TW201513226A - 基板處理方法、基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於：提升基板上所形成之膜的特性、且可提升製造產能。 本發明係包括有以下步驟：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。

Description

基板處理方法、基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
本發明係關於基板處理方法、基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體。
隨大規模積體電路(Large Scale Integrated Circuit：以下亦簡稱「LSI」)的微細化，控制電晶體元件間之漏電流干擾的加工技術增加技術性困難。LSI的元件間隔離係在成為基板的矽(Si)上所鄰接設置隔離對象元件間，形成溝渠或孔等空隙，並在該空隙內沉積絕緣物的方法。絕緣物大多係使用氧化膜，例如使用矽氧化膜(SiO膜)。SiO膜係利用Si基板自體的氧化、化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition：CVD法)、絕緣物塗佈法(Spin On Dielectric：SOD法)等而可形成。
隨近年的微細化，當在微細構造內埋藏氧化物，特別係在縱向較深、或橫向較窄的空隙構造內埋藏氧化物時，利用CVD法進行 埋藏方法已達技術性極限。受此種背景的影響，採取使用具流動性氧化物的埋藏方法(即SOD法)有增加趨勢。SOD法係使用通稱SOG(Spin On Glass)之含無機或有機成分的塗佈絕緣材料。該材料在CVD氧化膜出現之前係被使用於LSI的製造步驟，加工技術係0.35μm~1μm程度的加工尺寸。為實現微細化，在塗佈該材料後，實施例如在氮環境中施行400℃程度熱處理的改質步驟。
然而，近年諸如LSI、DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)、快閃記憶體(Flash Memory)等所代表的半導體裝置之最小加工尺寸以縮小至小於寬30nm。所以，使用SOD法時，在保持品質情況下進行微細化、達成製造產能提升、以及處理溫度低溫化方面會有問題出現。
本發明目的在於提供：能提升基板上所形成之膜的特性、且可提升製造產能的技術。
根據一態樣所提供的基板處理方法，係包括有以下步驟：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。
根據另一態樣所提供的基板處理裝置，係具備有：處理容器、處理氣體供應部、加熱部、及控制部；而，該處理容器係收容已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板；該處理氣體供應部係對上述基板供應處理氣體；該加熱部係加熱上述基板；該控制部係依將上述基板加熱至第1溫度且對上述基板供應上述處理氣體，而將上述具有矽氮烷鍵的膜施行改質處理後，再將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的方式，對上述處理氣體供應部與上述加熱部進行控制。
根據再另一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有以下步驟：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。
根據再另一態樣所提供的電腦可讀取之記錄媒體，係記錄有可使電腦執行下述順序的程式：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的順序；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理順序；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理順序。
根據本發明可提升基板上所形成之膜的特性、且能提升製造產能。
90‧‧‧過氧化氫氣體供應系統
121‧‧‧控制器(控制部)
121a‧‧‧CPU
121b‧‧‧RAM
121c‧‧‧記憶裝置
121d‧‧‧I/O埠
121e‧‧‧內部匯流排
122‧‧‧輸出入裝置
123‧‧‧外部記憶裝置
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
203‧‧‧處理容器(反應管)
206‧‧‧加熱器機座
207‧‧‧第1加熱部
207a~207d‧‧‧第1~第4加熱器單元
217‧‧‧晶舟
217a‧‧‧支柱
217b‧‧‧底板
217c‧‧‧頂板
217d‧‧‧氣化器(氣化部)
218‧‧‧絕熱體
219‧‧‧密封蓋
223‧‧‧壓力感測器
231‧‧‧第1排氣管
240、255‧‧‧APC閥
243‧‧‧第2排氣管
244‧‧‧分離器
246a、246b‧‧‧真空泵(排氣裝置)
247‧‧‧液體回收槽
249‧‧‧冷卻氣體供應管
251‧‧‧質量流量控制器
252、254、256‧‧‧閘門
253‧‧‧冷卻氣體排氣管
257‧‧‧鼓風機
259‧‧‧鼓風機旋轉機構
260‧‧‧空間
261‧‧‧旋轉軸
263a~263d‧‧‧第1~第4溫度感測器
264a~264d‧‧‧外部溫度感測器
267‧‧‧晶舟旋轉機構
280‧‧‧第2加熱部
289a‧‧‧處理液供應管
300‧‧‧液體流量控制單元
301‧‧‧備用槽
302a、302b、302e、302f、302g、302h、302i、302j、601a、601d、602d、942d、909‧‧‧自動閥
302c、302d、602a、942c‧‧‧閥
303a、303b、303c‧‧‧手動閥
304‧‧‧過濾器
305、941d‧‧‧液體流量控制器(LMFC)
309‧‧‧氣體流量控制器(MFC)
310a‧‧‧流體管
310b、310c、310d‧‧‧氣體管
310e‧‧‧排水管
400‧‧‧溫度控制控制器
501‧‧‧處理液供應噴嘴
502‧‧‧供應孔(處理液供應部)
601、601c‧‧‧迫淨氣體供應部
601b、941c‧‧‧MFC
602‧‧‧含氧氣體供應部
602b‧‧‧氣體流量控制部(質量流量控制器)
602c、933‧‧‧氣體供應管
602e‧‧‧氣體加熱部
701‧‧‧氣體供應噴嘴
702‧‧‧氣體供應孔
707‧‧‧氧化氫氣體產生裝置
932c‧‧‧惰性氣體供應管
932d‧‧‧過氧化氫水供應管
940c‧‧‧惰性氣體供應源
940d‧‧‧過氧化氫水源
圖1係本發明一實施形態的基板處理裝置概略構造圖。
圖2係本發明一實施形態之基板處理裝置所具備之處理爐的縱剖概略圖。
圖3係頗適於本發明實施形態使用的基板處理裝置之控制器概略構造圖。
圖4係本發明一實施形態的基板處理步驟之事前處理流程圖。
圖5係本發明一實施形態的基板處理步驟流程圖。
圖6係本發明一實施形態的基板處理事件與溫度之時序例圖。
圖7係習知基板處理事件與溫度的時序例圖。
圖8係本發明一實施形態與習知基板上的異物量比較圖。
圖9係本發明另一實施形態的基板處理裝置概略構造圖。
首先，針對發明者等所獲得的發現進行說明。
發明者等發現若在表面已形成含矽氮烷鍵(≡Si-N=鍵結，以下亦稱「-Si-N-鍵」)之膜的基板，例如，表面經塗佈聚矽氮烷(SiH2NH，以下亦稱「PHPS」)而形成聚矽氮烷膜的基板，利用處理液或處理氣體施行處理，會產生複數異物(微塵)，且會有附著於經處理後基 板上的問題。又，發現因異物的產生導致無法保持品質，會有阻礙微細化的問題。又，發現因該等情況衍生無法持續施行確保品質的基板處理，導致製造產能惡化的問題。
發明者等針對該等問題的原因推測如下。
首先，聚矽氮烷膜係利用聚矽氮烷溶液的塗佈、及預烘烤而形成。然而，該預烘烤中頗難完全除去聚矽氮烷之塗佈膜中的溶劑與雜質。所以，在後續所施行的改質處理步驟中，在經預烘烤後的聚矽氮烷膜中所殘存之溶劑會從膜中脫離，並被當作逸氣且釋放至處理容器內，導致再附著於基板上並引發反應。
再者，預烘烤與改質處理步驟中，分子量較低的聚矽氮烷會從塗佈膜中脫離，並被當作逸氣且釋放至處理容器內，再附著基板並與殘存溶劑產生反應。結果，導致基板表面附著SiO的異物或雜質。
再者，改質處理步驟中，在當作處理液用的過氧化氫(H2O2)水中所含之雜質、與聚矽氮烷膜中殘存的溶劑等會進行反應，並生成副生成物。
