JP6663400B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents

半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
近年、半導体装置は高集積化の傾向にあり、それに伴って電極間や配線間が微細化される。微細化に伴って、動作速度等の半導体装置の特性は各構成の品質の影響がより顕著となっている。したがって、各構成の品質が高ければ半導体装置の品質も良く、各構成の品質が低ければ半導体装置の品質も低い。
特開２０１０−１８６９１６ 特開２０１０−１４７２６７
パッケージ技術においては、特許文献１や特許文献２に記載のように、例えば電極パッドのような導電膜と配線とを接続する技術がある。この技術では、配線と導電膜の周囲に形成される絶縁物等で高い品質を求められる。
そこで本発明は、高品質な半導体装置を提供可能な技術を提供することを目的とする。
導電膜と、前記導電膜を露出するように前記導電膜の外周に形成された絶縁膜とを有する基板を処理室に搬入し、前記絶縁膜からの脱ガスと反応する成分を有する処理ガスを前記処理室に供給し、前記絶縁膜上に保護膜を形成する技術を提供する。
本発明に係る技術によれば、高品質な半導体装置を提供可能な技術を提供することができる。
デバイス構造を説明する説明図である。 デバイス構造を説明する説明図である。 デバイス構造を説明する説明図である。 バイス構造を説明する説明図である。 基板処理装置を説明する説明図である。 基板処理装置の供給系を説明する説明図である。 基板処理装置のコントローラを説明する説明図である。 基板の処理フローを説明する説明図である。 基板の処理フローを説明する説明図である。 基板処理装置の動作を説明する説明図である。 デバイス構造を説明する説明図である。 デバイス構造を説明する説明図である。 基板処理装置を説明する説明図である。 比較例のデバイス構造を説明する説明図である。 比較例のデバイス構造を説明する説明図である。
（第一の実施形態）
以下に本発明の第一の実施形態について説明する。
最初に図１を用いて本実施形態で処理する基板１００について説明する。基板１００上には、アルミニウムや銅等で構成される配線を有する下層配線層１０１が形成される。下層配線層１０１上には、層間絶縁層１０２が形成される。層間絶縁層１０２は例えばシリコン酸化膜（以下ＳｉＯ膜）で構成されている。
層間絶縁層１０２上には、導電膜であるパッド１０３が形成され、その周囲には保護膜１０４が形成されている。パッド１０３は例えばアルミニウム系パッドである。保護膜１０４はパッシベーション膜とも呼び、例えばシリコン窒化膜（以下ＳｉＮ膜）で構成されている。保護膜１０４上には絶縁膜として構成されるポリイミド膜１０５が形成されている。図示されているように、パッド１０３の表面及び絶縁膜１０５の表面は露出されている。導電膜であるパッド１０３は、後述する脱ガス１０６が発生しない性質を有する。
従来、このような基板１００に対しては、スパッタリング処理によってパッド１０３やポリイミド膜１０５上に、シード膜を形成する。さらに、シード膜上には金属配線が形成される。
このような構成に対して発明者は、シード層を形成する際、スパッタリング処理でターゲットから放出された原子がポリイミド膜１０５にダメージを与えてしまう、という技術的課題を見出した。ダメージを受けたポリイミド膜１０５では表面が荒れてしまう。
ここで、ポリイミド膜１０５が荒れた場合の問題点について、比較例である図１４、図１５を用いて説明する。図１４はデバイス構造を説明した図であり、図１５は図１４の一部を拡大した図である。ここに開示されたデバイス構造は、前述のようにスパッタリング処理によってポリイミド膜１０５がダメージを受けた状態である。ダメージを受けたとは、例えばターゲットから放出された原子によって、エッチングされることをいう。
図１４に開示されたデバイス構造はポリイミド膜１０５上にシード膜１２０、配線１２１、配線間の溝１２２が形成された構成である。溝１２２は隣り合う配線１２１を絶縁する役割を有し、後に絶縁物が充填されたり、あるいは空間を維持してエアギャップとして構成されたりする。
図１５は図１４の点線枠１２３を拡大した図である。ここではポリイミド膜１０５がスパッタリング処理時にダメージを受けている。具体的には、スパッタリング処理時に放出された原子によってポリイミド膜１０５の一部がエッチングされ、予期せぬ溝１２４が形成される。溝１２４の内側には、シード膜１２０や配線１２１を形成する際に、シード膜１２０や配線１２１の成分が埋め込まれ、溝１２４中には固形物となった金属含有物１２５が形成されている。
前述したように、近年高集積化の傾向があり、更にはスパッタリング処理では溝１２４が任意に形成されてしまうことから、配線１２１が形成される場所の下方に溝１２４が形成される恐れがある。すなわち、金属含有物１２５はシード膜１２０と接触することが考えられる。従ってシード膜１２０と金属含有物１２５は電気的に接続される。なお、シード膜１２０も金属を含有することから、配線１２１と金属含有物１２５は電気的に接続される。
