CN101901781A - 处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种处理方法，在进行低介电常数膜的损伤恢复处理时，能够一边充分确保有助于恢复处理的处理气体的量，一边减少处理气体的使用量。该处理方法将具有甲基的处理气体来导入到容纳有被处理基板的处理容器内其中，该被处理基板具有表面部分形成损伤层的低介电常数膜，以此对低介电常数膜上所形成的损伤层实施恢复处理，对设为减压状态的处理容器内导入稀释气体，使处理容器内的压力上升到低于恢复处理时的处理压力的第一压力，之后，停止导入稀释气体，将处理气体导入到处理容器内的被处理基板的存在区域，使处理容器内的压力上升到作为恢复处理时的处理压力的第二压力，保持该处理压力，对被处理基板进行恢复处理。

Description

处理方法
技术领域
本发明涉及一种例如对在通过镶嵌法来形成的半导体装置上作为层间绝缘膜而使用的低介电常数膜进行由蚀刻、灰化而形成的损伤的恢复处理的处理方法以及存储有执行这种处理方法的程序的存储介质。
背景技术
近来，应对半导体设备的高速化、布线图案的精细化、高集成化的需要，要求布线之间的电容的降低以及布线的导电性提高和电迁移抵抗性的提高，为了应对这些，布线材料使用导电性高于以往的铝(Al)、钨(W)且电迁移抵抗性良好的铜(Cu)，作为形成Cu布线的技术，较多使用镶嵌法，即，预先在层间绝缘膜等上形成布线槽或者连接孔，其中埋入Cu(例如，参照专利文献1)。
另一方面，随着半导体装置的精细化，层间绝缘膜所具有的寄生电容在提高布线的性能方面成为重要的因素，使用由低介电常数材料构成的低介电常数膜(Low-k膜)作为层间绝缘膜。作为构成Low-k膜的材料，一般使用具有甲基等烷基作为末端基的材料。
另外，在上述那样的以往的镶嵌工序中，在进行蚀刻、去除(灰化)抗蚀剂膜时，Low-k膜受到损伤。这种损伤带来Low-k膜的介电常数的升高，从而使用Low-k膜作为层间绝缘膜的效果下降。
作为恢复这种损伤的技术，在专利文献2中提出了一种技术即在进行蚀刻、去除抗蚀剂膜之后使用甲硅烷基化剂进行恢复处理。该处理是以下处理：利用具有甲硅烷基化剂那样的甲基的处理气体对因受到损伤而末端基成为-OH基的损伤层的表面进行改性来使末端基变成甲基或者包含甲基的基团。
用于进行这种恢复处理的甲硅烷基化剂等处理气体较多为昂贵的气体，因此为了尽可能减少其使用量，尝试利用N2等稀释气体进行稀释来使用。
专利文献1：日本特开2002-083869号公报
专利文献2：日本特开2006-049798号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，当利用稀释气体对主处理气体进行稀释而导入到反应室内时，由于被稀释气体所稀释而单纯地处理气体的浓度下降且反应量也下降，因此也会产生无法充分地进行恢复处理的情况。另外，将形成有Low-k膜的半导体晶圆(以下简单称为晶圆)载置到载置台，由设置在载置台上的加热器一边加热晶圆一边进行这种恢复处理，但是反应室内为减压状态，因此晶圆达到处理温度为止花费时间，在将被稀释气体所稀释的处理气体导入到反应室内的情况下，在达到处理温度之前导入的处理气体成为无用的处理气体。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种在进行低介电常数膜的损伤恢复处理时能够一边充分确保有助于恢复处理的处理气体的量一边减少处理气体的使用量的处理方法。
另外，目的在于提供一种存储有用于实施这些方法的程序的存储介质。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供一种处理方法，将具有甲基的处理气体导入到容纳有被处理基板的处理容器内，其中，该被处理基板具有表面部分形成有损伤层的低介电常数膜，以此对在上述低介电常数膜上形成的损伤层实施恢复处理，该处理方法的特征在于，具有以下工序：对设为规定的减压状态的上述处理容器内导入稀释气体，使上述处理容器内的压力上升到低于恢复处理时的处理压力的第一压力；在使上述处理容器内的压力上升到上述第一压力之后，停止导入上述稀释气体，将上述处理气体导入到上述处理容器内的被处理基板的存在区域，使上述处理容器内的压力上升到作为恢复处理时的处理压力的第二压力；保持上述处理压力来对被处理基板进行恢复处理。