觸及該等原因經深入鑽研，結果發明者等發現在經改質聚矽氮烷膜後的乾燥處理步驟中，依聚矽氮烷塗佈後施行預烘烤時的溫度以下之溫度使基板乾燥、或提高處理液純度、或組合該等手法等，而可解決上述問題。
<本發明第1實施形態>
以下，針對本發明較佳實施形態之一的第1實施形態，參照圖式進行詳細說明。
(1)基板處理裝置之構成
首先，針對本實施形態的基板處理裝置構成，主要使用圖1及圖2進行說明。圖1所示係本實施形態的基板處理裝置概略構造圖，處理爐202部分依縱剖圖示。圖2所示係本實施形態基板處理裝置所具備處理爐202的縱剖概略圖。
(處理容器)
如圖1所示，處理爐202係具備有處理容器(反應管)203。處理容器203係由例如石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料構成，形成上端及下端呈開口的圓筒形狀。處理容器(反應管)203的筒中空部形成處理室201。處理室201係構成可將當作基板用的晶圓200利用後述晶舟217，依水平姿勢朝垂直方向呈多層對齊狀態收容。
在處理容器203的下部設有當作可將處理容器203下端開口(爐口)予以氣密式密封(封閉)之爐口蓋體用的密封蓋219。密封蓋219係構成為從垂直方向下側抵接於處理容器203下端。密封蓋219係形成圓板狀。成為基板處理空間的處理室201主要係由處理容器203與密封蓋219構成。
(基板支撐部)
當作基板支撐部(基板保持部)用的晶舟217，係構成為可多層保持複數片晶圓200。晶舟217係具備有保持複數片晶圓200的複數支支柱217a。支柱217a係具備有例如3支。複數支支柱217a分別架設於底板217b與頂板217c之間。複數片晶圓200係利用支柱217a，構成依水平姿勢且相互呈中心整合狀態對齊，且朝管軸方向呈多層保持狀態。頂板217c的外徑係形成為較由晶舟217所保持晶圓200最大外徑更大。
支柱217a、底板217b、頂板217c的構成材料係使用例如：氧化矽(SiO2)、碳化矽(SiC)、氧化鋁(AlO)、氮化鋁(AlN)、氮化矽(SiN)、氧化鋯(ZrO)等高熱傳導性非金屬材料。特別上述構成材料較佳係使用熱導率達10W/mK以上的非金屬材料。若熱導率不致構成問題，則上述構成材料亦可使用石英(SiO)等。又，若因金屬造成的晶圓200污染不會構成問題，則支柱217a、頂板217c亦可利用例如不銹鋼(SUS)等金屬材料形成。當支柱217a、頂板217c的構成材料係使用金屬時，該等金屬構件亦可形成陶瓷、鐵氟龍(註冊商標)等被膜。
在晶舟217的下部設有由例如石英、碳化矽等耐熱材料構成的絕熱體218，構成為來自第1加熱部207的熱不易傳遞於密封蓋219側。絕熱體218係具備有當作絕熱構件用的機能，且亦具有保持晶舟217用的保持體機能。絕熱體218並不僅侷限於如圖示將形成圓板形狀之絕熱板依水平姿勢呈多層設置複數片，亦可例如形成圓筒 形狀的石英蓋體等。又，絕熱體218亦可考慮成為晶舟217的構成構件之一。
(升降部)
在處理容器203的下方設有當作使晶舟217升降而朝處理容器203內外進行搬送之升降部用的晶舟升降機。晶舟升降機中設有當利用晶舟升降機使晶舟217上升時將爐口予以密封的密封蓋219。
在與密封蓋219之處理室201呈對向側，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係貫通密封蓋219連接於晶舟217。晶舟旋轉機構267係藉由使晶舟217旋轉而構成為使晶圓200旋轉。
(第1加熱部)
在處理容器203的外側呈包圍處理容器203側壁面的同心圓狀設置用以加熱處理容器203內之晶圓200的第1加熱部207。第1加熱部207係設計呈由加熱器機座206支撐。如圖2所示，第1加熱部207係具備有第1~第4加熱器單元207a~207d。加熱器單元207a~207d分別沿處理容器203內的晶圓200排列方向設置。
在處理容器203內依每個當作加熱部用的加熱器單元207a~207d，設置當作檢測晶圓200或周邊溫度之溫度檢測器用(例如熱電偶等)第1~第4溫度感測器263a~263d。溫度感測器263a~263d分別設置於處理容器203與晶舟217之間。另外，溫度 感測器263a~263d亦可分別設計成針對利用加熱器單元207a~207d分別加熱的複數片晶圓200中，檢測位於中央位置處晶圓200的溫度。
第1加熱部207、溫度感測器263a~263d係經由圖3所示溫度控制控制器400電氣式耦接於後述控制器121。控制器121係構成為依處理容器203內的晶圓200溫度成為既定溫度的方式，根據利用溫度感測器263a~263d分別檢測到的溫度資訊，依既定時序分別控制對加熱器單元207a~207d的供應電力。又，控制器121係構成為可依每個加熱器單元207a~207d個別執行溫度設定與溫度調整。
(氣體供應部)
如圖1、圖2所示，在處理容器203與第1加熱部207之間設有處理液供應噴嘴501。處理液供應噴嘴501係利用例如低熱導率石英等形成。處理液供應噴嘴501亦可具有雙層管構造。處理液供應噴嘴501係沿處理容器203外壁的側部配設。處理液供應噴嘴501的前端(下游端)係氣密式連接於處理容器203的頂部(上端開口)。在處理容器203的上端開口處所連接之處理液供應噴嘴501的前端，設有供應孔502。供應孔502係構成為將在處理液供應噴嘴501內流動的處理液，朝向在處理容器203內所收容晶舟217的上部處設置之氣化器217d供應。後述例中，供應孔502係構成為朝氣化器217d滴下處理液。但，供應孔502的構成並不僅侷限於此種態樣，例如亦可構成為從供應孔502朝向氣化器201d噴射處理液。氣體供應部主要係由：當作氣化部用的氣化器217d、處理液供應噴 嘴501、及當作處理液供應部用的供應孔502構成。
再者，上述氣體供應部亦可構成為包括有含氧氣體供應部602。含氧氣體供應部602係具備有供應含氧氣體的氣體供應管602c。在氣體供應管602c中從上游側起依序設有：閥602a、氣體流量控制部(質量流量控制器)602b、閥601d。含氧氣體係使用例如含有氧(O2)氣體、臭氧(O3)氣體、一氧化氮(NO)氣體中之至少1以上的氣體。又，在氣體供應管602c中設有加熱含氧氣體的氣體加熱部602e。氣體加熱部602e係構成為將在氣體供應管602c內流動的含氧氣體加熱至例如80~150℃左右、較佳係100℃~120℃左右的溫度。藉由加熱含氧氣體，可輔助對氣化器217d所供應之處理液的氣化。又，可抑制對處理容器203內所供應處理氣體的液化。另外，含氧氣體的加熱亦可構成為由上述第1加熱部實施。
處理液供應噴嘴501的上游端連接著供應處理液的處理液供應管289a之下游端。在處理液供應管289a中從上游方向起依序設有：液體流量控制單元300、及迫淨氣體供應部601。
(液體流量控制單元)
液體流量控制單元300係具備有供應處理液的流體管310a。液體管310a的下游端係連接於處理液供應管289a的上游端。在流體管310a中從上游側起依序設有：備用槽301、自動閥302a、手動閥303a、過濾器304、自動閥302b、液體流量控制器(LMFC)305、閥302c、302d。液體管310a的上游端設計成位於備用槽301內所 儲存之處理液的液面以下。備用槽301連接於壓送氣體供應部、氣體排出部、處理液排出部。備用槽301的容量較佳係1~5公升，例如可設為2公升。備用槽301的容量較佳係後述基板處理步驟能連續施行2次以上的容量。
壓送氣體供應部係設有供應壓送氣體的氣體管310b。在氣體管310b中從上游側起依序設有：自動閥302e、氣體流量控制器(MFC)309、自動閥302f、302g、手動閥303b。氣體管310b的下游端設計成位於備用槽301內所儲存處理液的液面上方。至少由氣體管310b、自動閥302g、MFC309構成壓送氣體供應部。亦可考慮將自動閥302e、302f、手動閥303b包括於壓送氣體供應部內。利用壓送氣體供應部朝備用槽301內供應當作壓送氣體用之例如氮(N2)氣體，而從備用槽301內朝向過濾器304壓送處理液。
氣體排出部係具備有氣體管310c。在氣體管310c中從上游側起依序設有手動閥303c、自動閥302h。氣體管310c的上游端設計成位於備用槽301內所儲存處理液的液面上方。至少由氣體管310c、自動閥302h構成氣體排出部。亦可考慮將手動閥303c包括於氣體排出部內。
