給管233及氣體排氣管231設在對向的位置,但亦可設在同側。
由於基板處理裝置內的空出空間,或設置複數台基板處理裝置的半導體裝置工廠內的空出空間狹窄,藉由如此將氣體供給管233及氣體排氣管231設在同側,可容易進行氣體供給管233,氣體排氣管231及液化防止加熱器280的維修。
如圖3所示般,控制部(控制手段)的控制器121是構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a,RAM(Random Access Memory)121b,及記憶裝置121c,I/O埠121d之電腦。RAM121b,記憶裝置121c,I/O埠121d是構成可經由內部匯流排121e來與CPU121a交換資料。
控制器121是連接例如構成為觸控面板等的輸出入裝置122。
記憶裝置121c是例如以快閃記憶體,HDD(Hard Disk Drive)等所構成。在記憶裝置121c內是可讀出地儲存有控制基板處理裝置的動作之控制程式,或記載有後述的基板處理的程序或條件等之程式處方等。另外,製程處方是組合成可使後述的基板處理工程的各程序實行於控制器121取得預定的結果者,作為程式的機能。以下,也將此程式處方或控制程式等總稱為程式。另外,在本說明書中使用程式的言詞時,有只包含程式處方單體時,只包含控制程式單體時,或包含其雙方時。並且,RAM121b是作為暫時性保持藉由CPU121a所讀出的程式或資料等的記憶體領域(工作區)。
I/O埠121d是被連接至上述的液體流量控制器294,質量流控制器241a,241b,241c,241d,299b,299c,299d,299e,閥242a,242b,242c,242d,209,240,295a,295b,295c,295d,295e,遮門252,254,256,APC閥255,第1加熱部207(207a,207b,207c,207d),第3加熱部209,送風機旋轉機構259,第1~第4溫度感測器263a~263d,晶舟旋轉機構267,液化防止控制裝置287,壓力感測器223,溫度控制控制器400等。
CPU121a是構成讀出來自記憶裝置121c的控制程式而實行,且按照來自輸出入裝置122的操作指令的
輸入等,從記憶裝置121c讀出製程處方。而且,CPU121a是以能夠按照所被讀出的製程處方的內容之方式構成控制液體流量控制器294之液體原料的流量調整動作,MFC241a,241b,241c,241d,299b,299c,299d,299e之各種氣體的流量調整動作,閥242a,242b,242c,242d,209,240,295a,295b,295c,295d,295e的開閉動作,遮門252,254,256的遮斷動作,APC閥255的開閉調整動作,及根據第1~第4溫度感測器263a~263d之第1加熱部207的溫度調整動作,根據溫度感測器之第3加熱部209的溫度調整動作,真空泵246a,246b的起動.停止,送風機旋轉機構259的旋轉速度調節動作,晶舟旋轉機構267的旋轉速度調節動作,液化防止控制裝置287之第2加熱部280的溫度控制,溫度控制控制器400之過氧化氫蒸氣產生裝置307的溫度控制等。
另外,控制器121並非限於作為專用的電腦構成時,亦可作為泛用的電腦構成。例如,準備儲存上述程式的外部記憶裝置(例如,磁碟,軟碟或硬碟等的磁碟,CD或DVD等的光碟,MO等的光磁碟,USB記憶體或記憶卡等的半導體記憶體)123,利用外部記憶裝置123來將程式安裝於泛用的電腦,藉此可構成本實施形態的控制器121。另外,用以對電腦供給程式的手段並非限於經由外部記憶裝置123來供給時。例如,亦可利用網際網路或專線等的通訊手段,不經由外部記憶裝置123來供
給程式。另外,記憶裝置121c或外部記憶裝置123是構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下,將該等總稱為記錄媒體。另外,在本說明書中稱記錄媒體時,有只含記憶裝置121c單體時,只含外部記憶裝置123單體時,或包含其雙方時。
將本發明的第一實施形態的處理工程顯示於圖4。第一實施形態是具有:藉由塗佈法來塗佈所形成的氧化膜材料之塗佈工程S302,及塗佈後使膜中的溶媒成分乾燥之預烘烤工程S303,及乾燥後使暴露或浸漬於過氧化氫水之氧化工程S304,及使暴露或浸漬於過氧化氫水後以純水洗淨而使乾燥之乾燥工程S305。
在塗佈工程S302中,氧化膜材料是例如以旋轉塗佈法來塗佈於被搬入至處理室內的晶圓200上。在此,所謂氧化膜材料是聚矽氮烷(PHPS;Perhydro-Polysilazane)。在晶圓200中形成有微小的凹凸。微小的凹凸是例如藉由閘極絕緣膜及閘極電極或微小的半導體元件等的溝所形成。
在預烘烤工程S303中,將被塗佈PHPS的晶圓200加熱,使被塗佈的PHPS中的溶媒蒸發,實施使PHPS硬化的預烘烤。晶圓200的加熱是藉由設在處理室內的加熱部來進行。加熱部是具有後述的微波源(參照圖7)。並且,亦可在收容複數晶圓200的狀態下同時加熱
複數的晶圓。
在過氧化氫水處理工程S304中,對形成有PHPS膜的晶圓200供給過氧化氫水。藉由供給過氧化氫來氧化PHPS膜,形成矽氧化膜。往晶圓200之過氧化氫的供給是一面旋轉晶圓200一面進行。
更詳細說明有關本過氧化氫水處理工程。
加熱晶圓200而到達所望的溫度,一旦晶舟217到達所望的旋轉速度,則開始從液體原料供給管232d供給過氧化氫水至過氧化氫蒸氣產生裝置307。亦即,開啟閥242d,經由液體流量控制器241d來從過氧化氫水源240d供給過氧化氫水至過氧化氫蒸氣產生裝置307內。
