TWI736806B - 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 - Google Patents

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 Download PDF

Info

Publication number
TWI736806B
TWI736806B TW107138705A TW107138705A TWI736806B TW I736806 B TWI736806 B TW I736806B TW 107138705 A TW107138705 A TW 107138705A TW 107138705 A TW107138705 A TW 107138705A TW I736806 B TWI736806 B TW I736806B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid
substrate
solvent
film
mixed
Prior art date
Application number
TW107138705A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201933425A (zh
Inventor
山口達也
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201933425A publication Critical patent/TW201933425A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI736806B publication Critical patent/TWI736806B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/24—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means incorporating means for heating the liquid or other fluent material, e.g. electrically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0014—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by incorporation in a layer which is removed with the contaminants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02307—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—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
    • 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
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—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
    • 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
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H01L21/76807—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures
    • H01L21/76811—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures involving multiple stacked pre-patterned masks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
    • H01L21/76826—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by contacting the layer with gases, liquids or plasmas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明提供一種基板處理裝置等，其可形成較容易去除且具有脲鍵之聚合物膜。 在基板處理裝置8中，用以製造半導體裝置之基板W載置在載置台81上，且第一液體供給部87B供給包含異氰酸酯及溶劑之第一原料溶液，而第二液體供給部87A供給包含胺及溶劑之第二原料溶液。由噴嘴部86供給混合液至基板W之表面以形成具有脲鍵之聚合物膜，且該噴嘴部86設置在第一原料溶液及第二原料溶液合流而得到混合液之流體流路861的末端部。該聚合物膜在半導體裝置之製造步驟中暫時地使用後，藉由解聚合去除。

Description

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
本發明係關於在半導體裝置之製造步驟中暫時地使用之膜的形成技術。
在半導體裝置之製造步驟中，有時使用稱為犧牲膜之膜。犧牲膜係在製造步驟中暫時地使用，但在中途去除而未包含在作為製品之半導體裝置中的膜。習知之犧牲膜之例係對應抗蝕遮罩形成於該遮罩之下層側的中間遮罩、在雙金屬鑲嵌法中用以分隔溝及通孔的圖案遮罩(後述之硬遮罩)等按多種目的來使用的膜。
此外，作為在半導體裝置之製造步驟中暫時地使用的構件之例，亦有人提出例如對多孔質之低介電率膜使用電漿蝕刻等進行加工時，將樹脂埋入低介電率膜之孔部內，藉此抑制引起介電率上升之損壞的技術(專利文獻1)。
另一方面，埋入於使用後之犧牲膜及低介電率膜之孔部內的樹脂等必須由製造中之半導體裝置去除。此時較好不使用電漿等恐有對構成半導體裝置之材料造成損壞之虞的方法而選擇埋入於可去除之犧牲膜及低介電率膜的孔部內之物質。 本申請案之發明人為解決如此問題，選擇可埋入於較容易去除之犧牲膜或低介電率膜之孔部內的材料，及開發使用該材料在製造中之半導體裝置表面形成膜的技術等。
因此，專利文獻2記載分別混合加入硬化延遲劑之異氰酸酯及胺化合物後噴塗至頂板及壁等之施工對象，藉此進行聚脲樹脂之塗裝的技術。但是，該專利文獻2記載之技術與半導體裝置製造之技術領域大不相同，未發現在半導體裝置之製造步驟中使用聚脲樹脂之技術的記載或暗示。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第9,414,445號：第4欄第34行至41行，第13欄第51行至53行，申請專利範圍第1項 [專利文獻2]日本特開2016－13860號公報：申請專利範圍第1、2項，段落0047至0049，圖1
[發明所欲解決的問題]
本發明係在如此情形下作成，其目的係提供可在用以製造半導體裝置之基板上形成較容易去除且具有脲鍵之聚合物膜的基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄該方法之記錄媒體。 [解決問題的手段]
