JP4043022B2 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ等の基板上に多孔性の絶縁膜及び非多孔性の絶縁膜を形成する成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
絶縁膜は、基板上に絶縁膜材料が塗布され、これが乾燥された後、加熱されることにより形成される。このような絶縁膜材料の塗布処理、乾燥処理及び加熱処理といった一連の処理工程を一体化するシステムがある。
【0003】
最近、絶縁膜の絶縁性の向上が求められており、これを達成するために、絶縁膜を多孔性にすることが行われている。この場合、塗布材料として、メチルシルセスキオキサン(以下、「MSQ」という。)といった絶縁膜材料に、空孔材(porogen)を含有した材料等が用いられる。また、塗布後の加熱処理においては、従来の非多孔性の絶縁膜形成時の加熱処理とは異なる温度など従来とは異なる処理条件下で行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年多用されているデュアルダマシン工程において、エッチングの精度を高めるため、あるいはハードマスク等を形成するために、二種以上の異なる絶縁膜を用いて絶縁膜を積層している。従って、通常、1枚の半導体ウェハにおいては、非多孔性の絶縁膜と多孔性の絶縁膜とが混在した状態となっている。従来、多孔性の絶縁膜の成膜条件と非多孔性の絶縁膜の成膜条件とは異なるため、多孔性の絶縁膜を成膜するために、非多孔性の膜絶縁膜を成膜するシステムとは別個にシステムが設けられていた。このため、設備が大掛かりとなり、異なるシステム間でのウェハ運搬などが必要となり、処理効率が悪く、処理に時間がかかっていた。
【0005】
また、一般的に多孔性の絶縁膜が形成された後、この多孔性の絶縁膜上に非多孔性等の他の絶縁膜を形成して積層する場合、当該他の絶縁膜をCVDにより成膜している。CVDでは、基板の回転による成膜、いわゆるスピンコートによる成膜に比べ非常に薄い膜を形成する。従って、下層となる多孔性の絶縁膜の表面は一般に凹凸が激しいことから上層のCVDで積層された絶縁膜も凹凸が激しくなり、平坦な膜が形成できないという問題がある。
【0006】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、設備の省スペース化を実現し、効率よく多孔性の絶縁膜と非多孔性の絶縁膜とが混在した積層膜を成膜できる成膜装置及び成膜方法を提供することを目的としている。
【0007】
また、本発明は、多孔性の絶縁膜に対して平坦な上層の絶縁膜を形成できる成膜装置及び成膜方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の成膜装置は、基板上に発泡する材料を塗布する第1の塗布装置と、前記基板上に絶縁材料を塗布する第2の塗布装置と、前記発泡する材料が塗布された前記基板を加熱し、発泡膜を形成する第1の加熱装置と、前記基板に塗布された前記発泡する材料及び前記基板に塗布された前記絶縁材料のうちいずれか一方を加熱する第2の加熱装置と、前記基板を、前記第1の塗布装置内、前記第2の塗布装置内、前記第1の加熱装置内、または前記第2の加熱装置内に搬送する搬送手段と、前記基板が、第1の塗布装置、第2の加熱装置、第1の加熱装置、第2の塗布装置、第2の加熱装置、第1の塗布装置、第2の加熱装置、第1の加熱装置の順に搬送されるように、前記基板の搬送を選択する選択手段とを具備することを特徴とする。
【0009】
本発明のこのような構成によれば、基板上に成膜する膜に応じて、ウェハWをどの処理装置内に搬入するかを選択する選択手段を設けることにより、多孔性の絶縁膜及び非多孔性の絶縁膜それぞれの成膜処理を同じシステム内で行うことができる。従って、従来のように異なるシステム間で基板を搬送する必要がなく、効率よく成膜処理を行うことができ、装置設置の省スペース化が可能となる。また、これにより処理時間を短縮することができる。
【0010】
本発明の別の観点に係る成膜装置は、基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する第1の塗布装置と、前記多孔性の絶縁材料が塗布された基板を加熱することで第1の絶縁膜を形成する第1の加熱装置と、基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する第2の塗布装置と、非多孔性の絶縁材料が塗布された基板を加熱することで第2の絶縁膜を形成する第2の加熱装置と、前記第1の絶縁膜表面の改質を行う改質装置と、前記第1の塗布装置、前記第2の塗布装置、前記第1の加熱装置前記第2の加熱装置及び前記改質装置の間で基板を搬送する搬送機構とを具備することを特徴とする。
【0011】
本発明では、第1の塗布装置で多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布し、また、第2の塗布装置で非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布している。これにより、多孔性の絶縁膜表面の凹凸が激しく、すなわち表面粗さが粗い場合であっても、例えば上層となる非多孔性の絶縁膜も平坦に形成することができる。また、第1の加熱装置及び第2の加熱装置における加熱処理を含めたすべての処理を、搬送機構を備えた同一の装置内で行っているので、従来のように異なるシステム間で基板を搬送する必要がなく、効率よく成膜処理を行うことができ、装置設置の省スペース化が可能となる。またこれにより処理時間を短縮することができる。
【0012】
本発明の成膜方法は、(a)基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、(b)多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第1の加熱を行うことで第1の絶縁膜を形成する工程と、(c)前記第1の絶縁膜表面を改質する工程と、(d)第1の絶縁膜が形成された基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、(e)非多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第2の加熱を行うことで第2の絶縁膜を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0013】
本発明では、多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布し、また、第2の塗布装置で非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布している。これにより、多孔性の絶縁膜表面の凹凸が激しく、すなわち表面粗さが粗い場合であっても、例えば上層となる非多孔性の絶縁膜も平坦とすることができる。
【0015】
また、前記工程(c)で、前記第1の絶縁膜表面を改質する工程をさらに具備する。ここで、改質処理とは、例えば第1の絶縁膜に対する紫外線の照射があげられる。このような改質処理により膜表面の吸水性が向上し、膜が親水性となる。その結果、非多孔性の絶縁材料の、多孔性膜表面に対する接触角が小さくなり、非多孔性材料の塗布が容易に行える。すなわち、非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより基板上で拡散させる場合に、容易に拡散でき平坦化させることができる。また、このように材料を容易に拡散できることにより材料の使用量を削減できる。
