JP6446563B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents
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Description
アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理室に準備する工程と、
加熱装置から供給された電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温する工程と、
前記第1の温度を維持しつつ、第1の処理時間の間、前記基板を処理する第1の処理工程と、
前記第1の処理工程後、前記加熱装置から供給される前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温させる工程と、
前記第2の温度を維持しつつ、前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板を処理する第2の処理工程と、
を有する技術が提供される。
以下に本発明の第一の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、ウエハに各種の熱処理を施すバッチ式縦型熱処理装置として構成されている。
図1に示されているように基板処理装置10は、処理炉を有し、処理炉は電磁波シールドとしての反応管102を備えている。反応管102は電磁波の外部への漏洩を効果的に抑制可能な導電性材料によって形成されている。例えば、このような導電性材料としては、銅、アルミニウム、ステンレス、白金、銀等を挙げることができる。但し、反応管102は導電性材料のみによって形成するに限られない。
なお、上述した2重管構造で用いられるインナーチューブは、上端および下端が開口した円筒形状に形成され、アウターチューブと共に基板を処理する処理空間としての後述する処理室201を形成する場合と、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成され、インナーチューブ単独で処理室201を形成する場合があり、どちらの形状を用いてもよい。
反応管102の下端部の側壁には、処理室201内の雰囲気を排気する排気管231の一端である排気口が設けられている。排気管231には、処理室内の圧力を検出する圧力検出器(圧力検出部)としての圧力センサ245および圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244を介して、真空排気装置としての真空ポンプ(排気ポンプ)246が接続されている。APCバルブ244は、真空ポンプ246を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室201内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ246を作動させた状態で、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室201内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管231、APCバルブ244、圧力センサ245により、排気系が構成される。真空ポンプ246を排気系に含めて考えてもよい。
反応管102の排気管231と異なる位置には、処理室201へ不活性ガスを供給するための不活性ガス供給管232の一端であるガス供給口が接続されている。
また、本実施形態の処理室201は上述の形態に限定されない。例えば、反応管102の下方に、反応管102を支持する金属製のマニホールドを設け、ガス供給管232を、マニホールドの側壁を貫通するように設けてもよい。この場合、マニホールドに上述した排気管231をさらに設けるようにしてもよい。この場合であっても、マニホールドではなく反応管の下方の側壁に排気管231を設けてもよい。
図1に示すように、シールキャップ632上にはウエハ200を保持する基板保持具(基板保持部)としてのボート217が垂直に立脚されて支持されている。ボート217は複数枚のウエハ200を所定の間隔で垂直方向多段に保持して、処理室201内に搬入(ボートローディング)したり、処理室201外へ搬出(ボートアンローディング)したりする。ボート217は石英やSiC(炭化ケイ素)などの耐熱性材料によって形成されている。ボート217は上下で一対の端板643、644と、3本の保持柱645とを備えている。3本の保持柱645は両端板643、644間に垂直に架橋されている。3本の保持柱645には複数の保持溝646が、上下方向に等間隔に配置されてそれぞれ形成されており、同一段の保持溝646は同一平面を構成している。すなわち、ボート217は同一段の保持溝646によってウエハ200の外周縁部を保持することにより、複数枚のウエハ200を中心を垂直方向に揃えて整列させた状態で保持する。ここで、主に、保持柱645と保持溝646によって基板を載置する基板載置部が構成される。
このように構成することによって、ウエハ200に生じる熱が放熱されることを抑制することが可能となる。このため、ウエハ200の面間温度均一性を向上させることが可能となり、ウエハ200の処理品質を向上させることが可能となる。
反応管102の側壁には電磁波導入ポート653が設置されている。電磁波導入ポート653には処理室201内に電磁波を供給するための導波管654の一端が接続されている。導波管654の他端には処理室201内に電磁波を供給して加熱する加熱源としてのマイクロ波発振器(電磁波源)655が接続されている。マイクロ波発振器655はマイクロ波などの電磁波を導波管654に供給する。マイクロ波発振器655には、マグネトロンやクライストロンなどが用いられる。