本發明之基板處理裝置基於製造半導體裝置之目的而進行基板之處理，具有： 載置台，其載置基板； 第一液體供給部，其供給用以在前述載置台上之基板上形成具有脲鍵之聚合物膜的第一液體； 第二液體供給部，其供給與前述第一液體反應之第二液體；及 噴嘴部，其設置在由前述第一液體供給部所供給之第一液體及由前述第二液體供給部所供給之第二液體合流而得到混合液的液體流路末端部，且供給前述混合液至該基板以便在前述載置台上之基板表面上形成前述聚合物膜， 前述聚合物膜在前述半導體裝置之製造步驟中暫時地使用後，藉由解聚合去除。 [發明的功效]
本發明係分別在液體流路內混合用以在基板上形成具有脲鍵之聚合物膜的第一、第二液體後供給至基板，因此可使該等液體之混合比改變，可調整直到形成具有脲鍵之聚合物為止的時間或聚合物膜之膜厚，而在基板表面上形成聚合物膜。
在說明本發明實施形態之作為基板處理裝置的聚脲膜形成模組8的具體結構前，列舉利用以往未採用之由具有脲鍵之聚合物形成的聚合物膜(以下亦稱為「聚脲膜」)製造半導體裝置之步驟的幾個例子。 圖1顯示使用聚脲膜作為蝕刻低介電率膜20時之犧牲膜的例子作為第一例。
圖1(a)中所示之符號11係例如下層側之層間絕緣膜，12係埋入層間絕緣膜11之配線材料，13係蝕刻時具有阻擋功能之蝕刻阻擋膜。蝕刻阻擋膜13係由例如SiC(碳化矽)及SiCN(碳氮化矽)等形成。
在蝕刻阻擋膜13上形成作為層間絕緣膜之低介電率膜20。低介電率膜20在此例中使用SiOC膜，且SiOC膜係例如藉由CVD(化學蒸氣沈積(Chemical Vapor Deposition))法使DEMS(二乙氧甲基矽烷(Diethoxymethylsilane))電漿化來形成。因此，低介電率膜20包含矽、碳及氧作為主成分。此外，下層側之層間絕緣膜11亦使用例如SiOC膜。
在本例中，說明對構成形成於作為基板之晶圓W表面上之製造途中的半導體裝置的低介電率膜20，形成通孔201及溝(配線埋入用溝)202等之情形。 在圖1(a)中，在前述低介電率膜20之表面上形成作為蝕刻用圖案遮罩之硬遮罩22，該硬遮罩22係在對應於溝202之部位開口且由例如TiN(氮化鈦)膜形成。
在該等硬遮罩22及低介電率膜20之上面側形成作為蝕刻通孔時之犧牲膜使用的聚脲膜23。本例之聚脲膜23係使用後述之聚脲膜形成模組8，藉由供給包含聚脲之原料(胺及異氰酸酯)的混合液至晶圓W之表面來形成。 此外，該聚脲膜23之上面側形成遮罩膜24，該遮罩膜24係由以對應通孔之部位開口的方式圖案化之SiO2 (氧化矽)膜形成。
對已形成上述積層構造之晶圓，使用遮罩膜24作為遮罩，藉由例如CH3 F氣體之電漿進行聚脲膜23之蝕刻。接著，藉由氧氣電漿去除遮罩膜24後，使用聚脲膜23作為蝕刻遮罩，藉由例如C6 F6 氣體之電漿氣體蝕刻低介電率膜20，在低介電率膜20中形成通孔201(圖1(b))。
然後，藉由電漿(SiC膜時為CF4 氣體電漿)蝕刻通孔201底部之蝕刻阻擋膜13。 以上說明之各處理中，在該階段前進行之處理必須在比聚脲解聚合之溫度低的溫度下實施。
接著，去除作為犧牲膜使用之聚脲膜23(圖1(c))。如後所述地，加熱時可使聚脲膜23解聚合成胺而蒸發。
接著，與形成通孔201之程序同樣地，使用硬遮罩22蝕刻低介電率膜20，藉此可在包圍通孔201之區域中形成溝202(圖1(d))。 然後，藉由使用混合硫酸、雙氧水及水之蝕刻液的濕式蝕刻，去除硬遮罩22，接著將銅埋入通孔201及溝202中並藉由CMP(化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing))去除多餘之銅，藉此可形成銅配線。
接著，一面參照圖2一面說明第二例。第二例使用聚脲作為埋入形成於多孔質低介電率膜20中之多數孔部21內的物質。 在圖2(a)至(d)之各圖中，與使用圖1(a)至(d)說明之構成元件共通的構成元件賦予與圖1中使用之符號共通的符號。