在本发明中，优选将上述处理气体从容纳在上述处理容器内的被处理基板的正上方位置导入到上述处理容器内。另外，在导入上述处理气体以及导入上述稀释气体时，能够一边将气体导入到上述处理容器内一边通过对上述处理容器内的排气量进行调节的压力调节机构来调节上述处理容器内的压力。并且，在进行上述恢复处理时，通过密封上述处理容器，能够将上述处理容器内的压力保持为处理压力。
被处理基板水平地被配置在上述处理容器内，上述处理气体能够从处理气体喷出区域被导入到上述处理容器内，其中，该处理气体喷出区域被设置在被处理基板的上方的与被处理基板的中央部对应的位置且直径小于被处理基板的直径。在这种情况下，上述稀释气体能够从稀释气体喷出区域被导入到上述处理容器内，其中，该稀释气体喷出区域被设置在上述处理容器内的被处理基板的上方的与被处理基板的外侧对应的位置上。在具有这样导入稀释气体的结构的情况下，优选还具有以下工序：在导入上述稀释气体之前，从上述稀释气体喷出区域以及上述处理气体喷出区域，将上述稀释气体以及上述处理气体同时导入到上述处理容器内，从而使上述处理容器内的压力上升到低于上述第一压力的第三压力。
本发明还提供一种存储介质，该存储介质存储有在计算机上动作且控制处理装置的程序，该存储介质的特征在于，在上述程序被执行时，使计算机控制上述处理装置来进行上述处理方法。
发明的效果
根据本发明，对设为规定的减压状态的上述处理容器内导入稀释气体，使上述处理容器内的压力上升到低于恢复处理时的处理压力的第一压力，之后停止稀释气体，将上述处理气体导入到上述处理容器内的被处理基板的存在区域，使上述处理容器内的压力上升到作为恢复处理时的处理压力的第二压力，通过其处理压力对低介电常数膜的损伤层进行恢复处理，但是在处理容器内填满规定压力的稀释气体之后停止稀释气体，将处理气体导入到被处理基板的存在区域内，由此处理气体不容易在处理容器的周围扩散，在被处理基板的附近区域形成处理气体浓度较高区域，与对处理容器整体以均匀的浓度提供处理气体的情况相比，能够增加有助于被处理基板的恢复处理的处理气体的量，能够一边作为处理气体确保充分的量，一边减少处理气体的导入量本身。
附图说明
图1是表示能够实施本发明的方法的处理装置的一例的截面图。
图2是表示使用于图1的处理装置的气体导入头的仰视图。
图3是表示由图1的处理装置实施的本发明的一个实施方式的处理方法的流程图。
图4是表示图3的处理方法时的气体的导入时机以及反应室内的压力变化的流程图。
图5是表示在反应室内填满稀释气体的状态下将处理气体导入到反应室内时的状态的示意图。
图6是表示通过以往的顺序(比较例)和本发明的顺序(实施例)来进行气体导入来进行恢复处理时的晶圆面内的恢复处理前后的膜厚差Δt的表。
图7是表示将使作为处理气体的TMSDMA的流量以100、300、500mL/min(sccm)进行变化并以实施例的顺序进行气体导入来进行恢复处理时的晶圆面内的恢复处理前后的膜厚差Δt与比较例进行比较的表。
图8是表示能够实施本发明的方法的处理装置的其它例的截面图。
图9是表示使用于图8的处理装置的气体导入头的仰视图。
图10是表示由图8的处理装置实施的本发明的其它实施方式的处理方法的流程图。
图11是表示图10的处理方法时的气体的导入时机以及反应室内的压力变化的图。
图12是表示图10的工序13时的反应室内的状态的示意图。
附图标记说明
