本发明专利技术提供衬底处理方法，促进元件分离槽内的聚硅氮烷的氧化膜（ＳｉＯ２）化，能够提高绝缘膜的膜质（电特性以及介电常数）。通过以下工序进行衬底处理：将涂布有聚硅氮烷的衬底向衬底处理室内搬入的衬底搬入工序；使搬入了衬底的衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及约４００℃的温度的工序；在使衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及约４００℃的温度的状态下，对所述衬底进行热处理的第一热处理工序；其次，使衬底处理室内从第一热处理工序的约４００℃上升到９００℃以上１０００℃以下的温度的升温工序；在使衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及９００℃以上１０００℃以下的温度的状态下，对所述衬底进行热处理的第二热处理工序。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在元件分离槽等上形成绝缘膜的衬底处理技术，例如，涉及在植入 有半导体集成电路(以下，称作IC。)的半导体衬底(例如，半导体晶片)上形成氧化膜 等的基础上有效的衬底处理方法及衬底处理装置或半导体装置的制造方法和制造装置。
技术介绍
在IC的制造过程中，随着IC的高集成化，要求构成IC的晶体管等电路元件的 微型化。因此，作为IC的元件分离形成方法，目前，使用一种尺寸的控制性优良且占有 面积小的STI (Shallow Trench Isolation)法。STI法是在半导体衬底上形成槽后，通过使用 了 TEOS (正硅酸乙酯)和O3 (臭氧)的常压CVD (Chemical Vaper DepoSion)法或使用了 TEOS的等离子CVD法等，在所述形成的槽中埋入绝缘膜，来形成元件分离区域。但是，最近，随着进一步的IC高集成化的推进，元件分离槽的深度和宽度之比 即外形比(槽的深度/槽的宽度)逐渐增大。因此，在一直以来所使用的上述常压CVD 法等中，在元件分离槽中难以不能形成空隙或接缝地埋入绝缘膜。作为该空隙等的对策，开发了一种埋入技术，该埋入技术使用SOD(Sp inC)n Dielectric)法，例如，通过对过氢化硅氮烷聚合体溶液的涂布膜(PSZ PolySilazane 聚 硅氮烷)进行旋转涂覆，使其堆积在元件间，然后，通过高温水蒸气氧化促进氧化、聚 合反应，由此，形成绝缘膜。但是，通过高温水蒸气氧化过程形成的绝缘膜，不容易形成为将作为不纯物包 含在聚硅氮烷中的碳或氢等除去的致密的膜。作为这样的聚硅氮烷膜的形成方法，在专 利文献1中公开了一种方法，在将聚硅氮烷涂布在衬底上后，以100°c 250°C的温度进 行第一热处理从而使有机溶剂蒸发，然后，以例如400°C进行第二热处理，使所述聚硅氮 烷涂布膜固化。专利文献1 日本特开平10-321719号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体装置的制造方法以及制造装置，能够以例如 高的外形比在宽度窄的元件分离槽那样的凹部内埋入绝缘膜，并且其目的在于提供一种 衬底处理方法(热处理方法)以及衬底处理装置(热处理装置)，其进一步改善专利文献 1记载的技术，例如促进元件分离槽内的聚硅氮烷的氧化膜(SiO2)化，能够提高绝缘膜的 膜质(耐腐蚀性)。为了解决所述课题，本专利技术代表性的构成如下。衬底处理方法，其特征在于，具有如下工序将涂布有聚硅氮烷的衬底向衬底处理室内搬入的衬底搬入工序；使搬入了衬底的衬底处理室内在水蒸气气体环境、减压气体环境下成为350°C以 上450°C以下的温度的工序；在使衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及350°C以上450°C 以下的温度的状态下，对所述衬底进行热处理的第一热处理工序；其次，使衬底处理室内 从第一热处理工序的350°C以上450°C以下的温度上升到 900°C以上1000°C以下的温度的升温工序；在使衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及900°C以上 IOOO0C以下的温度的状态下，对所述衬底进行热处理的第二热处理工序。专利技术的效果通过上述衬底处理方法，通过所述第一热处理工序，能够使聚硅氮烷涂布膜固 化，通过所述第二热处理工序，能够有效且容易地除去聚硅氮烷中所包含的不纯物。另 夕卜，上述衬底处理方法，在形成于衬底上的硅氮化膜的上涂布有聚硅氮烷的情况下等， 在通过所述第二热处理使聚硅氮烷膜的下层的衬底被氧化等的影响较小的情况下尤其有 效。此外，优选在所述第一热处理工序之前以100°C 250°C的温度进行热处理，使 包含在聚硅氮烷中的有机溶剂蒸发。