圖2(a)中顯示，與使用圖1(a)說明之例同樣地在層間絕緣膜11及配線材料12之上面側，透過蝕刻阻擋膜13積層低介電率膜20之狀態。極示意地顯示在該低介電率膜20內形成多數孔部21之情形。
對已形成該低介電率膜20之晶圓供給包含聚脲之原料(胺及異氰酸酯)的混合液時，混合液浸透至各低介電率膜20內後硬化成為而埋入聚脲之狀態(圖2(b))。混合液未浸透至低介電率膜20內而在低介電率膜20之表面硬化形成的聚脲膜23可藉由加熱解聚合而去除，亦可與使用圖1說明之例同樣地作為犧牲膜使用。 在本例中，在將聚脲埋入形成於膜狀低介電率膜20中之孔部21內的處理中，亦包含形成聚脲膜之處理(形成具有脲鍵之聚合物膜的處理)。
停止將聚脲埋入孔部21內後，利用使用圖1(a)、(b)說明之硬遮罩22、遮罩膜24(使用聚脲膜23作為犧牲膜時亦利用該聚脲膜23)，進行低介電率膜20之蝕刻，形成通孔201及溝202等，接著去除在溝202之底部露出的蝕刻阻擋膜13(圖2(c))。 藉由蝕刻去除該等低介電率膜20、其上層側之硬遮罩22及遮罩膜24等時，即使各種電漿或蝕刻液與低介電率膜20接觸，亦可藉由埋入孔部21內之聚脲保護低介電率膜20。
如此在低介電率膜20中形成通孔201及溝202後，加熱晶圓W使埋入低介電率膜20之孔部21的聚脲解聚合而去除(圖2(d))。 對去除聚脲而回復成多孔質膜之低介電率膜20，形成銅配線之處理與使用圖1(d)說明之積層構造例相同。
以上，一面參照圖1、2，一面說明重新利用聚脲膜來製造半導體裝置之步驟的例子。 此外，亦可暫時地使用聚脲膜來達成在去除圖1(d)所示之硬遮罩22時形成埋入通孔201或溝202用以保護低介電率膜20之埋入部的目的，及可在翼片型FET(場效電晶體(Field Effect Transistor))中進行離子植入時形成保護其他區域之遮罩的目的等。
接著，一面參照圖3至5，一面說明用以形成聚脲膜23之聚脲的例子。 例如圖3所示地，聚脲可使用異氰酸酯及胺藉由共聚合來產生。R、R’(取代基)係例如烷基(直鏈狀烷基或環狀烷基)或芳基，且n為2以上之整數。
異氰酸酯可使用例如脂環式化合物、脂肪族化合物、芳香族化合物等。脂環式化合物可舉1,3-雙(異氰酸酯甲基)環己烷(H6XDI)為例，而脂肪族化合物可舉六甲基二異氰酸酯為例。 胺可使用例如脂環式化合物或脂肪族化合物，且脂環式化合物可舉1,3-雙(胺甲基)環己烷(H6XDA)為例，而脂肪族化合物可舉1,12-二胺癸烷(DAD)為例。
接著，說明異氰酸酯與胺之反應的變化。在該反應中，如圖4(a)至(d)所示地，可使用單官能性分子作為原料單體。 另外，如圖5(a)、(b)所示地，亦可使用異氰酸酯及二級胺，此時產生之聚合物包含的鍵結亦為脲鍵且可得到聚脲。
上述聚脲可藉由加熱解聚合成胺而蒸發，並由製造中之半導體裝置去除。為了不對已形成於晶圓W上之元件部分，特別是銅配線產生不良影響，宜在400℃以下，例如在390℃以下加熱，且在例如300至350℃加熱更佳。
由抑制對元件之熱破壞的觀點來看，進行聚脲之解聚合的時間，例如在300℃至400℃加熱的時間宜為例如5分鐘以下。因此較佳之加熱方式可舉350℃、5分鐘以下為例。加熱方法可為使用紅外線燈，亦可為將晶圓W放在內建加熱器之載置台上加熱。加熱環境為例如氮氣等之惰性氣體環境。
如此，聚脲可只藉由加熱解聚合並蒸發而去除，因此相較於將製造中之半導體裝置暴露於蝕刻氣體之電漿或蝕刻液的情形，可容易地去除且對構成半導體裝置之材料造成損壞的可能性小。
另一方面，異氰酸酯與胺以短時間反應是習知的，且使用包含異氰酸酯或胺之溶液形成聚脲膜23時，有藉由何種方法可供給該等溶液至晶圓W之表面的問題。