被供給至過氧化氫蒸氣產生裝置307的過氧化氫水是從滴下噴嘴300滴下至氣化容器302的底。氣化容器302是藉由氣化器加熱器303來加熱至所望的溫度(例如150~170℃),被滴下的過氧化氫液滴是加熱.蒸發成為氣體。
形成氣體的過氧化氫是經由氣體供給管233,氣體供給噴嘴401,氣體供給孔402來供給至基板處理室201內所收容的晶圓200。
過氧化氫水的氣化氣體會與晶圓200的表面氧化反應,藉此將形成於晶圓200上的含矽膜改質成SiO膜。
過氧化氫(H2O2)水是氫結合於氧分子的單純構造,因此具有對於低密度媒體容易浸透的特徵。並
且,過氧化氫水是一旦分解,則使羥自由基(OH*)產生。此羥自由基是活性氧的一種,為氧與氫結合的中性自由基。羥自由基是具有強力的氧化力。藉由所被供給的過氧化氫水分解而產生的羥自由基,晶圓200上的含矽膜(PHPS膜)會被氧化,而形成矽氧化膜。亦即,藉由羥自由基所具有的氧化力,含矽膜所具有的矽氮烷結合(Si-N結合)或Si-H結合會被切斷。而且,被切斷的氮(N)或氫(H)會與羥自由基所具有的氧(O)置換,而在含矽膜中形成Si-O結合。其結果,含矽膜會被氧化,而被改質成矽氧化膜。
一面對反應管203內供給過氧化氫水,一面由真空泵246b,液體回收槽247排氣。亦即,關閉APC閥255,開啟閥240,使從反應管203內排氣的排氣氣體從氣體排氣管231經由第2排氣管243來通過分離器244內。然後,藉由分離器244來將排氣氣體分離成含過氧化氫的液體及不含過氧化氫的氣體之後,由真空泵246b來將氣體排氣,把液體回收至液體回收槽247。
另外,在供給過氧化氫水至反應管203內時,亦可關閉閥240及APC閥255,將反應管203內加壓。藉此,可使反應管203內的過氧化氫水環境形成均一。
預定時間經過後,關閉閥242d,停止往反應管203內之過氧化氫水的供給。
並且,在過氧化氫蒸氣產生裝置是記載供給
過氧化氫水,而將過氧化氫氣體供給至基板處理室201內的情形,但並非限於此,例如亦可使用含臭氧(O3)的液體等。特別是處理效率或品質的降低被容許時,亦可使用水蒸氣(H2O)。
並且,作為別的實施形態,亦可在處理室內設置藥液槽,預先在藥液槽中積蓄過氧化氫水,使晶圓200浸漬於過氧化氫水液中。
在乾燥工程S305中,藉由對晶圓200供給純水來除去過氧化氫或副生成物,進行晶圓200的乾燥。純水的供給是使晶圓200旋轉而進行為理想。純水是藉由純水供給噴嘴(未圖示)來供給。乾燥是藉由使晶圓200旋轉來進行。藉由使晶圓200旋轉,離心力會作用於晶圓200上的水分而除去。並且,晶圓200的乾燥是亦可供給乙醇,與水分置換乙醇後除去乙醇,藉此進行。乙醇是在蒸氣狀態下被供給至晶圓200。並且,亦可設成將乙醇液滴下於晶圓上。而且,亦可在處理室設置發熱體(未圖示),將晶圓201加熱至適溫,藉此促進乙醇的除去。發熱體是例如可使用燈加熱器(未圖示)或電阻加熱加熱器(未圖示)等。乙醇是例如可使用異丙醇(IPA)。
並且,亦可在處理室內收容複數的晶圓200的狀態下進行乾燥工程S305。
接著,說明有關將乾燥後的晶圓200加熱的烘烤工程S306。
在烘烤工程S306中,對形成有矽氧化膜的晶圓200
施以加熱處理。具體而言,在使處理室內形成氮環境之後,將晶圓200加熱至150℃以上500℃以下。最好是加熱至200℃以上400℃以下。例如,加熱至200℃。晶圓的加熱是藉由後述的微波源(參照圖7)來進行。
並且,亦可一面對處理室內供給含氧氣體,一面進行加熱。含氧氣體是例如氧(O2)氣體,水蒸氣(H2O),臭氧(O3)氣體,笑氣(NO)氣體,氧化氮(NO2)氣體等。
又,亦可在處理室內收容複數片晶圓200的狀態下進行加熱。
另外,塗佈工程~烘烤工程S306是亦可在同一處理室進行,或亦可設置進行塗佈工程的塗佈處理室,及進行預烘烤工程的預烘烤處理室,及進行氧化工程與乾燥工程的氧化.乾燥工程,及進行烘烤工程的烘烤處理室等的各別的處理室來進行各工程。
在圖7顯示作為本發明的電磁波供給源的微波源的一例。
微波源655是設在反應容器203的側面,例如在頻率1GHz~100GHz的範圍施加30分鐘,使晶圓200昇溫至100~450℃,例如400℃。亦即,微波源655是經由導波管654來將微波或毫米波供給至處理室637內。被供給至處理室637內的微波是射入至晶圓200而有效率地被吸
收,因此使晶圓200極有效地昇溫。並且,微波的電力是亦可供給對於晶圓1片的情況乘以晶圓片數的電力。並且,亦可構成正在供給微波中使微波的頻率可變。藉由一邊使頻率可變一邊供給,可使微波擴散於處理室的全體,可使對基板的處理均一性提升。並且,即使氫與氧的結合狀態包含各種的狀態者,還是可藉由頻率可變來均一地處理。
在上述中是說明電源為複數的例子,但亦可每個晶圓為一個電源,不設分配器。
像本實施形態那樣,藉由將複數片的晶圓一起進行分批處理,相較於一片一片處理晶圓的情況,可使處理能力大幅度提升。
並且,在單片裝置中,對晶圓面垂直地照射微波時,存在反射於晶圓的成分。另一方面,藉由像本實施形態那樣的縱型裝置般從側面對於晶圓面照射,可抑制在垂直照射微波時在與導波管鄰接的最上位的晶圓反射。
說明有關在本發明的烘烤工程中,藉由微波來加熱的優點。微波是電磁波的一種,對於接近純粹的矽氧化物的石英是大致透過,但對於矽或環氧樹脂等的聚合物是浸透至數10公分~數公尺的深度為人所知。在浸透的過程中,使對象物中的雙極子(雙極)旋轉振動,吸收能量。一旦發生吸收,則可想像雙極周邊的構造最適化進展。應用此原理的是微波爐,以2.45GHz的固定頻率來將食品中的雙極子之水分振動加熱。在聚矽氮烷的改質中,