【0016】
本発明の一の形態は、前記工程(c)の後、前記第1の絶縁膜上に溶剤をスピンコートにより塗布する工程をさらに具備する。これにより、さらに多孔性膜表面の吸水性を向上させることができ、非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより基板上で拡散させる場合に、容易に拡散でき平坦化させることができるとともに材料の使用量を削減できる。
本発明の別の観点に係る成膜方法は、(a)基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、(b)多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第1の加熱を行うことで有機膜である第1の絶縁膜を形成する工程と、(c)第1の絶縁膜が形成された基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、(d)非多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第2の加熱を行うことで無機膜である第2の絶縁膜を形成する工程とを具備することを特徴とする。
本発明の一の形態は、前記工程(d)の後、さらに工程(a)、工程(b)を順に行う。このように、第3層目として多孔性の絶縁膜をもスピンコートにより形成することにより、例えば同一装置内で効率よく成膜することができる。
本発明の別の観点に係る成膜装置は、基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する第1の塗布装置と、前記多孔性の絶縁材料が塗布された基板を加熱することで第1の絶縁膜を形成する第1の加熱装置と、基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する第2の塗布装置と、非多孔性の絶縁材料が塗布された基板を加熱することで第2の絶縁膜を形成する第2の加熱装置と、前記第1の絶縁膜表面の改質を行う改質装置と、前記第1の塗布装置、前記第2の塗布装置、前記第1の加熱装置、前記第2の加熱装置及び前記改質装置の間で基板を搬送する搬送機構とを具備することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0018】
本実施形態は、図5(d)に示す3層構造の絶縁膜からなる積層膜を有する半導体素子の製造方法を例にあげて説明する。
【0019】
図5(d)に示すように、半導体素子200は、半導体ウェハW(以下ウェハW)上に下層配線201が配置され、この下層配線201上には、発泡膜としての多孔性の絶縁膜202、非発泡膜としての非多孔性の絶縁膜203、発泡膜としての多孔性の絶縁膜204との積層膜からなる層間絶縁膜が形成されている。層間絶縁膜には例えばスルーホール(図示せず)が形成され、このスルーホールを介して層間絶縁膜上に形成される導電材料からなる配線(図示せず)と下層配線201とが接続される。
【0020】
多孔性の絶縁膜202及び204としては、例えばポーラスMSQ系材料を用いることができ、非多孔性の絶縁膜203としては、例えばPAE等有機材料を用いることができる。
【0021】
このように層間絶縁膜として、多孔性の絶縁膜を用いることにより層間絶縁膜の高絶縁特性を実現することができ、例えば上述した構造においては、下層配線201と層間絶縁膜上に形成された配線との間で生じる容量を減らすことができる。
【0022】
図1〜図4は、上述の半導体素子の絶縁膜を形成する際に用いられる成膜装置の外観を示す図であり、図1は平面から、図2、図3は側面から見た様子を各々示している。
【0023】
この成膜装置1は、例えば25枚のウェハWをカセット単位で外部から成膜装置1に対して搬入出したり、カセットCに対してウェハWを搬入出するためのカセットステーション2と、成膜処理工程の中でウェハWに対して所定の処理を施す枚葉式の各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション3と、この処理ステーション3に隣接して設けられる露光装置4との間でウェハWの受け渡しをするためのインターフェイス部5とを一体に接続した構成を有している。
【0024】
カセットステーション2では、カセット載置台10上の位置決め突起10aの位置に、複数個のカセットCがウェハWの出入口を処理ステーション3側に向けてX方向(図1中の上下方向)に沿って一列に載置自在である。そして、このカセットCの配列方向(X方向)及びカセットCに収容されたウェハWの配列方向(Z方向;垂直方向)に移動可能なウェハ搬送体11が搬送路12に沿って移動自在であり、各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【0025】
このウェハ搬送体11はθ方向にも回転自在に構成されており、後述する第1処理装置群70の多段装置部に属するウェハ搬送体11と後述する第1搬送装置50との間でウェハを受け渡すためのエクステンション装置(EXT)74や、第4処理装置群90に属するウェハ搬送体11と後述する第2搬送装置60との間でウェハを受け渡すためのエクステンション装置(EXT)93に対してアクセスできるように構成されている。
【0026】
また、カセット載置台10上には、選択手段としての制御装置120が配置されている。この制御装置120は、成膜装置1に投入されるウェハW上に形成する膜に応じて、後述する第1搬送装置50がどの処理装置に基板を搬送するかを選択する選択手段として機能する。例えば、制御装置120には、予め、ウェハW上に形成する膜に応じて、第1搬送装置50がどの順番にどの処理装置内へウェハWを搬送するかの情報が入力されている。
【0027】
処理ステーション3では、正面側に材料塗布装置、レジスト塗布装置、エクスチェンジ塗布装置からなる第1塗布装置群20が、背面側に現像処理装置からなる第2塗布装置群30がそれぞれ配置されている。
【0028】
第1塗布装置群20は、図2及び図3に示すように、レジスト塗布装置22及び24が積み重ねられ、更に第1塗布装置としての発泡絶縁膜材料塗布装置23と、第2塗布装置としての非発泡絶縁膜材料塗布装置21とが、それぞれ積み重ねられて構成されている。レジスト塗布装置24では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに載せて、スピンコートによりレジスト液を塗布して、該ウェハWに対してレジスト塗布処理を施す。発泡絶縁膜材料塗布装置23では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに載せて、スピンコートにより発泡する材料としての発泡絶縁膜材料、ここではポーラスMSQ系材料を塗布して、該ウェハWに対して発泡絶縁膜材料塗布処理を施す。非発泡絶縁膜材料塗布装置21では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに載せて、スピンコートにより絶縁材料としての非発泡絶縁膜材料、ここではPAE等有機材料を塗布して、該ウェハWに対して非発泡絶縁膜材料塗布処理を施す。