仮にスパッタリング処理でポリイミド膜１０５がダメージを受けなかった場合、図１５における溝１２４が存在しないこととなる。したがって、金属含有物１２５が形成されることがない。この場合、隣り合う配線は矢印１２６に記載された電気的な距離αを維持することができる。距離αを維持することで、絶縁性を確保することができる。
一方、図１５のようにスパッタリング処理でポリイミド膜１０５がダメージを受けた場合、金属含有物１２５が存在する。金属含有物１２５とシード層１２０は電気的に接続されているので、隣接する配線間の電気的な距離は、例えば図１５における金属含有物１２５と配線１２１間の矢印１２７の距離βとなる。
配線１２１と金属含有物１２５の間でも絶縁性を確保する距離が必要である。しかしながら、溝１２４は任意に形成されてしまい、更には近年の高密度化に伴い配線間をより短くしているので、隣接する配線間の電気的な距離（例えば図１５における金属含有物１２５と配線１２１との距離であり、矢印１２７の距離β）は距離αよりも短くなる。
矢印１２７の距離βを、絶縁性を確保できる距離として設計することが考えられるが、そもそも溝１２４が任意に形成されるため、それをあらかじめ考慮して設計することは困難である。仮に距離βを、絶縁性を確保できる程度の距離にできたとしても、配線１２１間の距離が大きくなるため、歩留まりが低下する。
そこで本実施形態においては、スパッタリング処理によるポリイミド膜１０５の表面荒れを抑制するべく、ポリイミド膜１０５上に保護膜を形成する。本実施形態における保護膜は、図３、図４に記載の保護膜１０７である。以下に、半導体製造方法の一工程である保護膜を形成する方法の詳細を説明する。
図２を用いてポリイミド膜１０５の性質を説明する。一般的に知られているように、ポリイミド膜１０５は所定温度に到達すると脱ガス１０６が発生する。所定温度とは、例えば８０℃である。脱ガス１０６の成分は、例えばＣＯやＯＨである。
次に図３に記載のように、ポリイミド膜１０５上に保護膜１０７を形成する。保護膜１０７を形成したら、図４に記載のように、保護膜１０７およびパッド１０３上にシード膜１０８を形成する。シード膜１０８はスパッタ法により形成される。
保護膜１０７は、スパッタ装置にてシード膜１０８を形成する際、ターゲットから叩き出された表面原子（あるいは表面分子）からポリイミド膜１０５を保護する。図４に記載のように、基板１００はポリイミド膜１０５が表面原子から保護されつつ、シード膜１０８が形成される。
続いて、保護膜１０７を形成する基板処理装置２００及びその形成方法について説明する。図５から図７は基板処理装置を説明する図である。図８は、保護膜１０７を形成する際の基板処理装置の動作を説明した図である。
＜基板処理装置＞
基板処理装置２００を構成するチャンバ２０２は、横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、チャンバ２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。チャンバ２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等の基板１００を処理する処理空間２０１と、基板１００を処理空間２０１に搬送する際に基板１００が通過する搬送空間２０３とが形成されている。チャンバ２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。
処理空間２０１を構成する構造を処理室と呼ぶ。図５においては、例えば基板載置台２１０と分散板２３４、上部容器２０２ａとで構成される。ただし、基板１００を処理する処理空間２０１を構成できればよく、上記構造に限定するものではない。
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、基板１００は基板搬入出口２０６を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔が複数設けられている。
処理空間２０１内には、基板１００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、基板１００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ載置台２１２、基板載置台２１２に内包された加熱源としてのヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。ヒータ２１３には、通電具合を制御するヒータ制御部２２０が接続される。基板載置台２１２はサセプタとも呼ぶ。
リフトピン２０７は、リフトピン昇降部２１９によって支持される。リフトピン２０７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、さらに処理容器２０２の外部でリフトピン昇降部２１９に接続されている。