在流體管310a的自動閥302c與302d之間連接著排水管310e。在排水管310e中設有自動閥302i。又，過濾器304連接於氣體管310d。氣體管310d的下游端連接於排水管310e的自動閥302i下游側。在氣體管310d中設有自動閥302j。過濾器304係取出從備用 槽301所供應之處理液中含有的氣體，並構成為依僅將液體經由流體管310a送出至LMFC305。處理液中所含的氣體係經由氣體管310d、排水管310e排出。從過濾器304送出的處理液係利用LMFC305進行流量控制，並供應給處理液供應管289a內。
迫淨氣體供應部601係具備有供應迫淨氣體的迫淨氣體供應管601c。在迫淨氣體供應管601c中從上游側起依序設有自動閥601a、MFC601b、自動閥601d。迫淨氣體供應管601c的下游端連接於處理液供應管289a。迫淨氣體較佳係使用對晶圓200或在晶圓200上所形成之膜的反應性較低之惰性氣體，可使用例如：氮(N2)氣體、Ar(氬)氣體、He(氦)氣體、Ne(氖)氣體等稀有氣體。
(排氣部)
在處理容器203下方連接著將處理室201內的氣體予以排氣的第1排氣管231之上游端。在第1排氣管231中從上游側起依序設有：當作壓力調整器用的APC(Auto Pressure Controller，壓力自動控制)閥255、真空泵(排氣裝置)246a。第1排氣管231的APC閥255上游側連接著第2排氣管243。在第2排氣管243中從上游側起依序設有APC閥240、分離器244、真空泵(排氣裝置)246b。分離器244連接著液體回收槽247。
處理室201內利用由真空泵246a、246b所產生的負壓進行排氣。另外，APC閥255、240係利用閥的開閉而可進行處理室201內的排氣及停止排氣的開閉閥，又亦屬於利用閥開度的調整而可調 整處理室201內之壓力的壓力調整閥。在第1排氣管231的APC閥255上游側設有當作壓力檢測器用的壓力感測器223。壓力感測器223電氣式耦接著後述控制器121(參照圖3)。控制器121係根據由壓力感測器223所檢測的壓力資訊，控制APC閥255、240的閥開度，構成依所望時序控制呈處理室201內的壓力成為所需壓力狀態。
主要由第1排氣管231、APC閥255、壓力感測器223構成第1排氣部。亦可考慮將真空泵246a包括於第1排氣部內。又，由第2排氣管243、APC閥240構成第2排氣部。亦可考慮將第1排氣管231中較與第2排氣管243的連接部更靠上游側、壓力感測器223、分離器244、真空泵246b包括於第2排氣部內。本說明書中，第1排氣部及第2排氣部中之任一者、或二者亦簡稱為「排氣部」。
(第2加熱部)
後述基板處理步驟中，當反應物係使用例如過氧化氫，而處理氣體係使用例如過氧化氫氣體的情況，過氧化氫氣體會有在處理容器203內被冷卻至較過氧化氫的氣化點更低溫度，並再液化的可能性。另外，所謂「過氧化氫氣體」係指例如使屬於液體狀態過氧化氫的過氧化氫水進行氣化或霧化者。
過氧化氫氣體再液化多數情況係發生於處理容器203內利用第1加熱部207施行加熱區域以外的區域。第1加熱部207係如上述，設計成對處理容器203內的晶圓200施行加熱。所以，處理容器203 內收容晶圓200的區域係利用第1加熱部207而被適當加熱。然而，處理容器203內的晶圓200收容區域以外之區域，則不易被第1加熱部207加熱。結果，處理容器203內被第1加熱部207加熱的區域以外之區域便容易呈較低溫，當過氧化氫氣體通過該低溫區域時會有被冷卻並再液化的情況。
過氧化氫氣體再液化而生成的液體(以下亦簡稱為「液體」)，會有滯留於處理容器203內的底部(例如密封蓋219的上面等)之情況。所以，被再液化的過氧化氫會與密封蓋219產生反應，而有導致密封蓋219遭受損傷的情況。
再者，若液體滯留於密封蓋219上，當使密封蓋219下降而開放爐口(處理容器203的下端開口)時，密封蓋219上的液體會有從爐口掉落於處理容器203外部的情況。所以，會有處理爐202的爐口周邊構件遭受損傷的情況，且作業員等無法安全進入處理爐202附近的情況。
過氧化氫水係使用例如常溫下呈固體或液體原料(反應物)的過氧化氫(H2O2)，溶劑係使用水(H2O)，使過氧化氫溶解於水中而製造。已知過氧化氫的沸點(氣化點)較高於水的沸點。所以，過氧化氫氣體再液化所生成的液體相較於當初供應給處理容器203內之時的過氧化氫水，會有過氧化氫含有濃度提高的情況。
而，因過氧化氫氣體再液化所生成的液體會有在處理容器203 內再度被氣化，並再度產生氣化氣體的情況(以下亦將該氣體稱「再氣化氣體」)。如上述，過氧化氫與水的氣化點不同，水會先蒸發並被排氣。所以，再氣化氣體相較於剛供應給晶圓200後的過氧化氫氣體，會有過氧化氫濃度提高的情況。
所以，產生再氣化氣體的處理容器203內會有過氧化氫氣體濃度呈不均勻的情況。例如較容易滯留高濃度過氧化氫水的處理容器203內之底部，相較於其他地方會有過氧化氫氣體濃度提高的傾向。結果處理容器203內的複數片晶圓200間而會發生基板處理不均勻情形，導致基板處理特性出現變動的情況。又，亦會有批號間出現基板處理不均勻的情況。
再者，藉由重複過氧化氫的再液化與再氣化，會有過氧化氫濃度提高的情況。結果亦會有因過氧化氫水高濃度化而導致發生爆炸、燃燒的可能性。
為解決該等問題，本實施形態如圖1及圖2所示，為能對第1加熱部207所加熱區域以外的區域施行加熱，而設置第2加熱部280。第2加熱部280較佳係例如在處理容器203下部的外側(外周)，設計成同心圓狀包圍處理容器203側壁面。
第2加熱部280係構成為朝向第1排氣管231將從處理容器203上側(上游側)朝下側(下游側)流動的過氧化氫氣體，在處理容器203內的下游側(即處理容器203內收容絕熱體218的區域)施行加熱。 又，第2加熱部280係構成對處理容器203的爐口部周邊構件(即，將處理容器203下端開口予以密封的密封蓋219、處理容器203的下部、在處理容器203內的底部配設之絕熱體218等，構成處理容器203下部的構件施行加熱。換言之，第2加熱部280係當晶舟217搬入處理室201內時，構成位於較底板217b位置更靠下方區域的構件施行加熱狀態。
第2加熱部280電氣式耦接著後述控制器121。控制器121係構成依處理容器203內的溫度在處理容器203內的下游側成為可抑制處理氣體(過氧化氫氣體)液化的溫度(例如100℃至300℃)的方式，依既定時序控制對第2加熱部280的供應電力。利用第2加熱部280進行的處理容器203之爐口部加熱，至少在朝處理容器203內供應處理液期間持續實施。較佳係從晶圓200搬入至處理容器203內之後開始起至搬出前為止均持續實施。藉由使用第2加熱部280施行加熱，而可防止爐口部發生處理氣體液化、以及防止微塵、雜質等附著於爐口部。又，藉由使用第2加熱部280進行的加熱係從晶圓200剛搬入起開始實施，而可縮短處理氣體供應前的環境整合時間。
(控制部)
如圖3所示，屬於控制部(控制手段)的控制器121係構成具備有：CPU(Central Processing Unit，中央處理器)121a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、及I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係經由內部 匯流排121e，構成為可與CPU121a進行資料交換。控制器121連接於例如當作觸控面板等構成的輸出入裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置121c內可讀出地儲存著記載有：控制基板處理裝置動作的控制程式、以及後述基板處理順序與條件等的程式處方等。另外，製程處方係使控制器121執行後述基板處理步驟的各順序，並依可獲得既定結果的方式組合，具有當作程式的機能。以下，將該程式處方、控制程式等亦統合簡稱為「程式」。另外，本說明書中當使用「程式」一詞時，係包括有僅包括程式處方個體的情況、僅包括控制程式個體的情況、或包括二者的情況。又，RAM121b係構成暫時儲存由CPU121a所讀出的程式、資料等的記憶體區域(工作區塊)。
I/O埠121d係連接於：上述LMFC305、MFC309、601b、602b、自動閥302a~302j、601a、601d、602a、602d、閘門252、254、256、APC閥255、240、真空泵246a、246b、壓力感測器223、第1加熱部207(207a、207b、207c、207d)、第2加熱部280、溫度感測器263a~263d、晶舟旋轉機構267、及鼓風機旋轉機構259等。
