TW202247710A - 基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式 - Google Patents

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Abstract

謀求基板的溫度的低溫化並且將形成於基板的膜做改質處理。 提供一種技術，具有：處理室，處理形成有處理對象膜與作用對象膜之基板；及電磁波產生器，對處理室供給電磁波；若對基板照射電磁波，則作用對象膜會發熱，而將處理對象膜做改質處理。

Description

基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式
本揭示有關基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式。
作為半導體裝置(半導體元件)的製造工程的一工程，例如有以退火處理為代表之改質處理，該退火處理是運用加熱裝置將處理室內的基板加熱，使成膜於基板的表面之薄膜中的組成或晶體結構變化，或修復已成膜的薄膜內的結晶缺陷等。近年的半導體元件中，微細化、高度積體化甚劇，伴隨此，需要對形成有高深寬比的圖樣之高密度的基板做改質處理。作為對於這樣的高密度基板的改質處理方法，正研究運用微波之熱處理方法。作為一例，可舉出專利文獻1記載之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-70045號公報
[發明所欲解決之問題]
習知的運用微波之處理中，依形成於基板上的膜而定，亦會存在受到熱歷程的影響之膜，導致可能難以滿足元件製造工程中要求的熱歷程的同時，將形成於基板上的膜以低溫做期望的熱處理(改質處理)。
本揭示的目的，在於提供一種可謀求基板的溫度的低溫化並且將形成於基板的膜做改質處理之基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式。 [解決問題之技術手段]
提供一種技術，具有：處理室，處理形成有處理對象膜與作用對象膜之基板；及 電磁波產生器，對前述處理室供給電磁波； 若對前述基板照射前述電磁波，則前述作用對象膜會發熱，而將前述處理對象膜做改質處理。 [發明之功效]
按照本揭示的一態樣，能夠提供一種可謀求基板的溫度的低溫化並且將形成於基板的膜做改質處理之構成。
以下基於圖面說明本揭示的一實施形態。另，以下的說明中使用的圖面皆為模型化之物，圖面所示之各要素的尺寸的關係、各要素的比率等未必和現實之物一致。此外，在複數個圖面的相互間，各要素的尺寸的關係、各要素的比率等亦未必一致。
(1)基板處理裝置的構成 本實施形態中，本揭示之基板處理裝置100，構成為對晶圓施以各種熱處理之枚葉式熱處理裝置，而作為運用後述的電磁波進行退火處理(改質處理)之裝置來進行說明。本實施形態中的基板處理裝置100中，使用FOUP (Front Opening Unified Pod：以下稱傳送盒)110來作為內部收容作為基板的晶圓200之收納容器(載具)。傳送盒110，亦運用作為用來將晶圓200在種種基板處理裝置間搬送之搬送容器。
如圖1及圖2所示，基板處理裝置100具備：搬送框體(框體)202，內部具有搬送晶圓200之搬送室(搬送區)203；及作為後述的處理容器的箱102-1、102-2，設於搬送框體202的側壁，各自內部具有處理晶圓200之處理室201-1、201-2。在搬送室203的框體前側即圖1的面向紙面右側(圖2的面向紙面下側)，配置有作為傳送盒開閉機構的載入埠單元(loadport；LP)106，其用來將傳送盒110的蓋開閉，而將晶圓200搬送/搬出至搬送室203。載入埠單元106，具備框體106a、平台106b、開啟器106c，平台106b構成為載置傳送盒110而使傳送盒110接近形成於搬送室203的框體前方之基板搬入搬出口134，藉由開啟器106c使設於傳送盒110的未圖示的蓋開閉。此外，框體202具有排淨氣體循環構造，其設置用來使N 2等的排淨氣體在搬送室203內循環之潔淨單元166。