是在根據過氧化氫水的氧化工程中,進行使含有水分而令氧化進展的處理。此水分會成為微波的振動因子之一。藉由聚矽氮烷中的水分的吸收振動,及聚矽氮烷之下的基板的矽的吸收發熱,膜的緻密化進展。
在氧化工程之後,不使用微波進行大氣壓的氮環境中的熱處理時,對於聚矽氮烷之能量的傳播是藉由氮分子衝突至對象物所產生的熱振動,及來自加熱器的熱輻射為主。來自氮分子的熱傳播是在併進,旋轉,伸縮的能量往衝突對象物衝突時,藉由進行能量的傳達而成立。被傳播的能量是藉由對象物的傳導電子或晶格振動來傳播於物質內。亦即,未使用微波的熱傳導時,主要是對象物質的表面成為基點的能量傳播,其作用是在表面強力產生。就氧化膜或鑽石之類的電性絕緣物質而言,傳導電子的貢獻變少,晶格振動成為能量傳播的主要。因此,在產生晶格不連續晶格不一致的地方是成為降低熱傳導的效率之主要因素。因此,有關微波的加熱方法,針對有關頻率與對象物的整合之機構,雖有尚未弄清的點,但由於能量傳播至對象物的內部,進行以雙極子單位的能量的傳達,所以可想像有效地產生緻密化。
本實施形態是在同一處理室進行全部的工程,但亦可設置進行塗佈工程的塗佈處理室,進行預烘烤工程的預烘烤處理室,進行氧化工程及乾燥工程的氧化.乾燥處理室等不同的處理室來進行處理。
並且,即使在個別的處理室處理晶圓200
時,也可進行在各工程同時處理二片以上的分批型的處理。藉由同時處理二片以上的基板,可使基板的處理處理能力提升。
並且,使用上述微波源的加熱是顯示使用在烘烤工程S306的例子,但並非限於此,亦可使用在過氧化氫水處理工程。藉由供給微波,可使H2O2中的水分子活化,增加羥自由基的產生量,可想像使處理效率被提升。
若根據本實施形態,則可取得以下所示的1個或複數的效果。
(a)若根據本實施形態,則可縮短從PHPS的塗佈到氧化PHPS形成矽氧化膜為止的處理及處理的等待時間亦即前置時間(Lead Time)。
(b)並且,藉由在同一框體內進行一連串的處理,可防止從PHPS的剛塗佈後產生之PHPS塗層膜與大氣中的水分的反應,可在每批實施具有再現性的處理。並且,即使是形成有微小的凹凸,表面積增加的晶圓201,還是可在表面實施均一的處理。
(c)並且,藉由在同一框體內進行一連串的處理,可抑制存在於半導體裝置製造工廠的無塵室環境之矽氧烷類的吸附,或化學成分的吸附,或帶電等意想不到的環境影響。
(d)並且,藉由在烘烤工程使用微波來對晶圓200施以烘烤處理,可使形成於晶圓200上的矽氧化膜改質。例如,可使矽氧化膜的緻密性提升。而且,容易吸收微波的膜是被加熱,不易吸收的膜是未被加熱,因此可選擇性地加熱形成於基板的膜。
(e)並且,藉由在烘烤工程對晶圓200進行200℃以上400℃以下的加熱,可將以PHPS所形成的矽氧化膜改質,而不使形成於基板的閘極氧化膜或閘極電極等的特性變質。
(f)並且,可藉由水分子來使聚矽氮烷中的氮及氫置換成氧,形成Si-O結合。
(g)並且,可將含矽膜形成以含不多NH-的Si-O結合作為主骨架的矽氧化膜。另外,此矽氧化膜是具有與以往以有機SOG形成的矽氧化膜不同的高耐熱性。
(h)並且,藉由在低溫的處理,與高溫處理作比較,可在微細構造中的溝內實施均一的處理。在高溫處理時,溝的上端會先被改質,有無法改質到溝底的情形,但藉由進行低溫處理,可防止在處理開始時溝的上端先被改質,可均一地處理溝內。
(i)而且,藉由使用微波來施以烘烤處理,可除去存在於晶圓200上的溝內的最深部的含矽膜中的雜質之氮或氫及其他雜質。其結果,可取得含矽膜充分氧化,緻密化,硬化,作為絕緣膜之良好的WER(晶圓蝕刻速率)特性。WER是最終烘烤溫度依存性大,越形成
高溫,WER特性越提升。
(j)並且,藉由使用微波來施以烘烤處理,可除去含矽膜中所含的碳(C)或雜質。含矽膜通常是以旋轉塗佈法等的塗佈所形成。在此旋轉塗佈法中,會使用在聚矽氮烷中添加有機溶媒的液體,在此有機溶媒中殘留有原來的碳或其他的雜質(Si,O以外的元素)。
(k)並且,將氣體供給管233及氣體排氣管231設在同側時,可容易進行維修。
以上,具體說明第1實施形態,但第1實施形態並非限於上述的實施形態,亦可在不脫離其主旨的範圍實施各種的變更。
以下,說明有關第2實施形態。
首先,利用圖8及圖9來說明有關第2實施形態的基板處理裝置的構成。圖8是本實施形態的基板處理裝置的概略構成圖,以縱剖面圖來表示處理爐202部分。圖9是第2實施形態的基板處理裝置所具備的處理爐202的縱剖面概略圖。
在第1實施形態中,氣體是從基板處理室201的上部供給,但在第2實施形態的基板處理裝置中是藉由氣體供給噴嘴來從基板的側面方向往與基板平行方向供
給。其他的構成是形成共通的構造,因此省略說明。
如圖8所示般,在氣體供給管233連接過氧化氫蒸氣產生裝置307。從上游側,過氧化氫水源240d,液體流量控制器241d,閥242d會經由過氧化氫液供給管232d來連接至過氧化氫蒸氣產生裝置307。以液體流量控制器241d來調整流量的過氧化氫液可供給至過氧化氫蒸氣產生裝置307。
並且,與第1實施形態同樣,在氣體供給管233設有惰性氣體供給管232c,閥242c,MFC241c,及惰性氣體供給源240c,而使能夠供給惰性氣體。
氣體供給部是以氣體供給噴嘴401,氣體供給孔402,氣體供給管233,過氧化氫蒸氣產生裝置307,過氧化氫液供給管232d,閥242d,MFC241d,惰性氣體供給管232c,閥242c,MFC241c所構成。另外,亦可思考將過氧化氫水源240d或惰性氣體供給源240c含在過氧化氫蒸氣供給部中。