CPU121a係構成從記憶裝置121c讀出控制程式並執行，且配合從輸出入裝置122的操作指令輸入等而從記憶裝置121c讀出製程處方。而，CPU121a係構成依照所讀出製程處方內容的方式，針對由LMFC305進行的處理液之流量調整動作、由MFC309、601b、 602b進行的氣體流量調整動作、自動閥302a~302j、601a、601d、602a、602d的開閉動作、閘門252、254、256的阻斷動作、APC閥255、240的開閉調整動作、根據溫度感測器263a~263d進行第1加熱部207的溫度調整動作、第2加熱部280的溫度調整動作、真空泵246a、246b的啟動及停止、鼓風機旋轉機構259的旋轉速度調節動作、以及晶舟旋轉機構267的旋轉速度調節動作等進行控制。
控制器121不僅侷限於構成專用電腦的情況，亦可構成通用電腦。例如準備已儲存有上述程式的外部記憶裝置(例如：磁帶、軟碟、硬碟等磁碟；CD、DVD等光碟；MO等光磁碟；USB記憶體、記憶卡等半導體記憶體)123，藉由使用該外部記憶裝置123在通用電腦中安裝程式等，而可構成本實施形態的控制器121。另外，為將程式供應給電腦的手段並不僅侷限於經由外部記憶裝置123供應的情況。例如亦可使用網際網路、專用線路等通訊手段，在未經由外部記憶裝置123的情況下提供程式。另外，記憶裝置121c、外部記憶裝置123係構成電腦可讀取的記錄媒體。以下，將該等簡單統稱為「記錄媒體」。另外，本說明書中使用記錄媒體用語時，係包含僅有記憶裝置121c個體的情況、僅有外部記憶裝置123個體的情況時、或者包含二者的情況。
(2)事前處理步驟
在此針對當作基板用的晶圓200實施後述基板處理步驟前，所施行之事前處理步驟，使用圖4進行說明。
如圖4所示，對晶圓200依序施行：聚矽氮烷(PHPS)塗佈步驟(T20)、與預烘烤步驟(T30)。PHPS塗佈步驟(T20)係使用塗佈裝置(未圖示)，在晶圓200表面塗佈聚矽氮烷。所塗佈的聚矽氮烷的厚度係利用聚矽氮烷的分子量、聚矽氮烷溶液的黏度、塗佈機的旋轉數進行調整。預烘烤步驟(T30)係從晶圓200表面所塗佈的聚矽氮烷除去溶劑。具體而言係藉由將已塗佈聚矽氮烷的晶圓200加熱至70℃~250℃左右的溫度，而使從聚矽氮烷的塗佈膜中揮發溶劑。該加熱處理較佳係依150℃左右實施。
晶圓200較佳係使用表面設有屬於微細構造之凹凸構造的矽基板等。對晶圓200表面所供應的聚矽氮烷係至少填充於凹部(溝渠)內，俾在溝渠內形成具矽氮烷鍵之含矽(Si)膜。後述基板處理步驟係針對形成該具矽氮烷鍵之含Si膜，且對該膜施行預烘烤的晶圓200，供應當作處理氣體用的過氧化氫水之氣化氣體，而施行改質處理的例子進行說明。另外，含Si膜係含有：Si、氮(N)、氫(H)，依情況會有混合碳(C)、其他雜質的可能性。另外，所謂「具微細構造的基板」係指對基板表面形成垂直方向較深溝渠(凹部)的基板、對基板表面朝平行方向形成例如10nm~30nm左右寬度之狹窄溝渠(凹部)的基板等。即，所謂具「微細構造的基板」係指表面形成有高寬深比之凹凸構造的基板。
(3)基板處理步驟
接著，針對實施本實施形態半導體裝置之製造步驟一步驟的基板處理步驟，使用圖5、圖6進行說明。該項步驟係利用上述基板 處理裝置實施。本實施形態中，就該基板處理步驟一例，處理氣體係使用過氧化氫氣體，將在當作基板用的晶圓200上所形成含之矽膜，改質(氧化)為矽氧化膜(SiO膜)的步驟(改質處理步驟)情況進行說明。另外，以下說明中，構成基板處理裝置的各元件動作均利用控制器121進行控制。
過氧化氫水相較於水蒸氣(水、H2O)之下，活化能較高、1分子中所含的氧原子數較多，因而氧化力較強。所以，藉由將過氧化氫氣體使用為處理氣體，可使氧原子(O)到達至晶圓200表面之溝渠內所形成之膜的深部(溝渠底部)。所以，在晶圓200上的膜表面部與深部之間可使改質處理程度更均勻。即在晶圓200所形成之膜的表面部與深部之間可施行更均勻的基板處理，可使經改質處理後的膜介電常數等在厚度方向上呈均勻化。又，藉由處理氣體係使用過氧化氫氣體，而可依低溫施行改質處理步驟，可抑制在晶圓200上所形成之電路元件的性能劣化等。另外，本實施形態中，將當作反應物的過氧化氫經氣化或霧化者(即氣體狀態的過氧化氫)稱為「過氧化氫氣體」，並將液體狀態的過氧化氫稱為「處理液(過氧化氫水)」。
(基板搬入步驟(S10))
首先，將預先指定片數的晶圓200裝填(晶圓補充)於晶舟217中。然後，保持著複數片晶圓200的晶舟217，利用晶舟升降機上舉並搬入至處理容器203內(處理室201內)(晶舟裝載)。在此狀態下，屬於處理爐202開口部的爐口係呈利用密封蓋219予以密封的狀態。
(壓力‧溫度調整步驟(S20))
依處理容器203內成為所需壓力(真空度)的方式，利用真空泵246a、246b中之至少任一者施行真空排氣。又，開啟閥602a、601d，從含氧氣體供應部602朝處理容器203內供應含氧氣體。較佳係將含氧氣體利用氣體加熱部602e加熱至例如100℃~120℃後供應。此時，處理容器203內的壓力係利用壓力感測器223進行測定，根據該所測定的壓力，針對APC閥255、240的開閉進行回饋控制(壓力調整)。處理容器203內的壓力係調整為微減壓狀態(例如700hPa~1000hPa)。
依處理容器203內所收容的晶圓200成為既定第1溫度(例如40℃~300℃、較佳係70℃~130℃)的方式，利用第1加熱部207施行加熱。此時，依處理容器203內的晶圓200成為第1溫度的方式，根據由溫度感測器263a~263d所檢測到的溫度資訊，針對朝加熱器單元207a~207d的供應電力進行回饋控制(溫度調整)。此時，加熱器單元207a~207d的設定溫度係控制成全部均為相同溫度狀態。又，依在處理容器203內(特別係處理容器(反應管)203的下方)，成為過氧化氫氣體不會再液化溫度的方式，利用第2加熱部280施行加熱。第2加熱部280的設定溫度係設為例如100℃~200℃。
再者，加熱晶圓200並使晶舟旋轉機構267產生動作，而開始進行晶舟217的旋轉。此時，晶舟217的旋轉速度係利用控制器121進行控制。另外，晶舟217係截至至少後述改質處理步驟(S30)結束 為止前的期間內，均經常保持旋轉狀態。
(改質處理步驟(S30))
若晶圓200到達既定的第1溫度，且晶舟217到達所需的旋轉速度，開始經由處理液供應管289a及處理液供應噴嘴501，朝處理容器203內供應過氧化氫水。圖6所示係改質處理步驟(S30)在80℃時開始進行的例子，即第1溫度設定為80℃時的例子。
以下，針對改質處理步驟(S30)的順序進行詳細說明。首先，在關閉閥302h、302j、302i的狀態下，開啟閥303a、302a~302d。接著，打開閥303b、302e~302g，從壓送氣體供應源(未圖示)朝備用槽301內一邊利用MFC309進行流量控制一邊供應壓送氣體。然後，將備用槽301內所儲存的過氧化氫水一邊利用LMFC305進行流量控制，一邊經由處理液供應管289a、處理液供應噴嘴501、供應孔502供應給處理容器203內。過氧化氫水的流量係設為例如1cc/min~30cc/min、較佳係5cc/min~20cc/min、更佳係10cc/min。壓送氣體係可使用例如氮(N2)氣體等惰性氣體；He氣體、Ne氣體、Ar氣體等稀有氣體。
此處在處理液供應噴嘴501內，最好非流通過氧化氫氣體而是流通過氧化氫水。理由係若在處理液供應噴嘴501內流通過氧化氫氣體，則會因處理液供應噴嘴501的熱條件，導致對處理容器203內所供應之過氧化氫氣體的濃度出現變動的情況。此情況，處理容器203內的過氧化氫濃度分佈呈不安定，會有較難重現性佳施行基 板處理的情況。又，若處理液供應噴嘴501內的過氧化氫濃度設為高濃度，亦會有處理液供應噴嘴501內部遭腐蝕的情況。而，因腐蝕而產生的異物會有對例如膜處理等基板處理造成不良影響的可能性。所以，本實施形態中，在處理液供應噴嘴501內並非流動著過氧化氫氣體，而是流動著過氧化氫水。
從處理液供應噴嘴501供應給處理容器203內的過氧化氫水，會接觸到經加熱氣化部的氣化器217d而氣化。藉此，生成當作處理氣體用的過氧化氫氣體(即過氧化氫水氣體)。另外，為促進過氧化氫水的氣化，亦可在氣化器217d的上部或周圍設置第3加熱部(未圖示)，構成為對氣化器217d予以加熱。
在處理室201內所生成的過氧化氫水氣體流向第1排氣管231，在此過程中會供應給晶圓200的表面。結果，在晶圓200表面產生氧化反應，而在晶圓200上所形成之聚矽氮烷膜被改質為SiO膜。
另外，當對處理容器203內供應過氧化氫水時，亦可藉由使用上述第2排氣系統施行處理室201內的排氣，而回收排氣氣體中所含的過氧化氫。此情況，只要關閉APC閥255，開啟APC閥240，將處理容器203內的環境經由第2排氣管243進行排氣即可。在第2排氣管243內流動的排氣氣體，利用分離器244分離為含過氧化氫的液體、以及不含過氧化氫的氣體。含過氧化氫的液體被回收至液體回收槽247內，不含過氧化氫的氣體則被從真空泵246b排氣。