ここで、マイクロ波発振器655によって生じる電磁波の周波数は、好ましくは13.56MHz以上24.125GHz以下の周波数範囲となるように制御される。さらに好適には、2.45GHzまたは5.8GHzの周波数となるように制御されることが好ましい。
なお、基板の温度を測定する方法として、熱電対に限らず、放射温度計を用いて基板温度を測定してもよいし、熱電対と放射温度計を併用して温度測定を行ってもよい。
なお、ヒータ659は上述したように処理室201の内部、即ち反応管102の内部に配置されるだけに限らず、反応管102を囲繞するように反応管の外側に位置するように設置されてもよい。
このように加熱装置としてマイクロ波発振器655より発生したマイクロ波によってウエハを加熱することで、通常の抵抗加熱や誘導加熱を用いた熱による改質や、ランプ加熱などの光加熱を用いた場合に比べて、マイクロ波の波長が基板の厚さよりも長いため、対象の堆積膜全体でマイクロ波の吸収が起こり、高A/Rのパターンであっても均一に改質することが可能となる。
また、マイクロ波による加熱は、ウエハ200を加熱するためのエネルギーがレーザ等の加熱方式に比べて低いため、レーザ加熱等の高エネルギーでのウエハ200を加熱するときのように、対象の堆積膜が溶融してしまいさらに溶融した対象の堆積膜が冷却されて結晶化するという、所謂、液相エピタキシャル成長(Liquid Phased Epitaxy:LPE)が生じることを抑制することで、堆積膜の再結晶化による基板変形を生じることを抑制することが可能となる。
図2に示すように、制御部(制御装置)であるコントローラ121は、ガス流量制御装置としてのMFC241、開閉弁であるバルブ243、排気管231に接続された処理室201内の圧力を検出する圧力センサ245、APCバルブ244および真空ポンプ246と、加熱装置としてのヒータ659に接続された電源660、処理室201内の温度を検出する温度センサとしての上側熱電対657および下側熱電対658、回転機構としてのロータリーアクチュエータ267、ボートエレベータ115、マイクロ波発振器655、等に接続されている。コントローラ121により、MFC241による不活性ガスの流量調整動作、バルブ243の開閉動作、APCバルブ244の開閉及び圧力センサ245に基づく圧力調整動作、上側熱電対657に基づくマイクロ波発振器655の電力供給制御を介した温度調整動作、下側熱電対658および電源660に基づくヒータ659の温度調整動作、真空ポンプ246の起動・停止、ロータリーアクチュエータ267の回転速度調節動作、ボートエレベータ115によるボート217の昇降動作等の制御が行われる。
次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて、半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に形成されたシリコン含有膜としてのアモルファスシリコン膜の改質方法の例について図3に示した処理フローに沿って説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ121により制御される。
また、図3Bに示すように、パターン303の表面上には、下地膜としてのSiO2やSiNなどの第2の絶縁膜302が形成されており、絶縁膜302上にはアモルファスシリコンなどの処理対象膜304が形成されている。
図1および図5に示されているように、予めボート217の最上段および最下段には、これから熱処理しようとするプロダクトウエハ200と同等の熱特性を有する上側モニタウエハ2Aおよび下側モニタウエハ2Bがそれぞれ配置されている。所定枚数のウエハ200がボート217に移載されると、ボートエレベータ115はボート217を上昇させ、図5に示されているように、処理室201に搬入(準備、ボートローディング)する(S402)。
なお、各プロダクトウエハ200の間隔は、照射する電磁波(マイクロ波もしくはミリ波)の波長の半波長以上とする。すなわち、電磁波の周波数が10GHzであれば1.5cm以上、6GHzであれば2.5cm以上、3GHzであれば5cm以上とする。
処理室201内へのボート217の搬入(準備)が完了したら、処理室201内が所定の圧力(例えば10〜100Pa)となるよう処理室201内の雰囲気を排気する。具体的には、真空ポンプ246により排気しつつ、圧力センサにより検出された圧力情報に基づいてAPCバルブ244の弁開度をフィードバック制御し、処理室201内を所定の圧力とする(S404)。
ロータリーアクチュエータ267はボート217を回転させる。このとき、窒素ガス等の不活性ガスがガス供給管232から供給される(S406)。処理室201内の圧力は200Pa〜200,000Paの中の所定の値であって、例えば大気圧に調整される。
(結晶化工程(S408))
処理室201内が所定の圧力になると、マイクロ波発振器655は処理室201内にマイクロ波を供給し、処理室201内に収容されているウエハ200を結晶化工程の処理温度である300℃以上500℃以下の温度帯に昇温させる。すなわち、マイクロ波発振器655はマイクロ波またはミリ波を導波管654を経由して処理室201内に供給する。このとき、ウエハ200の温度は、400℃以上500℃以下となることが好ましく、上述の温度帯に昇温してから5分以上30分以内の処理時間で処理されることが好ましい。
処理室201内に供給されたマイクロ波は、処理室201内に収容されたウエハ200に入射して効率的に吸収されるために、ウエハ200を極めて効果的に昇温させることができる。マイクロ波の電力はウエハ1枚の場合に対してウエハ枚数を乗じた電力を供給してもよい。このようにウエハ200を昇温させることによってウエハ表面上のアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜へと改質(多結晶化)されることとなる。