在對晶圓W供給聚脲之原料的配管內立刻混合異氰酸酯及胺時，恐有在配管內形成聚脲並造成配管閉塞之虞。 針對此點，亦可考慮對晶圓W交互地供給包含異氰酸酯或胺之溶液，接著在晶圓W之表面使異氰酸酯與胺接觸之方法。但是，如後述比較例所示地，可了解的是在該方法中難以控制聚脲膜23之膜厚且亦難以在晶圓W之面內形成均一膜厚之聚脲膜23。
因此在本例中，在噴嘴配管(液體流路)861內混合包含異氰酸酯及溶劑之溶液(第一液體)及包含胺及溶劑之溶液(第二液體)，最後將得到之混合液供給至晶圓W。可了解的是藉由該方法，可抑制產生噴嘴配管861之閉塞且膜厚之控制性良好而形成膜厚均一之聚脲膜23。 以下，一面參照圖6，一面說明形成聚脲膜23之作為基板處理裝置的聚脲膜形成模組8的結構例。
圖6所示之符號81係吸附保持晶圓W並藉由旋轉機構80旋轉之作為載置台的真空吸盤，82係杯體模組，85係形成杯體模組82之本體且具有承接由旋轉晶圓W飛散之液體並由底面側排出至外部之環狀溝的外杯體，且83係朝下方延伸之外周壁及內周壁以向外杯體85之溝側延伸之方式形成筒狀的引導構件。此外，同圖之符號84係形成於外杯體85與前述外周壁之間以便可沿全周進行排氣、排液之排出空間，且排出空間84之下方側形成可進行氣液分離之構造。 外杯體85或引導構件83相當於本例之杯體。
此外，如圖6所示地，在被載置台81保持之晶圓W的旋轉中心上方側配置噴嘴部86，且噴嘴部86對晶圓W供給包含作為聚脲膜23原料之異氰酸酯及胺的溶液(後述之混合液)。例如，噴嘴部86連接於未圖示之驅動機構並可在晶圓W中心位置之上方位置與外杯體85之外側位置間自由地移動。 噴嘴部86設於噴嘴配管861之末端部，另一方面，噴嘴配管861之上游側透過開關閥V1、V2及流量調節部871、872分別地連接胺溶液供給部(第二液體供給部)87A、異氰酸酯溶液供給部(第一液體供給部)87B。
異氰酸酯溶液供給部87B包含貯存包含作為聚脲原料之前述異氰酸酯及溶劑之第一液體的異氰酸酯溶液的貯存槽，及藉由氮氣等之惰性氣體壓送貯存槽內之異氰酸酯溶液的壓送機構等。
溶解異氰酸酯之溶劑宜為包含丙酮及甲基乙基酮等包含酮基之溶劑，但除此之外，亦可為正己烷及環己烷等之烴系溶劑、甲苯等之芳香族系溶劑、乙醇及丙醇等之醇系溶劑等。 此外，異氰酸酯溶液中之異氰酸酯濃度可為例如1至40wt%之範圍內的濃度。
另一方面，胺溶液供給部87A亦包含貯存包含作為聚脲原料之前述胺及溶劑之第二液體的胺溶液的貯存槽，及藉由氮氣等之惰性氣體壓送貯存槽內之胺溶液的壓送機構等。 因為溶解胺之溶劑或胺溶液中之胺濃度與異氰酸酯溶液之情形相同，所以省略再說明。
因此，如後述參考例中實驗結果所示地，本發明之發明人發現立即混合混合異氰酸酯與溶劑後(立即調製後)之異氰酸酯溶液及立即混合胺與溶劑後(立即調製後)之胺溶液時，雖然異氰酸酯或胺被溶劑稀釋，仍有立即混合後聚脲產生而固化之情形。 相對於此，確認調製後經過60分鐘以上之異氰酸酯溶液、胺溶液未產生立即混合後之聚脲，而是看到經過一段時間後慢慢地產生聚脲並產生白濁之現象。
因此在本例之聚脲膜形成模組8中，分別貯存在異氰酸酯溶液供給部87B、胺溶液供給部87A中之異氰酸酯溶液、胺溶液使用與溶劑混合後經過60分鐘以上者。接著，將該等異氰酸酯溶液、胺溶液供給至噴嘴配管861而在噴嘴配管861內得到該等溶液之混合液。結果，可抑制在噴嘴配管861發生閉塞程度的短時間內進行聚脲之產生。
此外，在與前述胺溶液供給部87A或異氰酸酯溶液供給部87B連接之位置，用以供給進行供給至晶圓W之混合液濃度調節之稀釋溶劑的溶劑供給部88透過開關閥V3及流量調節部881連接於本例之噴嘴配管861。 貯存用以調節混合液中之異氰酸酯或胺濃度之溶劑的貯存槽及進行貯存槽內之溶劑送液的泵等設置在溶劑供給部88中。