在搬送室203的框體202後側即圖1的面向紙面左側(圖2的面向紙面上側)，各自配置有將處理室201-1、202-2開閉之閘閥205-1、205-2。在搬送室203設置有移載機125，作為移載晶圓200的基板移載機構(基板移載機器人)。移載機125，由作為載置晶圓200的載置部之鑷子(臂)125a-1、125a-2，及可將鑷子125a-1、125a-2的各者於水平方向旋轉或直線運動之移載裝置125b，及使移載裝置125b升降之移載裝置升降機125c所構成。藉由鑷子125a-1、125a-2、移載裝置125b、移載裝置升降機125c的連續動作，構成為可對後述的基板保持具(晶舟)217或傳送盒110裝填(進料)或退填(出料)晶圓200。爾後，箱102-1、102-2、處理室201-1、201-2、鑷子125a-1及125a-2的各者，當不必特別區別說明的情形下，僅記載為箱102、處理室201、鑷子125a。
如圖1所示，在搬送室203的上方空間且比潔淨單元166還下方，於晶圓冷卻台109上設有用來將處理後的晶圓200冷卻之晶圓冷卻用載置具108。晶圓冷卻用載置具108，具有和後述的作為基板保持具的晶舟217同樣的構造，構成為可藉由複數個晶圓保持溝(保持部)而將複數片的晶圓200予以垂直多段地水平保持。晶圓冷卻用載置具108及晶圓冷卻台109，設置於比基板搬入搬出口134及閘閥205的設置位置還上方，藉此會偏離將晶圓200藉由移載機125從傳送盒110往處理室201搬送時的動線上，因此可將處理後的晶圓200冷卻而不會使晶圓處理的產出降低。爾後，有時亦將晶圓冷卻用載置具108與晶圓冷卻台109合稱為冷卻區(冷卻區域)。
這裡，傳送盒110內的壓力、搬送室203內的壓力及處理室201內的壓力，全部被控制在大氣壓或比大氣壓還高10～200Pa(計示壓力)程度的壓力。較佳是搬送室203內的壓力比處理室201的壓力來得高，而處理室201內的壓力比傳送盒110內的壓力來得高。
(處理爐) 在圖1的以虛線圍繞的區域A，構成具有圖3所示般的基板處理構造之處理爐。如圖2所示，本實施形態中處理爐設有複數個，但處理爐的構成為相同，因此只說明一方的構成，另一方的處理爐構成的說明則省略。
如圖3所示，處理爐具有由會反射金屬等的電磁波的材料所構成之作為空腔(處理容器)的箱102。此外，在箱102的天板面，構成為由金屬材料所構成的凸緣蓋(閉塞板)104隔著作為封止構件(密封構件)的O型環(未圖示)而將箱102的天板面閉塞。主要將箱102與凸緣蓋104的內側空間構成作為處理矽晶圓等的基板之處理室201。亦可在箱102的內部設置使電磁波穿透之石英製的未圖示的反應管，而以反應管內部成為處理室之方式來構成處理容器。此外，亦可設計成不設置凸緣蓋104，而運用天板閉塞的箱102來構成處理室201。
在處理室201內設有載置台210，在載置台210的上面載置有作為基板保持具的晶舟217，其保持作為基板的晶圓200。在晶舟217，以規定的間隔保持有處理對象即晶圓200、及以包夾晶圓200的方式載置於晶圓200的垂直方向上下之作為斷熱板的石英板101a、101b。此外，在石英板101a、101b與晶圓200的各者之間，例如亦可載置矽板(Si板)或碳化矽板(SiC板)等的基座(susceptor) 103a、103b。本實施形態中，石英板101a、101b，及基座103a、103b各自為相同的零件，爾後當不必特別區別說明的情形下，稱為石英板101、基座103而說明之。
作為處理容器的箱102例如橫截面為圓形，構成為平坦的密閉容器。此外，搬送框體202例如藉由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等的金屬材料等而構成。另，有時亦將被箱102圍繞的空間稱為作為處理空間之處理室201或反應區201，將被搬送框體202圍繞的空間稱為作為搬送空間之搬送室203或搬送區203。另，處理室201與搬送室203不限於如本實施形態般令其於水平方向鄰接而構成，亦可設計成令其於垂直方向鄰接之構成。
如圖1、圖2及圖3所示，在搬送框體202的側面設有和閘閥205鄰接的基板搬入搬出口206，晶圓200透過基板搬入搬出口206而在處理室201與搬送室203之間移動。
