半导体器件的制造方法及衬底处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体器件的制造方法及衬底处理装置。要解决的课题为在使用等离子体对在衬底上形成的膜进行改性时，在该膜的厚度方向的广范围内对膜的质量进行调整。半导体器件的制造方法包括下述工序：(a)将衬底搬入处理容器内的工序，所述衬底具有基底以及形成于基底上的含有硅的第一膜；(b)将含有氦的改性气体等离子体化，生成氦的活性种的工序；及(c)将包含氦的活性种的改性气体供给到衬底的表面，对第一膜、及基底之中构成与第一膜的界面的界面层分别进行改性的工序。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法及衬底处理装置
本专利技术涉及半导体器件的制造方法及衬底处理装置。
技术介绍
作为半导体器件的制造工序的一工序，有时进行使用等离子体对在衬底上形成的膜进行改性的处理(例如参见专利文献1、2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-53308号公报专利文献2：日本特开2010-27928号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于，提供使用等离子体对在衬底上形成的膜进行改性时，能够在该膜的厚度方向的广范围内对膜的质量进行调整的技术。用于解决课题的手段根据本专利技术的一方式，提供下述技术，其具有：(a)将衬底搬入处理容器内的工序，所述衬底具有基底以及形成于所述基底上的含有硅的第一膜；(b)将含有氦的改性气体等离子体化，生成氦的活性种的工序；及(c)将包含氦的活性种的所述改性气体供给到所述衬底的表面，对所述第一膜、及所述基底之中构成与所述第一膜的界面的界面层分别进行改性的工序。专利技术效果根据本专利技术，在使用等离子体对在衬底上形成的膜进行改性时，能够在该膜的厚度方向的广范围内对膜的质量进行调整。附图说明[图1]为在本专利技术的一实施方式中优选使用的衬底处理装置100的概略构成图，为以纵截面图示出处理炉202部分的图。[图2]为例示本专利技术的一实施方式中的等离子体的产生原理的图。[图3]为在本专利技术的一实施方式中优选使用的衬底处理装置100的控制器221的概略构成图，为以框图来示出控制器221的控制系统的图。[图4](a)为例示改性处理前的晶片200的截面构成的图，(b)为例示改性处理后的晶片200的截面构成的图。[图5](a)为例示改性处理前的晶片200的截面构成的图，(b)为例示改性处理后的晶片200的截面构成的图。[图6](a)为例示改性处理前的晶片200的截面构成的图，(b)为例示改性处理后的晶片200的截面构成的图。[图7](a)为例示改性处理前的晶片200的截面构成的图，(b)为例示改性处理后的晶片200的截面构成的图。[图8](a)为示出在衬底上形成的膜的耐湿式蚀刻性的测定结果的图，(b)为示出在衬底上形成的膜的膜厚测定结果的图。附图标记说明200晶片(衬底)300改性前的第一膜300’改性后的第一膜200d改性前的界面层200d’改性后的界面层具体实施方式<本专利技术的一实施方式>以下，参照图1～图3，对本专利技术的一实施方式进行说明。(1)衬底处理装置如图1所示，衬底处理装置100具有容纳作为衬底的晶片200并进行等离子体处理的处理炉202。处理炉202具有用于构成处理室201的处理容器203。处理容器203具有圆顶形状的上侧容器210和碗形状的下侧容器211。通过将上侧容器210覆盖在下侧容器211上，形成处理室201。在下侧容器211的下部侧壁，设置有作为搬入搬出口(分隔阀)的闸阀244。通过打开闸阀244，能够经由搬入搬出口245将晶片200向处理室201内外搬入搬出。通过关闭闸阀244，能够保持处理室201内的气密性。如图2所示，处理室201具有等离子体生成空间201a、以及与等离子体生成空间201a连通且对晶片200进行处理的衬底处理空间201b。在等离子体生成空间201a的周围且处理容器203的外周侧设置有后述的共振线圈212。等离子体生成空间201a是指生成等离子体的空间且为处理室201内的、例如与共振线圈212的下端(图1中的单点划线)相比更靠上方侧的空间。另一方面，衬底处理空间201b是指通过等离子体对晶片200进行处理的空间且为与共振线圈212的下端相比更靠下方侧的空间。在处理室201内的底侧中央，配置有作为衬底载置部的衬托器(susceptor)217。在衬托器217的上表面设置有载置晶片200的衬底载置面217d。在衬托器217的内部埋入作为加热机构的加热器217b。通过经由加热器电力调整机构276对加热器217b供电，能够将在衬底载置面217d上载置的晶片200加热到例如25～1000℃的范围内的规定温度。衬托器217与下侧容器211电绝缘。在衬托器217的内部装备了阻抗(impedance)调整电极217c。阻抗调整电极217c经由作为阻抗调整部的阻抗可变机构275而接地。阻抗可变机构275构成为具备线圈、可变电容器等，通过控制线圈的电感、电阻、可变电容器的电容值等，能够使阻抗调整电极217c的阻抗在从约0Ω至处理室201的寄生阻抗值为止的规定范围内变化。由此，能够经由阻抗调整电极217c及衬托器217来控制等离子体处理中的晶片200的电位(偏置电压)。在衬托器217的下方设置有使衬托器217升降的衬托器升降机构268。在衬托器217中设置有3个贯通孔217a。在下侧容器211的底面，以与3个贯通孔217a的各自对应的方式设置有3个作为支承晶片200的支承体的支承销266。在使衬托器217下降时，3个支承销266的各前端突破对应的各贯通孔217a、分别向与衬托器217的衬底载置面217d相比分别向更靠上表面一侧突出。由此，能够从下方保持晶片200。在处理室201的上方、即上侧容器210的上部设置有气体供给头236。气体供给头236构成为具备帽状的盖体233、气体导入口234、缓冲室237、开口238、屏蔽板240以及气体吹出口239，向处理室201内供给气体。缓冲室237作为使通过气体导入口234导入的气体分散的分散空间发挥功能。供给含有氦(He)等稀有气体的改性气体的气体供给管232a的下游端、供给氧气(O2)等含有氧(O)的气体的气体供给管232b的下游端、以及供给氮气(N2)等含有氮(N)的气体的气体供给管232c以合流的方式连接到气体导入口234。在气体供给管232a上，从气流的上游侧起依次设置有改性气体供给源250a、作为流量控制装置的质量流量控制器(MFC)252a、作为开闭阀的阀253a。在气体供给管232b上，从气流的上游侧起依次设置有含O气体供给源250b、MFC252b、阀253b。在气体供给管232c上，从气流的上游侧起依次设置有含N气体供给源250c、MFC252c、阀253c。在气体供给管232a～232c合流后的下游侧设置有阀243a。通过使阀253a～253c、243a开闭，能够利用MFC252a～252c对流量进行调整，并且能够将改性气体、含O气体、含N气体分别向处理室201内供给。改性气体以下述方式发挥作用，即，在后述的衬底处理工序中，被进行等离子体化并向晶片200供给，对在晶片200上形成的膜、该膜的基底的至少一部分进行改性。此外，对于含O气体而言，存在下述情况，在后述的衬底处理工序中被添加到改性气体中而被等离子体化，作为氧化剂发挥作用。此外，含氮气体有时在后述的衬底处理工序中被添加到改性气体中而被等离子体化，作为氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半导体器件的制造方法，其包括下述工序：/n(a)将衬底搬入处理容器内的工序，所述衬底具有基底以及形成于所述基底上的含有硅的第一膜；/n(b)将含有氦的改性气体等离子体化，生成氦的活性种的工序；及/n(c)将包含氦的活性种的所述改性气体供给到所述衬底的表面，对所述第一膜、及所述基底之中构成与所述第一膜的界面的界面层分别进行改性的工序。/n