该热处理工序，能够在聚硅氮烷被涂布于衬底上之 后，作为涂布膜的烘烤处理的一部分，在将衬底搬入到所述衬底处理室内之前进行。附图说明图1是表示本专利技术的实施例的分批式纵型热处理装置的立体图。图2是本专利技术的实施例的分批式纵型热处理装置的处理炉的垂直剖视图。图3是本专利技术的实施例的分批式纵型热处理装置的控制部的框图。图4是表示形成在衬底上的槽部上的硅氮化膜的示意图。图5是表示本专利技术的实施例的热处理工序例的图。图6是表示本专利技术的不纯物降低效果的图。附图标记的说明10...衬底处理装置，200...晶片，201...衬底处理室，202...处理炉，203...反应 管，207...加热器，209...套管，217...舟皿，218...石英管底，219...密封盖，220...0型 环，221...温度监视器，223...压力传感器，224...加热器，227...舟皿旋转机构，229...气 体供给孔，231...气体排气管，232a...氢气供给管，232b...氧气供给管，232c...惰性气 体供给管，233...气体供给管，240a...氢气供给源，240b...氧气供给源，240c...惰性气 体供给源，241a...质量流量控制器，241b...质量流量控制器，241c...质量流量控制器， 246...真空泵，224...加热器，242a...开闭阀，242b...开闭阀，242c...开闭阀，255…APC 阀，260...水蒸气发生器，280...控制器。具体实施例方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例。图1是表示本专利技术的实施例的作为衬底 处理装置的分批式纵型热处理装置的立体图。图2是本专利技术的实施例的分批式纵型热处 理装置的处理炉的垂直剖视图。首先，参照图1、图2，概要地说明本实施例的衬底处理装置10。如图1所示，在衬底处理装置10的框体101内部的前面侧设有盒体载台105。 盒体载台105在与未图示的外部搬运装置之间，进行作为衬底收纳容器的盒体100的交 接。在盒体载台105的后方设有盒体搬运机115。在盒体搬运机115的后方设有用于保 管盒体100的盒体架109。另外，在盒体载台105的上方设有用于保管盒体100的预备盒 体架110。在预备盒体架110的上方设有清洗单元118。清洗单元118使清洗空气在框 体101的内部流通。在框体101的后部上方设有处理炉202。在处理炉202的下方设有舟皿升降机 121。舟皿升降机121使搭载有晶片200的舟皿217在处理炉202的内外之间升降。舟 皿217是将晶片200以水平姿势多层保持的衬底保持工具。在舟皿升降机121上，安装有 用于封闭处理炉202的下端的作为盖体的密封盖219。密封盖219垂直地支承舟皿217。在舟皿升降机121和盒体架109之间，设有搬运晶片200的晶片移载机112。在 舟皿升降机121的横向，设有用于气密地密封处理炉202的下端的炉口闸门116。炉口闸 门116是在舟皿217位于处理炉202外时，能够封闭处理炉202的下端。填装有晶片200的盒体100从未图示的外部搬运装置被搬入盒体载台105。而 且，盒体100通过盒体搬运机115从盒体载台105向盒体架109或预备盒体架110被搬 运。在盒体架109上，具有对成为晶片移载机112的搬运对象的盒体100进行收纳的移 载架123。向舟皿217移载晶片200的盒体100通过盒体搬运机115被移载到移载架123 上。盒体100被移载到移载架123上后，通过晶片移载机112，将晶片200从移载架123 移载到下降本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种衬底处理方法，其特征在于，具有如下工序：将涂布有聚硅氮烷的衬底向衬底处理室内搬入的衬底搬入工序；使搬入了衬底的衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及３５０℃以上４５０℃以下的温度的工序；在使衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及３５０℃以上４５０℃以下的温度的状态下，对所述衬底进行热处理的第一热处理工序；其次，使衬底处理室内从第一热处理工序的３５０℃以上４５０℃以下的温度上升到９００℃以上１０００℃以下的温度的升温工序；在使衬底处理室内成为水蒸气气体环境、减压气体环境下以及９００℃以上１０００℃以下的温度的状态下，对所述衬底进行热处理的第二热处理工序。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：原田彻，南政克，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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