[發明專利]半導體裝置的制造方法及襯底處理裝置

有效

• 申請號: 201010117810.7
• 申請日: 2010-02-12
• 公開（公告）號: CN101807524A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 水野謙和
• 申請（專利權）人: 株式會社日立國際電氣
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/318;H01L21/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置的制造方法及襯底處理裝置，特別 涉及一種用于在低溫下對襯底進行處理的有效的技術。

背景技術

在襯底上形成所希望的膜時，可以使用如下方法：將含有構成 所形成的膜的多種元素的多種原料同時供給至載置于處理室內的襯 底上的CVD(Chemical?Vapor?Deposition)法、或交替供給的ALD (Atmic?Layer?Deposition)法等(例如參見專利文獻1)。但是，該 成膜方法中，為了得到實用的成長速度，需要在700℃左右的高溫環 境下成膜，而在高溫下進行處理時存在雜質再擴散的可能性，因此， 近年來人們要求處理溫度的低溫化。

專利文獻1：日本特開2006-66587號公報

發明內容

作為實現處理低溫化的方法，一般認為可以使用催化劑。由于 催化劑作用使在襯底上原料氣體的活化能降低，所以可以進一步降 低處理溫度。作為使用催化劑形成膜的例子，可以舉出美國專利第 6,090,442號公報、日本特開2004-40110號公報、日本特開2008- 141191號公報。但是，在上述專利文獻中雖然記載了選擇吡啶 (C₅H₅N)作為催化劑的例子，但由于吡啶引起大氣污染等環境污染， 所以使用時要依據法律規定。

因此，本發明的主要目的在于解決上述問題，提供在低溫下在 襯底上形成薄膜的半導體裝置的制造方法、具有該膜的半導體裝置 及襯底處理裝置。

為了解決上述課題根據本發明的方案之一，提供一種半導體裝 置的制造方法，所述方法通過進行如下工序在襯底表面形成氧化膜 或氮化膜，所述工序為：將襯底暴露于原料氣體中的原料氣體暴露 工序；將襯底暴露于改性氣體中的改性氣體暴露工序，所述改性氣 體為具有電負性不同的原子的氧化氣體或氮化氣體中的任一種；和 將襯底暴露于催化劑中的催化劑暴露工序；其中，在催化劑暴露工 序中使用酸解離常數pK_a為5～7的催化劑(但是吡啶除外)。

根據本發明的其他方案，提供一種半導體裝置的制造方法，所 述方法包括如下工序：

將載置于處理室內的襯底暴露于原料氣體中的原料氣體暴露工 序；

將載置于處理室內的襯底暴露于改性氣體中的改性氣體暴露工 序，所述改性氣體為氧化氣體或氮化氣體中的任一種，具有電負性 不同的原子；和

將載置于處理室內的襯底暴露于催化劑中的催化劑暴露工序；

通過邊加熱襯底邊進行上述各工序在襯底表面形成氧化膜或氮 化膜；

所述制造方法包括副產物排出工序，所述副產物排出工序是將 催化劑暴露工序中的處理室內的壓力設定為低于副產物從襯底表面 升華的蒸氣壓，將升華的副產物排出到處理室外的工序，所述副產 物是在暴露于該催化劑中的襯底的表面溫度下由原料氣體與催化劑 反應而生成的。

根據本發明的其他方案，提供一種襯底處理裝置，所述襯底處 理裝置具有：容納襯底的處理室；將原料氣體供給至處理室內的第1 氣體供給系統；將具有電負性不同的原子的氧化氣體或氮化氣體中 的至少一方供給至處理室內的第2氣體供給系統；將酸解離常數pKa 約為5～7的催化劑(但是吡啶除外)供給至處理室內的第3氣體供 給系統；和控制第1氣體供給系統、第2氣體供給系統、第3氣體 供給系統的控制部；控制部控制第1氣體供給系統、第2氣體供給 系統、第3氣體供給系統，將襯底表面暴露于含有原料氣體及催化 劑的混合物中，之后將該表面暴露于含有氧化氣體或氮化氣體中的 至少一方及催化劑的混合物中，由此在襯底表面形成氧化膜或氮化 膜。

根據本發明的其他方案，提供一種半導體裝置，所述半導體裝 置具有通過進行如下工序在襯底表面形成的氧化膜或氮化膜，所述 工序為：將襯底暴露于原料氣體中的原料氣體暴露工序；將襯底暴 露于改性氣體中的改性氣體暴露工序，所述改性氣體為具有電負性 不同的原子的氧化氣體或氮化氣體中的任一種；和將襯底暴露于酸 解離常數pK_a為5～7的催化劑(但是吡啶除外)中的催化劑暴露工 序。