1、1’：处理装置；11：反应室；12：载置台；15：加热器；20、20’：气体导入头；21：处理气体供给配管；22：稀释气体供给配管；25、61a：处理气体喷出孔；26、65：稀释气体喷出孔；50：控制部；51：工序控制器；52：用户接口；53：存储部(存储介质)；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示能够实施本发明的方法的处理装置的一例的截面图，图2是表示使用于图1的处理装置的气体导入头的仰视图。
该处理装置1具备收纳作为被处理基板的晶圆W的反应室11，在反应室11的内部设置有用于水平支承作为被处理基板的晶圆W的载置台12。该载置台12被从反应室11的底部中央向上方延伸的圆筒状的支承部件13所支承。另外，载置台12中嵌入有电阻加热型的加热器15，该加热器15通过从加热器电源16供电来加热载置台12，通过其热量来加热载置台12上的晶圆W。另外，在载置台12上插入有热电偶(未图示)，能够将晶圆W控制为规定的温度。在载置台12上相对于载置台12的表面能够突出埋没地设置有用于支承并升降晶圆W的三个(仅图示两个)晶圆支承销18。
反应室11的上部成为开口部，沿着反应室11的上端部设置有环状的盖19。并且，该盖19支承导入处理气体以及稀释气体的气体导入头20，该气体导入头20通过密封部件(未图示)对于反应室11气密地被密封。在该气体导入头20的上部的中央连接有提供处理气体的处理气体供给配管21和提供稀释气体的稀释气体供给配管22。在气体导入头20内部形成有与处理气体供给配管21相连接的处理气体流路23和与稀释气体供给配管22相连接的稀释气体流路24，从处理气体流路23分叉形成到达气体导入头20的底面的三个处理气体喷出孔25，从稀释气体流路24分叉形成到达气体导入头20的底面的三个稀释气体喷出孔26。如图2所示，处理气体喷出孔25以及稀释气体喷出孔26以交替且位于正六角形的各顶点的位置的方式配置在气体导入头20的底面的中央部。因而，三个处理气体喷出孔25所存在的处理气体喷出区域以及三个稀释气体喷出孔26所存在的稀释气体喷出区域小于晶圆W的直径，被设置在晶圆W的正上方位置，处理气体以及稀释气体都被导入到晶圆W的存在区域。
在处理气体供给配管21的另一端连接有气化器27。另外，在气化器27上连接有用于供给处理气体的从储存液体状的药剂的药剂储存部29延伸的药剂配管28，液体状的药剂从该药剂储存部29通过气体压送等经由药剂配管28被提供给气化器27。然后，在气化器27中被气化而生成的处理气体被提供给处理气体供给配管21。在处理气体供给配管21上设置有用于控制处理气体的流量的质量流控制器30和阀31。另外，在药剂配管28上设置有阀32。
处理气体为利用甲基(-CH3)来恢复(修复)因蚀刻、灰化而受到损伤的Low-k膜的损伤部分的气体，使用具有甲基(-CH3)的气体。作为具有甲基的处理气体，能够举出TMSDMA(N-Trimethylsilyldimethylamine：N-三甲基硅烷基二甲胺)、DMSDMA(Dimethylsilyldimethylamine：二甲基硅烷基二甲胺)、TMDS(1，1，3，3-Tetramethyldisilazane：1，1，3，3-四甲基二硅氮烷)、TMSPyrrole(1-Trimethylsilylpyrole：1-三甲基硅烷基吡咯)、BSTFA(N，O-Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide：N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺)、BDMADMS(Bis(dimethylamino)dimethylsilane：双(二甲基氨基)二甲基硅烷)等甲硅烷基化剂。在利用甲硅烷基化剂来恢复损伤的情况下，将损伤部分置换为Si-CH3。作为具有甲基的处理气体，其它还能够举出DPM(Dipivaloyl Methane：二新戊酰甲烷)、DMC(Dimetylcarbonate：碳酸二甲酯)、乙酰丙酮等。