其次,有關第2實施形態的基板處理工程是與第1實施形態的工程相同,因此省略說明。
若根據第2實施形態,則可取得與第1實施形態的效果同樣的效果。
發明者等更深入研究發現,藉由在基板處理室201內進行過氧化氫的蒸發,可防止過氧化氫的液化。以下作為第3實施形態記載。
以下說明有關第3實施形態。
首先,利用圖10及圖11來說明有關第3實施形態的基板處理裝置的構成。圖10是第3實施形態的基板處理裝置的概略構成圖,以縱剖面來顯示處理爐202部分。圖11是第3實施形態的基板處理裝置所具備的處理爐202的縱剖面概略圖。
如圖10所示般,在反應管203與第1加熱部207之間是設有液體原料供給噴嘴501。液體原料供給噴嘴501是例如藉由熱傳導率低的石英等所形成。液體原料供給噴嘴501是亦可具有二重管構造。液體原料供給噴嘴501是沿著反應管203的外壁的側部來配設。液體原料供給噴嘴501的上端(下游端)是氣密地設在反應管203的頂部(上端開口)。在位於反應管203的上端開口之液體原料
供給噴嘴501中,供給孔502會從上游側至下游側設置複數個。供給孔502是形成使供給至反應管203內的液體原料朝收容於反應管203內的晶舟217的頂板217c噴射。
在液體原料供給噴嘴501的上游端連接供給液體原料的液體原料供給管289a的下游端。在液體原料供給管289a,從上游方向依序設有液體原料供給槽293,液體流量控制器(液體流量控制部)的液體流量控制器(LMFC)294,開閉閥的閥295a,分離器296及開閉閥的閥297。並且,在液體原料供給管289a之至少比閥297更下游側設有副加熱器291a。
在液體原料供給槽293的上部連接供給壓送氣體的壓送氣體供給管292b的下游端。在壓送氣體供給管292b,從上游方向依序設有壓送氣體供給源298b,流量控制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)299b及開閉閥的閥295b。
在反應管203的外側上部設有第3加熱部209。第3加熱部209是構成加熱晶舟217的頂板217c。第3加熱部209是例如可使用燈加熱器單元等。在第3加熱部209電性連接控制器121。控制器121是構成以預定的時序來控制往第3加熱部209的供給電力,而使晶舟217的頂板217c能夠成為預定的溫度。
在液體原料供給管289a的閥295a與分離器297之間是連接惰性氣體供給管292c。在惰性氣體供給管292c,從上游方向依序設有惰性氣體供給源298c,流量控
制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)299c及開閉閥的閥295c。
在比液體原料供給管289a的閥297更下游側連接第1氣體供給管292d的下游端。在第1氣體供給管292d,從上游方向依序設有原料氣體供給源298d,流量控制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)299d及開閉閥的閥295d。在第1氣體供給管292d之至少比閥295d還下游側設有副加熱器291d。在第1氣體供給管292d之比閥295d更下游側,第2氣體供給管292e的下游端。在第2氣體供給管292e,從上游方向依序設有原料氣體供給源298e,流量控制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)299e及開閉閥的閥295e。在第2氣體供給管292e之至少比閥295e還下游側設有副加熱器291e。
以下,說明使液體原料氣化而產生處理氣體(氣化氣體)的動作。首先,從壓送氣體供給管292b經由質量流控制器299b,閥295b來供給壓送氣體至液體原料供給槽293內。藉此,被積存於液體原料供給槽293內的液體原料會被送出至液體原料供給管289a內。從液體原料供給槽293供給至液體原料供給管289a內的液體原料是經由液體流量控制器294,閥295a,分離器296,閥297及液體原料供給噴嘴501來供給至反應管203內。然後,被供給至反應管203內的液體原料會接觸於藉由第3加熱部209來加熱的頂板217c而氣化,產生處理氣體
(氣化氣體)。此處理氣體會被供給至反應管203內的晶圓200,而於晶圓200上進行預定的基板處理。
另外,為了促使液體原料的氣化,亦可藉由副加熱器291a來將流動於液體原料供給管289a內的液體原料予以預加熱。藉此,可在使液體原料更容易氣化的狀態下供給至反應管203內。
主要藉由液體原料供給管289a,液體流量控制器294,閥295a,分離器296,閥297及液體原料供給噴嘴501來構成液體原料供給系。另外,亦可思考將液體原料供給槽293,或壓送氣體供給管292b,惰性氣體供給源298b,質量流控制器299b,閥295b含在液體原料供給系中。主要藉由液體原料供給系,第3加熱部209及頂板217c來構成氣體供給部。
並且,主要藉由惰性氣體供給管292c,質量流控制器299c及閥295c來構成惰性氣體供給系。另外,亦可思考將惰性氣體供給源298c,或液體原料供給管289a,分離器296,閥297,液體原料供給噴嘴501含在惰性氣體供給系中。並且,主要藉由第1氣體供給管292d,質量流控制器299d及閥295d來構成第1處理氣體供給系。另外,亦可思考將原料氣體供給源298d,或液體原料供給管289a,液體原料供給噴嘴501,第3加熱部209,頂板217c含在第1處理氣體供給系。並且,主要藉由第2氣體供給管292e,質量流控制器299e及閥295e來構成第2處理氣體供給系。另外,亦可思考將原料氣體供