只要可與噴嘴配管861內之混合液(異氰酸酯溶液與胺溶液之混合液)互相混合，由溶劑供給部88供給之稀釋溶劑可與異氰酸酯溶液或胺溶液中之溶劑相同且可為與該等溶液中之溶劑不同的溶劑。
此外，在本例之聚脲膜形成模組8中，與前述噴嘴配管861不同側之清洗溶劑配管883連接於上述溶劑供給部88。清洗溶劑噴嘴821、822透過流量調節部882及開關閥V4連接於清洗溶劑配管883。清洗溶劑噴嘴821、822具有供給溶劑供給部88內之溶劑作為用以清洗去除附著在杯體模組82內之混合液的清洗溶劑的功能。
如圖6所示地，清洗溶劑噴嘴821向位於被載置台81保持之晶圓W外側的引導構件83上面供給清洗溶液。另一方面，清洗溶劑噴嘴822向外杯體85之內壁面供給清洗溶液。
清洗溶劑噴嘴821、822分別沿著杯體模組82之周方向互相分開間隔地設置多數個。藉由該結構，由清洗溶劑噴嘴821、822供給之清洗溶劑可到處供給至引導構件83之上面及外杯體85之內壁面來進行該等區域之清洗。
控制部800設置在具有以上說明之結構的聚脲膜形成模組8中。該控制部800構成為由儲存程式之記錄媒體及CPU形成的電腦。程式由控制部800傳送控制信號至聚脲膜形成模組8之各部，並組成用以實行在晶圓W表面形成聚脲膜23之處理的命令(步驟群)。 更具體而言，控制部800實行：晶圓W之每單位時間旋轉數；各噴嘴部86之水平；升降移動；異氰酸酯溶液、胺溶液、溶劑(稀釋溶劑、清洗溶劑)對噴嘴部86及清洗溶劑噴嘴821、822等之供給中斷；及流量控制等各種控制所需的動作。該程式儲存在例如硬碟、光碟、光磁碟或記憶卡等之記錄媒體中。
特別地，本例之控制部800，例如下述表1所示地，將聚脲膜23之膜厚與異氰酸酯溶液、胺溶液及稀釋溶劑之各供給流量的對應關係記錄在記錄媒體內。如後述實施例中實驗結果所示地，可了解的是可依據附著在晶圓W上之混合液的重量，使形成於晶圓W表面上之聚脲膜23的膜厚變化。
即，在使晶圓W之旋轉數維持一定的狀態中，由噴嘴部86供給至晶圓W之混合液(包含用稀釋溶劑稀釋之情形)的流量及混合液中之異氰酸酯或胺濃度等成為決定聚脲膜23之膜厚的參數。
在本例之聚脲膜形成模組8中，操作者透過觸控面板等之介面選擇欲形成於晶圓W上之聚脲膜23的目標膜厚時，依據表1之對應關係，將各溶液、稀釋溶劑之流量載入設定聚脲膜形成模組8之動作條件的方法中，並依據該方法設定流量調節部872、871、881之流量設定。 就該觀點而言，控制部800具有本例之流量設定部的機能。 (表1)
Figure 107138705-A0304-0001
以下，一面參照圖7、8，一面說明具有上述結構之聚脲膜形成模組8的作用。 首先，使用外部之晶圓搬送機構將處理對象之晶圓W搬入配置聚脲膜形成模組8之框體內，接著傳送至載置台81。然後，使噴嘴部86朝晶圓W中心之上方側移動，同時使晶圓W旋轉。
晶圓W到達預先設定之旋轉數後，用預先載入方法中之流量由異氰酸酯溶液供給部87B、胺溶液供給部87A供給異氰酸酯溶液、胺溶液。結果，該等溶液在噴嘴配管861內混合成為混合液，接著透過噴嘴部86向晶圓W之表面噴吐。此外，完成由溶劑供給部88供給稀釋溶劑之設定時，向晶圓W噴吐進一步使用稀釋溶劑進行濃度調節後之混合液(圖7)。
此時，由異氰酸酯溶液供給部87B、胺溶液供給部87A供給之異氰酸酯溶液、胺溶液宜使用分別進行調製後經過60分鐘以上者。藉此，可抑制急速形成之聚脲，且可在不閉塞噴嘴配管861之情形下用混合液之狀態供給聚脲膜23之原料。 但是，聚脲因異氰酸酯或胺十分稀薄等而緩慢形成時，未禁止使用調製後小於60分鐘的各溶液。