リフトピン昇降部２１９はリフトピン２０７を支持する支持板２１９ａと、支持板２１９ａを支持する支持軸２１９ｂと、支持軸２１９ｂを昇降させたり回転させたりする作動部２１９ｃを主に有する。支持板２１９ａは、複数のリフトピン２０７が支持される。作動部２１９ｃは、例えば昇降を実現するためのモータを含む昇降機構２１９ｄを有する。
リフトピン昇降部２１９には、リフトピン昇降部２１９の一部として、作動部２１９ｃに昇降指示するための指示部２１９ｆを設けても良い。指示部２１９ｆはコントローラ２８０に電気的に接続される。指示部２１９ｆはコントローラ２８０の指示に基づいて、作動部２１９ｃを制御する。作動部２１９ｃは、後述する図１０に記載のように、基板１００が第一の基板処理ポジションＰ１や、第二の基板処理ポジションＰ２の位置に移動するよう、リフトピン２０７を制御する。
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７の支持部はチャンバ２０２の底壁を貫通しており、更には支持板２１６を介してチャンバ２０２の外部でサセプタ昇降部２１８に接続されている。
基板載置台２１２は、シャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、さらに処理容器２０２の外部でサセプタ昇降部２１８に接続されている。
サセプタ昇降部２１８はシャフト２１７を支持する支持軸２１８ａと、支持軸２１８ａを昇降させたり回転させたりする作動部２１８ｂを主に有する。作動部２１８ｂは、例えば昇降を実現するためのモータを含むサセプタ昇降部２１８ｃと、支持軸２１８ａを回転させるための歯車等の回転機構２１８ｄを有する。これらには、動作を円滑にするようにグリス等が塗布されている。
サセプタ昇降部２１８には、サセプタ昇降部２１８の一部として、作動部２１８ｂに昇降・回転指示するための指示部２１８ｅを設けても良い。指示部２１８ｅはコントローラ２８０に電気的に接続される。指示部２１８ｅはコントローラ２８０の指示に基づいて、作動部２１８ｂを制御する。作動部２１８は、後述するように、基板載置台２１２が、ウエハ搬送ポジションや第一のウエハ処理ポジション、第二のウエハ処理ポジションの位置に移動するよう、制御する。
サセプタ昇降部２１８を作動させてシャフト２１７および支持台２１２を昇降させることにより、基板載置台２１２は、載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能である。
本実施形態においては、リフトピン昇降部２１７とサセプタ昇降部２１８をそれぞれ別に設けたが、相対的に高さを変更可能であればよく、リフトピン昇降部２１７とサセプタ昇降部２１８を一つの構成としてもよい。なお、リフトピン昇降部２１７とサセプタ昇降部２１８をまとめて昇降部と呼ぶ。
処理空間２０１の上部（上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０の蓋２３１には孔２３１ａが設けられている。孔２３１ａを介してシャワーヘッド２３０内のバッファ空間２３２と連通するよう、蓋２３１に共通ガス供給管２４２が接続される。後述するガス供給系から供給されるガスは、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３０に供給される。
シャワーヘッド２３０は、ガスを分散させるための分散機構としての分散板２３４を備えている。この分散板２３４の上流側がバッファ空間２３２であり、下流側が処理空間２０１である。分散板２３４は、基板載置面２１１と対向するように配置されている。
上部容器２０２ａはフランジを有し、フランジ上に支持ブロック２３３が載置され、固定される。支持ブロック２３３はフランジを有し、フランジ上には分散板２３４が載置され、固定される。
（供給系）
図６を用いて供給系を説明する。共通ガス供給管２４２にはガス供給管２４３ａが接続されている。ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第一ガス供給源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。
第一ガス供給管２４３ａから、第一元素を含有するガス（以下「第一元素含有ガス」）が、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３０に供給される。