再者，當對處理容器203內供應過氧化氫水時，亦可藉由關閉APC閥255、240、或縮小開度，將過氧化氫氣體封入處理容器203內，而加壓處理容器203內。藉此，可使處理容器203內的過氧化氫氣體之濃度分佈呈均勻化，俾可提升晶圓200面內的改質處理均勻性、及晶圓200間的改質處理均勻性。又，藉由加壓處理容器203內，可促進上述氧化反應，亦可提升SiO膜的膜質。又，亦可縮短氧化處理所需要的時間，俾提升生產性。
再者，在開始對處理容器203內供應過氧化氫水前，最好先開始從含氧氣體供應部602供應含氧氣體，而將處理容器203內保持微減壓狀態。含氧氣體的流量(第1流量)係可設為例如1slm~30slm、較佳係5slm~20slm、更佳係10~20slm。將過氧化氫氣體供應給處理容器203時，藉由供應含氧氣體，可提升上述改質速度，可縮短改質處理所需要時間。又，亦可抑制處理容器203內的異物產生。又，在開始對處理容器203內供應過氧化氫水前(即開始生成過氧化氫氣體前)，藉由開始對處理容器203內供應含氧氣體，可提升晶圓200面內的改質處理均勻性、晶圓200間的改質處理均勻性。又，可提升改質處理的品質。理由係當在未預先供應含氧氣體的狀態下使產生過氧化氫氣體的情況，對在處理容器203上部所設置之晶圓200的處理、以及對在處理容器203下部所設置之晶圓200的處理係依不同時序開始，會有導致晶圓200間的改質處理均勻性降低之可能性。又，對晶圓200面內周緣部的處理、與對晶圓200面內中央部的處理係依不同時序開始，亦會有導致晶圓 200間的改質處理均勻性降低之可能性。又，處理容器203內的異物產生量會增加，亦可導致膜質控制趨於困難的可能性。相對於此，預先對處理容器203內供應含氧氣體，藉由保持微減壓狀態，而可迴避該等問題。
經過既定時間，待聚矽氮烷膜的改質結束後，關閉閥302d，停止朝處理容器203內的過氧化氫水供應。又，關閉閥602a、601d，亦停止朝處理容器203內的含氧氣體供應。
此處在市售過氧化氫水中，會有含當作安定劑用的酸、氯化物之情況。又，在市售過氧化氫水中易會有混入雜質的情況。雜質係可例示如：Ag、Al、As、Au、B、Ba、Bi、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Ge、K、Li、Mg、Mn、Mi、Na、Ni、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、Zn、Zr等中之至少任何元素。雜質係在例如已裝有過氧化氫水的容器進行搬送時、保管中、安裝於基板處理裝置時等情況下混入。混入雜質的量可認為會因容器是否具備有防止從外部混入雜質的機構等而有變化，例如0.1ppm~10ppm左右的量。發明者等發現該等安定劑或雜質、會與聚矽氮烷膜中所殘留溶劑或雜質、或聚矽氮烷進行反應，而有產生異物(微塵)的可能性。此處，發明者等針對高純度過氧化氫水、與標準過氧化氫水，調查安定劑、雜質含量。結果，得知高純度過氧化氫水中所含安定劑或雜質的量，相較於標準過氧化氫水中所含之安定劑或雜質的量，成為約二分之一以下。例如標準過氧化氫水中，酸含有10ppm以下、氯化物含有0.3ppm以下，得知高純度過氧化氫水中，酸含有5ppm以下、 氯化物含有0.02ppm以下。相關使用標準品時的微塵數、與使用高純度品時的微塵數之比較結果，容後述。
(乾燥處理步驟(S40))
待改質處理步驟(S30)結束後，使晶圓200升溫至上述預烘烤步驟(T30)中之處理溫度以下的既定第2溫度。第2溫度係設定為較高於上述第1溫度的溫度，且預烘烤步驟(T30)之處理溫度以下的溫度。第2溫度係可設定為例如150℃。待升溫後，保持溫度，使晶圓200與處理容器203內徐緩乾燥。藉由依此進行乾燥，可將從聚矽氮烷膜上脫離之副生成物的氨、氯化銨、碳、氫以外、及其他因溶劑所造成的逸氣等雜質、因過氧化氫所造成的雜質等，從晶圓200(即SiO膜中、SiO膜表面)除去。又，可抑制該等物質再附著於晶圓200。
另外，在使晶圓200升溫至第2溫度前、或在升溫之同時，最好將含氧氣體的流量設為較上述第1流量更多的第2流量。第2流量係可設定為例如10slm~40slm。藉由在使晶圓200升溫至第2溫度前增加含氧氣體的流量，而可提升雜質的除去效率。
(後烘烤步驟(S50))
待乾燥處理步驟(S40)結束後，使晶圓200升溫至較乾燥處理步驟(S40)的第2溫度更高溫，並在含有氮、氧、或氬中之至少1以上的環境下施行熱處理。藉由該項後烘烤處理，可將SiO膜中殘存的氫予以除去，而可將SiO膜改質為氫含量較少的良質膜。即藉由施 行後烘烤處理，可提升SiO膜的品質。但，當要求高品質氧化膜質的裝置步驟(例如STI等)以外，會有製造產能列為優先的情況。此情況亦可不要施行後烘烤處理。
(降溫‧大氣壓復原步驟(S60))
待乾燥處理步驟(S40)或後烘烤步驟(S50)結束後，開啟APC閥255、240中之至少任一者，將處理容器(反應管)203內施行真空排氣。藉此可除去處理容器203內殘存的微塵、雜質。待真空排氣後，關閉APC閥255、240中之至少任一者，從迫淨氣體供應部601朝處理容器203內供應N2氣體等惰性氣體，俾使處理容器203內的壓力復原為大氣壓。藉由復原至大氣壓，可增加處理容器203內的熱容量，而可將晶圓200與處理容器203施行均勻加熱。藉由將晶圓200與處理容器203均勻加熱，可將利用真空排氣無法除去的微塵、雜質、及來自晶圓200的逸氣、以及過氧化氫水中所含的殘留雜質，從處理容器203內除去。處理容器203內的壓力成為大氣壓，經既定時間後，降溫至既定溫度(例如晶圓200的插入溫度程度)。
再者，使晶圓200降溫，停止對第2加熱部280的功率供應而使第2加熱部280降溫。在上述晶圓200開始降溫以後開始進行第2加熱部280的降溫，可防止晶圓200面內發生膜質不均勻化、以及晶圓200間發生膜質不均勻化情形。又，可抑制例如：處理容器203內所產生的微塵、雜質、從晶圓200的逸氣、及過氧化氫水中所含的殘留雜質等，吸附於爐口部。
亦可在使晶圓200降溫、並使鼓風機257產生動作的狀態下，打開閘門252、254、256。然後，亦可從冷卻氣體供應管249將冷卻氣體一邊利用質量流量控制器251進行流量控制、一邊供應給處理容器203與絕熱構件210間的空間260內，而從冷卻氣體排氣管253施行排氣。冷卻氣體係除N2氣體之外，尚可單獨或混合使用例如：He氣體、Ne氣體、Ar氣體等稀有氣體、空氣等。藉此，使空間260內急冷，可使空間260內所設置處理容器203、第1加熱部207在短時間內冷卻。又，可使處理容器203內的晶圓200依更短時間降溫。
另外，亦可在關閉閘門254、256的狀態下，從冷卻氣體供應管249朝空間260內供應冷卻氣體，藉由使空間260內充滿冷卻氣體，而施行上述冷卻處理。然後，亦可在使鼓風機257產生動作的狀態下，開啟閘門254、256，將空間260內的冷卻氣體從冷卻氣體排氣管253予以排氣。
(基板搬出步驟(S70))
然後，利用晶舟升降機使密封蓋219下降而使處理容器203的下端呈開口，且在處理畢晶圓200保持於晶舟217的狀態下，從處理容器203下端搬出於處理容器203(處理室201)外部(晶舟卸載)。然後，從晶舟217中取出處理畢晶圓200(晶圓退出)，結束本實施形態的基板處理步驟。
(4)利用本實施形態所獲得的效果
根據本實施形態可獲得以下所示1或複數項效果。
(a)待改質處理步驟(S30)結束後，藉由將晶圓200依改質處理溫度以上、且預烘烤步驟(T30)的溫度以下施行乾燥處理步驟(S40)，可抑制晶圓200上所產生的微塵數。
圖7所示係習知技術的製程序列例。又，圖8所示係依照圖6與圖7的條件分別施行處理過的晶圓200上之微塵數測定結果。另外，圖6、圖7的實線係表示晶圓200的溫度，二點鏈線係表示處理室201內的壓力。圖6所示係依80℃實施改質處理步驟(S30)，依150℃實施乾燥處理步驟(S40)的例子。圖7所示係改質處理步驟(S30)及乾燥處理步驟(S40)分別依80℃實施的例子。
圖8中的縱軸係表示晶圓200上的微塵數。圖8中的TOP、CNT、BTM係表示晶圓200的處理位置，即表示晶圓200載置於晶舟217的上部、中央部、下部。圖8所示溫度(80℃、150℃)係表示乾燥處理步驟(S40)中的晶圓200之溫度。根據圖8，得知當乾燥處理步驟(S40)的溫度設為150℃時，相較於將乾燥處理步驟(S40)的溫度設為80℃情況，可將微塵數減少至四分之一以下。