【0029】
第2塗布装置群30は、図2及び図3に示すように、現像処理装置33、31、現像処理装置34、32がそれぞれ積み重ねられて構成されている。現像処理装置31〜34では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに載せて、現像液を供給して、該ウェハWに対して現像処理を施す。
【0030】
処理ステーション3の中心部には、ウェハWを載置自在な受け渡し台40が備えられている。
【0031】
この受け渡し台40を挟んで上記第1塗布装置群20と第2塗布装置群30とは相対向しており、第1塗布装置群20と受け渡し台40との間には搬送手段としての第1搬送装置50が、第2塗布装置群30と受け渡し台40との間には第2搬送装置60がそれぞれ装備されている。
【0032】
第1搬送装置50と第2搬送装置60とは基本的に同一の構成を有しており、第1搬送装置50の構成を図4に基づいて説明すると、第1搬送装置50は、上端及び下瑞で相互に接続され対向する一体の壁部51、52からなる筒状支持体53の内側に、上下方向(Z方向)に昇降自在なウェハ搬送手段54を備えている。筒状支持体53はモータ55の回転軸に接続されており、このモータ55の回転駆動力で、前記回転軸を中心としてウェハ搬送手段54と共に一体に回転する。従って、ウェハ搬送手段54はθ方向に回転自在となっている。
【0033】
ウェハ搬送手段54の搬送基台56上には、ウェハWを保持する保持部材としての複数、例えば2本のピンセット57、58が上下に備えられている。各ピンセット57、58は基本的に同一の構成を有しており、筒状支持体53の両壁部51、52間の側面開口部を通過自在な形態及び大きさを有している。また、各ピンセット57、58は搬送基台56に内蔵されたモータ(図示せず)により前後方向の移動が自在となっている。なお、第2搬送装置60には、ピンセット57、58と同ーの機能及び構成を有するピンセット67、68が備えられている。
【0034】
第1搬送装置50の両側には、第1塗布装置群20近傍に各種装置が多段に積み重ねられてなる第1処理装置群70及び冷却系処理装置からなる第2処理装置群80がそれぞれ配置されている。第2搬送装置60の両側には、第2塗布装置群30の近傍に各種加熱系処理装置からなる第4処理装置群90及び第3処理装置群100がそれぞれ配置されている。
【0035】
第1処理装置群70及び第4処理装置群90はカセットステーション2側に配置されており、第2処理装置群80及び第3処理装置群100はインターフェイス部5側に配置されている。
【0036】
ここで処理ステーション3をカセットステーション2側から見た図2に基づいて、第1処理装置群70及び第4処理装置群90の構成を説明する。
【0037】
第1処理装置群70は、第1加熱装置としての低酸素加熱温調処理装置(MHC)72と、第2加熱装置としての低酸素高温加熱処理装置(DLB)75と、ウェハWの位置合わせを行うアライメント装置(ALIM)73と、ウェハWを待機させるエクステンション装置(EXT)74と、低温加熱処理装置(LHP)77と、低酸素キュア・冷却処理(DLB)78とが下から順に積み重ねられている。
【0038】
第4処理装置群90は、アライメント装置(ALIM)92と、エクステンション装置(EXT)93と、レジスト塗布後のウェハWを加熱処理するプリベーキング装置(PREBAKE)94、95と、現像処理後のウェハWを加熱処理するポストベーキング装置(POBAKE)96、97、98とが下から順に、積み重ねられている。
【0039】
次に、処理ステーション3をインターフェイス部5側から見た図3に基づいて第2処理装置群80及び第3処理装置群100の構成を説明する。
【0040】
第2処理装置群80は、クーリング装置(COL)81、82と、アライメント装置(ALIM)83と、エクステンション装置(EXT)84と、クーリング装置(COL)85、86、87、88とが下から順に積み重ねられている。
【0041】
第3処理装置群100は、プリベーキング装置(PREBAKE)101、102と、露光処理後のウェハWを加熱処理するポストエクスポージャベーキング装置(PEB)103、104と、ポストベーキング装置(POBAKE)105、106、107とが下から順に積み重ねられている。
【0042】
インターフェイス部5には、第2処理装置群80に属するエクステンション装置(EXT)84と、第3処理装置群100に属する各ポストエクスポージャベーキング装置(PEB)103、104とにアクセス可能なウェハ搬送体110が装備されている。
【0043】
ウェハ搬送体110はレール111に沿ったX方向への移動と、Z方向(図1の垂直方向)への昇降とが自在であり、θ方向にも回転自在となっている。そして、露光装置4や周辺露光装置112に対してウェハWを搬送することができるように構成されている。
【0044】
上述した第1塗布装置としての発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23及び第2塗布装置としての非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)21は、ともにスピンコートにより塗布を行うものであり、同様の構造を有している。
【0045】
図8及び図9は、これら塗布装置(SCT)の断面図及び平面図である。塗布装置(SCT)の中央部には廃液管153を有する環状のカップCΡが配設され、カップCΡの内側には、基板を水平に保持する保持台としてのスピンチャック152が配置されている。スピンチャック152は真空吸着によって半導体ウェハWを固定保持した状態で駆動モータ154によって回転駆動される。駆動モータ154は、ユニット底板151に設けられた開口151aに昇降移動可能に配置され、例えばアルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材158を介して例えばエアシリンダからなる昇降駆動手段160および昇降ガイド手段162と結合されている。
【0046】
半導体ウェハWの表面に非発泡絶縁膜材料または発泡絶縁膜材料を吐出するノズル177には図示しない絶縁膜材料の供給源から延びた供給管183が接続されている。このノズル177はノズルスキャンアーム176の先端部にノズル保持体172を介して着脱可能に取り付けられている。このノズルスキャンアーム176は、ユニット底板151の上に一方向(Y方向)に敷設されたガイドレール174上で水平移動可能な垂直支持部材175の上端部に取り付けられており、図示しないY方向駆動機構によって垂直支持部材175と一体にY方向に移動するようになっている。
【0047】
次に、上述した第1加熱装置としての低酸素加熱温調処理装置(MHC)72と、第2加熱装置としての低酸素高温加熱処理装置(DLB)75について説明する。
【0048】
図10は、第1加熱装置としての低酸素加熱温調処理装置(MHC)の正面からみた断面図、図12はその一部平面図である。低酸素加熱温調処理装置(MHC)は、ウェハW上に塗布された発泡絶縁膜材料を加熱処理する装置である。
【0049】
