KR20120041641A - 다공성 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법 - Google Patents
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
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Abstract
Description
도 2는 다른 실시예에 따른 유전체막의 처리 방법의 흐름도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 유전체막의 처리 방법의 흐름도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 유전체막의 처리 방법의 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5c는 실시예에 따른 건조 시스템과 경화 시스템을 위한 전달 시스템의 개략적인 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 건조 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 경화 시스템의 개략적인 단면도이다.
Claims (56)
- 기판 상의 저 유전 상수(로우-k) 유전체막을 경화하는 방법으로서,
기판 상에 로우-k 유전체막을 형성하는 단계;
상기 로우-k 유전체막을 제1 적외(IR) 방사에 노광시키는 제1 IR 노광 단계;
상기 로우-k 유전체막을 상기 제1 IR 방사에의 상기 노광에 이은 자외(UV) 방사에 노광시키는 UV 노광 단계; 및
상기 로우-k 유전체막을 상기 UV 방사에의 상기 노광에 이은 제2 적외(IR) 방사에 노광시키는 제2 IR 노광 단계
를 포함하며,
상기 로우-k 유전체막의 유전 상수는 약 4의 값보다 작은 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1 IR 노광 동안, 상기 기판의 온도를, 약 200 ℃ 내지 약 600 ℃의 범위의 제1 IR 열 처리 온도로 상승시킴으로써 상기 로우-k 유전체막을 가열하는 단계를 더 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제1 IR 열 처리 온도는 약 350 ℃ 내지 약 450 ℃의 범위인 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 UV 노광 동안, 상기 기판의 온도를, 약 200 ℃ 내지 약 600 ℃의 범위의 UV 열적 온도로 상승시킴으로써 상기 로우-k 유전체막을 가열하는 단계를 더 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 UV 열적 온도는 약 300 ℃ 내지 약 500 ℃의 범위인 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제2 IR 노광 동안, 상기 기판의 온도를, 약 200 ℃ 내지 약 600 ℃의 범위의 제2 IR 열 처리 온도로 상승시킴으로써 상기 로우-k 유전체막을 가열하는 단계를 더 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제2 IR 열 처리 온도는 약 350 ℃ 내지 약 450 ℃의 범위인 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 IR 노광은 상기 UV 노광과는 상이한 처리 시스템에서 수행되는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 IR 노광은 상기 UV 노광과 동일한 처리 시스템에서 수행되는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 UV 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 다색 UV 방사, 단색 UV 방사, 펄스(pulsed) UV 방사, 또는 연속파 UV 방사, 또는 그 2 이상의 조합에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 UV 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 하나 이상의 UV 램프, 하나 이상의 UV LED(light-emitting diode), 또는 하나 이상의 UV 레이저, 또는 그 2 이상의 조합으로부터의 UV 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 UV 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 약 200 나노미터 내지 약 400 나노미터의 파장 범위를 갖는 UV 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 UV 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 약 200 나노미터 내지 약 240 나노미터의 파장 범위를 갖는 UV 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 상기 제1 IR 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 다색 IR 방사, 단색 IR 방사, 펄스 IR 방사, 또는 연속파 IR 방사, 또는 그 2 이상의 조합에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 상기 제1 IR 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 하나 이상의 IR 램프, 하나 이상의 IR LED, 또는 하나 이상의 IR 레이저, 또는 그 2 이상의 조합으로부터의 IR 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 IR 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 약 8 미크론 내지 약 12 미크론의 파장 범위를 갖는 IR 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 UV 방사에 노광시키는 단계는,