第一元素含有ガスは処理ガスであり、脱ガス１０６と反応するガスである。例えば加水分解反応が進行する特徴を有する。加水分解反応が進行する一例として、ハロゲン化合物がある。保護膜を形成する第一の成分と、ガスを形成する第二の成分を有する。この第一の成分である第一元素の一例としては、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一元素含有ガスは、例えばＳｉ含有ガスである。具体的には、Ｓｉ含有ガスとしては、例えばジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、ヘキサクロロジシラン（略称ＨＣＤ、ＨｅｘａＣｈｌｏｒｏＤｉｓｉｌａｎｅ）、トリクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）が用いられる。第二の成分の一例としては、例えばハロゲンである。具体的には、Ｆ、Ｃｌが用いられる。
ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４６ｃ、及びバルブ２４６ｄが設けられている。不活性ガスはキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
主に、ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、ガス供給系２４３が構成される。ガス供給系２４３はガス供給部とも呼ぶ。
また、主に、不活性ガス供給管２４６ａ、マスフローコントローラ２４６ｃ及びバルブ２４６ｄにより不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源２４６ｂ、第一ガス供給管２４３ａを、不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、ガス供給源２４３ｂ、不活性ガス供給系を、ガス供給系２４３に含めて考えてもよい。
（排気部）
チャンバ２０２の雰囲気を排気する排気系は、チャンバ２０２に接続された複数の排気管を有する。具体的には、搬送空間２０３と連通する排気管２６１と、処理空間２０１と連通される排気管２６２とを有する。また、各排気管の下流側には、排気管２６４が接続される。
排気管２６１は、搬送空間２０３の側方に設けられる。排気管２６１には、ＴＭＰ（Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｒｅｃｕｌａｒ Ｐｕｍｐ）２６５とバルブ２６６が設けられる。ＴＭＰ２６５とバルブ２６６の協働により、搬送空間２０３の雰囲気が制御される。
排気管２６２は、処理空間２０１の側方に設けられる。排気管２６２には、処理空間２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２７６が設けられる。ＡＰＣ２７６は後述するコントローラ２８０からの指示に応じて排気管２６２のコンダクタンスを調整する。また、排気管２６２においてＡＰＣ２７６の上流側にはバルブ２７５が設けられる。排気管２６２とバルブ２７５、ＡＰＣ２７６をまとめて処理空間排気部と呼ぶ。
排気管２６４には、ＤＰ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）２６７が設けられる。図示のように、排気管２６４には、その上流側から排気管２６２、排気管２６１が接続され、さらにそれらの下流にＤＰ２７８が設けられる。ＤＰ２７８は、排気管２６２、排気管２６１のそれぞれを介して処理空間２０１および搬送空間２０３のそれぞれの雰囲気を排気する。
（コントローラ）
次に、図７を用いてコントローラ２８０の詳細を説明する。基板処理装置２００は、基板処理装置２００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。
コントローラ２８０の概略を図７に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶部としての記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｆを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。基板処理装置２００内のデータの送受信は、ＣＰＵ２８０ａの一つの機能でもある送受信指示部２８０ｅの指示により行われる。
コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等で構成された入出力装置２８１や、外部記憶装置２８２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される送受信部２８３が設けられる。
記憶装置２８０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２８０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ、後述するテーブル等が読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、サセプタ昇降部２１８、リフトピン昇降部２１９、ヒータ２１３等、基板処理装置２００の各構成に接続されている。