また、結晶化処理を上述した温度帯を維持し、処理時間を上記の処理時間未満で処理した場合、すなわち、5分未満で処理を行った場合には、アモルファスシリコン膜を十分に結晶化させることができず、均一な改質処理を行うことができなくなってしまう可能性がある。さらに、結晶化処理を上記の温度帯を維持し、処理時間を上記の処理時間以上で処理した場合、すなわち、30分を超える時間をかけて処理を行った場合には、ウエハ200が高温に曝される時間が長くなり、熱ダメージを生じやすくなってしまい、結晶欠陥が生じやすくなってしまう可能性がある。
したがって、上述した温度帯、処理時間で結晶化工程S408を実施することで、結晶粒径を小さく維持しつつ、非晶質膜の多結晶化を行うことが可能となる。
また、このとき、処理室201内には、不活性ガスを供給するように構成されてもよい。例えば、不活性ガスとしてN2ガスを10slm供給するようにしてもよい。このように構成することによって、加熱によってウエハ200や周辺構造から脱離された不純物をしつつ、基板処理を行うことが可能となる。
このように結晶化工程S408を所定時間実施することでアモルファスシリコンをパターン303の上部(TOP)、中部(MIDDLE)、下部(BOTTOM)に対して均等にポリシリコンに結晶化させることが可能となる。
ここで、マイクロ波発振器655による加熱に限らず、ヒータ659を併用してウエハ200を昇温することが好ましい。さらに好ましくは、下側熱電対658の測定温度に基づいてヒータ659の電源660をフィードバック制御し、上側熱電対657の温度と下側熱電対658の温度とが同一になるように電源660を制御することが望ましい。このように構成することによって、垂直方向多段に保持された複数枚のウエハ200の面間温度均一性を向上させることができるだけでなく、ウエハ200の昇温速度を向上させることが可能となり、ウエハ200に対する熱ダメージを軽減させることが可能となる。
結晶化工程S408において、上述した予め定められた処理時間が経過すると、コントローラ121は、マイクロ波発振器655を制御し、トリートメント工程の処理温度である500℃より高温であって700℃未満の温度帯にウエハ200を昇温する。昇温されたウエハ200は、上記トリートメント工程の処理温度に到達すると予め定められた時間だけ処理温度を維持し、結晶化工程S408によって結晶化されたポリシリコンに生じた結晶欠陥部分を修復するトリートメント処理を行う(S410)。このとき、トリートメント工程の処理時間は、30秒以上、5分未満の処理時間となるように制御されることが好ましい。さらに好ましくは、ウエハ200が上述した処理温度に達してから1分以内となるように処理が実施されるとよい。
すなわち、ウエハ200を上述した周波数のマイクロ波によって処理温度である500℃より高い温度に加熱することによって、ウエハ200に形成されたポリシリコンの結晶内(特に結晶欠陥703周辺のシリコン原子705)に界面分極が生じることとなる。結晶欠陥703部分に界面分極が生じると、当該欠陥部分703周辺の選択加熱領域704に選択加熱(局所加熱)が生じ、この選択加熱によって結晶欠陥703が修復されることとなる。このような処理によって、結晶欠陥の少ない低抵抗率のポリシリコン膜を均一に得ることが可能となる。
また、トリートメント工程を上述した温度帯に維持し、処理時間を上記の処理時間未満で処理した場合、すなわち、5分以上で処理を行った場合には、ウエハ200が高温に曝される時間が長くなり、熱ダメージを生じやすくなってしまい、結晶欠陥が生じやすくなってしまったり、ウエハ200が変形してしまうという可能性がある。また、30秒より短い時間で処理を行った場合には、ウエハ200が十分にトリートメントされず、結晶欠陥を修復することが難しくなってしまう可能性がある。
したがって、上述したような温度帯、処理時間で基板処理を実施することで、結晶粒径を小さく維持しつつ、非晶質膜の多結晶化を行うことが可能となり、さらに処理対象となる堆積膜やウエハ200を過度に加熱することなく、ウエハ200の変形を抑制することが可能となる。
ここで、マイクロ波発振器655による加熱に限らず、ヒータ659を併用してウエハ200を昇温することが好ましい。さらに好ましくは、下側熱電対658の測定温度に基づいてヒータ659の電源660をフィードバック制御し、上側熱電対657の温度と下側熱電対658の温度とが同一になるように電源660を制御することが望ましい。このように構成することによって、垂直方向多段に保持された複数枚のウエハ200の面間温度均一性を向上させることができるだけでなく、ウエハ200の昇温速度を向上させることが可能となり、ウエハ200に対する熱ダメージを軽減させることが可能となる。
さらに、処理対象の膜にドーパントとしての不純物が注入されている場合には、上記のように構成することによって、ドーパントの拡散を抑制することが可能となる。ドーパント拡散を抑制することで、結晶粒界にドーパントが偏析しリークパスが形成されてしまうことが抑制可能となる。これにより、リーク電流の増加を抑制することが可能となる。
改質工程の終了後、処理室201内の圧力を大気圧に復帰する(大気圧復帰)。その後に、ボートエレベータ115はシールキャップ632を下降させることにより、炉口639を開口するとともに、ボート217を炉口639から処理室201の外部に搬出(ボートアンローディング)する(S412)。
以上の動作が繰り返されることにより、複数枚のウエハ200が一度に処理されることとなる。
本実施形態によれば以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。