在箱102的側面設置有後文詳述之作為加熱裝置的電磁波供給部，從電磁波供給部供給的微波等的電磁波被導入處理室201而將晶圓200等加熱，以處理晶圓200。
載置台210藉由作為旋轉軸的軸棒255而受到支撐。軸棒255貫通箱102的底部，更連接至在搬送容器202的外部進行旋轉動作之驅動機構267。藉由使驅動機構267作動而使軸棒255及載置台210旋轉，可使被載置於晶舟217上的晶圓200旋轉。另，軸棒255下端部的周圍藉由蛇腹212而被覆蓋，處理室201及搬送區203內被保持成氣密。
這裡，亦可構成為載置台210根據基板搬入搬出口206的高度，藉由驅動機構267而於晶圓200搬送時上昇或下降以使晶圓200成為晶圓搬送位置，於晶圓200處理時讓晶圓200上昇或下降至處理室201內的處理位置(晶圓處理位置)。
在處理室201的下方且載置台210的外周側，設有將處理室201的環境予以排氣之排氣部。如圖3所示，在排氣部設有排氣口221。在排氣口221連接有排氣管231，在排氣管231依序串聯連接有根據處理室201內的壓力而控制閥開度之APC閥等的壓力調整器244、真空泵浦246。
這裡，壓力調整器244只要是能夠接收處理室201內的壓力資訊(來自後述的壓力感測器245的反饋訊號)而調整排氣量，則不限於APC閥，亦可構成為併用通常的開閉閥與壓力調整閥。
主要藉由排氣口221、排氣管231、壓力調整器244而構成排氣部(亦稱排氣系統或排氣管線)。另，亦可構成為以圍繞載置台210之方式設置排氣口，而可從晶圓200的全周將氣體排氣。此外，亦可設計成在排氣部的構成加入真空泵浦246。
在凸緣蓋104，設有用來將非活性氣體、原料氣體、反應氣體等的各種基板處理用的處理氣體供給至處理室201內之氣體供給管232。
在氣體供給管232，從上游依序設有流量控制器(流量控制部)即質量流量控制器(MFC)241、及開閉閥即閥243。在氣體供給管232的上游側，例如連接非活性氣體源，透過MFC241、閥243往處理室201內供給。基板處理時當使用複數種類的氣體的情形下，在氣體供給管232的比閥243還下游側，連接從上游側依序設有流量控制器即MFC及開閉閥即閥之氣體供給管，藉由運用此構成便能供給複數種類的氣體。另，亦可對每一氣體種類設置設有MFC、閥之氣體供給管。
主要藉由氣體供給管232、MFC241、閥243而構成氣體供給系統(氣體供給部)。當對氣體供給系統流通非活性氣體的情形下，亦稱為非活性氣體供給系統。作為非活性氣體，例如能夠運用N 2氣體，或Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等的稀有氣體。
在凸緣蓋104設置有溫度感測器263作為非接觸式的溫度測定裝置。基於藉由溫度感測器263檢測出的溫度資訊而調整後述的微波振盪器655的輸出，藉此將基板加熱，讓基板溫度成為期望的溫度分布。溫度感測器263，例如由IR(Infrared Radiation；紅外線輻射)感測器等的輻射溫度計所構成。溫度感測器263，以測定石英板101a的表面溫度或晶圓200的表面溫度之方式設置。當設有上述的基座的情形下亦可構成為測定基座的表面溫度。
另，本揭示中當記載晶圓200的溫度(晶圓溫度)的情形下，是以意指藉由後述的溫度變換資料而被變換而成之晶圓溫度亦即推測出的晶圓溫度之情形、及意指藉由溫度感測器263直接測定晶圓200的溫度而取得的溫度之情形、及意指它們雙方之情形來說明。
亦可藉由溫度感測器263對石英板101或基座103及晶圓200的各者事先取得溫度變化的變遷，藉此使記憶裝置121c或外部記憶裝置123記憶示意石英板101或基座103及晶圓200的溫度的相關關係之溫度變換資料。藉由像這樣事先作成溫度變換資料，晶圓200的溫度可僅藉由測定石英板101的溫度便推測晶圓200的溫度，基於推測出晶圓200的溫度可進行微波振盪器655的輸出亦即加熱裝置之控制。
另，作為測定基板的溫度的手段不限於上述的輻射溫度計，亦可運用熱電偶進行溫度測定，亦可併用熱電偶與非接觸式溫度計進行溫度測定。惟，當運用熱電偶進行溫度測定的情形下，必須將熱電偶配置於晶圓200的鄰近而進行溫度測定。亦即，必須在處理室201內配置熱電偶，因此會導致熱電偶本身藉由從後述的微波振盪器供給的微波而被加熱，故無法正確地測溫。是故，較佳是運用非接觸式溫度計作為溫度感測器263。