在稀释气体供给配管22的另一端连接有供给稀释气体的稀释气体供给源33。另外，在稀释气体供给配管22上设置有控制稀释气体的流量的质量流控制器34以及其前后的阀35。能够使用N2气体作为稀释气体。另外，还能够使用Ar气体等稀释气体。
在反应室11的侧壁上设置有晶圆搬入搬出口37，通过闸阀38来能够打开和关闭该晶圆搬入搬出口37。并且，具备在打开闸阀38的状态下与反应室11相邻的搬送装置，在该搬送装置与保持真空的搬送室(未图示)之间进行搬入搬出晶圆W。
在反应室11的底部的周缘部上连接有排气管39，在排气管39上设置有具有真空泵等的排气机构40。在排气管39的排气机构40的上游侧设置有自动压力控制阀(APC)41以及开闭阀42。因而，一边利用压力传感器(未图示)来检测反应室11内的压力，一边控制自动压力控制阀(APC)41的开度，利用排气机构40对反应室11内进行排气，由此能够将反应室11内控制为规定的压力。另外，在处理时反应室11内的压力成为规定的值时能够利用开闭阀42来封入处理气体。
处理装置1还具有控制部50。控制部50是用于控制处理装置1的各结构部的部分，具备工序控制器51，该工序控制器51具有实际控制这些各结构部的微型处理器(计算机)。在工序控制器51上连接有用户接口52，该用户接口52由用于操作员管理处理装置1而进行输入命令等操作的键盘、将处理装置1的运行状态进行可视化来进行显示的显示器等构成。另外，在工序控制器51上连接有控制程序、存储部53，其中，该控制程序用于控制处理装置1的各结构部的控制对象，该存储部53保存有用于使处理装置1进行规定的处理的程序即处理制程程序。处理制程程序被存储在存储部53中的存储介质中。存储介质可以是像硬盘那样的固定的介质，也可以是CDROM、DVD、快闪存储器等可搬性介质。另外，也可以从其它装置例如通过专用线路适当地传输制程程序。并且，根据需要，通过来自用户接口52的指示等从存储部53调出任意的处理制程程序来使工序控制器51执行，由此在工序控制器51的控制下进行规定的处理。
接着，说明利用这种结构的处理装置1对具有在表面部分形成有损伤层的Low-k膜的晶圆W进行恢复处理的本实施方式的处理方法。
在此，利用具有甲基(-CH3)的处理气体对通过双镶嵌法等用于形成布线槽、连接孔的蚀刻、灰化时在Low-k膜的表面部分所形成的损伤层实施恢复处理。
作为Low-k膜(低介电膜)能够应用利用SOD(Spin onDielectric：旋涂介电材料)装置形成的MSQ(methyl-hydrogen-SilsesQuioxane：甲基-1-氢-倍半硅氧烷)(多孔质或者致密质)、利用CVD形成的作为无机绝缘膜之一的SiOC系列膜(在以往的SiO2膜的Si-O键中导入甲基(-CH3)，在其中混合了Si-CH3键的膜，Black Diamond(Applied Materials公司)、Coral(Novellus公司)、Aurora(ASM公司)等相当于这些，存在致密质的膜以及多孔质(porous)膜这两者)等。这些含有Si，但是还能够应用SiLK等不含有Si的具有C和O和H的膜。另外，作为Low-k膜还可以考虑CF系列绝缘膜的应用可能性。
图3是表示本实施方式的处理方法的流程图，图4是表示此时的气体的导入时机以及反应室内的压力变化的流程图。
首先，打开闸阀38，通过搬入搬出口37将具有形成有蚀刻损伤、灰化损伤的Low-k膜的晶圆W搬入到反应室11，载置到加热成规定温度的载置台12上(工序1)。然后，对反应室11内进行排气来设为规定压力的真空状态(工序2)。接着，从稀释气体供给源33通过稀释气体供给配管22以及气体导入头20的稀释气体流路24和稀释气体喷出孔26将稀释气体导入到反应室11内(工序3)。此时，导入到反应室11内的稀释气体在整个反应室11内均匀地扩散，如图4所示，反应室11内的压力上升。然后，反应室11内的压力成为低于处理压力的第一压力为止继续导入稀释气体。此时的稀释气体流量优选为100～7000mL/min(sccm)。另外，作为稀释气体能够优选使用N2气体，其它还能够使用Ar气体等稀有气体。另外，第一压力优选为恢复处理的压力的40～96％。例如，在处理压力为667Pa(5Torr)的情况下，优选267～640Pa(2.0～4.8Torr)的范围。此时，一边将处理气体导入到反应室11内一边利用自动压力控制阀(APC)41来进行反应室11内的压力调节。