本実施形態における基板処理装置は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
例えば、図8に示すように、処理室201を形成する反応管836を電磁波であるマイクロ波を透過する材料で構成し、ケース103の側壁に電磁波導入ポート653を配置することで、処理室201の容積を小さくし、処理室201内を昇降温し易くするように構成してもよい。このときケース103は、第一の実施形態において反応管102が行っていた役目である電磁シールドと同一の効果を有するように構成される。すなわち、変形例1においてケース103は、マイクロ波を反射する材料で構成されることが好ましく、より好適にはケース103の内面がマイクロ波を反射する材料で構成されることが好ましい。
なお、ノズル249の下流端、または、ノズル249の側壁面には、ガスを供給するガス供給孔250が少なくとも1つ設けられている。ノズル249の側壁面にガス供給孔を設けた場合、反応管102の中心、すなわち、ウエハ200の中心を向くように形成されており、ウエハ200に向けてガスを供給することが可能となっている。また、ガス供給孔250は、ウエハ200の載置高さに合わせて、反応管102の下方から上方、すなわち、ガス供給管240の上流から下流にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられていてもよい。
このように構成することによって、例えばノズル249に不活性ガスを供給し、ガス供給口2450からウ複数多段に保持されたウエハ200のそれぞれの表面に不活性ガスを供給することが可能となり、ウエハ200の表面に不純物が付着することを抑制し、アニール時の改質による処理膜の特性を向上させることが可能となる。
また、例えば、図9に示すように、1つのマイクロ波発振器655に対して接続された導波管654が反応管102に接続されるまでの間に複数に分岐することで複数の電磁波供給ポート653を処理室に形成するように構成してもよい。すなわち、マイクロ波発振器655に対し、導波管654−1、654−2、654−3となるように分岐させ、それぞれの導波管の端部に電磁波供給ポート653−1、653−2、653−3を設けるように構成してもよい。このように構成することによって電磁波導入ポート653を複数設けることが可能となり、垂直方向多段に保持された複数のウエハ200をさらに均一に処理することが可能となる。
また、このとき、処理ガスのガス供給管232を反応管102の上部に設け、反応管102の上方から下方へガス流れが生じるようにガス供給部を設けてもよい。
このように構成することによって、反応管102の下部に設けられた排気管231へ効率的にガスを排気することが可能となり、パーティクル等の不純物がウエハ200の表面に付着することを抑制することが可能となる。
また、例えば、図10に示すように、ウエハ200に対してマイクロ波発振器655−1、655−2、655−3を対になるように配置してもよく、個々のマイクロ波発振器655に対応するようにマイクロ波の伝達路である導波路をそれぞれ設けるようにすることが好ましい。このように構成することによって、処理室内にマイクロ波を安定して供給することが可能となり、垂直方向多段に保持された複数のウエハ200をさらに均一に処理することが可能となる。
次に本発明の第二の実施形態を図11を用いて説明する。
第二の実施形態において、本発明に係る基板処理装置は、ウエハに各種の熱処理を施す枚葉式熱処理装置として構成されている。なお、本実施形態において、第一の実施形態と同一の機能を有する構成要素には、同一の参照番号を付し、説明を省略する。
図11に示すように、本実施形態に係る基板処理装置は、第一の実施形態における反応管635に対応する上部容器202aと下部容器202b、および、上部容器202aと下部容器202bの間に設けられた仕切り板204によって構成される処理容器202を備えている。処理容器202は、例えば横断面が円形であり平らな密閉容器として構成されている。また、処理容器202は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)などの金属材料、または、石英などにより構成されている。処理容器202内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ200を処理する処理室201、搬送空間203が形成されている。なお、上部容器202aに囲まれた空間であって、仕切り板204よりも上方の空間を処理室201又は反応エリア201と称し、下部容器202bに囲まれた空間であって、仕切り板204よりも下方の空間を搬送エリア203と称する場合もある。
処理空間201(上部容器202a)の外周には、処理空間201の雰囲気を排気する排気部が設けられている。図11に示すように、排気部には排気口221が設けられている。排気口221には排気管231が接続されており、排気管231には、処理空間201内を所定の圧力に制御する圧力調整器としてのAPCバルブ244、真空ポンプ246が順に直列に接続されている。主に、排気口221、排気管231、APCバルブ244、により排気部(排気ライン)が構成される。また、処理室201を囲むように排気路を設け、ウエハ200の全周からガスを排気可能に構成してもよい。また、排気部の構成に、真空ポンプ246を加えるようにしてもよい。
処理空間201の上部に設けられる上部容器202aの上面(天井壁)には、処理空間201内に各種ガスを供給するためのガス導入口230が設けられている。
上部容器202aの上面に接続されたガス導入口230には、不活性ガスを供給するガス供給管232が接続されている。
上述した第二の実施形態における基板処理装置を用いた半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程としての基板処理工程は、第一の実施形態における基板処理工程と同一である。