상기 UV 노광의 적어도 일부 동안 상기 로우-k 유전체막을 제3 IR 방사에 노광시키는 단계를 더 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법. - 제 17 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 상기 제3 IR 방사에 노광시키는 단계는, 상기 로우-k 유전체막을, 약 8 미크론 내지 약 12 미크론의 범위의 IR 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제2 IR 노광에 이어 상기 유전체막을, 상기 유전체막 상에 다른 막을 증착시키는 것, 상기 유전체막을 세정하는 것, 또는 상기 유전체막을 플라즈마에 노출시키는 것 중 하나 이상을 수행함으로써 처리하는 단계를 더 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막은, 구조 형성 재료 및 기공 생성 재료를 포함하는 다공성 로우-k 유전체막을 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 20 항에 있어서, 상기 구조 형성 재료는 디에톡시메틸실란(diethoxymethylsilane, DEMS)을 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 20 항에 있어서, 상기 기공 생성 재료는 테르펜(terpene); 노보렌(norborene); 5-디메틸-1,4-사이클로옥타디엔; 데카하이드로나프탈렌; 에틸벤젠; 또는 리모넨; 또는 그 2 이상의 조합을 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1 IR 노광 동안 상기 로우-k 유전체막을 제2 UV 방사에 노광시키는 제2 UV 노광 단계로서, 상기 제2 UV 노광은 상기 제1 IR 노광에 이은 상기 UV 노광과는 상이한 것인 상기 노광시키는 단계를 더 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제2 UV 노광은, 상기 로우-k 유전체막을, 약 300 나노미터 내지 약 450 나노미터의 파장 범위를 갖는 UV 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것인 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 기판 상의 저 유전 상수(로우-k)막을 경화하는 방법으로서,
기판 상에, 구조 형성 재료와 기공 생성 재료를 포함하는 로우-k 유전체막을 형성하는 단계;
상기 로우-k 유전체막을 제1 기간 동안 적외(IR) 방사에 노광시키는 단계; 및
상기 제1 기간 동안, 상기 로우-k 유전체막을 제2 기간 동안 자외(UV) 방사에 노광시키는 단계
를 포함하며,
상기 제2 기간은 상기 제1 기간보다 작으며, 상기 제2 기간은 상기 제1 기간 동안 제1 시간에서 개시하고, 상기 제1 기간 동안 제2 시간에서 종료하는 것인 저 유전 상수막의 경화 방법. - 기판 상의 저 유전 상수(로우-k) 유전체막을 경화하는 방법으로서,
기판 상에, 구조 형성 재료와 기공 생성 재료를 포함하는 로우-k 유전체막을 형성하는 단계;
다공성 로우-k 유전체막을 형성하기 위하여 상기 로우-k 유전체막으로부터 상기 기공 생성 재료를 실질적으로 제거하는 단계;
상기 제거하는 단계에 이어 상기 다공성 로우-k 유전체막에 교차 결합 개시자들을 생성하는 단계; 및
상기 교차 결합 개시자들의 생성에 이어 상기 다공성 로우-k 유전체막을 교차 결합하는 단계
를 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법. - 제 26 항에 있어서, 상기 제거하는 단계를 원조하기 위하여 상기 로우-k 유전체막에서의 결합들을 파괴하는 단계를 더 포함하는 저 유전 상수 유전체막의 경화 방법.
- 기판 상의 다공성 저 유전 상수(로우-k)막을 준비하는 방법으로서,
기판 상에, 구조 형성 재료와 교차 결합 억제자를 포함하는 로우-k 유전체막을 형성하는 단계;
상기 로우-k 유전체막을 적외(IR) 방사에 노광시키는 IR 노광 단계; 및
상기 로우-k 유전체막의 기계적 특성, 상기 로우-k 유전체막의 전기적 특성, 상기 로우-k 유전체막의 광학 특성, 상기 로우-k 유전체막의 기공 크기, 또는 상기 로우-k 유전체막의 다공성, 또는 그 2 이상의 조합을 조정하기 위하여, 상기 교차 결합 억제자의 잉여량을 조절하는 단계
를 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법. - 제 28 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자는, 수분, 물, 용매, 오염물, 기공 생성 재료, 잉여 기공 생성 재료, 구조 형성 재료에 대하여 약하게 결합된 사이드 그룹, 기공 생성 분자 또는 기공 생성 분자의 일부, 또는 그 2 이상의 조합을 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자는 기공 생성 재료를 포함하며, 상기 구조 형성 재료와 상기 교차 결합 억제자를 갖는 상기 로우-k 유전체막을 형성하는 단계는, 상기 기판의 표면 상에 구조 형성 분자와 기공 생성 분자를 공중합하는 단계를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자는 기공 생성 재료를 포함하며, 상기 구조 형성 재료와 상기 교차 결합 억제자를 갖는 상기 로우-k 유전체막을 형성하는 단계는, 상기 기판의 표면 상에 상기 구조 형성 분자에 약하게 결합된 기공 생성 분자 사이드 그룹을 갖는 구조 형성 분자를 증착시키는 단계를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자의 상기 잉여량을 조절하는 단계는, 상기 IR 노광 동안 상기 로우-k 유전체막으로부터 상기 교차 결합 억제자를 실질적으로 제거하는 단계를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 32 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자는, 상기 로우-k 유전체막의 자외(UV) 방사에의 임의의 노광 전에 실질적으로 제거되는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자의 상기 잉여량을 조절하는 단계는, 상기 IR 노광의 기간, 상기 IR 노광을 위한 IR 강도, 또는 상기 IR 노광을 위한 IR 양(dose), 또는 그 2 이상의 조합을 조정하는 단계를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 기계적 특성은 탄성률(E), 또는 경도(H), 또는 양쪽 모두를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 전기적 특성은 유전 상수(k)를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 광학 특성은 