在反应室11内的压力到达第一压力的时刻，停止稀释气体的供给，从药剂储存部29通过气体压送等，例如将TMSDMA等甲硅烷基化剂、DMC等用于生成处理气体的液体状的药剂通过药剂配管28来提供给气化器27，将包含在气化器27中被进行气化而形成的甲基的处理气体通过处理气体供给配管21以及气体导入头20的处理气体流路23和处理气体喷出孔25导入到反应室11(工序4)。由此，如图4所示，反应室11内的压力进一步上升。然后，继续导入处理气体到作为处理压力的第二压力。此时，处理气体的流量优选为50～1000mL/min(sccm)。当处理气体的流量过于少时处理时间变长，当处理气体的流量过于多时减少处理气体的使用量的效果减小。
在反应室11内到达处理压力的时刻，停止供给处理气体，关闭阀42，将处理气体封入到反应室11内，将反应室11内的压力保持为处理压力，对Low-k膜进行恢复处理(工序5)。该恢复处理中的晶圆W的温度优选为150～300℃。另外，恢复处理时的反应室内的压力优选为667～4000Pa(5～30Torr)。并且，恢复处理时间优选为10～420sec左右。
在恢复处理时，使具有甲基的处理气体作用于由蚀刻以及灰化的损伤而表面产生损伤层的Low-k膜，将损伤层的OH基置换为甲基或者包含甲基的基。由此，因损伤而上升的相对介电常数(k值)下降。
这样恢复处理结束之后，一边通过排气机构40来对反应室11内进行排气，一边从稀释气体供给源33作为吹扫气体将稀释气体导入到反应室11内来对反应室11内进行吹扫(工序6)，之后，打开闸阀38来从搬入搬出口37搬出恢复处理之后的晶圆W(工序7)。
在以上那样的处理方法中，首先将稀释气体导入到反应室11内，在反应室11内填满稀释气体来设为低于处理压力的压力之后，从与晶圆W对应的的位置(晶圆W的正上方)对反应室11内的晶圆W的存在区域导入处理气体来使反应室11内的压力上升到处理压力，但是TMSDMA等处理气体和N2等稀释气体的分子量的差异较大，在真空中分子量相互不同的气体不容易混合，因此后导入的处理气体不容易向被稀释气体填满的反应室11内的周围扩散，如图5所示，在晶圆W的附近区域形成有处理气体的浓度较高区域C。这样在晶圆W的附近区域局部形成有处理气体的浓度较高区域，由此与整个反应室11为均匀的浓度的情况相比，增加有助于晶圆W的恢复处理的处理气体的量，作为处理气体能够一边确保充分的量，一边减少处理气体的导入量本身。处理气体随着时间经过而扩散到反应室11的周围，但是能够固定时间较高保持晶圆W附近区域的处理气体浓度，因此能够充分进行恢复处理反应。从使处理气体更不容易扩散来促进处理的观点出发，优选处理气体与稀释气体的分子量的差较大。
接着，说明使用以上那样的装置来实际进行了恢复处理的测试结果。
在此，使用具有甲基的作为甲硅烷基化剂的TMSDMA作为处理气体，使用N2气体作为稀释气体，根据模拟受到损伤的Low-k膜的含有OH基的光致抗蚀剂膜中的处理前和处理后的膜厚变化Δt来掌握了恢复处理的程度。当实际对形成Low-k膜的晶圆实施蚀刻以及灰化处理来导入损伤来要掌握恢复处理的程度时，存在难以制造样品、精度较低这种问题，但是如果鉴于恢复处理的本质在于将OH基置换为甲基或者包含甲基的基的情况，则通过对这样含有OH基的光致抗蚀剂膜进行恢复处理，能够简单地且精度良好地掌握恢复处理的程度。
作为成为基准的制程程序而使用了以下基本条件。
处理压力(反应室内整个压力)：667Pa(5Torr)
TMSDMA分压：100Pa(0.75Torr)
TMSDMA流量：500mL/min(sccm)
N2流量：2833mL/min(sccm)