すなわち、搬入工程S402、圧力調整工程S404、不活性ガス供給工程S406、結晶化工程S408、トリートメント工程S410、大気圧復帰工程S412、搬出工程S414の順番で基板処理を行う。
本実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果を得られるだけでなく、以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。
なお、ここでは、ハフニウム酸化膜について示したが、これに限らず、アルミニウム(Al)、チタニウム(Ti)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、イットリウム(Y)、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、鉛(Pb)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の少なくともいずれかを含む金属元素を含む酸化膜、すなわち、金属系酸化膜を形成する場合においても、好適に適用可能である。すなわち、上述の成膜シーケンスは、ウエハ200上に、TiOCN膜、TiOC膜、TiON膜、TiO膜、ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrON膜、ZrO膜、HfOCN膜、HfOC膜、HfON膜、HfO膜、TaOCN膜、TaOC膜、TaON膜、TaO膜、NbOCN膜、NbOC膜、NbON膜、NbO膜、AlOCN膜、AlOC膜、AlON膜、AlO膜、MoOCN膜、MoOC膜、MoON膜、MoO膜、WOCN膜、WOC膜、WON膜、WO膜を形成する場合にも、好適に適用することが可能となる。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理室に準備する工程と、
加熱装置から供給された電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温する工程と、
前記第1の温度を維持しつつ、第1の処理時間の間、前記基板を処理する第1の処理工程と、
前記第1の処理工程後、前記加熱装置から供給される前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温させる工程と、
前記第2の温度を維持しつつ、前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板を処理する第2の処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
前記加熱装置は、前記処理室の側面に設けられ前記電磁波を発振する電磁波発振器と、前記処理室と同心円に設けられ抵抗加熱によって発熱するヒータとを有し、
前記第1の処理工程は前記電磁波発振器と前記ヒータのいずれか一方または両方を用いて前記基板を昇温する付記1に記載の方法。
前記処理対象膜は、非晶質膜である付記1に記載の方法が提供される。
前記第1の処理工程は、前記非晶質膜を結晶化させる結晶化工程である付記3に記載の方法が提供される。
前記第1の処理温度は、300℃以上500℃未満である付記3に記載の方法が提供される。
前記第2の処理温度は、500℃以上700℃以下である付記5に記載の方法が提供される。
前記第1の処理時間は、5分以上30分以内である付記3に記載の方法が提供される。
前記第2の処理時間は、5分未満である付記7に記載の方法が提供される。
前記第2の処理温度は、前記処理対象膜の内部に分極を生じさせる温度である付記1から8のいずれか1つに記載の方法が提供される。
前記電磁波の波長は、前記基板の厚さよりも長い付記1から9のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
本発明の他の態様によれば、
アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理する処理室と、
前記処理室内に電磁波を供給し、前記基板を加熱する加熱装置と、
前記電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温し、前記第1の温度で第1の処理時間の間、前記基板を処理する第1の処理を実施し、前記第1の処理を実施後、前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温し、前記第2の温度に昇温で前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板を処理する第2の処理を実施するように前記加熱装置を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、
アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理室に準備する手順と、
加熱装置から供給された電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温する手順と、
前記第1の温度に昇温する工程後、第1の処理時間の間、前記基板を処理する第1の処理手順と、
前記第1の処理工程後、前記加熱装置から供給される前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温させる手順と、