굴절률(n)을 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 자외(UV) 방사에 노광시키는 UV 노광 단계를 더 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 38 항에 있어서, 상기 UV 노광은 상기 IR 노광 이후인 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 38 항에 있어서, 상기 UV 노광은 상기 IR 노광의 일부 또는 전부 동안 일어나는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 38 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자의 상기 잉여량을 조절하는 단계는, 상기 IR 노광 동안의 상기 UV 노광에 대한 기간, 상기 UV 노광을 위한 UV 강도, 또는 상기 UV 노광을 위한 UV 양, 또는 그 2 이상의 조합을 조정하는 단계를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서,
상기 로우-k 유전체막을 상기 IR 노광에 이은 자외(UV) 방사에 노광시키는 UV 노광 단계; 및
상기 UV 노광 동안 상기 로우-k 유전체막을 제2 IR 방사에 노광시키는 단계
를 더 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법. - 제 42 항에 있어서, 상기 로우-k 유전체막을 상기 UV 노광에 이은 제3 IR 방사에 노광시키는 단계를 더 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서,
상기 로우-k 유전체막을 상기 IR 노광에 이은 제1 자외(UV) 방사에 노광시키는 제1 UV 노광 단계; 및
상기 IR 노광 동안 상기 로우-k 유전체막을 제2 UV 방사에 노광시키는 제2 UV 노광 단계로서, 상기 제2 UV 노광은 상기 제1 UV 노광과는 상이한 것인 상기 제2 UV 방사에 노광시키는 단계
를 더 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법. - 제 44 항에 있어서, 상기 교차 결합 억제자의 상기 잉여량을 조절하는 단계는, 상기 IR 노광 동안의 상기 제2 UV 노광에 대한 기간, 상기 제2 UV 노광을 위한 UV 강도, 또는 상기 제2 UV 노광을 위한 UV 양, 또는 그 2 이상의 조합을 조정하는 단계를 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 기판을, 상기 IR 노광 전에, 상기 IR 노광 동안, 또는 상기 IR 노광 후에, 또는 그 2 이상의 임의의 조합 시 가열하는 단계를 더 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 기판 상의 다공성 저 유전 상수(로우-k)막을 준비하는 방법으로서,
화학적 기상 증착(CVD) 공정을 사용하여 기판 상에 SiCOH 함유 유전체막을 형성하는 단계로서, 상기 CVD 공정은 디에톡시메틸실란(DEMS) 및 기공 생성 재료를 사용하는 것인 상기 형성하는 단계;
상기 기공 생성 재료를 실질적으로 제거하는 데 충분히 긴 제1 기간 동안 상기 SiCOH 함유 유전체막을 IR 방사에 노광시키는 IR 노광 단계;
상기 IR 노광에 이어 제2 기간 동안 UV 방사에 상기 SiCOH 함유 유전체막을 노광시키는 단계; 및
상기 제2 기간의 일부 또는 전부 동안 상기 SiCOH 함유 유전체막을 가열하는 단계
를 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법. - 제 47 항에 있어서, 상기 기공 생성 재료는 테르펜; 노보렌; 5-디메틸-1,4-사이클로옥타디엔; 데카하이드로나프탈렌; 에틸벤젠; 또는 리모넨; 또는 그 2 이상의 조합을 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 47 항에 있어서, 상기 기공 생성 재료는 알파-터피넨(alpha-terpinene,ATRP)을 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 기판 상의 다공성 저 유전 상수(로우-k)막을 준비하는 방법으로서,
화학적 기상 증착(CVD) 공정을 사용하여 기판 상에 SiCOH 함유 유전체막을 형성하는 단계로서, 상기 CVD 공정은 디에톡시메틸실란(DEMS) 및 기공 생성 재료를 사용하는 것인 상기 형성하는 단계;
상기 기공 생성 재료를 실질적으로 제거하는 데 충분히 긴 제1 기간 동안 상기 SiCOH 함유 유전체막을 제1 IR 방사에 노광시키는 단계;
상기 제1 IR 노광에 이어 제2 기간 동안 상기 SiCOH 함유 유전체막을 UV 방사에 노광시키는 단계;
상기 UV 노광 동안 제3 기간 동안 상기 SiCOH 함유 유전체막을 제2 IR 방사에 노광시키는 단계; 및
상기 UV 노광에 이어 제4 기간 동안 상기 SiCOH 함유 유전체막을 제3 IR 방사에 노광시키는 단계
를 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법. - 제 50 항에 있어서, 상기 SiCOH 함유 유전체막을 상기 제2 기간의 일부 또는 전부 동안 가열하는 단계를 더 포함하는 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 51 항에 있어서, 상기 제3 기간은 상기 제2 기간과 동시에 발생하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 50 항에 있어서, 상기 기공 생성 재료는, 테르펜; 노보렌; 5-디메틸-1,4-사이클로옥타디엔; 데카하이드로나프탈렌; 에틸벤젠; 또는 리모넨; 또는 그 2 이상의 조합을 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 제 50 항에 있어서, 상기 기공 생성 재료는 알파-터피넨(ATRP)을 포함하는 것인 다공성 저 유전 상수막의 준비 방법.
- 유전체막으로서,
약 1.7 이하의 유전 상수, 약 1.17 이하의 굴절률, 약 1.5 GPa 이상의 탄성률, 및 약 0.2 GPa 이상의 경도를 갖는 디에톡시메틸실란(DEMS)계 다공성 유전체막을 포함하는 유전체막. - 유전체막으로서,
약 2.1 이하의 유전 상수, 약 1.31 이하의 굴절률, 약 4 GPa 이상의 탄성률, 및 약 0.45 GPa 이상의 경도를 갖는 디에톡시메틸실란(DEMS)계 다공성 유전체막을 포함하는 유전체막.
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