給源298e,或液體原料供給管292a,第1氣體供給管292b,液體原料供給噴嘴501,第3加熱部209,頂板217c含在第2處理氣體供給系中。並且,雖顯示將頂板217c設在晶舟217的例子,但亦可不設在晶舟217,而設在反應管203的上部。
其他的構成部是與第2實施形態或第1實施形態相同,因此省略說明。
接著,利用圖12來說明有關作為本實施形態的半導體裝置的製造工程之一工程實施的基板處理工程。過氧化氫水處理工程S310以外的工程是與第2實施例或第1實施例相同,因此省略說明。
一旦加熱晶圓200到達所望的溫度,晶舟217到達所望的旋轉速度,則開始從液體原料供給管289a往反應管203內供給液體原料的過氧化氫水。亦即,關閉閥295c,295d,295e,開啟閥295b,從壓送氣體供給源298b往液體原料供給槽293內,藉由質量流控制器299b來一邊流量控制一邊供給壓送氣體,而且開啟閥295a及閥297,將被積存於液體原料供給槽293內的過氧化氫水,藉由液體流量控制器294來一邊流量控制,一邊從液體原料供給管289a經由分離器296及液體原料供給噴嘴501來供給
至反應管203內。壓送氣體是例如可使用氮(N2)氣體等的惰性氣體,或He氣體,Ne氣體,Ar氣體等的稀有氣體。
使供給至反應管203內的過氧化氫水接觸於藉由第3加熱部209來加熱的晶舟217的頂板217c而氣化,產生處理氣體之過氧化氫水的氣化氣體。如此,處理氣體之過氧化氫水的氣化氣體是在反應管203內產生即可。亦即,在液體原料供給噴嘴501內使液體原料的過氧化氫水通過即可。第3加熱部209是預設成可將頂板217c加熱成能使過氧化氫水氣化的溫度(例如150℃~170℃)之溫度。
將過氧化氫水的氣化氣體供給至晶圓200,過氧化氫水的氣化氣體會與晶圓200的表面氧化反應,藉此將形成於晶圓200上的含矽膜改質成SiO膜。
一面對反應管203內供給過氧化氫水,一面從真空泵246b,液體回收槽247排氣。亦即,關閉APC閥242,開啟閥240,使從反應管203內排氣的排氣氣體從氣體排氣管231經由第2排氣管243來通過分離器244內。然後,藉由分離器244來將排氣氣體分離成含過氧化氫的液體及不含過氧化氫的氣體之後,由真空泵246b來將氣體排氣,將液體回收至液體回收槽247。
另外,在對反應管203內供給過氧化氫水時,亦可關閉閥240及APC閥255,將反應管203內加壓。藉此,可使反應管203內的過氧化氫水環境形成均
一。
預定時間經過後,關閉閥295a,295b,297,停止往反應管203內之過氧化氫水的供給。
並且,不限於使用過氧化氫水的氣化氣體作為處理氣體的情況,亦可使用將例如氫(H2)氣體等含氫元素(H)的氣體(含氫氣體)及例如氧(O2)氣體等含氧元素(O)的氣體(含氧氣體)加熱而水蒸氣(H2O)化的氣體。亦即,關閉閥295a,295b,297,開啟閥295d,295e,從第1氣體供給管292d及第2氣體供給管292e分別將H2氣體及O2氣體往反應管203內,藉由質量流控制器299d,299e來分別一邊流量控制一邊供給。然後,使被供給至反應管203內的H2氣體及O2氣體接觸於藉由第3加熱部209來加熱後的晶舟217的頂板217c而使水蒸氣產生,供給至晶圓200,藉此亦可將形成於晶圓上的含矽膜改質成SiO膜。另外,含氧氣體是除了O2氣體以外,例如亦可使用臭氧(O3)氣體或水蒸氣(H2O)等。
若根據第3實施形態,則除了第1實施形態的效果及第2實施形態的效果以外,還具有以下所示的1個或複數的效果。
(a)由於在基板處理室201內被氣化,所以在氣體供給部無結露發生,可減少在晶圓200上產生的異
物。
(b)又,由於從氣體的產生源到排氣部的距離變短,所以可抑制在排氣部的液化,可減少因在排氣部的再液化.再蒸發之氣體的逆流所產生之晶圓200上的異物。
以上,具體說明第3實施形態,但第3實施形態並非限於上述的實施形態,亦可在不脫離其要旨的範圍實施各種的變更。
另外,在上述中,使用過氧化氫水(H2O2)作為氣化原料時也同樣,亦可在被供給至晶圓200上的氣體中含H2O2分子單體的狀態,或幾個分子結合的群集狀態。並且,從液體產生氣體時,亦可使***至H2O2分子單體,或使***至幾個分子結合的群集狀態。又,亦可為集合幾個上述群集而成的霧(mist)狀態。
另外,在上述中是記載有關處理晶圓200的半導體裝置的製造工程,在微細的溝中填埋絕緣體的工程,但第1~第3實施形態的發明是亦可適用在此工程以外。例如,亦可適用在形成半導體裝置基板的層間絕緣膜的工程,或半導體裝置的密封工程等。
並且,在上述中是記載有關半導體裝置的製造工程,但第1~第3實施形態的發明是亦可適用在半導體裝置的製造工程以外。例如,亦可適用在液晶裝置的製造工程之具有液晶的基板的密封處理,或對使用在各種裝置的玻璃基板或陶瓷基板之撥水表面塗層處理。而且,亦
可適用在對鏡的撥水表面塗層處理等。
並且,上述的處理氣體是顯示由氧氣體及氫氣體所產生的水蒸氣(H2O)或使作為氧化劑溶液的水(H2O)或過氧化氫(H2O2)水加熱蒸發而產生的例子,但本發明並非限於此,亦可為對於水(H2O)或過氧化氫(H2O2)水施加超音波而霧化的方法,或使用噴霧器來噴霧的方法。又,亦可為對於溶液直接瞬間地照射雷射或微波來使蒸發的方法。
另外,在上述中是顯示對形成有含PHPS的膜之基板供給過氧化氫,形成矽氧化膜的例子,但並非限於此,亦可為以氣相成長法所形成的矽氧化膜。例如,使用六甲基二矽氮烷(HMDS),六甲基環三矽氮烷(HMCTS),聚碳矽烷,聚有機矽氧烷,Trisilylamine(TSA)的任一的原料,或複數的原料來以氣相成長法所形成的矽膜或矽氧化膜。