前記第2の温度に昇温する手順後、前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板を処理する第2の処理手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム、または、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
121・・・コントローラ(制御部)、
201・・・処理室、
302・・・下地膜(絶縁膜)、
304・・・処理対象膜、
655・・・マイクロ波発振器(加熱装置)、
Claims (14)
- アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理室に準備する工程と、
加熱装置から供給された電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温する工程と、
前記第1の温度を維持しつつ、第1の処理時間の間、前記基板の前記処理対象膜を結晶化する第1の処理工程と、
前記第1の処理工程後、前記加熱装置から供給される前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度より高い第2の温度に昇温させる工程と、
前記第2の温度を維持しつつ、前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板の前記結晶化された前記処理対象膜の結晶欠陥を修復する第2の処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記処理室に垂直方向多段に保持された複数の基板が準備され、前記処理室の側面に設けられ前記電磁波を発振する電磁波発振器と前記処理室と同心円に設けられ抵抗加熱によって発熱するヒータとを用いて前記複数の基板を昇温する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記処理対象膜は、非晶質膜である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の処理工程は、前記非晶質膜を結晶化させる結晶化工程である請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の温度は、300℃以上500℃以下である請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の温度は、500℃よりも高く、700℃以下である請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の処理時間は、5分以上30分以内である請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の処理時間は、5分未満である請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の温度は、前記処理対象膜の内部に分極を生じさせる温度である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記電磁波の波長は前記基板の厚さよりも長い請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理する処理室と、
前記処理室内に電磁波を供給し、前記基板を加熱する加熱装置と、
前記電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温し、前記第1の温度で第1の処理時間の間、前記基板の前記処理対象膜を結晶化する第1の処理を実施し、前記第1の処理を実施後、前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温し、前記第2の温度で前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板の前記結晶化された前記処理対象膜の結晶欠陥を修復する第2の処理を実施するように前記加熱装置を制御する制御部と、
を有する基板処理装置。 - 前記加熱装置は、前記処理室の側面に設けられ前記電磁波を発振する電磁波発振器と前記処理室と同心円に設けられ抵抗加熱によって発熱するヒータとで構成され、
前記処理室に垂直方向多段に保持された複数の基板が準備され、前記電磁波発振器と前記ヒータとを用いて前記複数の基板を昇温する請求項11に記載の基板処理装置。 - アスペクト比が20以上となるパターン上に下地膜としての絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜上に処理対象である厚さ200Å以下の処理対象膜が形成された基板を処理室に準備する手順と、
加熱装置から供給された電磁波によって前記基板を第1の温度に昇温する手順と、
前記第1の温度に昇温する手順後に、前記第1の温度で第1の処理時間の間、前記基板の前記処理対象膜を結晶化する第1の処理手順と、
前記第1の処理手順後に、前記加熱装置から供給される前記電磁波によって前記基板を前記第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度に昇温する手順と、
前記第2の温度に昇温する手順後、前記第2の温度で前記第1の処理時間よりも短い第2の処理時間の間、前記基板の前記結晶化された前記処理対象膜の結晶欠陥を修復する第2の処理手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。 - 前記処理室に垂直方向多段に保持された複数の基板が準備され、前記処理室の側面に設けられ前記電磁波を発振する電磁波発振器と前記処理室と同心円に設けられ抵抗加熱によって発熱するヒータとを用いて前記複数の基板を昇温する請求項13に記載のプログラム。
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