[发明专利]衬底处理装置、半导体器件的制造方法及气化装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用气体处理衬底的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及气化装置。

背景技术

伴随大规模集成电路(Large Scale Integrated Circuit：以下称为LSI)的微细化，控制晶体管元件间的漏电流干涉的加工技术增大了技术性困难。在LSI的元件间分离的情况下，采用如下方法，对于成为衬底的硅(Si)，在欲分离的元件间形成槽或孔等的空隙，将绝缘物堆积在该空隙。作为绝缘物大多使用氧化硅膜(SiO₂)，通过Si衬底自身的氧化、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：以下称为CVD)、绝缘物涂布法(Spin On Dielectric：以下称为SOD)形成。

随着近年的微细化，对于微细构造的嵌入，尤其氧化物向纵向深或横向窄的空隙构造的嵌入，利用CVD法的嵌入方法达到了技术极限。在这样的背景下，使用具有流动性的氧化物的嵌入方法即SOD的采用有增加的倾向。在SOD中，使用了被称为SOG(Spin on glass，旋涂玻璃)的含有无机或有机成分的涂布绝缘材料。该材料在CVD氧化膜的出现以前被用于LSI的制造工序，但加工技术是0.35μm～1μm左右的加工尺寸，不是微细的，因此，通过在氮环境气体下进行400℃左右的热处理而可以实现涂布后的改质方法。在近年的LSI中，以DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)或Flash Memory(闪存)为代表的最小加工尺寸变得比50nm宽度小，作为取代SOG的材料，使用聚硅氮烷的器件制造商正在增加。

聚硅氮烷是例如通过二氯硅烷或三氯氢硅和氨的催化反应得到的材料，使用旋转涂布机涂布在衬底上，由此，在形成薄膜时被使用。根据聚硅氮烷的分子量、粘度、涂布机的转速来调节膜厚。

聚硅氮烷在制造时的过程中作为杂质包含由氨产生的氮气。为了从使用聚硅氮烷形成的涂布膜中去除杂质而得到致密的氧化膜，需要在涂布后进行水分的添加和热处理。作为水分的添加方法，公知有在热处理炉体中使氢和氧反应而产生水分的方法，使产生的水分进入聚硅氮烷膜中，通过赋予热量，得到致密的氧化膜。此时进行的热处理在元件间分离用的STI(Shallow Trench Isolation，浅沟槽绝缘)的情况下，有时最高温度达到1000℃左右。

聚硅氮烷在LSI工序中被广泛使用，而对于晶体管的热负载的降低要求也随之增加。作为要降低热负载的理由有：防止为了晶体管工作所掺入的硼、砷、磷等杂质的过剩的扩散；防止电极用的金属硅化物的凝集；防止栅极用功函数金属材料的性能变动；确保存储器元件的反复写入读取的寿命；等等。因此，在赋予水分的工序中，能够效率良好地赋予水分直接关系到之后进行的热处理工艺的热负载降低。

专利文献1:日本特开2010-87475号

发明内容

本发明的目的是提供能够提高半导体器件的制造品质、并能够提高制造生产量的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及气化装置。

根据本发明的一方式，提供一种衬底处理装置，具有：

反应室，对衬底进行处理；

气化装置，其具有被供给处理液(包含过氧化氢或过氧化氢和水)的气化容器、向所述气化容器供给处理液的处理液供给部和加热所述气化容器的加热部；

气体供给部，将由该气化装置生成的处理气体供给到所述反应室；

排气部，对所述反应室内的环境气体进行排气；

控制部，以所述加热部加热所述气化容器的同时、所述处理液供给部向所述气化容器供给处理液的方式，控制所述加热部和所述处理液供给部。

根据本发明的其他方式，提供一种半导体器件的制造方法，具有：

将衬底送入反应室的工序；对设置在气化装置中的气化容器进行加热的工序；向所述气化容器供给包含过氧化氢或过氧化氢和水的处理液的工序；所述气化装置向所述反应室供给由所述气化装置生成的处理气体的工序。

根据本发明的其他方式，提供一种气化装置，具有：

处理液供给部，将包含过氧化氢或过氧化氢和水的混合液的处理液供给到气化容器；加热部，加热所述气化容器；排气口，排出从所述处理液产生的处理气体。

根据本发明的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及气化装置，能够以低温、短时间形成氧化膜。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的衬底处理装置的结构。

图2是本发明的一实施方式的气化装置的构造。

图3是本发明的一实施方式的控制器的构造例。