(b)藉由施行乾燥處理步驟(S40)，可使屬於副生成物的氨、氯化銨、碳、氫、以及其他因溶劑造成的逸氣等雜質，從晶圓200脫離。
(c)藉由施行乾燥處理步驟(S40)，可抑制從晶圓200脫離的雜 質再附著於晶圓200。
(d)乾燥處理步驟(S40)中，可一邊抑制雜質再附著於晶圓200，一邊施行晶圓200的乾燥。
(e)藉由乾燥處理步驟(S40)係依改質處理步驟(S30)的溫度(第1溫度)更高溫度、且預烘烤步驟(T30)的處理溫度以下之溫度實施，可減輕因熱損傷、熱預算(熱經歷)而對SiO膜構成的影響。
(f)藉由乾燥處理步驟(S40)係依改質處理步驟(S30)的溫度(第1溫度)更高溫度、且預烘烤步驟(T30)的處理溫度以下之溫度實施，而可降低SiO膜的介電常數變化。即，可保持所需的介電常數。
(g)藉由乾燥處理步驟(S40)係依改質處理步驟(S30)的溫度(第1溫度)更高溫度、且預烘烤步驟(T30)的處理溫度以下之溫度實施，可提升SiO膜的介電常數重現性。
(h)藉由乾燥處理步驟(S40)係依改質處理步驟(S30)的溫度(第1溫度)更高溫度、且預烘烤步驟(T30)的處理溫度以下之溫度實施，可將SiO膜的膜密度保持於所需密度。
(i)藉由乾燥處理步驟(S40)係依改質處理步驟(S30)的溫度(第1溫度)更高溫度、且預烘烤步驟(T30)的處理溫度以下之溫度實施，可提升SiO氧化膜的膜密度重現性。
(j)乾燥處理步驟(S40)中藉由使晶圓200徐緩乾燥，而可分別對處理容器203內所收容的複數片晶圓200施行均勻的乾燥處理。
(k)在乾燥處理步驟(S40)後，於維持處理容器203內的溫度狀態下，藉由將處理容器203內施行真空排氣，而可除去處理容器203內殘留的微塵與雜質。
(l)藉由在真空排氣後，於維持處理容器203內的溫度狀態下回復至大氣壓，並使處理容器203內的熱容量增加，藉此可提高晶圓200的溫度，可更進一步將利用真空排氣無法被除去的微塵、與來自晶圓200的逸氣等予以除去。
(m)藉由提高改質處理步驟(S30)所使用之處理液的過氧化氫水濃度，可更進一步抑制微塵數。圖8所示「標準品」係指使用酸含有10ppm以下、氯化物含有0.3ppm以下的標準過氧化氫水，所謂「高純度品」係指使用酸含有5ppm以下、氯化物含有0.02ppm以下的高純度過氧化氫水。根據圖8所示得知，當改質處理步驟(S30)中使用高純度品的情況，相較於使用標準品的情況，即便相同溫度條件仍可將微塵數降低至約二分之一以下。
(n)根據圖8得知，若將處理容器203的上部(TOP)、中部(CNT)及下部(BTM)進行比較，當使用高純度品的情況，可降低TOP的微塵數，亦能提升晶圓200間的處理均勻性。
(o)改質處理步驟(S30)中，藉由調整供應給處理容器203內的過氧化氫與含氧氣體之供應比率，而可控制膜密度。
(p)改質處理步驟(S30)中，藉由調整供應給處理容器203內的過氧化氫與含氧氣體之供應比率，而可抑制微塵產生。
(q)降溫‧大氣壓復原步驟(S60)中，當施行真空排氣時，藉由暫時將處理容器203內利用中度真空施行迫淨，而可有效地除去雜質。
<本發明其他實施形態>
以上，針對本發明實施形態進行具體說明，惟本發明並不僅侷限於上述實施形態，在不脫逸主旨之範疇內可進行各種變更。
上述實施形態中，針對處理氣體係使用過氧化氫氣體的情況進行說明，惟本發明並不僅侷限於此。即，在處理氣體係使用由使常溫下呈固態或液態的原料(反應物)溶解於溶劑中之溶液(液體狀態反應物)，進行氣化的氣體之前提下，並不僅侷限於使用過氧化氫氣體，均可適用於本發明。又，若原料(反應物)的氣化點不同於溶劑的氣化點，則較容易獲得上述實施形態的效果。又，屬於處理氣體的氣化氣體不僅侷限於若再液化則原料濃度提高者，亦可使用若再液化則原料濃度降低者。即便此種處理氣體，若使用上述基板處理裝置，依與上述實施形態同樣的處理順序施行處理，可使處理容器內的處理氣體濃度呈均勻化，並可分別提升改質處理基板面內的 均勻性、及基板間的均勻性。
再者，處理氣體係除過氧化氫氣體之外，尚可使用由例如：氫(H2)氣體等含氫元素(H)的氣體(含氫氣體)、與例如氧(O2)氣體等含有氧元素(O)的氣體(含氧氣體)進行反應而獲得的水蒸氣(H2O)氣體等。又，處理氣體亦可使用加熱水(H2O)而產生的水蒸氣。含氧氣體係除O2氣體之外，尚可使用例如臭氧(O3)氣體、水蒸氣(H2O)等。但，過氧化氫相較於水蒸氣(水、H2O)，因為活化能高、1分子中所含的氧原子數較多，因而具有氧化力強的特徵。所以，當處理氣體係使用過氧化氫氣體的情況，就可施行氧化處理至基板表面溝渠內所形成之膜的深部(溝渠底部)之觀點，係屬有利。又，當處理氣體係使用過氧化氫氣體的情況，可依40℃至150℃的低溫施行改質處理步驟，就能抑制基板上所形成電路元件，特別係使用不耐高溫處理材質(例如鋁)的電路元件之性能劣化等而言係屬有利。
另外，當處理氣體係使用過氧化氫氣體的情況，處理氣體亦可含有H2O2分子單體狀態、或由數個分子相鍵結的團簇狀態。又，當使過氧化氫水氣化而生成過氧化氫氣體時，亦可使分解至H2O2分子單體為止，亦可分解至維持由數個分子相鍵結的團簇狀態為止。又，亦可將由上述團簇數個集結而形成霧(靄)狀態者使用為處理氣體。
再者，當處理氣體係使用使水(H2O)氣化的氣體(水蒸氣化氣體)的情況，處理氣體中亦可含有H2O分子單體狀態、或由數個分子相 鍵結的團簇狀態。又，當使水(H2O)從液體狀態氣化為氣體狀態時，亦可使分解至H2O分子單體為止，亦可分解至維持由數個分子相鍵結的團簇狀態為止。又，亦可將由上述團簇數個集結而形成霧(靄)狀態者使用為處理氣體。
再者，上述實施形態中，例示對已形成聚矽氮烷膜的基板施行處理之例子，惟並不僅侷限於此。即，當對形成具有矽氮烷鍵(-Si-N-)之膜的基板施行處理時，即便該膜非惟聚矽氮烷膜，仍可獲得與上述實施形態同樣的效果。
再者，上述實施形態中，針對藉由施行PHPS塗佈步驟與預烘烤步驟而形成的聚矽氮烷膜施行處理之例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於此。例如即便對利用CVD法形成且未施行預烘烤的含Si膜施行處理時，仍可獲得與上述實施形態同樣的效果。
再者，上述處理爐202中，除處理容器203以外，尚亦可設置分別檢測第1加熱部207所設置加熱器單元207a~207d溫度的溫度檢測器，例如熱電偶等外部溫度感測器264a~264d(參照圖2)。
再者，在乾燥處理步驟(S40)、與降溫‧大氣壓復原步驟(S60)之間，亦可施行例如將晶圓200從800℃加熱至1000℃高溫的退火步驟(熱處理步驟)。此情況，如上述，在降溫‧大氣壓復原步驟(S60)中，最好對於空間260內供應冷卻氣體。藉此，可使處理容器203及第1加熱部207依更短時間冷卻，提早接續的改質處理步驟(S30) 的開始時間，俾可提升製造產能。
上述實施形態中，針對具備直立式處理爐的基板處理裝置進行說明，惟並不僅侷限於此，亦頗適用於例如具有單片式、Hot Wall(熱壁)式、Cold Wall(冷壁)式處理爐的基板處理裝置、以及使處理氣體激發而對晶圓200施行處理的基板處理裝置。
再者，上述實施形態中，針對處理氣體的過氧化氫氣體係在處理容器203內生成的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於此。例如亦可將在處理容器203外預先氣化的過氧化氫氣體，供應給處理容器203內。
圖9所示係上述其他實施形態的基板處理裝置概略構造圖。圖9所示基板處理裝置，在處理容器203外生成屬於處理氣體的過氧化氫氣體，再供應給處理容器203內。圖9中相關與第1實施形態共通的構成賦予相同元件符號表示。
如圖9所示，在處理容器203內，沿晶圓200的排列方向配設氣體供應噴嘴701。在氣體供應噴嘴701的側部，依分別對應於例如晶圓200的方式，複數設置氣體供應孔702。氣體供應噴嘴701的上游端連結於供應過氧化氫氣體的氣體供應管933。在氣體供應管933中從上游側起依序設有過氧化氫氣體產生裝置707、自動閥909。過氧化氫氣體產生裝置707連接於過氧化氫水供應管932d。在過氧化氫水供應管932d中從游側依序設有：過氧化氫水源 940d、液體流量控制器(LMFC)941d、自動閥942d。又，氣體供應管933連接於供應N2氣體等惰性氣體的惰性氣體供應管932c。在惰性氣體供應管932c中從上游側起依序設有：惰性氣體供應源940c、MFC941c、閥942c。