温度：250℃
时间：10sec
首先，在上述基本条件(条件A)下，通过同时导入以往的稀释气体以及处理气体的条件(比较例)和首先导入N2气体并接着导入处理气体这种条件(实施例)进行恢复处理，求出晶圆面内的恢复处理前后的膜厚差Δt。图6表示其结果。如该图所示，在条件A中，在比较例中Δt为87.6nm±33.6％，但是在实施例中成为209.8nm±5.5％，可知恢复处理的程度在实施例中高两倍以上。接着，关于从作为基本条件的条件A使晶圆温度250℃降低到180℃而将处理时间延长到25sec的条件(条件B)，在实施例以及比较例中求出恢复处理前后的膜厚差Δt。图6也表示其结果。如该图所示，在条件B中，在比较例中Δt为41.8nm±16.7％，在实施例中成为107.2nm±19.6％，恢复处理的程度整体低于作为基本条件的条件A，但是可知恢复的程度仍然在实施例中高两倍以上。接着，关于将作为基本条件的条件A的TMSDMA分压提高到400Pa(3Torr)的条件(条件C)、将条件B的TMSDMA分压提高到400Pa(3Torr)的条件(条件D)，都同样地，在实施例以及比较例中求出恢复处理前后的膜厚差Δt。图6也表示其结果。如该图所示，在条件C中，在比较例中Δt为186.5nm±12.1％，在实施例中成为223.1nm±4.4％，在条件D中，在比较例中Δt为82.5nm±34.5％，在实施例中成为125.1nm±14.2％，可知恢复的程度在实施例中高于比较例。并且，根据效果的程度等来判断，在实施例中判断这些条件A～D中的条件A最好。
接着，使作为上述基本条件的条件A的TMSDMA的流量以100、300、500mL/min(sccm)进行变化并以实施例的顺序进行了恢复处理。具体而言，在将TMSDMA的流量设为100mL/min(sccm)的情况下，在最初的N2气体导入步骤中，以8.0sec达到作为目标压力的567Pa(4.25Torr)之后，在TMSDMA导入步骤中，以12.0sec达到作为处理压力的667Pa(5Torr)之后，将TMSDMA封入到反应室内进行了10sec的恢复处理。另外，在将TMSDMA的流量设为300mL/min(sccm)的情况下，在最初的N2气体导入步骤中，以8.0sec达到作为目标压力的567Pa(4.25Torr)之后，在TMSDMA导入步骤中，以7.5sec达到作为处理压力的667Pa(5Torr)之后，将TMSDMA封入到反应室内进行了10sec的恢复处理。在将TMSDMA的流量设为500mL/min(sccm)的情况下，在最初的N2气体导入步骤中，以7.8sec达到作为目标压力的567Pa(4.25Torr)，之后，在TMSDMA导入步骤中，以7.0sec达到作为处理压力的667Pa(5Torr)之后，将TMSDMA封入到反应室内进行了10sec的恢复处理。
图7示出这些条件和恢复处理的结果。此外，在图7中，为了进行比较，也一起表示在上述条件A中同时导入N2和TMSDMA的比较例的结果。如图7所示，不管TMSDMA的流量在哪一种条件下，都显示出Δt为比较例的两倍以上的良好的值。另外，对处理记录进行积分来求出TMSDMA的使用量，结果是，当在条件A下同时导入N2和TMSDMA的比较例的使用量设为1.00时，TMSDMA的流量在100mL/min(sccm)的情况下为0.30、在300mL/min(sccm)的情况下为0.58、在500mL/min(sccm)的情况下为0.94，使用量都比比较例少，特别是在100mL/min(sccm)的情况下成为较少使用量，但是在100mL/min(sccm)中，导入TMSDMA来提高压力花费时间，从生产率(throughput)的观点来讲不理想。与此相对，在TMSDMA为300mL/min的情况下，导入TMSDMA来提高压力的时间较短，而且Δt的量也为比较例的两倍以上，TMSDMA的使用量为比较例的58％，显示出极好的特性。
接着，说明能够实施本发明的方法的其它装置。