由噴嘴部86供給至晶圓W之中心部的混合液隨著晶圓W之旋轉受到離心力而朝其全面伸展。在覆蓋晶圓W之全面的混合液內進行異氰酸酯與胺之反應並形成聚脲膜23。此時，混合液中之溶劑揮發使異氰酸酯及胺之濃度上升，藉此可提高晶圓W表面中的前述反應速度。進行預定時間混合液之供給後，停止供給混合液。 此外，停止供給混合液後，可時而減少晶圓W之旋轉數，時而停止旋轉晶圓W，以便不因晶圓W之旋轉而由晶圓W甩出混合液之全量。
另一方面，供給至旋轉之晶圓W的混合液之一部份甩至周圍，且附著在外側之引導構件83表面或外杯體85之內面上。因此，如圖8所示地，由清洗溶劑噴嘴821、822供給清洗溶劑至該等面，接著將在該等面成為膜狀地固化之聚脲前的混合液再溶解於清洗溶劑中並排出至外部(圖8)。
使用如前所述地調製後經過60分鐘以上之異氰酸酯溶液、胺溶液時，即使在混合後，溶劑揮發之狀態中，亦經過大約10分鐘後慢慢地形成聚脲。因此，在本例之聚脲膜形成模組8中，在噴嘴配管861內混合異氰酸酯溶液與胺溶液並得到混合液後經過大約10分鐘前，使用足夠量之清洗溶劑沖洗附著在引導構件83或外杯體85上之混合液。
藉由該清洗，可抑制聚脲附著在構成杯體模組82之構件83、85的表面上，因此可抑制杯體模組82內之流路發生閉塞。此外，用足夠量之溶劑稀釋之混合液即使形成聚脲亦可保持流動性，因此不會妨礙排液排出至排液流路後，移送到進行排液處理之處理槽。
圖8中顯示在將形成聚脲膜23後(或形成聚脲膜23之途中)之晶圓W保持在停止旋轉之載置台81上的狀態下，由清洗溶劑噴嘴821、822供給清洗溶液之狀態。 亦可與該例不同地在停止旋轉載置台81後，由聚脲膜形成模組8搬出晶圓W至外部，接著在經過前述10分鐘前藉由清洗溶劑噴嘴821、822供給清洗溶液進行杯體模組82之清洗。
用於供給混合液之噴嘴部86在移動到例如待機位置後，只使溶劑由溶劑供給部88流至噴嘴配管861以進行殘存在噴嘴配管861內之混合液的排出、清洗。該清洗亦宜在噴嘴配管861內得到混合液後10分鐘內進行。
對如此形成聚脲膜23之晶圓W依需要進行加熱處理，進行聚脲膜23之膜厚調整(參照前述圖2(b)之說明)。然後，進行聚脲膜23形成後實施之各種處理(使用電漿或蝕刻液之蝕刻處理、離子植入處理等)。
結束使用聚脲膜23之處理的晶圓W在未圖示之熱處理裝置內，加熱至前述之300℃至400℃之範圍內的溫度使聚脲膜23解聚合，接著排出蒸發之胺氣體。 進行聚脲膜23之解聚合的處理可使用將晶圓W載置在具有加熱部之載置台進行加熱之單片式熱處理裝置。此外，亦可使用習知之縱型熱處理裝置，該習知之縱型熱處理裝置係將保持多數片晶圓W之晶舟插入石英管內，並使用配置於石英管周圍之加熱部藉由輻射熱加熱晶圓W。
依據本實施形態之聚脲膜形成模組8，具有以下效果。因為在噴嘴配管861內混合分別用溶劑稀釋之異氰酸酯及胺溶液後供給至晶圓W，所以可一面調整到形成聚脲為止之時間，一面在晶圓W之表面形成聚脲膜23。
因此，如圖9至11所示地，可在聚脲膜形成模組8中設置加熱部。在該等圖中，顯示在被載置台81保持之晶圓W下方側設置照射紅外線以進行晶圓W之加熱的加熱用LED(發光二極體)89作為加熱部的例子。 使用加熱部時，可縮短供給混合液至晶圓W之表面後，到形成聚脲膜23為止之時間。
在此，可省略設置使用圖6等說明之清洗溶劑噴嘴821、822。 在此情形中，由噴嘴部86供給混合液至旋轉之晶圓W(圖9)，接著停止供給混合液後使用加熱用LED89加熱晶圓W，藉此在短時間內形成聚脲膜23。此時，可時而減少晶圓W之旋轉數，時而停止旋轉。藉由使用紅外線之定向性高的加熱用LED89，甩至杯體模組82側之混合液可維持緩慢形成聚脲之的狀態。
然後，使形成聚脲膜23之晶圓W旋轉，接著透過噴嘴部86單獨地供給溶劑(圖11中之清洗溶劑250)至該晶圓W之表面。因為晶圓W上之聚脲膜23不溶於溶劑，所以供給至旋轉晶圓W之表面的溶劑原封不動地甩至周圍。另一方面，若為前述10分鐘以內之時間，混合液溶於溶劑中，因此可使用由旋轉之晶圓W甩出之溶劑清洗並去除附著在杯體模組82上之混合液(圖11)。