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ２０５の開閉動作、サセプタ昇降部２１８、リフトピン昇降部２１９の昇降動作、各ポンプのオンオフ制御、マスフローコントローラの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。プロセスレシピとしては、各基板に対応したレシピが記録される。これらのレシピは、送受信部２８３を介して上位装置２７０等からそれぞれの基板を処理する指示を受信すると、読み出すよう構成される。
なお、コントローラ２８０は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）２８２を用いてコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
＜基板処理方法＞
続いて図８を用いて、基板処理装置に搬入された基板１００に保護膜１０７を形成する工程について説明する。なお、基板載置面２１１上に載置された基板１００は図１の状態である。
以下、第一の処理ガスとしてシリコン含有ガスであるＨＣＤガスを用いて、保護膜１０７を形成する例について説明する。
（基板搬入・載置工程Ｓ１０２）
基板搬入・載置工程Ｓ１０２を説明する。基板処理装置２００では基板載置台２１２を基板１００の搬送位置（搬送ポジション）まで下降させる。続いて、ゲートバルブ２０５を開いて搬送空間２０３を移載室（図示せず）と連通させる。そして、この移載室からウエハ移載機（図示せず）を用いて基板１００を搬送空間２０３に搬入し、リフトピン２０７上に基板１００を載置する。
（基板移動工程Ｓ１０４）
基板移動工程Ｓ１０４を説明する。チャンバ２０２内に基板１００を搬入したら、ウエハ移載機をチャンバ２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じてチャンバ２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を基板処理ポジションまで移動する。リフトピン１０７上に載置された基板１００は、基板載置台２１２の上昇と共に、基板載置面２１１に載置される。
このとき、ヒータ２１３によって、基板１００の表面が所定の温度となるよう加熱される。基板１００を載置した際の温度は、脱ガス１０６が発生する温度であり、例えば８０℃以上である。この際、ヒータ２１３の温度は、温度センサにより検出された温度情報に基づいてコントローラ２８０が制御値を抽出し、温度制御部２２０によってヒータ２１３への通電具合を制御することによって調整される。
基板１００が処理空間２０１に搬入されたらバルブ２６６を閉とする。これにより、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５の間が遮断され、ＴＭＰ２６５による搬送空間２０３の排気が終了する。一方、バルブ２７５を開き、処理空間２０１とＡＰＣ２７６の間を連通させる。ＡＰＣ２７６は、排気管２６２のコンダクタンスを調整することで、ＤＰ２６７による処理空間２０１の排気流量を制御し、処理空間２０１を所定の圧力（例えば１０−5〜１０−1Ｐａの高真空）に維持する。
（保護膜形成工程Ｓ１０６）
続いて保護膜形成工程Ｓ１０６を説明する。ここでは、図３に記載の保護膜１０７を形成する。基板１００が基板載置面２１１に載置され、所定の温度に加熱されたら、ガス供給系から処理空間２０１に、処理ガスとしてのＨＣＤガスを供給する。なお、ここでいう所定の温度とは、少なくともポリイミド膜１０５から脱ガス１０６が発生する温度である。例えば８０℃である。
供給されたＨＣＤガスはポリイミド膜１０５から発生した脱ガス１０６と反応し、ポリイミド膜１０５上に保護膜１０７を形成する。
なお、供給されたガスと反応する脱ガスはパッド１０３から発生しないので、パッド１０３上に保護膜１０７は形成されない。また、パッド１０３上に供給されたＨＣＤガスはこの後の真空引き処理等で除去される。したがって、パッド１０３と後に形成されるシード膜１０８との間の電通を阻害することがない。
このようにして、パッド１０３上に保護膜を形成することなく、ポリイミド膜１０５上に選択的に保護膜１０７を形成することができる。
（基板搬出工程Ｓ１０８）
保護膜形成工程Ｓ１０６が終了したら、基板搬出工程Ｓ１０８を実施する。基板搬出工程Ｓ１０８では、基板搬入・載置工程Ｓ１０２と逆の手順を行い、基板１００を搬出する。
以上のように保護膜１０７を形成することで、シード膜１０８を形成する工程においてもポリイミド膜１０５を劣化させることが無い。
（第２の実施形態）
続いて図９から図１２を用いて第２の実施形態を説明する。
図９は第２の実施形態における処理フローを示す。第２の実施形態での処理フローでは、第１の実施例における基板移動工程Ｓ１０４、保護膜形成工程Ｓ１０６が異なる。本実施形態においては、基板移動工程をＳ２０４とし、保護膜形成工程をＳ２０６として説明する。他の工程、装置構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
（基板移動工程Ｓ２０４）