主要係由氣體供應管933、過氧化氫氣體產生裝置707、過氧化氫水供應管932d、自動閥933、942d、及LMFC941d構成過氧化氫氣體供應系統90。亦可考慮將氣體供應噴嘴701、過氧化氫水源940d包括於過氧化氫氣體供應系統中。又，主要係由惰性氣體供應管932c、MFC941c、閥942c構成惰性氣體供應系統。亦可考慮將惰性氣體供應源940c包括於惰性氣體供應系統中。又，亦可考慮將惰性氣體供應系統包括於過氧化氫氣體供應系統90中。
當使用圖9所示基板處理裝置時，在改質處理步驟(S30)中，開啟自動閥942d，將經LMFC941d施行流量調整過的過氧化氫水供應給過氧化氫氣體產生裝置707。然後，利用過氧化氫氣體產生裝置707使過氧化氫水氣化而產生過氧化氫氣體。在此狀態下，藉由開啟自動閥909，可經由氣體供應噴嘴701將過氧化氫氣體供應給處理容器203內(即對晶圓200供應過氧化氫氣體)。
但，當使用圖9所示基板處理裝置的情況，於過氧化氫氣體通過氣體供應管933內、或通過氣體供應噴嘴701內時，會有再液化的情形。特別係在氣體供應管933或氣體供應噴嘴701轉彎(彎曲)地方、以及接合地方等處，大多會滯留過氧化氫氣體並再液化。結 果，因在氣體供應管933內或氣體供應噴嘴701內再液化而產生的液體，導致氣體供應管933內或氣體供應噴嘴701內遭受損傷。所以，必需在氣體供應管933或氣體供應噴嘴701中設置加熱器並施行加熱。相對於此，上述第1實施形態，因為過氧化氫係依液體狀態供應給處理容器203內，因而就不需要加熱器的觀點係屬較佳。
<本發明較佳態樣>
以下附註本發明較佳態樣。
<附註1>
根據一態樣所提供的基板處理方法，係包括有以下步驟：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。
<附註2>
如附註1所記載的基板處理方法，其中較佳更進一步包括有以下步驟：對上述處理容器內供應處理液的步驟；以及利用上述處理容器內的氣化器使上述處理液氣化，而產生上述處理氣體的步驟。
<附註3>
如附註1或附註2所記載的基板處理方法，其中，較佳上述改質處理步驟中對上述基板依第1流量供應含氧氣體；在上述乾燥處理步驟之前，將上述含氧氣體設為較上述第1流量更多的第2流量。
<附註4>
如附註1至附註3中任一項所記載的基板處理方法，其中較佳包括有在上述乾燥處理步驟後，將上述處理容器內依上述第2溫度施行真空排氣的步驟。
<附註5>
如附註4所記載的基板處理方法，其中較佳包括有：在上述真空排氣後，將上述處理容器內依大氣壓施行排氣的步驟。
<附註6>
如附註1至附註5中任一項所記載的基板處理方法，其中較佳上述處理氣體係過氧化氫氣體。
<附註7>
如附註1至附註6中任一項所記載的基板處理方法，其中較佳 上述處理液係含有過氧化氫。
<附註8>
如附註1至附註5中任一項所記載的基板處理方法，其中較佳上述第1溫度係70℃~130℃。
<附註9>
如附註1至附註6中任一項所記載的基板處理方法，其中較佳上述第2溫度係80℃~150℃。
<附註10>
根據另一態樣所提供的基板處理裝置，係具備有：處理容器，其乃收容已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板；處理氣體供應部，其乃對上述基板供應處理氣體；加熱部，其乃加熱上述基板；以及控制部，其乃依將上述基板加熱至第1溫度且對上述基板供應上述處理氣體，而將上述具有矽氮烷鍵的膜施行改質處理後，再將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的方式，對上述處理氣體供應部與上述加熱部進行控制。
<附註11>
如附註10所記載的基板處理裝置，其中較佳 上述處理氣體供應部係具備有：處理液供應部，其乃對上述處理容器內供應處理液；以及氣化部，其乃在上述處理容器內使上述處理液氣化而產生處理氣體。
<附註12>
如附註10或附註11所記載的基板處理裝置，其中較佳具備有對上述處理容器內供應含氧氣體的含氧氣體供應部；而上述控制部係依當對上述基板施行上述改質處理時依第1流量供應上述含氧氣體，而在上述乾燥處理之前，增加至較上述第1流量更多的第2流量方式控制著上述氣體供應部。
<附註13>
根據另一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。
<附註14>
如附註13所記載的半導體裝置之製造方法，其中較佳更進一步包括有： 對上述處理容器內供應處理液的步驟；以及利用上述處理容器內的氣化器使上述處理液氣化，而產生上述處理氣體的步驟。
<附註15>
根據再另一態樣所提供的程式、或記錄該程式的電腦可讀取之記錄媒體，係使電腦執行下述順序：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的順序；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理順序；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理順序。
<附註16>
如附註15所記載的程式、或記錄該程式的電腦可讀取之記錄媒體，其中較佳係使電腦執行：對上述處理容器內供應處理液的順序；以及利用上述處理容器內的氣化器使上述處理液氣化，而產生上述處理氣體的順序。
121‧‧‧控制器
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
207(207a~207d)‧‧‧第1加熱部
217‧‧‧晶舟
217a‧‧‧支柱
217b‧‧‧底板
217c‧‧‧頂板
217d‧‧‧氣化器
218‧‧‧絕熱體
219‧‧‧密封蓋
223‧‧‧壓力感測器
231‧‧‧第1排氣管
240、255‧‧‧APC閥
243‧‧‧第2排氣管
244‧‧‧分離器
246a、246b‧‧‧真空泵(排氣裝置)
247‧‧‧液體回收槽
261‧‧‧旋轉軸
263a~263d‧‧‧第1~第4溫度感測器
267‧‧‧晶舟旋轉機構
289a‧‧‧處理液供應管
300‧‧‧液體流量控制單元
301‧‧‧備用槽
302a、302b、302e、302f、302g、302h、302i、302j、601a、 601d、602d‧‧‧自動閥
302c、302d、602a‧‧‧閥
303a、303b、303c‧‧‧手動閥
304‧‧‧過濾器
305‧‧‧液體流量控制器(LMFC)
309‧‧‧氣體流量控制器(MFC)
310a‧‧‧流體管
310b、310c、310d‧‧‧氣體管
310e‧‧‧排水管
501‧‧‧處理液供應噴嘴
601‧‧‧迫淨氣體供應部
601b‧‧‧MFC
601c‧‧‧迫淨氣體供應管
602‧‧‧含氧氣體供應部
602b‧‧‧氣體流量控制部(質量流量控制器)
602c‧‧‧氣體供應管
602e‧‧‧氣體加熱部

Claims (11)

  1. 一種基板處理方法，係包括有以下步驟：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，更包含以下步驟：對上述處理容器內供應處理液的步驟；以及利用上述處理容器內的氣化器使上述處理液氣化，而產生上述處理氣體的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，上述改質處理步驟中，對上述基板依第1流量供應含氧氣體；在上述乾燥處理步驟之前或開始的同時，將供應給上述基板之上述含氧氣體流量設為較上述第1流量更多的第2流量。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，包括有以下步驟：在上述乾燥處理步驟後，將上述處理容器內依上述第2溫度施行真空排氣的步驟；以及在上述施行真空排氣的步驟後，將上述處理容器內依大氣壓施行排氣的步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，上述處理氣體係過氧化氫氣體。
  6. 一種半導體裝置之製造方法，係包括有以下步驟：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的步驟；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理步驟；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之製造方法，其中，更進一步包括有以下步驟：對上述處理容器內供應處理液的步驟；以及利用上述處理容器內的氣化器使上述處理液氣化，而產生上述處理氣體的步驟。