低酸素加熱温調処理装置(MHC)における処理室251内には、ウェハWを例えば200〜800℃の温度で加熱処理するためのプレート252と、第1搬送装置50とプレート252間のウェハWの搬送を行うアーム223とが配置されている。アーム223は、第1搬送装置50のピンセット57により保持されたウェハWを受け取り、プレート252上にウェハWを受け渡す。更に、アーム223は、冷却機構を有し、プレート252上で加熱処理されたウェハWをアーム223上に保持することにより冷却し、ウェハWを第1搬送装置50のピンセット57に受け渡す。また、プレート252は、ウェハWと同一の材料から構成されている。例えば、ウェハWがシリコンからなる場合にはプレート252もシリコンからなるようにされている。これにより、ウェハWを加熱処理する際にウェハWとプレート252との間の熱的な反射を抑え、後述する加熱処理の際にウェハWの温度を正確に推定できる。また、プレート252の容積は、ウェハWの容積とほぼ等しいものとなっている。これにより、温度制御のためにプレート252に印加する熱容量をより正確に算出できる。しかし、異なる容積に、例えばウェハWの容積の整数倍にしてもいいし、温度制御しやすい他の容積としても勿論構わない。また、本実施形態においては、プレート252は、後述する第2加熱装置としての低酸素高温加熱処理装置(DLB)に搭載されるプレートの厚みより薄く設計されている。これにより、低酸素高温加熱処理装置(DLB)と比較して、プレート自体がもつ熱容量を減少させることができ、プレート252の温度制御を短時間で行うことができ、ウェハW上に成膜する膜材料に応じてウェハWの加熱処理温度を容易に変化させることができる。すなわち、塗布された発泡絶縁膜材料を加熱して多孔性の絶縁膜を形成する場合、温度条件の変更の機会が多いため、このような構造とすることにより、効率良く処理を行うことができる。
【0050】
プレート252は、例えば外周方向に向けて3つの領域R1〜R3に区画化されており、区画化された各領域R1〜R3毎に温度管理が行われるようになっている。即ち、各領域R1〜R3毎にそれぞれプレート252内にヒータH1〜H3が例えば同心円状に埋め込まれ、更に各領域R1〜R3毎にそれぞれプレート252内に温度検出素子D1〜D3が埋め込まれている。また、プレート252の裏面側には、プレート252を冷却するための冷却配管253が配置されている。冷却配管253には、例えば15℃〜23℃程度に冷却された液体、例えば純水が図示を省略した冷凍機との間で循環するようになっている。このような冷却手段を持つことで、プレート252の降温を短時間で行うことができ、更に加熱の際にヒータH1〜H3との組み合わせでより精度がよく迅速に温度制御が実現できる。また、ヒータを複数、例えば3つとして領域的な管理を行うのに対して冷却手段としての冷却配管253では領域的な管理をあえて行わないようにすることで、正確な温度制御を実現しつつ構成を簡単化することができる。しかし、冷却に関しても領域的な管理を行うようにしても勿論構わない。なお、加熱手段としてはヒータばかりでなく赤外線等を用いてもよく、冷却手段としてはペルチェ素子等を用いても勿論構わない。
【0051】
また、処理室251の下部には、N254から処理室251内にNガスを導入するためのN導入口255が設けられている。N254とN導入口255との間に配設された配管256上には、N導入口255導入量を調節するためのバルブ257が設けられている。なお、配管256上にNガスを加熱や冷却するための手段を設けて、Nガスの温度を適応的に制御しても構わない。
【0052】
更に、処理室251の上部には、処理室251内を真空排気するための排気口258が設けられている。排気口258には、配管259を介して真空ポンプ260が接続されている。
【0053】
そして、制御部261は、温度検出素子D1〜D3による検出結果からウェハWの加熱処理温度を推定し、推定された温度に基づき、各領域R1〜R3が所望の温度なるようにヒータH1〜H3に供給される電力を領域R1〜R3毎に制御し、必要な場合には冷却配管253に供給される液体の温度や量も制御している。制御部261は、必要に応じてNガスの導入量や室内の真空度も制御している。
【0054】
また、このプレート252には同心円状に複数、例えば3個の孔262が上下に貫通しており、これらの孔262にはウェハWを支持する支持ピン263が昇降可能に介挿されている。これら支持ピン263はプレート252の裏面において連通部材264に接続されて一体化されており、連通部材264はその下方に配置された昇降シリンダ265によって昇降されるようになっている。そして、昇降シリンダ265の昇降作動によって支持ピン263はプレート252表面から突出したり、没したりするようになっている。
【0055】
また、処理室251の正面には、第1搬送装置50との間でウェハWの受け渡しを行うための開口部266が設けられており、この開口部266はシャッタ部材267により開閉自在とされている。シャッタ部材267が開口部266を閉じることで処理室251内の密閉状態とされ、効率よく真空引きができるようになっている。
【0056】
更に、処理室251を構成する壁部268、即ちプレート252を含む領域Rを囲繞するように(周囲を取り囲むように)設けられ壁部268には、該壁部268により囲繞された領域Rを温調するための温調機構269が設けられている。この温調機構269は、壁部268に埋め込まれたヒータ270と冷却配管271とにより構成され、制御部261の制御の元でヒータ270に供給される電力、及び冷却配管271に供給される冷却水の温度や量が制御されるようになっている。このような温調機構269を有することで処理室251内の温度管理をより精密に行うことができる。
【0057】
なお、壁部268の上下間を例えば3つの領域R4〜R6の領域に分割してそれぞれの領域を上記の温調機構269により別個に管理することにより、より精密な温度管理に加えて処理室251内の気流管理も行うことができる。例えば、上方の領域の方が下方の領域よりも温度を高めることによって意図的に上昇気流を発生させ、これによりウェハWから発生する昇華物等をウェハWに悪影響を与えることなく外部(例えば排気口258を介して)に確実に排出することができるようになる。本実施形態では、処理室251の外周の壁部を制御しているが、上下の壁部を制御しても勿論構わない。
【0058】
図11は第2加熱装置としての低酸素高温加熱処理装置(DLB)の正面からみた断面図、図12はその一部平面図である。低酸素高温加熱処理装置(DLB)は、上述の低酸素加熱温調処理装置(MHC)と比較して、主に、プレート252の冷却機構及びアーム223が除かれた構造となっている。低酸素高温加熱処理装置(DLB)は、ウェハW上に塗布された非発泡絶縁膜材料またはウェハW上に塗布された発泡絶縁膜材料を加熱処理するための装置である。
【0059】
低酸素高温加熱処理ユニット(DLB)における処理室351内には、ウェハWを例えば200〜800℃の温度で加熱処理するためのプレート352が配置されている。このプレート352は、ウェハWと同一の材料から構成されている。例えば、ウェハWがシリコンからなる場合にはプレート352もシリコンからなるようにされている。これにより、ウェハWを加熱処理する際にウェハWとプレート352との間の熱的な反射を抑え、後述する加熱処理の際にウェハWの温度を正確に推定できる。また、プレート352の容積は、ウェハWの容積とほぼ等しいものとなっている。これにより、温度制御のためにプレート352に印加する熱容量をより正確に算出できる。しかし、異なる容積に、例えばウェハWの容積の整数倍としてもいいし、温度制御しやすい他の容積としても勿論構わない。