图8是表示能够实施本发明的方法的处理装置的其它例的截面图，图9是表示使用于图8的处理装置的气体导入头的仰视图。
该装置除了气体导入头的结构不同以外，具有与图1的装置相同的结构，因此对与图1的装置相同的部分附加相同的附图标记而省略说明。
在图8的处理装置中，代替图1的处理装置中的气体导入头20而具有气体导入头20’。气体导入头20’也与气体导入头20同样地被盖19所支承，通过密封部件(未图示)相对于反应室11气密地被密封。在气体导入头20’的上部连接有提供处理气体的处理气体供给配管21和提供稀释气体的稀释气体供给配管22，在该气体导入头20’的内部形成有与处理气体供给配管21相连接的处理气体流路61和与稀释气体供给配管22相连接的稀释气体流路63。处理气体供给配管21与气体导入头20’的上面的中心相连接，处理气体流路61向下方延伸在气体导入头20’的中心上，并开口在气体导入头20’的底面中心上而形成为处理气体喷出孔61a。因而，由处理气体喷出孔61a喷出的处理气体喷出区域小于晶圆W的直径且被设置在晶圆W的正上方区域，从而处理气体被导入到晶圆W的存在区域。另一方面，稀释气体供给配管22连接在与气体导入头20’的上面的中心错开的位置上，稀释气体流路63从上述位置向下方延伸而与气体扩散空间64相连接，该气体扩散空间64在气体导入头20’的内部水平延伸到其周缘部附近而形成为圆板状。如图9所示，从气体扩散空间64起在与载置在载置台12上的晶圆W的外侧对应的位置上圆周状地形成有多个稀释气体喷出孔65。由此，稀释气体从稀释气体喷出孔65被喷出到不存在晶圆W的区域。
在该装置中，基本上也与图3的流程图同样地，将晶圆W搬入到反应室11并载置到载置台12上，对反应室11内进行排气来设为规定压力的真空状态之后，首先导入稀释气体，将反应室11内调节为低于处理压力的规定压力，接着，导入处理气体，使反应室11内的气体压力上升到处理压力，将反应室11内的压力保持为处理压力，对Low-k膜进行恢复处理。由此，与图1的装置的情况同样地，处理气体被导入到与晶圆W对应的的部分，因此在晶圆W的附近区域局部形成处理气体的浓度较高区域，由此与整个反应室11为均匀的浓度的情况相比，增加有助于晶圆W的恢复处理的处理气体的量，一边作为处理气体确保充分的量，一边能够减少处理气体的导入量本身。
另外，作为Low-k膜，存在多孔质的膜，但是当在收纳了多孔质的Low-k膜的反应室内首先导入稀释气体时，稀释气体进入到Low-k膜的气孔中，接着即使导入处理气体，处理气体也难以到达气孔中，有可能无法充分进行恢复处理。在使用图8的装置的情况下，为了回避这些，能够使用以下那样的方法。图10是表示该方法的流程图，图11是表示此时的气体的导入时机以及反应室内的压力变化的图。首先，与图3的工序1以及工序2同样地，打开闸阀38，通过搬入搬出口37将具有形成有蚀刻损伤、灰化损伤的Low-k膜的晶圆W搬入到反应室11并载置到加热为规定温度的载置台12上(工序11)，对反应室11内进行排气来设为规定压力的真空状态(工序12)。接着，与图3的流程图示出的方法不同，将稀释气体和处理气体同时导入到反应室11内，使反应室11内的压力上升到低于上述第一压力的第三压力为止(工序13)。在该工序13中能够以处理气体来填满Low-k膜的气孔。也就是说，在图8的装置中气体被提供给晶圆W的外侧区域，处理气体被提供给与晶圆W对应的区域，因此如图12所示，首先，即使导入稀释气体和处理气体两者，也能够对晶圆W大体上仅提供处理气体，由此能够避免稀释气体进入到Low-k膜的气孔而妨碍恢复处理。另外，此时，处理气体仅填满Low-k膜的气孔即可，因此能够将第三压力设定为较低，而且与处理气体一起导入稀释气体，因此使用于工序13的处理气体的量较少即可。另一方面，在图1的装置的情况下，稀释气体也被导入到晶圆W的对应部分，因此难以得到这样的效果。