【技术特征摘要】
20180921 JP 2018-1778631.半导体器件的制造方法，其包括下述工序：
(a)将衬底搬入处理容器内的工序，所述衬底具有基底以及形成于所述基底上的含有硅的第一膜；
(b)将含有氦的改性气体等离子体化，生成氦的活性种的工序；及
(c)将包含氦的活性种的所述改性气体供给到所述衬底的表面，对所述第一膜、及所述基底之中构成与所述第一膜的界面的界面层分别进行改性的工序。


2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，改性前的所述第一膜的厚度为下述厚度，即，能够使所述活性种在该膜的厚度方向整体的范围内遍及该膜中、进一步地能够使所述活性种经由该膜到达所述界面层的厚度。


3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其中，改性前的所述第一膜的厚度为10nm以下。


4.如权利要求1或2所述的半导体器件的制造方法，其中，改性前的所述第一膜的膜密度为下述大小，即，能够使所述活性种在该膜的厚度方向整体的范围内遍及该膜中、进一步地能够使所述活性种经由该膜到达所述界面层的大小。


5.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其中，改性前的所述第一膜的膜密度为3.00g/cm3以下。


6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在(c)中，使改性后的所述第一膜和因改性而组成变化后的所述界面层的合计厚度与改性前的所述第一膜和因改性而组成变化前的所述界面层的合计厚度相比不会增加。


7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在(c)中，使因改性而组成变化后的所述界面层的厚度相对于因改性而组成变化前的所述界面层的厚度而言的增大量、不超过改性后的所述第一膜的厚度相对于改性前的所述第一膜的厚度而言的减少量。


8.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述第一膜为氧化硅膜，
作为所述改性气体，使用包含氦的气体且还包含氧化剂的气体。


9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中，在(c)中，将所述第一膜氧化、使所述第一膜的组成接近于化学计量组成的氧化硅膜的组成。


10.如权利要求8或9所述的半导体器件的制造方法，其中，改性前的所述界面层为硅层，在(c)中，将所述界面层改性为氧化硅层。


11.如权利要求1所述的半导体器件的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：山角宥贵，中山雅则，舟木克典，上田立志，坪田康寿，高见荣子，竹岛雄一郎，井川博登，
申请(专利权)人：株式会社国际电气，
类型：发明
国别省市：日本;JP