並且,在上述的實施形態中是顯示進行PHPS的塗佈工程S302~烘烤工程S306的例子,但並非限於此,亦可將被施以PHPS塗佈工程S302~預烘烤303的基板收容於處理室,進行過氧化氫水處理工程S304,且進行烘烤工程S306。又,亦可在各別的處理室進行過氧化氫水處理工程S304及烘烤工程S306。
以下,附記有關理想的形態。
若根據一形態,則可提供一種半導體裝置的製造方法,其特徵係具有:將形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之工程;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生而將前述處理氣體供給至前述基板之工程;及將微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之工程。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好在前述基板形成有複數的微小的凹凸,前述凹凸的凹部係以具有前述矽氮烷結合的膜所填埋。
如附記2的半導體裝置的製造方法,最好前述凹部係形成於閘極絕緣膜及閘極電極的任一方或雙方。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好前述氣化部設在前述處理室內,前述處理氣體係產生於前述處理室內。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好在對前述基板供給處理氣體之前,實施使前述具有矽氮烷結合的膜硬化之預烘烤工程。
如附記2的半導體裝置的製造方法,最好前述複數的微小的凹凸為構成半導體裝置的溝。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好具有前述矽氮烷結合的膜為聚矽氮烷膜。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好在供給前述處理氣體的工程中也具有供給微波的工程。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好在供給前述微波的工程中,一邊使前述微波的頻率可變,一邊進行。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好對前述基板供給前述處理氣體的工程及供給前述微波的工程係於設有
複數的處理室之同一框體內進行。
如附記1的半導體裝置的製造方法,最好在對前述基板供給前述處理氣體的工程之後,進行將前述基板搬送至別的處理室之後供給前述微波之工程。
若根據其他的形態,則可提供一種基板處理裝置,其特徵係具有:處理室,其係收容形成具有矽氮烷結合的膜之基板;氣化器,其係具有被滴下含有過氧化氫的處理液之氣化部;微波供給部,其係對前述基板供給微波;及控制部,其係將前述處理液滴下至前述氣化部而使處理氣體產生,將前述處理氣體供給至前述基板之後,控制前述氣化器及前述微波供給部,而使能夠對前述基板供給微波。
如附記12的基板處理裝置,最好在前述基板形成有複數的微小的凹凸,前述凹凸的凹部係以具有前述矽氮烷結合的膜所填埋。
如附記13的基板處理裝置,最好前述凹部係形成於閘極絕緣膜及閘極電極的任一方或雙方。
如附記12的基板處理裝置,最好前述氣化器設在前述處理室內,前述控制部係控制前述氣化器,而使能夠在前述處理室內產生前述處理氣體。
如附記12的基板處理裝置,最好前述控制部係控制前述微波供給部,而使能夠一邊令前述前述微波的頻率可變,一邊將前述微波供給至前述基板。
如附記12的基板處理裝置,最好前述微波供給部係構成對於前述基板從水平方向供給。
若根據另外其他的形態,則可提供一種程式,其係下列程序實行於電腦,使形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之程序;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體
產生而將前述處理氣體供給至前述基板之程序;及使微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之程序。
如附記18記載的程式,最好在前述基板形成有複數的微小的凹凸,前述凹凸的凹部係以具有前述矽氮烷結合的膜所填埋。
如附記19記載的程式,最好前述凹部係形成於閘極絕緣膜及閘極電極的任一方或雙方。
如附記19的程式,最好前述氣化器係設在前述處理室內,具有:控制前述氣化器而使前述處理氣體能夠產生於前述處理室內之程序。
如附記19的程式,最好具有:在對前述基板供給處理氣體之前,使具有前述矽氮烷結合的膜硬化之預烘烤程序。
如附記19的程式,最好前述複數的微小的凹凸為構
成半導體裝置的溝。
如附記19的程式,最好在供給前述過氧化氫的程序也具有使微波供給的程序。
如附記19的程式,最好在供給前述微波的程序中,具有一邊使前述微波的頻率可變一邊供給的程序。
若根據另外其他的形態,則可提供一種記錄媒體,其係記錄有使下列程序實行於電腦的程式,使形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之程序;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生而將前述處理氣體供給至前述基板之程序;及使微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之程序。