【0060】
プレート352は、例えば外周方向に向けて3つの領域R1〜R3に区画化されており、区画化された各領域R1〜R3毎に温度管理が行われるようになっている。即ち、各領域R1〜R3毎にそれぞれプレート352内にヒータH1〜H3が例えば同心円状に埋め込まれ、更に各領域R1〜R3毎にそれぞれプレート352内に温度検出素子D1〜D3が埋め込まれている。なお、加熱手段としてはヒータばかりでなく赤外線等を用いてもよい。
【0061】
また、処理室351の下部には、N354から処理室351内にNガスを導入するためのN導入口355が設けられている。N354とN導入口355との間に配設された配管356上には、N導入口355導入量を調節するためのバルブ357が設けられている。なお、配管356上にNガスを加熱や冷却するための手段を設けて、Nガスの温度を適応的に制御しても構わない。
【0062】
更に、処理室351の上部には、処理室351内を真空排気するための排気口358が設けられている。排気口358には、配管359を介して真空ポンプ360が接続されている。
【0063】
そして、制御部361は、温度検出素子D1〜D3による検出結果からウェハWの加熱処理温度を推定し、推定された温度に基づき、各領域R1〜R3が所望の温度なるようにヒータH1〜H3に供給される電力を領域R1〜R3毎に制御している。制御部361は、必要に応じてNガスの導入量や室内の真空度も制御している。
【0064】
また、このプレート352には同心円状に複数、例えば3個の孔362が上下に貫通しており、これらの孔362にはウェハWを支持する支持ピン363が昇降可能に介挿されている。これら支持ピン363はプレート352の裏面において連通部材364に接続されて一体化されており、連通部材364はその下方に配置された昇降シリンダ365によって昇降されるようになっている。そして、昇降シリンダ365の昇降作動によって支持ピン363はプレート352表面から突出したり、没したりするようになっている。
【0065】
また、処理室351の正面には、第1搬送装置50との間でウェハWの受け渡しを行うための開口部366が設けられており、この開口部366はシャッタ部材367により開閉自在とされている。シャッタ部材367が開口部366を閉じることで処理室351内の密閉状態とされ、効率よく真空引きができるようになっている。
【0066】
更に、処理室351を構成する壁部368、即ちプレート352を含む領域Rを囲繞するように(周囲を取り囲むように)設けられ壁部368には、該壁部368により囲繞された領域Rを温調するための温調機構369が設けられている。この温調機構369は、壁部368に埋め込まれたヒータ370と冷却配管371とにより構成され、制御部361の制御の元でヒータ370に供給される電力、及び冷却配管371に供給される冷却水の温度や量が制御されるようになっている。このような温調機構369を有することで処理室351内の温度管理をより精密に行うことができる。なお、壁部368の上下間を例えば3つの領域R4〜R6の領域に分割してそれぞれの領域を上記の温調機構369により別個に管理することにより、より精密な温度管理に加えて処理室351内の気流管理も行うことができる。例えば、上方の領域の方が下方の領域よりも温度を高めることによって意図的に上昇気流を発生させ、これによりウェハWから発生する昇華物等をウェハWに悪影響を与えることなく外部(例えば排気口358を介して)に確実に排出することができるようになる。本実施形態では、処理室351の外周の壁部を制御しているが、上下の壁部を制御しても勿論構わない。
【0067】
次に上述した構成を有する成膜装置を用いた、半導体素子の積層膜からなる絶縁膜の製造方法について、図5及び図6を用いて説明する。図5は半導体素子の製造プロセスを説明する図であり、図6は、上述の成膜装置における処理フローを含む積層膜からなる絶縁膜製造における処理フローを示している。
【0068】
まず、図5(a)に示すように、下層配線201が形成されたウェハWを用意し、このウェハWをカセット載置台10上に載置されたカセットCに収容する。その後、作業者は制御装置120に対してウェハW上に成膜したい膜の情報を入力する。本実施形態においては、多孔性の絶縁膜、非多孔性の絶縁膜、多孔性の絶縁膜が順に積層された3層からなる絶縁膜をウェハW上に成膜するように、制御装置120に対して情報を入力した。制御装置120では、この情報を基に、第1搬送装置50がどの順番でどの装置にウェハWを搬送するかが計算され、この計算結果に基づいて第1搬送装置50は作動する。本実施形態では、主要な装置へのウェハW搬送において、多孔性の絶縁膜の成膜に対しては、塗布装置として発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23、加熱装置として低酸素加熱温調処理(MHC)72が選択され、非多孔性の絶縁膜の成膜に対しては、塗布装置として非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)21、加熱装置として低酸素高温加熱処理装置(DLB)75が制御装置により選択される。情報入力後、カセット載置台10において、処理前のウェハWはウェハカセットCRからウェハ搬送体11を介して処理ステーション3側の第1処理装置群70のエクステンション装置(EXT)74内へ搬送される。
【0069】
エクステンション装置(EXT)74における受け渡し台に搬送されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第2処理装置群80の例えばクーリング装置(COL)81内へ搬送される。そしてクーリング装置(COL)において、例えばウェハWを23℃前後に冷却する(S1)。
【0070】
クーリング装置(COL)で冷却処理されたウェハWは第1搬送装置を介して第1塗布装置群20の発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23へ搬送される。そして発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23において、例えばウェハW上に500nm程度の厚さの発泡材料をスピンコートにより塗布する(S2)。これにより、ウェハW上の下層配線201を覆って発泡絶縁材料塗布膜が形成される。ここでは、発泡絶縁膜材料としては、ポーラスMSQ系材料を用いた。
【0071】
発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23で発泡絶縁膜材料が塗布されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第1処理装置群の低温加熱処理装置(LHP)77へ搬送される。そして低温加熱処理装置(LHP)77において、ウェハWを例えば100℃前後で、60秒間程度低温加熱処理する(S3)。
【0072】
低温加熱処理装置(LHP)77で低温加熱処理されたウェハWは第1搬送装置50を介して、低酸素加熱温調処理装置(MHC)72へ搬送される。そして低酸素加熱温調処理装置(MHC)72内の低酸素化雰囲気中、例えば1000ppm以下の酸素濃度下において、ウェハWを400℃前後30分間程度高温加熱処理し、発泡絶縁膜材料塗布膜の膜質を硬化・改善させる(S4)。これにより、図5(b)に示すように、ウェハW上の下層配線201を覆ってポーラスMSQ系材料からなる多孔性の絶縁膜202が形成される。なお、多孔性の絶縁膜は、非多孔性の絶縁膜を形成する場合と比較して、加熱処理時に必要な熱量がより大きく必要とされる。
