衬底处理方法、半导体器件的制造方法、衬底处理装置、和记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及衬底处理方法、半导体器件的制造方法、衬底处理装置、和计算机可读取的记录介质。提供即使在低温条件下，也能将衬底的表面改性为具有优异特性的所期望厚度的氧化层的技术。提供下述技术，其具有：(a)将下述反应种向衬底供给、将衬底的表面改性为第1氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为第1比率的第1处理气体进行等离子体激发而生成的；和(b)将下述反应种向衬底供给而将第1氧化层改性为第2氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为小于上述第1比率的第2比率的第2处理气体进行等离子体激发而生成的。等离子体激发而生成的。等离子体激发而生成的。

【技术实现步骤摘要】
衬底处理方法、半导体器件的制造方法、衬底处理装置、和记录介质


[0001]本公开文本涉及衬底处理方法、半导体器件的制造方法、衬底处理装置、及记录介质。

技术介绍

[0002]作为半导体器件的制造工序的一个工序，有时进行下述处理：使用利用等离子体而受到激发的气体来将衬底上形成的膜的表面改性为氧化层(例如专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：国际公开2016/125606号

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]本公开文本的目的在于提供即使在低温条件下，也能够将衬底的表面改性为具有优异特性的所期望厚度的氧化层的技术。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]根据本公开文本的一个方式，提供下述技术，其具有：
[0010](a)将下述反应种向衬底供给而将上述衬底的表面改性(氧化)为第1氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为第1比率的第1处理气体进行等离子体激发而生成的；和
[0011](b)将下述反应种向上述衬底供给而将上述第1氧化层改性为第2氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为小于上述第1比率的第2比率的第2处理气体进行等离子体激发而生成的。
[0012]专利技术的效果
[0013]根据本公开文本，即使在低温条件下，也能够将衬底的表面改性为具有优异特性的所期望厚度的氧化层。
附图说明
[0014][图1]为本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置100的概略构成图，且是以纵向剖视图示出处理炉202部分的图。
[0015][图2]为对本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置100中的等离子体生成原理进行说明的说明图。
[0016][图3]为本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置100所具备的控制器221的概略构成图，且是以框图示出控制器221的控制系统的图。
[0017][图4]为示出各处理温度下的、处理气体中包含的氢的比率与通过改性处理而形
成的氧化层的厚度的关系的图。
[0018][图5]为示出处理气体中包含的氢的各比率下的、处理温度与通过改性处理而形成的氧化层的厚度的关系的图。
[0019][图6]为本公开文本的一个方式中优选使用的衬底处理装置100
’
的概略构成图，且是以纵向剖视图示出处理炉202部分的图。
[0020]附图标记说明
[0021]200
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晶片(衬底)
[0022]201
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处理室
[0023]212
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共振线圈
[0024]250a 含氢气体供给源
[0025]250b 含氧气体供给源
具体实施方式
[0026]＜本公开文本的一个方式＞
[0027]以下，主要参照图1～图5对本公开文本的一个方式进行说明。需要说明的是，以下的说明中使用的附图均为示意性的，附图所示的各要素的尺寸关系、各要素的比率等并不必然与实际一致。另外，在多个附图彼此之间，各要素的尺寸关系、各要素的比率等也不必然一致。
[0028](1)衬底处理装置的构成
[0029]如图1所示，衬底处理装置100具备收容作为衬底的晶片200进行等离子体处理的处理炉202。处理炉202具备构成处理室201的处理容器203。处理容器203具备：作为第1容器的圆顶型的上侧容器210；和作为第2容器的碗型的下侧容器211。通过将上侧容器210覆盖在下侧容器211上，从而形成处理室201。上侧容器210由例如氧化铝(Al2O3)或石英(SiO2)等非金属材料构成，下侧容器211由例如铝(Al)构成。
[0030]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。通过将闸阀244打开，从而能够经由搬入搬出口245向处理室201内搬入晶片200、向处理室201外搬出晶片200。通过将闸阀244关闭，能够保持处理室201内的气密性。
[0031]如图2所示，处理室201具有：等离子体生成空间201a；和与等离子体生成空间201a连通、供晶片200处理的衬底处理空间201b。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)相比更靠上方的空间。另一方面，衬底处理空间201b为衬底被等离子体处理的空间，且是指较之共振线圈212的下端更靠下方的空间。
[0032]在处理室201的底侧中央，配置有作为载置晶片200的衬底载置部的衬托器217。衬托器217由例如氮化铝(AlN)、陶瓷、石英等非金属材料构成。
[0033]在衬托器217的内部，一体地埋入有作为加热机构的加热器217b。通过经由加热器电力调节机构276对加热器217b供电，能够将晶片200表面加热到例如25～1000℃的范围内的规定程度。