  8. 一種基板處理裝置，係具備有：處理容器，其乃收容已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板；處理氣體供應部，其乃對上述基板供應處理氣體；加熱部，其乃加熱上述基板；以及控制部，其乃依將上述基板加熱至第1溫度且對上述基板供應上述處理氣體，而將上述具有矽氮烷鍵的膜施行改質處理後，再將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的方式，對上述處理氣體供應部與上述加熱部進行控制。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，上述處理氣體供應部係具備有：處理液供應部，其乃對上述處理容器內供應處理液；以及氣化部，其乃在上述處理容器內使上述處理液氣化而產生處理氣體。
  10. 一種電腦可讀取之記錄媒體，係記錄有可使電腦執行下述順序的程式：將已形成具矽氮烷鍵之膜且對該膜施行預烘烤的基板，搬入處理容器內的順序；將上述基板加熱至第1溫度且對該基板供應處理氣體的改質處理順序；以及將上述基板依較高於上述第1溫度、且上述預烘烤時之溫度以下的第2溫度施行加熱的乾燥處理順序。
  11. 如申請專利範圍第10項之電腦可讀取的記錄媒體，其中，使使電腦執行：對上述處理容器內供應處理液的順序；以及利用上述處理容器內的氣化器使上述處理液氣化，而產生上述處理氣體的順序。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106920761A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 株式会社Eugene科技 衬底处理装置
TWI660472B (zh) * 2018-02-08 2019-05-21 日商國際電氣股份有限公司 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
TWI811705B (zh) * 2021-02-25 2023-08-11 日商鎧俠股份有限公司 半導體製造裝置及半導體裝置之製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018020590A1 (ja) * 2016-07-26 2018-02-01 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プログラム
WO2018029819A1 (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 株式会社日立国際電気 基板処理装置、金属部材および半導体装置の製造方法
WO2018173182A1 (ja) * 2017-03-23 2018-09-27 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP7379354B2 (ja) * 2018-02-21 2023-11-14 エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド ポンプの化学的適合性管理システム
JP7055075B2 (ja) * 2018-07-20 2022-04-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置及び熱処理方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2643879B2 (ja) * 1994-10-31 1997-08-20 日本電気株式会社 微細パターン形成方法
WO1998044544A1 (en) * 1997-04-03 1998-10-08 W.L. Gore & Associates, Inc. Low dielectric constant material with improved dielectric strength
US6121159A (en) * 1997-06-19 2000-09-19 Lsi Logic Corporation Polymeric dielectric layers having low dielectric constants and improved adhesion to metal lines
JPH1195450A (ja) * 1997-09-19 1999-04-09 Fujitsu Ltd レジストパターン形成方法
US6486078B1 (en) * 2000-08-22 2002-11-26 Advanced Micro Devices, Inc. Super critical drying of low k materials
US6852648B2 (en) * 2000-09-27 2005-02-08 Agere Systems Inc. Semiconductor device having a low dielectric constant dielectric material and process for its manufacture
JP3988676B2 (ja) * 2003-05-01 2007-10-10 セイコーエプソン株式会社 塗布装置、薄膜の形成方法、薄膜形成装置及び半導体装置の製造方法
US7842390B2 (en) * 2006-10-03 2010-11-30 The Penn State Research Foundation Chain end functionalized fluoropolymers having good electrical properties and good chemical reactivity
JP4748042B2 (ja) 2006-11-30 2011-08-17 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法、熱処理装置及び記憶媒体
JP2012060000A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Toshiba Corp シリコン酸化膜の製造装置
JP5710308B2 (ja) * 2011-02-17 2015-04-30 メルクパフォーマンスマテリアルズＩｐ合同会社 二酸化ケイ素膜の製造方法
JP6038043B2 (ja) * 2011-11-21 2016-12-07 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及びプログラム
JP5970197B2 (ja) * 2012-02-08 2016-08-17 メルクパフォーマンスマテリアルズマニュファクチャリング合同会社 無機ポリシラザン樹脂

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106920761A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 株式会社Eugene科技 衬底处理装置
TWI611529B (zh) * 2015-12-28 2018-01-11 尤金科技有限公司 基板處理裝置
US10364494B2 (en) 2015-12-28 2019-07-30 Eugene Technology Co., Ltd. Substrate processing apparatus
CN106920761B (zh) * 2015-12-28 2019-10-11 株式会社Eugene科技 衬底处理装置
TWI660472B (zh) * 2018-02-08 2019-05-21 日商國際電氣股份有限公司 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
US10533250B2 (en) 2018-02-08 2020-01-14 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device
TWI811705B (zh) * 2021-02-25 2023-08-11 日商鎧俠股份有限公司 半導體製造裝置及半導體裝置之製造方法

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