此外，溫度感測器263不限於設置於凸緣蓋104，亦可設計成設置於載置台210。此外，溫度感測器263亦可構成為不直接設置於凸緣蓋104或載置台210，而是使來自設置於凸緣蓋104或載置台210的測定窗之輻射光藉由鏡等反射而間接地測定。又，溫度感測器263不限於設置1個，亦可設計成設置複數個。
在箱102的側壁設置有電磁波導入埠653-1、653-2。在電磁波導入埠653-1、653-2的各者連接有用來對處理室201內供給電磁波之導波管654-1、654-2的各者的一端。在導波管654-1、654-2各者的另一端連接有對處理室201內供給電磁波而加熱之作為加熱源的微波振盪器(電磁波源、電磁波振盪器)655-1、655-2。微波振盪器655-1、655-2將微波等的電磁波各自供給至導波管654-1、654-2。此外，微波振盪器655-1、655-2使用磁控管或調速管(klystron)等。爾後，電磁波導入埠653-1、653-2，導波管654-1、654-2，微波振盪器655-1、655-2當不必特別各自區別說明的情形下，記載為電磁波導入埠653、導波管654、微波振盪器655而說明之。
藉由微波振盪器655產生的電磁波的頻率，較佳是被控制成為13.56MHz以上24.125GHz以下的頻率範圍。更優選是控制成為2.45GHz或5.8GHz的頻率為佳。這裡，微波振盪器655-1、655-2的各自的頻率可訂為相同的頻率，亦可以相異的頻率設置。
此外，本實施形態中，微波振盪器655是記載為在箱102的側面配置2個，但不限於此，只要設置1個以上即可，此外亦可以設置於箱102的相向的側面等的相異側面之方式配置。主要藉由微波振盪器655-1、655-2，導波管654-1、654-2及電磁波導入埠653-1、653-2而構成作為加熱裝置之電磁波供給部(亦稱電磁波供給裝置、微波供給部、微波供給裝置)。
在微波振盪器655-1、655-2的各者連接有後述的控制器121。在控制器121連接有溫度感測器263，其測定被收容於處理室201內的石英板101a或101b、或是晶圓200的溫度。溫度感測器263藉由上述的方法測定石英板101或基座103、或是晶圓200的溫度而發送至控制器121，藉由控制器121控制微波振盪器655-1、655-2的輸出，而控制的晶圓200的加熱。
這裡，微波振盪器655-1、655-2藉由從控制器121發送的相同的控制訊號而受到控制。但，不限於此，亦可構成為對微波振盪器655-1、655-2各者從控制器121發送個別的控制訊號，藉此一個個地控制微波振盪器655-1、655-2。
(控制裝置) 如圖4所示，控制部(控制裝置、控制手段)即控制器121，構成為具備CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)121a、RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d之電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d，構成為可透過內部匯流排121e而和CPU121a做資料交換。在控制器121連接有例如構成作為觸控面板等之輸出入裝置122。
記憶裝置121c例如藉由快閃記憶體、HDD (Hard Disk Drive；硬碟機)等所構成。在記憶裝置121c內，可讀出地存儲有控制基板處理裝置的動作之控制程式、或記載著退火(改質)處理的手續或條件等之製程配方等。製程配方，為被組合成使控制器121執行後述的基板處理工程中的各手續，以便能夠得到規定的結果，其作用成為程式。以下，亦將此製程配方或控制程式等統稱而簡稱為程式。此外，亦將製程配方簡稱為配方。本說明書中當使用程式這一用語的情形下，有僅包含配方單一者的情形、僅包含控制程式單一者的情形、或包含它們兩者的情形。RAM121b，構成作為供藉由CPU121a而被讀出的程式或資料等暫時性地保持之記憶體區域(工作區)。