基板移動工程Ｓ２０４を説明する。図１０（ａ）のようにチャンバ２０２内に基板１００を搬入したら、ウエハ移載機をチャンバ２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じてチャンバ２０２内を密閉する。その後、サセプタ昇降部２１８が基板載置台２１２を図１０（ｂ）に記載の基板処理ポジションまで移動する。それと並行して、図１０（ｂ）に記載のように、基板１００が、基板１００と基板載置面２１１が所定距離離れたポジションＰ１に位置するよう、リフトピン昇降部２１９がリフトピン２０７を上昇させる。ポジションＰ１では、基板１００と基板載置面２１１との間の距離を第一の距離で離間させる。このとき、後述するように、基板１００の温度は脱ガスが発生しない程度の第一の温度に加熱される。
（保護膜形成工程Ｓ２０６）
続いて保護膜形成工程Ｓ２０６を説明する。ここでは第一温度処理工程Ｓ２０６２、第二温度処理工程Ｓ２０６４を行う。まずその理由について説明する。
例えば第一の実施形態のように、基板１００が、脱ガス１０６が発生する温度まで加熱した状態で処理ガスを供給した場合、処理空間２０１にて脱ガス１０６と処理ガスとが反応する。この場合、処理空間２０１にて膜となる固形物が発生し、それが基板１００上に降り注ぐ。降り注いだ固形物はパッド１０３上にも堆積される。パッド１０３からは脱ガス１０６が発生しないので、保護膜はパッド１０３上に形成されず、ポリイミド膜１０５上に選択的に形成される。
しかしながら、固形物の多くはポリイミド膜１０５上で形成されるものの、空間２０１中の雰囲気は拡散するため、ポリイミド膜１０５上で形成された固形物がパッド１０３上に付着される恐れがある。
パッド１０３上に付着した固形物は、後に形成するシード膜１０８との電通を阻害することが考えられる。そこで本実施形態においては、パッド１０３上に保護膜を形成しないようにする。
（第一温度処理工程Ｓ２０６２）
第一温度処理工程Ｓ２０６２を説明する。基板１００のポジションＰ１に維持するとともに、処理ガスを処理空間２０１に供給する。このとき、基板１００の温度は脱ガスが発生しない程度の第一の温度に維持される。例えば、２５℃（室温）に維持される。基板１００の温度は、基板載置面２１１と基板１００との距離および加熱時間で調整する。
脱ガスが発生しない温度であるので、第１の実施形態とは異なり処理空間２０１に脱ガスが存在しない。したがって、基板１００の上方で処理ガスが反応することがない。処理ガスは膜となる固形物にならずに、直接基板１００に付着し、図１１に記載のように前駆体１１１が形成される。なお、前駆体１１１は基板１００に固着しない程度の流動的な膜であり、真空引き処理等により除去が容易である。
処理ガスを供給して所定時間が経過したら、処理ガスの供給を停止する。この所定時間とは、例えば基板１００が、脱ガスが発生する温度に到達する前の時間である。
（第二温度処理工程Ｓ２０６４）
第一温度処理工程Ｓ２０６２の後、リフトピン２０７を下降させ、基板載置面２１１と基板１００との距離を第一の距離より短い第二の距離である第二のポジションＰ２とする。例えば、図１０（ｃ）のように基板１００を基板載置面２１１に載置する。あるいは、基板載置面２１１から所定距離、離間させた状態とする。基板１００はヒータ２１３に近づくため、第一温度処理工程Ｓ２０６２よりも高い第二の温度となる。第二の温度として、基板１００はポリイミド膜１０５から脱ガス１０６が発生する程度の温度である８０℃に調整される。
前駆体１１１が付着した状態の基板１００はヒータ２１３によって加熱されるが、このとき脱ガス１０６が発生する。発生した脱ガスは、前駆体１１１と反応し、図１２に記載のようにポリイミド膜１０５上の前駆体１１１を保護膜１１２に変質させる。
バッド１０３上の前駆体１１１は、この後の真空引き処理等で除去されるため、パッド１０３と後に形成されるシード膜１０８との間の電通を阻害することがない。
このようにすることで、より確実にパッド１０３上に保護膜１０７を形成することなく、ポリイミド膜１０５上に選択的に保護膜１０７を形成することができる。
なお、本工程においては不活性ガス供給量を増加させて第一温度処理工程よりも高い圧力としても良い。高圧とすることで反応を促進させると共に、前駆体１１１への脱ガス成分の浸透を助けることで、緻密な膜を均一に形成することができる。したがって、スパッタリング処理の影響をより少なくすることができる。
（第３の実施形態）
続いて図１３を用いて第３の実施形態を説明する。
図１３は図５に記載の構成に対して、更にマイクロ波供給部２４０を追加した図である。なお、図５と同様の番号については同様の構成であるため、説明を省略する。
（マイクロ波供給部）
マイクロ波供給部２４０を説明する。マイクロ波供給部２４０はマイクロ波供給源２４１と導波管２４２で構成される。導波管２４２は、上流側でマイクロ波供給源２４２に接続され、下流側で上部容器２０２ａに接続される。マイクロ波供給源２４１から発せられたマイクロ波は基板１００に照射されるよう構成される。