如图10所示，在该工序13之后，停止处理气体，与图3的工序3同样地仅导入稀释气体来使反应室11内上升到第一压力(工序14)，之后，实施作为与图3的工序4～7同样的工序的工序15～18。
此外，关于图8的装置，稀释气体被提供给反应室11内的晶圆W的外侧区域，处理气体被提供给与晶圆W对应的区域，因此，即使不是图3、图9那样的顺序供给气体，而是同时供给稀释气体和处理气体，处理气体扩散到晶圆W的外部也花费时间，因此能够固定期间在晶圆W的存在区域形成处理气体浓度较高区域，可以通过较少处理气体的使用量，能够对Low-k膜进行充分的恢复处理。
此外，本发明并不限于上述实施方式而能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，作为处理气体例示了甲硅烷基化剂等各种成分，但是只要具有甲基的处理气体就并不限于这些。另外，关于适用于本发明的Low-k膜也并不限于上述例示的膜，只要受到损伤而存在OH基的膜就能够应用。并且，在上述实施方式中，在进行恢复处理时，密封了反应室内，但是也可以一边使用自动压力控制阀来进行压力控制一边进行恢复处理。
并且，在图1的装置中在气体导入头的中央形成三个处理气体喷出孔，在图7的装置中在气体导入头的中心形成一个气体喷出孔61a，构成直径小于晶圆的处理气体喷出区域，从晶圆中央的正上方位置供给处理气体，但是如果能够将处理气体导入到反应室内的晶圆的存在区域，则并不限定于这些结构。
并且，在上述实施方式中，示出使用半导体晶圆作为被处理基板的例子，但是并不限于此，也可以是FPD(平板显示器)用基板等其它基板。

Claims (7)

1.一种处理方法，将具有甲基的处理气体导入到容纳有被处理基板的处理容器内，其中，该被处理基板具有表面部分形成有损伤层的低介电常数膜，以此对上述低介电常数膜上所形成的损伤层实施恢复处理，该处理方法的特征在于，具有以下工序：
对设为规定的减压状态的上述处理容器内导入稀释气体，使上述处理容器内的压力上升到低于恢复处理时的处理压力的第一压力；
在使上述处理容器内的压力上升到上述第一压力之后，停止导入上述稀释气体，将上述处理气体导入到上述处理容器内的被处理基板的存在区域，使上述处理容器内的压力上升到作为恢复处理时的处理压力的第二压力；
保持上述处理压力来对被处理基板进行恢复处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，
将上述处理气体从容纳在上述处理容器内的被处理基板的正上方位置导入到上述处理容器内。
3.根据权利要求1或者2所述的处理方法，其特征在于，
在导入上述处理气体以及上述稀释气体时，一边将气体导入到上述处理容器内，一边通过对上述处理容器内的排气量进行调节的压力调节机构来调节上述处理容器内的压力。
4.根据权利要求1或者2所述的处理方法，其特征在于，
在进行上述恢复处理时，通过密封上述处理容器，将上述处理容器内的压力保持为处理压力。
5.根据权利要求1或者2所述的处理方法，其特征在于，
被处理基板水平地被配置在上述处理容器内，上述处理气体从处理气体喷出区域导入到上述处理容器内，其中，该处理气体喷出区域被设置在被处理基板的上方的与被处理基板的中央部对应的位置且直径小于被处理基板的直径。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，
上述稀释气体从稀释气体喷出区域被导入到上述处理容器内，其中，该稀释气体喷出区域被设置在上述处理容器内的被处理基板的上方的与被处理基板的外侧对应的位置上。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，
还具有以下工序：在导入上述稀释气体之前，从上述稀释气体喷出区域以及上述处理气体喷出区域，将上述稀释气体以及上述处理气体同时导入到上述处理容器内，从而使上述处理容器内的压力上升到低于上述第一压力的第三压力。
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