I/O埠121d，連接至上述的MFC241、閥243、壓力感測器245、APC閥244、真空泵浦246、溫度感測器263、驅動機構267、微波振盪器655等。
CPU121a，構成為可從記憶裝置121c讀出控制程式而執行，並且根據來自輸出入裝置122的操作指令的輸入等而從記憶裝置121c讀出配方。CPU121a，構成為可依循讀出的配方的內容，而控制MFC241所致之各種氣體的流量調整動作、閥243的開閉動作、基於壓力感測器245的APC閥244所致之壓力調整動作、真空泵浦246的起動及停止、基於溫度感測器263的微波振盪器655的輸出調整動作、驅動機構267所致之載置台210(或晶舟217)的旋轉及旋轉速度調節動作、或升降動作等。
控制器121，能夠藉由將存儲於外部記憶裝置(例如硬碟等的磁碟、CD等的光碟、MO等的磁光碟、USB記憶體、SSD等的半導體記憶體)123的上述的程式安裝至電腦而構成。記憶裝置121c或外部記憶裝置123，構成作為電腦可讀取的記錄媒體。以下亦將它們統稱而簡稱為記錄媒體。本說明書中當使用記錄媒體這一用語的情形下，有僅包含記憶裝置121c單一者的情形、僅包含外部記憶裝置123單一者的情形、或包含它們兩者的情形。另，對於電腦的程式的提供，亦可不使用外部記憶裝置123而是使用網際網路或專用線路等的通訊手段來進行。
(2)基板處理工程 接著，依循圖5所示處理流程，說明運用上述的基板處理裝置100的處理爐，作為半導體裝置(元件)的製造工程的一工程，例如將含有磷(P)的非晶矽(Si)膜(添加(摻入)了P的矽膜；P-doped-Si膜；含P矽膜)2002訂為形成於基板200上的成為熱處理(改質處理)的對象之膜(處理對象膜、目標膜)而予以改質(結晶化)之方法的一例。
在基板200上如圖6所示，形成有氧化矽膜(SiO膜)2001、處理對象膜即P-doped-Si膜2002。此外，在此P-doped-Si膜2002的表面，形成有含有碳(C)的氧化矽膜(SiOC膜)2003，作為輔助對此成為熱處理(改質處理)的對象之膜(處理對象膜、目標膜)加熱之膜(輔助膜、作用對象膜)。亦即，和P-doped-Si膜2002鄰接而形成有SiOC膜2003。
另，SiO膜2001為將規定的溫度(例如900℃)的反應室內設為氧環境而使氧(O)擴散至矽基板的表面而形成之膜。此外，P-doped-Si膜2002為藉由在規定的溫度(例如500℃～650℃)的反應室內例如供給SiH4(單矽烷)與PH3(膦)而形成之膜。此外，SiOC膜2003為在規定的溫度(例如300℃)的反應室內供給原料氣體而形成之膜。該些SiO膜2001、P-doped-Si膜2002、SiOC膜2003是在和上述的基板處理裝置100不同的基板處理裝置例如藉由批量式的基板處理裝置而成膜至基板200。
以下說明中，構成基板處理裝置100的各部的動作是受到控制器121控制。此外，如同上述的處理爐構造般，本實施形態中的基板處理工程中，針對處理內容亦即配方亦是在設置了複數個的處理爐中使用相同配方，因此僅說明使用一方的處理爐之基板處理工程，使用另一方的處理爐之基板處理工程的說明則省略。
這裡，本說明書中當使用「晶圓」這一用語的情形下，有意指晶圓本身的情形、或意指晶圓與形成於其表面的規定的層或膜之層積體的情形。本說明書中當使用「晶圓的表面」這一用語的情形下，有意指晶圓本身的表面的情形、或意指形成於晶圓上的規定的層等的表面的情形。本說明書中當記載「在晶圓上形成規定的層」的情形下，有意指在晶圓本身的表面上直接形成規定的層的情形、或意指在形成於晶圓上的層等之上形成規定的層的情形。本說明書中當使用「基板」這一用語的情形下，亦和使用「晶圓」這一用語的情形下為同義。
(基板搬入工程(S501)) 如圖3所示，被載置於鑷子125a-1、125a-2的其中一方或雙方的晶圓200，藉由閘閥205的開閉動作而被搬入(載入)規定的處理室201(S501)。