【0073】
次に、低酸素加熱温調処理装置(MHC)72で処理されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第2処理装置群の例えばクーリング装置(COL)82へ搬送される。そしてクーリング装置(CPL)82において、ウェハWを23℃前後に冷却する(S5)。
【0074】
クーリング装置(COL)82で冷却処理されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第1塗布装置群20の非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)21へ搬送される。そして非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)21において、例えばウェハW上に200nm程度の厚さの非発泡絶縁膜材料を塗布する(S6)。これにより、多孔性の絶縁膜202を覆って非発泡材料絶縁材料塗布膜が形成される。ここでは、非発泡絶縁膜材料としては、PAE材料を用いた。
【0075】
非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)21で非発泡絶縁膜材料が塗布されたウェハWは第1搬送装置50を介して、低酸素高温加熱処理装置(DLB)75へ搬送される。そして低酸素高温加熱処理装置(DLB)75内の低酸素化雰囲気中において、例えばウェハWを300℃前後60秒間以下で高温加熱処理する(S7)。
【0076】
低酸素高温加熱処理装置(DLB)75で高温加熱処理が行われたウェハWは、第1搬送装置50を介して低酸素キュア・冷却処理装置(DLC)78へ搬送される。そして低酸素キュア・冷却処理装置(DLC)78内の低酸素雰囲気中において、例えばウェハWを450℃前後、5分間程度高温加熱処理することにより、非発泡絶縁材料塗布膜の膜質を硬化・改善し、その後23℃前後で冷却処理する(S8)。これにより、図5(c)に示すように、多孔性の絶縁膜202上に非多孔性の絶縁膜203が形成される。
【0077】
低酸素キュア・冷却処理装置(DLC)78で処理されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第2処理装置群80の例えばクーリング装置(COL)85へ搬送される。そしてクーリング装置(COL)85において、例えばウェハWを23℃前後に冷却する(S9)。
【0078】
クーリング装置(COL)85にて冷却処理されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第1搬送装置を介して第1塗布装置群20の発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23へ搬送される。そして発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23において、例えばウェハW上に500nm程度の厚さの発泡絶縁膜材料をスピンコートにより塗布する(S10)。これにより、ウェハW上の下層配線201を覆って発泡絶縁膜材料塗布膜201が形成される。ここでは、発泡絶縁膜材料としては、ポーラスMSQ系材料を用いた。
【0079】
発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23で発泡絶縁膜材料が塗布されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第1処理装置群の低温加熱処理装置(LHP)77へ搬送される。そして低温加熱処理装置(LHP)77において、ウェハWを例えば100℃前後で、60秒間程度低温加熱処理する(S11)。
【0080】
低温加熱処理装置(LHP)77で低温加熱処理されたウェハWは第1搬送装置50を介して、低酸素加熱温調処理装置(MHC)72へ搬送される。そして低酸素加熱温調処理装置(MHC)72内の低酸素化雰囲気中、例えば1000ppm以下の酸素濃度下において、ウェハWを400℃前後で30分間程度高温加熱処理する(S12)。これにより、図5(d)に示すように、非多孔性の絶縁膜203上に、MSQ系構造や有機・無機(シリカ)構造からなる多孔性の絶縁膜204が形成され、多孔性の絶縁膜202、非多孔性の絶縁膜203、多孔性の絶縁膜204の3層が順に積層された積層膜を得ることができる。
【0081】
また、多孔性の絶縁膜202及び/又は非多孔性の絶縁膜203を形成した後に膜質を改質させ、絶縁膜表面の密着性を向上させるために、図13に示すような紫外線照射ユニット(UV)106を設け、絶縁膜上に紫外線を照射してもよい。このような改質処理により、密着性が向上するだけでなく膜表面の吸水性が向上し、膜が親水性となる。その結果、非多孔性の絶縁材料の、多孔性膜表面に対する接触角が小さくなり、非多孔性材料の塗布が容易に行える。すなわち、非多孔性の絶縁材料をスピンコートによりウェハ上で拡散させる場合に、容易に拡散でき平坦化させることができる。また、このように材料を容易に拡散できることにより材料の使用量を削減できる。
【0082】
さらに、このような紫外線照射の後、その紫外線照射された絶縁膜上にシンナ等の溶剤をスピンコートにより均一に塗布するようにしてもよい。これにより、この多孔性の絶縁膜上に非多孔性の絶縁材料をさらに容易に拡散させることができるとともに材料の使用量を削減できる。
【0083】
また、上記実施形態においては、発泡絶縁膜材料の膜質を硬化・改善させるために低酸素加熱温調処理装置(MHC)72を設け、かつ非発泡絶縁膜材料の膜質を硬化・改善させるために低酸素・キュア冷却装置(DLC)78を設ける構成としたが、これらの代わりに、図13に示すように電子照射キュア処理装置(EB)107を設けることにより、各塗布膜の膜質を硬化・改善することができ、第1の塗布装置群20及び第2の塗布装置郡30への熱影響を抑えることができる。
【0084】
また、上記実施形態では、図6に示すように、発泡材料塗布(S2又はS10)され、低温加熱処理(S3又はS11)されているが、発泡材料として使用される薬液(例えばポーラスHSQ系材料)によっては発泡材料塗布と低温加熱処理の間に、エージング処理(S2−2又はS10−2)や改質処理(S2−3又はS10−3)(図13において符号25で示す位置に配置される処理装置により処理される。)を施してもよい。同様に、非発泡材料として使用される薬液によっては、非発泡材料塗布と低酸素高温加熱処理との間に、エージング処理(S6−2)や改質処理(S6−3)を施してもよい。これらのエージング処理は、エージング処理装置(DAC)76,79により処理されることとなる。
【0085】
このエージング処理装置(DAC)76,79では、密閉可能な処理室にアンモニアガスと水蒸気とを混合した期待を導入してウェハWをエージング処理し、ウェハ上の絶縁膜材料をウェットゲル化する。更に、上記改質用処理装置25により膜質の改質処理が施される。この改質用処理装置25では、ウェハW上に改質処理用薬液又はガス(例えばHMDS等)が供給され、ウェハW上に塗布された絶縁膜中の分子結合終端部分に別の分子を配置結合させる。これにより、所望の絶縁膜に改質することができる。