121‧‧‧控制器
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
203‧‧‧反應管
207‧‧‧第1加熱部
207a~207d‧‧‧第1~第4加熱器單元
209‧‧‧閥
217‧‧‧晶舟
217a‧‧‧支柱
217b‧‧‧底板
217c‧‧‧頂板
218‧‧‧隔熱體
219‧‧‧密封蓋
223‧‧‧壓力感測器
231‧‧‧氣體排氣管
232c‧‧‧惰性氣體供給管
232d‧‧‧過氧化氫液供給管
233‧‧‧氣體供給管
240‧‧‧閥
240c‧‧‧惰性氣體供給源
240d‧‧‧過氧化氫水源
241c‧‧‧質量流控制器
241d‧‧‧液體流量控制器
242c‧‧‧閥
242d‧‧‧閥
243‧‧‧第2排氣管
244‧‧‧分離器
246a‧‧‧真空泵
246b‧‧‧真空泵
247‧‧‧液體回收槽
255‧‧‧APC閥
261‧‧‧旋轉軸
263a~263d‧‧‧第1~第4溫度感測器
267‧‧‧晶舟旋轉機構
280‧‧‧液化防止加熱器
307‧‧‧過氧化氫蒸氣產生裝置
501‧‧‧噴嘴
502‧‧‧氣體供給孔
Claims (14)
- 一種半導體裝置的製造方法,其特徵係具有:將形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之工程;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生而將前述處理氣體供給至前述基板之工程;及將微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之工程。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中,前述氣化部係設在前述處理室內,前述處理氣體係產生於前述處理室內。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中,在對前述基板供給處理氣體之前,實施使前述具有矽氮烷結合的膜硬化之預烘烤工程。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中,在供給前述處理氣體的工程也具有供給微波的工程。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中,在供給前述微波的工程中,一邊使前述微波的頻率可變,一邊進行。
- 一種基板處理裝置,其特徵係具有:處理室,其係收容形成具有矽氮烷結合的膜之基板;氣化器,其係具有被滴下含有過氧化氫的處理液之氣化部;微波供給部,其係對前述基板供給微波;及 控制部,其係將前述處理液滴下至前述氣化部而使處理氣體產生,將前述處理氣體供給至前述基板之後,控制前述氣化器及前述微波供給部,而使能夠對前述基板供給微波。
- 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置,其中,前述氣化器係設在前述處理室內,前述控制部係控制前述氣化器,而使能夠在前述處理室內產生前述處理氣體。
- 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置,其中,前述控制部係控制前述微波供給部,而使能夠一邊使前述前述微波的頻率可變,一邊將前述微波供給至前述基板。
- 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置,其中,前述微波供給部係構成對於前述基板從水平方向供給。
- 一種記錄媒體,其特徵係記錄有使下列程序實行於電腦的程式,將形成具有矽氮烷結合的膜之基板收容於處理室之程序;將含有過氧化氫的處理液滴下至氣化部而使處理氣體產生而將前述處理氣體供給至前述基板之程序;及使微波供給至以前述處理氣體所處理的基板之程序。
- 如申請專利範圍第10項之記錄媒體,其中,前述氣化器係設在前述處理室內,具有:控制前述氣化器而使前述處理氣體能夠產生於前述處理室內之程序。
- 如申請專利範圍第10項之記錄媒體,其中,具 有:在對前述基板供給處理氣體之前,使具有前述矽氮烷結合的膜硬化之預烘烤程序。
- 如申請專利範圍第10項之記錄媒體,其中,在供給前述處理氣體的程序也實行使微波供給的程序。
- 如申請專利範圍第10項之記錄媒體,其中,在供給前述微波的程序中,具有:一邊使前述微波的頻率可變,一邊供給的程序。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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TWI738002B (zh) * | 2018-12-05 | 2021-09-01 | 洪義明 | 高溫烘箱的溫度調整設備 |
TWI746161B (zh) * | 2019-09-19 | 2021-11-11 | 日商富士金股份有限公司 | 氣化供給裝置 |
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Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104520975B (zh) * | 2012-07-30 | 2018-07-31 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 |