(爐內壓力/溫度調整工程(S502)) 一旦晶圓200往處理室201內之搬入完成，則控制處理室201內的環境使得處理室201內成為規定的壓力(例如10～102000Pa)。具體而言，一面藉由真空泵浦246排氣，一面基於藉由壓力感測器245檢測出的壓力資訊而將壓力調整器244的閥開度做反饋控制，而將處理室201內設為規定的壓力。此外，亦可同時控制電磁波供給部，控制使其進行加熱至規定的溫度，來作為預備加熱(S502)。當藉由電磁波供給部使其昇溫至規定的基板處理溫度的情形下，較佳是以比後述的改質工程的輸出還小的輸出來進行昇溫，以免晶圓200變形、破損。另，當在大氣壓下進行基板處理的情形下，亦可不進行爐內壓力調整，而是控制成僅進行爐內的溫度調整後便移轉至後述的非活性氣體供給工程S503。
(非活性氣體供給工程(S503)) 一旦藉由爐內壓力/溫度調整工程S502將處理室201內的壓力與溫度控制成規定的值，則驅動機構267使軸棒255旋轉，透過載置台210上的晶舟217使晶圓200旋轉。此時，透過氣體供給管232供給氮氣體等的非活性氣體(S503)。又，此時，處理室201內的壓力被調整成為10Pa以上102000Pa以下的範圍之規定的值，例如成為101300Pa以上101650Pa以下。另，軸棒亦可於基板搬入工程S501時，亦即將晶圓200搬入處理室201內完成後使其旋轉。
(改質工程(S504)) 一旦將處理室201內維持成為規定的壓力，則微波振盪器655透過上述的各部對處理室201內供給微波例如600秒作為規定時間(加熱時間、處理時間)。藉由對處理室201內供給微波等的電磁波，身為輔助膜(作用對象膜)的含C氧化矽膜(SiOC膜)2003會受到微波照射而被加熱，此含C氧化矽膜會發熱，藉此鄰接的身為目標膜(處理對象膜)的添加(摻入)P的矽膜(P-doped-Si膜)2002會被加熱而被改質(結晶化)。
圖7示意添加(摻入)P的矽膜(非晶矽膜；P-doped-Si膜；處理對象膜；目標膜)2002的微波所致之改質處理(退火處理)後的折射率。示意了P-doped-Si膜2002的折射率，若未處理則為約4.5而為非晶。若沒有SiOC膜2003而將微波的輸出設為6.0kW而實施600秒的改質處理，則P-doped-Si膜2002的折射率成為約4.3而結晶化不充分。若沒有SiOC膜(作用對象膜、輔助膜)2003而將微波的輸出設為9.5kW而實施600秒的改質處理，則可知P-doped-Si膜2002的折射率成為約4.0而已結晶化。若在P-doped-Si膜2002形成SiOC膜2003，而將微波的輸出設為6.0kW而實施600秒的改質處理，則可知P-doped-Si膜2002的折射率成為約4.0而已結晶化。藉由此一事實，示意了若對SiOC膜2003照射微波，則SiOC膜2003會被加熱而發熱，將鄰接的P-doped-Si膜2002加熱而使其結晶化。亦即，若和P-doped-Si膜2002鄰接而形成SiOC膜2003而實施改質處理，則可降低微波的輸出而做改質處理。此外，由於可降低微波的輸出，因此可藉由更低的溫度達成P-doped-Si膜(處理對象膜、目標膜)2002的改質處理。故，對於P-doped-Si膜2002等的處理對象膜，可達成低溫度下的改質處理，因此可抑制熱歷程的影響而達成改質處理。
圖8示意添加(摻入)P的矽膜(非晶矽膜；P-doped-Si膜)2002的微波所致之改質處理(退火處理)後的片電阻。示意了P-doped-Si膜2002的片電阻，若未處理則為1e9ohm/sq(1.E+9ohm/sq)而為非晶。若沒有SiOC膜2003而將微波的輸出設為6.0kW而實施600秒的改質處理，則P-doped-Si膜2002的片電阻成為約1e6ohm/sq(1.E+6ohm/sq)而活化不充分。若沒有SiOC膜2003而將微波的輸出設為9.5kW而實施600秒的改質處理，則可知P-doped-Si膜2002的片電阻成為約1e3ohm/sq(1.E+3ohm/sq)而已活化。若在P-doped-Si膜2002形成SiOC膜2003，而將微波的輸出設為6.0kW而實施600秒的改質處理，則可知P-doped-Si膜2002的片電阻成為約1e3ohm/sq(1.E+3ohm/sq)而已活化。這和沒有SiOC膜2003而將微波的輸出設為9.5kW而實施600秒的改質處理時為同程度的片電阻，示意了充分活化而已活化。藉由此一事實，示意了藉由SiOC膜2003照射微波，SiOC膜(作用對象膜、輔助膜)2003會被加熱而發熱，將鄰接的P-doped-Si膜(處理對象膜、目標膜)2002加熱而使其活化。亦即，若和P-doped-Si膜2002鄰接而形成SiOC膜2003而實施改質處理，則可降低微波的輸出而做改質處理。此外，由於可降低微波的輸出，因此可藉由更低的溫度達成P-doped-Si膜(處理對象膜)2002的改質處理。故，對於P-doped-Si膜2002等的處理對象膜，可達成低溫度下的改質處理，因此可抑制熱歷程的影響而達成改質處理。