[0034]衬托器217与下侧容器211电绝缘。在衬托器217内部装备了阻抗(impedance)调节电极217c。阻抗调节电极217c经由作为阻抗调节部的阻抗可变机构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，能够使阻抗调节电极217c的阻抗在从约0Ω至处理室201的寄生阻抗值的规定范围内变化。由此，能够介由阻抗调节电极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)。
[0035]在衬托器217的下方设置有使衬托器升降的衬托器升降机构268。在衬托器217中设置有贯通孔217a。在下侧容器211的底面，设置有作为支承晶片200的支承体的支承销266。贯通孔217a与支承销266在彼此相对的位置至少各设置3处。在利用衬托器升降机构268使衬托器217下降时，支承销266在与衬托器217不接触的状态下，穿过贯通孔217a。由此，能够从下方保持晶片200。
[0036]在处理室201的上方、即上侧容器210的上部处设置有气体供给头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及气体吹出口239，能够向处理室201内供给气体。缓冲室237作为使由气体导入口234导入的反应气体分散的分散空间发挥功能。
[0037]供给含有氢(H)的含氢气体的气体供给管232a的下游端、供给含有氧(O)的含氧气体的气体供给管232b的下游端、和供给非活性气体的气体供给管232c以合流的方式连接于气体导入口234。在气体供给管232a上，从上游侧起依次设置有含氢气体供给源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，从上游侧起依次设置有含氧气体供给源250b、作为流量控制装置的MFC 252b、作为开闭阀的阀253b。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.衬底处理方法，其具有下述工序：(a)将下述反应种向衬底供给而将所述衬底的表面改性为第1氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为第1比率的第1处理气体进行等离子体激发而生成的；和(b)将下述反应种向所述衬底供给而将所述第1氧化层改性为第2氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为比所述第1比率小的第2比率的第2处理气体进行等离子体激发而生成的。2.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，(a)及(b)中的所述衬底的温度为相同的规定温度。3.如权利要求2所述的衬底处理方法，其中，所述规定温度选择为在(a)中使所述第1处理气体中含有的氧及氢中的氢的比率越增大则所述衬底的表面的氧化速度越变大的温度。4.如权利要求2所述的衬底处理方法，其中，所述规定温度为300℃以下。5.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第1比率选择为在(a)中使所述衬底的温度越减少则所述衬底的表面的氧化速度越变大的氢的比率。6.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第1比率为60％以上95％以下。7.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第2比率为20％以下。8.如权利要求7所述的衬底处理方法，其中，所述第2比率为5％以上。9.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第2处理气体为不含有氢的气体。10.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，在(a)中改性为所述第1氧化层的所述衬底的表面由含有硅的基底构成。11.如权利要求10所述的衬底处理方法，其中，所述含有硅的基底由硅单质构成。12.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第1氧化层的厚度为4nm以上。13.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第2氧化层中包含的氢的浓度低于所述第1氧化层中包含的氢的浓度。14.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，在(a)中，对供给至收容有所述衬底的处理室内的所述第1处理气体进行等离子体激发，在(b)中，对供给至所述处理室内的所述第2处理气体进行等离子体激发。15.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第1处理气体为氧气体与氢气体的混合气体。16.衬底处理方法，其具有：(a)将下述反应种向衬底供给而将所述衬底的表面改性为第1氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为第1比率的第1处理气体进行等离子体激发而生成的；和(b)将下述反应种向所述衬底供给而将所述第1氧化层改性为第2氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧且不含有氢的第2处理气体进行等离子体激发而生成的。17.半导体器件的制造方法，其具有：(a)将下述反应种向衬底供给而将所述衬底的表面改性为第1氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为第1比率的第1处理气体进行等离子体激发而生
成的；和(b)将下述反应种向所述衬底供给而将所述第1氧化层改性为第2氧化层的工序，该反应种是通过对含有氧及氢且氢相对氧的比率为小于所述第1比率的第2比率的第2处理气体进行等离子体激发而生成的。18.衬底处理装置，其具有：处理室，其供衬底被收容；含氧气体供给系统，其向所述处理室内供给含氧气体；含氢气体供给...

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