【0086】
上記低酸素加熱温調処理(S12)が終了すると、図示は省略するが、ウェハWは第1搬送装置50を介して、第1塗布装置群20のレジスト塗布装置(SCT)24へ搬送される。そしてレジスト塗布装置(SCT)24において、レジスト膜が形成される。レジスト膜としては、例えばアセタール系レジストを用いることができる。
【0087】
レジスト膜が形成されたウェハWは、その後、第1搬送装置50の上側のピンセット57に保持された状態で、受け渡し台40に搬送される。受け渡し台40に搬送されたウェハWは、第2搬送装置60のピンセット68に保持され、今度は第3処理装置群100の例えばプリベーキング処理装置(PREBAKE)101に搬入されて所定の加熱処理が施される。かかる加熱処理終了後のウェハWは、第2搬送装置のピンセット68に保持された状態で、第2処理装置群80のクーリング装置(COL)86に搬送され冷却処理が施される。クーリング装置(COL)86で冷却処理が終了したウェハWは、その後第2処理装置群80のエクステンション装置(EXT)84に搬入されて、その場で待機する。
【0088】
次いで、ウェハWはウェハ搬送体110によってエクステンション装置(EXT)84から搬出され、周辺露光装置112に搬送される。そして、周辺露光装置112で周辺部の不要なレジスト膜が除去される。この後、ウェハWは露光装置4に搬送されて、所定の露光処理が施される。露光装置4でパターンが露光されたウェハWは、ウェハ搬送体110で第2加熱処理装置群100に搬送され、例えばポストエクスポージャベーキング装置(PEB)103に搬入され、加熱処理が施される。
【0089】
次に、ウェハWは、第2搬送装置60のピンセット68に保持されて、第2処理装置群80の例えばクーリング装置(COL)87に搬入され、冷却処理が施される。このクーリング装置(COL)87で所定の冷却処理が終了したウェハWは、第1搬送装置50のピンセット58に保持されて、受け渡し台40に搬送される。その後、ウェハWはピンセット68に保持された状態で受け渡し台40から第2塗布装置群の例えば現像処理装置(DEV)31に搬入されて所定の現像処理が施される。これにより、所定の形状のレジストパターンが形成される。
【0090】
かかる現像処理が終了したウェハWは、第2搬送装置60のピンセット67に保持された状態で第3処理装置群100の例えばポストベーキング装置(POBAKE)105に搬入されて現像処理後の加熱処理が施される。ポストベーキング装置(POBAKE)105における加熱処理が終了したウェハWは、第2搬送装置60のピンセット67に保持された状態で受け渡し台40に搬送される。
【0091】
受け渡し台40に搬送されたウェハWは、その後第1搬送装置50のピンセット58に保持されて第2処理装置群80の例えばクーリング装置(COL)88に搬送される。このクーリング装置(COL)88内で、ウェハWは、所定温度まで積極的に冷却処理される。
【0092】
その後、クーリング装置(COL)88にて冷却処理されたウェハWは、第1搬送装置50を介して、第1処理装置群70の例えばエクステンション装置74に搬入され、その場で待機する。そして、エクステンション装置74からウェハ搬送体11で搬出され、カセット載置台10上のカセットCに収納される。
【0093】
その後、ウェハWは、図示しないエッチング装置により、レジストパターンをマスクとしてドライエッチング処理により、3層からなる絶縁膜にスルーホールが形成される。エッチング処理後、レジストパターンは剥離される。
【0094】
エッチング処理、レジストパターン剥離が施されたウェハWは、スルーホール表面を含む絶縁膜上に導電膜を形成し、導電膜と下層配線とがスルーホールを介して接続された半導体素子が形成される。
【0095】
上述の実施形態においては、多孔性の絶縁膜を形成する場合、ウェハWは、低温加熱処理装置(LHP)での加熱処理後、低酸素加熱温調処理装置(MHC)で加熱処理が施されるが、他の実施形態として、図7に示すS4、S13に示すように、低温加熱処理装置(LHP)での処理と低酸素加熱温調処理装置(MHC)での処理との間に低酸素高温加熱処理装置(DLB)での処理をいれても良い。この形態では、主要な装置へのウェハW搬送において、多孔性の絶縁膜の成膜に対しては、塗布装置として発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)、加熱装置として低酸素高温加熱処理装置(DLB)及び低酸素加熱温調処理(MHC)が選択され、非多孔性の絶縁膜の成膜に対しては、塗布装置として非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)、加熱装置として低酸素高温加熱処理装置(DLB)が制御装置により選択される。この形態においては、低酸素高温加熱処理装置(DLB)において理想的なポーラス膜を形成し、低酸素加熱温調処理(MHC)において重結合させることができる。
【0096】
このように本実施形態の成膜装置においては、ウェハW上に成膜する膜に応じて、ウェハWをどの処理装置内に搬入するかを選択する制御装置が設けられているので、多孔性の絶縁膜及び非多孔性の絶縁膜が混在する積層膜を形成する場合においても、従来のように異なるシステム間でウェハWを搬送する必要がなく、効率よく成膜処理を行うことができる。
【0097】
次に、本発明を例えばデュアルダマシン工程について適用する場合について説明する。
【0098】
図14を参照して、図5で示した工程と同様に図14(a),図14(b),図14(c),図14(d)の順で下層配線膜201、多孔性の絶縁膜202、非多孔性の絶縁膜203及び多孔性の絶縁膜204を形成する。次に、図14(e)及び図14(f)に示すように、エッチングにより配線用の溝205及びコンタクトホール206を形成する。そして、図14(g)に示すように、バリアメタル層207を例えばメッキにより形成し、図14(h)に示すように、例えば銅208を埋め込みCMPを行うことでより配線及びコネクタを同時に形成する。なお、図14(e)〜(h)ではエッチング装置やPVD装置等を用いているが、当該エッチング工程のために、本発明の成膜装置によりフォトリソグラフィ工程を行っている。
【0099】
本実施形態では図14(b)〜(d)において、多孔性の絶縁膜202及び204は発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)23により塗布し、非多孔性の絶縁膜203は非発泡絶縁膜材料塗布装置(SCT)21により塗布する。一般に多孔性の絶縁膜は、非多孔性の絶縁膜に比べて表面の凹凸が激しい。すなわち、表面粗さが粗い。しかし、本実施形態では、下層の多孔性の絶縁膜202に対して上層の非多孔性の絶縁膜203をスピンコートにより成膜しているので、従って、多孔性の絶縁膜202の表面粗さが粗い場合であっても、非多孔性の絶縁膜203の表面が平坦になるように均一に成膜できる。
【0100】
CVD法では、空孔を有する膜の形成ができないため、多孔性の絶縁膜202の形成には、現在のところCVD法では困難である。従って、多孔性の絶縁膜はスピンコート以外に手段がない。本発明はこのような事情にも考慮しており、多孔性の絶縁膜及び非多孔性の絶縁膜の両者をスピンコートで行うことで、従来のように異なるシステム間でウェハWを搬送する必要がなく、効率よく成膜処理を行うことができ、装置設置の省スペース化が可能となる。これに加え、上記の通り、非多孔性の絶縁膜203の表面が平坦になるように均一に成膜できるようになる。