一旦經過事先設定好的處理時間，則停止晶舟217的旋轉、氣體的供給、微波的供給及排氣管的排氣。
(基板搬出工程(S505)) 使處理室201內的壓力恢復大氣壓後，將閘閥205開放而使處理室201與搬送室203空間連通。其後，將被載置於晶舟的晶圓200藉由移載機125的鑷子125a搬出至搬送室203(S505)。
藉由反覆以上的動作，晶圓200受到改質處理，移轉至下一基板處理工程。
作為下一基板處理工程，例如上述的SiOC膜(作用對象膜、輔助膜)2003若就元件特性上為不必要的膜，則必須有除去此SiOC膜之工程。另，作用對象膜就元件特性上若為有用則不必除去。
本揭示中，重點在於作用對象膜2003的微波吸收率比除了基板200及處理對象膜2002外的基板200上的其他的膜(例如SiO膜2001)還大，其差距愈大則愈可抑制其他的膜(例如SiO膜2001)的熱歷程。
數式1為示意介電加熱所致之能量的式子。當為介電加熱所致之加熱的情形下，作為微波的吸收率大的物質，可使上述的作用對象膜(輔助膜)含有εr(介電體的相對介電係數)、Tanδ(介電體的介電耗損角正切)例如比矽基板(Si基板)的微波的吸收率充分大的物質。
[數1] P 1=Κ・ε r・tanδ・f・E 2[W/m 3] Κ：0.556×10 -10ε r：介電體的相對介電係數 tanδ：介電體的介電耗損角正切 f：頻率[Hz] E：電場強度[V/m]
此外，當為運用焦耳熱之加熱的情形下，即使對於Ti(鈦)、TiN(氮化鈦)、Ni(鎳)、Co(鈷)等的金屬薄膜亦可達成細線效應(thinning effect)所致之加熱。
上述雖說明了運用微波，但作用對象膜(輔助膜)中含有的物質的吸收特性亦會取決於電磁波的波長，故本揭示除微波以外亦能運用各式各樣的電磁波的波長。
按照本實施形態之效果 按照本實施形態可得到以下所示一或複數個效果。
(a)將P-doped-Si膜(處理對象膜)2002做改質處理(熱處理)時，藉由SiOC膜(作用對象膜)2003可使照射的微波的輸出降低。
(b)將P-doped-Si膜2002做改質處理時，藉由SiOC膜(作用對象膜)2003可使照射的微波的輸出降低，故可藉由較低的溫度將P-doped-Si膜(處理對象膜)2002做改質處理。
(c)可藉由較低的溫度將P-doped-Si膜2002等的處理對象膜做改質處理，因此可抑制熱歷程的影響而達成改質處理。
(變形例1) 以下說明本實施形態之變形例1。如圖9所示，變形例1中，對於形成於基板200上的處理對象膜2002，將2個作用對象膜2003以包夾的方式鄰接形成。藉由像這樣形成作用對象膜2003，可將處理對象膜從兩側有效率地加熱。此外，藉由調整2個作用對象膜2003的膜厚，可調整對於處理對象膜3001的加熱量。
(變形例2) 以下說明本實施形態之變形例2。如圖10所示，變形例2中，對於形成於基板200上的複數個處理對象膜2002(本變形例2中形成有5個處理對象膜2002)，將作用對象膜2003以覆蓋(包圍)的方式鄰接形成。藉由像這樣形成作用對象膜，可對複數個處理對象膜2002之間的溝部及從處理對象膜的上部有效率地加熱。此外，藉由調整作用對象膜的上部的膜厚，可調整對於處理對象膜2002的加熱量。
如以上所述般，按照本揭示，能夠提供一種可謀求基板的溫度的低溫化並且將形成於基板的膜做改質處理之技術。
100:基板處理裝置 200:晶圓(基板) 201:處理室 655:微波振盪器(電磁波源、電磁波振盪器) 2002:P-doped-Si膜(處理對象膜、目標膜) 2003:SiOC膜(作用對象膜、輔助膜)