WO2016151684A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、記録媒体及び基板処理装置 |
KR102072525B1 (ko) * | 2015-09-28 | 2020-02-03 | 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 |
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WO2018055730A1 (ja) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体 |
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US10998205B2 (en) * | 2018-09-14 | 2021-05-04 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
JP7203070B2 (ja) * | 2020-09-23 | 2023-01-12 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5912047A (en) * | 1993-03-25 | 1999-06-15 | Dow Corning Corporation | Borosilicate electronic coatings |
JP3068372B2 (ja) * | 1993-06-02 | 2000-07-24 | 日立電子エンジニアリング株式会社 | 薄膜形成方法 |
TW475269B (en) * | 1999-03-30 | 2002-02-01 | Seiko Epson Corp | Method of manufacturing thin-film transistor |
JP2001345302A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-12-14 | Seiko Epson Corp | 表面処理方法及び表面処理装置 |
KR100436495B1 (ko) * | 2001-06-07 | 2004-06-22 | 삼성전자주식회사 | 스핀온글래스 조성물을 이용한 반도체 장치의 산화실리콘막 형성방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 소자분리 방법 |
JP5100077B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2012-12-19 | 敏夫 寺中 | シリカ膜の製造方法 |
JP2010137372A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Contamination Control Service:Kk | 複合膜、およびその形成方法 |
JP2010278190A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 薄膜トランジスタの製造方法、金属酸化物半導体薄膜及び薄膜トランジスタ |
US8329587B2 (en) * | 2009-10-05 | 2012-12-11 | Applied Materials, Inc. | Post-planarization densification |
JP2012060000A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | シリコン酸化膜の製造装置 |
JP2012104703A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
-
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2015
- 2015-09-23 US US14/862,980 patent/US20160013053A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10954594B2 (en) | 2015-09-30 | 2021-03-23 | Applied Materials, Inc. | High temperature vapor delivery system and method |
TWI747241B (zh) * | 2015-09-30 | 2021-11-21 | 美商應用材料股份有限公司 | 高溫蒸汽輸送系統以及方法 |
TWI738002B (zh) * | 2018-12-05 | 2021-09-01 | 洪義明 | 高溫烘箱的溫度調整設備 |
TWI800738B (zh) * | 2019-06-27 | 2023-05-01 | 南韓商細美事有限公司 | 液體供應單元和基板處理裝置 |
TWI746161B (zh) * | 2019-09-19 | 2021-11-11 | 日商富士金股份有限公司 | 氣化供給裝置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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