【0101】
また、本実施形態では、多孔性の絶縁膜202を有機系の膜とし、非多孔性の絶縁膜203及び多孔性の絶縁膜204を無機系の絶縁膜とすることができる。あるいは、多孔性の絶縁膜202及び非多孔性の絶縁膜203を有機性の膜とし、多孔性の絶縁膜204を無機系の絶縁膜とすることができる。有機膜としては、例えばダウケミカル社の「ポーラスシルク」を使用することができる。無機膜としては、例えばJSR社の「LKDシリーズ」、あるいは日立化成の「HSGシリーズ」等を使用することができる。
【0102】
なお、図14E,Fで示すエッチング工程前に、上層の多孔性の絶縁膜204上に有機膜であるレジスト膜が形成されるので、多孔性の絶縁膜204としては無機膜を選択する必要がある。
【0103】
また、上述の実施形態では、基板として半導体ウェハを例にあげて説明したが、液晶装置用の基板に適用しても良い。
【0104】
【発明の効果】
本発明では、ウェハW上に成膜する膜に応じてウェハWをどの処理装置内に搬入するかを選択する選択手段を設けることにより、多孔性の絶縁膜及び非多孔性の絶縁膜それぞれの成膜処理を同じシステム内で行うことができる。従って、従来のように異なるシステム間でウェハWを搬送する必要がなく、効率よく成膜処理を行うことができ、装置設置の省スペース化が可能となる。
【0105】
また、本発明では、下層の多孔性の絶縁膜に対して平坦な上層の絶縁膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る成膜装置の平面図である。
【図2】図1に示した成膜装置の側面図である。
【図3】図1に示した成膜装置のもう一方の側面図である。
【図4】図1に示した成膜装置における搬送装置の斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る半導体素子の製造工程を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る半導体素子製造における処理フローを示すものである。
【図7】本発明の他の実施の形態に係る半導体素子製造における処理フローを示すものである。
【図8】塗布装置(SCT)の断面図である。
【図9】塗布装置(SCT)の平面図である。
【図10】低酸素加熱温調処理装置(MHC)の正面からみた断面図である。
【図11】低酸素高温加熱処理装置(DLB)の正面からみた断面図である。
【図12】低酸素加熱温調処理装置(MHC)及び低酸素高温加熱処理装置(DLB)の一部平面図である。
【図13】本発明の別の実施形態に係る成膜装置の側面図である。
【図14】デュアルダマシン工程を説明するための半導体素子の図である。
【符号の説明】
W…ウェハ
1…成膜装置
21…非発泡性絶縁膜材料塗布装置
23…発泡性絶縁膜材料塗布装置
50…第1搬送装置
72…低酸素加熱温調処理装置(MHC)
75…低酸素高温加熱処理装置(DLB)
120…制御装置
202、204…多孔性の絶縁膜
203…非多孔性の絶縁膜
252…プレート
253…冷却配管

Claims (8)

  1. 基板上に発泡する材料を塗布する第1の塗布装置と、
    前記基板上に絶縁材料を塗布する第2の塗布装置と、
    前記発泡する材料が塗布された前記基板を加熱し、発泡膜を形成する第1の加熱装置と、
    前記基板に塗布された前記発泡する材料及び前記基板に塗布された前記絶縁材料のうちいずれか一方を加熱する第2の加熱装置と、
    前記基板を、前記第1の塗布装置内、前記第2の塗布装置内、前記第1の加熱装置内、または前記第2の加熱装置内に搬送する搬送手段と、
    前記基板が、第1の塗布装置、第2の加熱装置、第1の加熱装置、第2の塗布装置、第2の加熱装置、第1の塗布装置、第2の加熱装置、第1の加熱装置の順に搬送されるように、前記基板の搬送を選択する選択手段と
    を具備することを特徴とする成膜装置。
  2. 請求項1に記載の成膜装置であって、
    前記第1の塗布装置及び前記第2の塗布装置の少なくとも一方において、塗布はスピンコートにより行われることを特徴とする成膜装置。
  3. 請求項1に記載の成膜装置であって、
    前記第1の加熱装置は、
    前記基板を載置するプレートと、
    前記プレートを冷却する冷却手段と
    を有することを特徴とする成膜装置。
  4. (a)基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、
    (b)多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第1の加熱を行うことで第1の絶縁膜を形成する工程と、
    (c)前記第1の絶縁膜表面を改質する工程と、
    (d)第1の絶縁膜が形成された基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、
    (e)非多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第2の加熱を行うことで第2の絶縁膜を形成する工程と
    を具備することを特徴とする成膜方法。
  5. 請求項4に記載の成膜方法であって、
    前記工程(c)の後、前記第1の絶縁膜上に溶剤をスピンコートにより塗布する工程をさらに具備することを特徴とする成膜方法。
  6. (a)基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、
    (b)多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第1の加熱を行うことで有機膜である第1の絶縁膜を形成する工程と、
    (c)第1の絶縁膜が形成された基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する工程と、
    (d)非多孔性の絶縁材料が塗布された基板に第2の加熱を行うことで無機膜である第2の絶縁膜を形成する工程と
    を具備することを特徴とする成膜方法。
  7. 請求項6に記載の成膜方法であって、
    前記工程(d)の後、さらに工程(a)、工程(b)を順に行うことを特徴とする成膜方法。
  8. 基板上に多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する第1の塗布装置と、
    前記多孔性の絶縁材料が塗布された基板を加熱することで第1の絶縁膜を形成する第1の加熱装置と、
    基板上に非多孔性の絶縁材料をスピンコートにより塗布する第2の塗布装置と、
    非多孔性の絶縁材料が塗布された基板を加熱することで第2の絶縁膜を形成する第2の加熱装置と、
    前記第1の絶縁膜表面の改質を行う改質装置と、
    前記第1の塗布装置、前記第2の塗布装置、前記第1の加熱装置、前記第2の加熱装置及び前記改質装置の間で基板を搬送する搬送機構と
    を具備することを特徴とする成膜装置。
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