[圖1]示意本揭示的一實施形態中優選運用之基板處理裝置的概略構成的縱剖視圖。 [圖2]示意本揭示的一實施形態中優選運用之基板處理裝置的概略構成的橫剖視圖。 [圖3]本揭示的實施形態中優選運用之基板處理裝置的枚葉型處理爐的概略構成圖，為將處理爐部分以縱剖視圖示意之圖。 [圖4]本揭示中優選運用之基板處理裝置的控制器的概略構成圖。 [圖5]示意本揭示中的基板處理的流程的圖。 [圖6]示意本揭示的實施形態中優選運用之基板上的膜的構成的剖視圖。 [圖7]示意本揭示中的改質處理後的非晶膜的折射率的一例的圖。 [圖8]示意本揭示中的改質處理後的非晶膜的片電阻的一例的圖。 [圖9]示意本揭示的實施形態中優選運用之基板上的膜的構成的變形例1的立體圖。 [圖10]示意本揭示的實施形態中優選運用之基板上的膜的構成的變形例2的剖視圖。
200:基板
2001:SiO膜
2002:P-doped-Si膜
2003:SiOC膜

Claims (15)

  1. 一種基板處理裝置，具有：處理室，處理形成有處理對象膜與作用對象膜之基板；及 電磁波產生器，對前述處理室供給電磁波； 若對前述基板照射前述電磁波，則前述作用對象膜會發熱，而將前述處理對象膜做改質處理。
  2. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，前述作用對象膜設於前述處理對象膜的表面。
  3. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，前述作用對象膜對於前述處理對象膜鄰接設置。
  4. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，前述作用對象膜設於前述處理對象膜的兩側。
  5. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，在前述基板形成複數個前述處理對象膜， 前述作用對象膜以將形成複數個的前述處理對象膜覆蓋的方式設置。
  6. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，前述處理對象膜為添加磷的矽膜。
  7. 如請求項6記載之基板處理裝置，其中，前述作用對象膜為含碳氧化矽膜。
  8. 如請求項7記載之基板處理裝置，其中，若受到前述電磁波照射，則前述含碳氧化矽膜會發熱，將前述添加磷的矽膜加熱而使其結晶化。
  9. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，於前述改質處理結束後除去前述作用對象膜。
  10. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中，前述電磁波為微波。
  11. 如請求項10記載之基板處理裝置，其中，前述作用對象膜中含有比前述基板的微波的吸收率還大的物質。
  12. 一種半導體裝置的製造方法，具有： 對基板處理裝置的處理室搬入基板之工程，其中該基板處理裝置具有：前述處理室，處理形成有處理對象膜與作用對象膜之前述基板；及電磁波產生器，對前述處理室供給電磁波；若對前述基板照射前述電磁波，則前述作用對象膜會發熱，而將前述處理對象膜做改質處理； 對前述基板供給前述電磁波之工程； 將前述處理對象膜做改質處理之工程。
  13. 如請求項12記載之半導體裝置的製造方法，其中，於前述做改質處理之工程後，具有除去前述作用對象膜之工程。
  14. 一種程式，係藉由電腦令基板處理裝置執行： 對前述基板處理裝置的處理室搬入基板之手續，其中該基板處理裝置具有：前述處理室，處理形成有處理對象膜與作用對象膜之前述基板；及電磁波產生器，對前述處理室供給電磁波；若對前述基板照射前述電磁波，則前述作用對象膜會發熱，而將前述處理對象膜做改質處理； 對前述基板供給前述電磁波之手續； 將前述處理對象膜做改質處理之手續。
  15. 如請求項14記載之程式，其中，於前述做改質處理之手續後，具有除去前述作用對象膜之手續。
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