[发明专利]绝缘膜的成膜方法、基板处理装置和基板处理系统

说明书

[课题]提供一种技术，其在基板上形成包含氧化硅的绝缘膜作为涂布膜时，可以得到良好的膜质。[解决方案]将包含聚硅氮烷的涂布液涂布于晶圆W，在使涂布液的溶剂挥发后且进行固化工序前，在氮气气氛中对前述涂布膜照射紫外线。因此，使在聚硅氮烷中预先要水解的部位的硅生成悬挂键。因此，由于水解所需的能量下降，因此，即使使固化工序的温度为350℃时，不水解而残留的部位变少。其结果，由于有效地引起脱水缩合，因此，交联率改善而可以成膜为致密的(优质膜质的)绝缘膜。而且，通过对前述涂布膜照射紫外线后在涂布膜的表面形成保护膜，从而可以抑制固化工序前的悬挂键的反应，涂布膜的膜质变良好。

技术领域

本发明涉及一种技术，其在基板上成膜为绝缘膜，所述绝缘膜为包含氧化硅的涂布膜且通过交联反应而固化。

背景技术

半导体装置的制造工序中，有成膜为硅氧化膜等绝缘膜的工序，绝缘膜通过例如等离子体CVD、基于涂布液的涂布等方法而成膜。通过等离子体CVD成膜的绝缘膜有可以得到致密且优质的膜的优点，但其埋入性差。因此，不适于例如将绝缘物埋入到被称为STI(Shallow Trench Isolation，浅沟槽隔离)的微细槽中的情况。因此，需要重复进行等离子体CVD与回蚀，而慢慢逐渐地以不产生间隙的方式埋入等，使得成膜工艺变复杂，或者为了进行真空处理而需要大型的装置。

而且，例如通过旋涂等对半导体晶圆(以下称为“晶圆”)涂布涂布液并使涂布膜固化而成膜为绝缘膜的手法，其埋入性良好，也容易将绝缘膜填充至STI等微细的图案。进一步有可以在常压气氛下进行处理的优点，但存在膜的强度变得较低的课题。因此，例如在600℃～800℃下对涂布膜进行热处理(固化)来提高膜的强度。

然而，随着图案的微细化，要求尽量将对所制造的半导体装置的热历程抑制为较低，例如成膜为层间绝缘膜的情况下，从铜(Cu)布线的迁移、Cu的扩散等观点出发，不能成为高于400℃的高温。因此，通过涂布液的涂布而成膜为绝缘膜的手法，由于固化温度高，因此，无法适于层间绝缘膜。

专利文献1中记载了一种技术，其在涂布膜的涂布后，在低温下将涂布膜加热，之后，在水蒸气气氛中、以高温进行处理，从而成膜为绝缘膜，但该技术无法解决本发明的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-174717号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是在这样的情况下作出的，其目的在于，提供一种技术，其在基板上形成包含氧化硅的绝缘膜作为涂布膜时，可以得到良好的膜质。

用于解决问题的方案

本发明的绝缘膜的成膜方法的特征在于，包括如下工序：

形成涂布膜的工序，在基板上涂布涂布液而形成涂布膜，所述涂布液是在溶剂中溶解有用于形成包含氧化硅的绝缘膜的前体而成的；

溶剂挥发工序，使前述涂布膜中的溶剂挥发；

能量供给工序，在溶剂挥发工序之后，为了在构成前述前体的分子团中生成悬挂键，在氧浓度低于大气的低氧气氛中向前述涂布膜供给能量；

形成保护膜的工序，在前述涂布膜的表面形成保护膜，所述保护膜用于抑制涂布膜中的悬挂键因大气气氛所产生的氧化；和，

固化工序，在形成保护膜的工序之后，将前述基板加热，使前述前体交联而形成绝缘膜。

本发明的基板处理装置的特征在于，具备：涂布模块，其用于在基板上涂布涂布液而形成涂布膜，所述涂布液是在溶剂中溶解有用于形成包含氧化硅的绝缘膜的前体而成的；