（保護膜形成工程Ｓ２０６）
続いて、マイクロ波供給部２４０を用いた保護膜形成工程Ｓ２０６について説明する。ここでは、図３に記載の保護膜１０７を形成する。基板１００が基板載置面に載置されたら、マイクロ波供給部２４０から基板１００にマイクロ波を照射する。
マイクロ波は基板１００内の分子を振動させ、脱ガスが発生する程度に基板１００を加熱させる。所定の温度に加熱されたら、ガス供給系からチャンバ２０２に、処理ガスとしてのＨＣＤガスを供給する。なお、ここでいう所定の温度とは、少なくともポリイミド膜１０５から脱ガス１０６が発生する温度である。例えば８０℃程度である。
供給されたＨＣＤガスはポリイミド膜１０５から発生した脱ガス１０６と反応し、ポリイミド膜１０５上に保護膜１０７を形成する。
（その他の実施形態）
上記実施形態においては塩素含有ガスとしてＨＣＤガスを用いて説明したが、それに限るものではなく、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスやエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガス等を用いてもよい。
また、処理ガスとしてシリコン含有ガスを用いた例を説明したが、耐スパッタ性の性質を有する膜を形成可能なガスであればよく、例えばＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を用いて、保護膜としてのＡｌＯ膜を形成してもよい。
また、導電膜として電極パッドを例に説明したが、それに限るものではない。例えば、ポリシリコンや金属で構成される電極であってもよい。
また、パッド１０３上に保護膜を形成しないとしたが、それに限るものではなく、例えばシード膜１０８との電通を阻害しない程度の厚みであれば、パッド１０３上に保護膜を形成してもよい。
１００・・・基板
１０３・・・パッド
１０７、１１２・・・保護膜
２００・・・基板処理装置
２０１・・・処理空間
２０７・・・リフトピン
２１２・・・基板載置台
２１３・・・ヒータ

Claims (7)

  1. 導電膜と、前記導電膜を露出するように前記導電膜の外周に形成された絶縁膜とを有する基板を処理室に搬入する搬入工程と、
    前記絶縁膜からの脱ガスと反応する成分を有する処理ガスを前記処理室に供給し、前記脱ガスと前記処理ガスとを反応させて、前記絶縁膜上に選択的に保護膜を形成する保護膜形成工程と
    を有する半導体装置の製造方法。
  2. 前記保護膜形成工程では、
    前記基板を第一の温度に維持した状態で前記処理室に前記処理ガスを供給して前記基板上に前記成分を含む前駆体を堆積させ、その後前記基板を前記第一の温度よりも高い第二の温度に維持して前記前駆体と前記絶縁膜から発生する脱ガスとを反応させ、前記保護膜を形成する
    請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記処理室には、前記基板を載置する載置面を有する基板載置台と、前記基板と前記載置面との距離を設定可能な昇降部とが設けられ、
    前記昇降部は、前記第一の温度に維持する際には前記基板と前記載置面が第一の距離となるよう第一のポジションに設定し、前記第二の温度に維持する際には前記基板と前記載置面が、前記第一の距離よりも短い第二の距離となるよう第二のポジションに設定する請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 処理室には、マイクロ波供給部が設けられ、
    前記保護膜形成工程では、前記処理室にマイクロ波を供給して前記保護膜を形成する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記成分はハロゲン成分である請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 導電膜と、前記導電膜を露出するように前記導電膜の外周に形成された絶縁膜とを有する基板を載置する基板載置台を有する処理室と、
    前記絶縁膜から脱ガスが発生する温度に加熱可能な加熱部と、
    前記脱ガスと反応する成分を有する処理ガスを前記処理室に供給し前記脱ガスと前記処理ガスとを反応させて、前記絶縁膜上に選択的に保護膜を形成させるガス供給部と、
    を有する基板処理装置。
  7. 導電膜と、前記導電膜を露出するように前記導電膜の外周に形成された絶縁膜とを有する基板を処理室に搬入する手順と、
    前記絶縁膜からの脱ガスと反応する成分を有する処理ガスを前記処理室に供給し、前記脱ガスと前記処理ガスとを反応させて、前記絶縁膜上に選択的に保護膜を形成する手順とを
    コンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。

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