此外，供給混合液230之噴嘴部86的結構不限於圖6等所示之例子。 例如圖12所示地，在具有與晶圓W直徑大約相同之長度的棒狀掃描噴嘴部86a底面，可設置沿著掃描噴嘴部86a之長度方向延伸之狹縫狀噴吐口，或沿著掃描噴嘴部86a之長度方向排列設置由小孔形成之多數噴吐口。
此外，例如圖12所示地，亦可由被載置台81保持之晶圓W的一端側向另一端側，使吐出混合液230之掃描噴嘴部86a以掃描之方式相對晶圓W相對地移動，藉此在晶圓W之全面上塗布混合液230。 或者，沿著晶圓W之直徑配置前述掃描噴嘴部86a，並一面由掃描噴嘴部86a噴吐混合液230，一面使晶圓W與掃描噴嘴部86a環繞中心軸相對地旋轉以進行混合液230之塗布(未圖示)。
接著，說明利用前述共聚合以外之反應形成聚脲膜23的方法。 圖13顯示藉由異氰酸酯之自聚合產生聚脲的反應。將水分加入異氰酸酯中時，藉由水解產生胺，可藉由該等異氰酸酯與胺之反應得到聚脲。
圖14顯示利用上述自聚合在晶圓W上形成聚脲膜23之聚脲膜形成模組8a的結構例。在圖14中，與使用圖6、9等說明之聚脲膜形成模組8共通的結構賦予與在該等圖中使用之符號共通的符號。 在本例之聚脲膜形成模組8a中，由異氰酸酯溶液供給部(第一液體供給部)87B，與前述聚脲膜形成模組8同樣地供給包含異氰酸酯及溶劑之異氰酸酯溶液(第一液體)。例如，異氰酸酯濃度可調整至1至40wt%。
另一方面，在本例之聚脲膜形成模組8a中設置水分供給部(第二液體供給部)87C，取代前述之胺溶液供給部87A。由水分供給部87C供給混合水及丙酮而得之丙酮水溶液作為用以對異氰酸酯進行自聚合之包含水分的液體(第二液體)。丙酮水溶液之水分濃度可例如調整至0.1至10wt%。該水分濃度係調整為可因異氰酸酯水解而產生胺，同時殘存自聚合所需之異氰酸酯。 水分供給部87C在具有貯存丙酮水溶液之貯存槽及藉由氮氣等之惰性氣體壓送貯存槽內之胺溶液的壓送機構等方面與異氰酸酯溶液供給部87B相同。
相較於伴隨異氰酸酯溶液及胺溶液混合之共聚合反應，伴隨異氰酸酯溶液及水分(丙酮水溶液)混合之自聚合反應的反應速度慢。 因此，聚脲膜形成模組8a中設置加熱流過噴嘴配管861內之混合液的配管加熱器891及加熱被載置台81保持之晶圓W的加熱用LED89等，以達成促進自聚合反應進行之目的。
例如，配管加熱器891由包含電阻發熱體之帶加熱器構成，且捲繞在異氰酸酯溶液及水分之混合位置下游側的配管外面。配管加熱器891連接於供電部892，並依據在設置於噴嘴配管861中之未圖示溫度檢測部檢出的溫度調節對配管加熱器891之供給電力，以使該檢出溫度接近預先設定之目標溫度。
噴嘴配管861之目標溫度係設定成使流過內部之混合液溫度為在60至100℃之範圍的溫度。 此外，可加熱貯存在噴嘴部86側、異氰酸酯溶液及水分之混合位置上游側的噴嘴配管861、異氰酸酯溶液供給部87B及水分供給部87C中的各液體。此外，若可將混合液加熱至所希望溫度，亦可只加熱噴嘴部86側。
另外，如後述參考例所示地，在加熱至前述大約60至100℃之溫度條件下混合異氰酸酯及醇時，醇與聚脲之末端反應，恐有自聚合停止之虞。由此觀點來看，與用於自聚合之水混合的溶劑、異氰酸酯之溶劑及由溶劑供給部88供給用於濃度調節之稀釋溶劑等宜使用包含丙酮及甲基乙基酮等之包含酮基的溶劑。
使用具有以上說明之結構的聚脲膜形成模組8a，接著在噴嘴配管861中混合，且在加熱該混合液後供給至旋轉之晶圓W表面時，在晶圓W之表面進行自聚合。此外，藉由使用加熱用LED89將晶圓W之溫度加熱至例如250℃，可促進自聚合之進行。 結果，在晶圓W之表面形成聚脲膜23。利用自聚合形成聚脲膜23時，亦可在加熱晶圓W期間時而減少晶圓W之旋轉數，時而停止旋轉。 [實施例]
(實驗1) 確認調製異氰酸酯溶液、胺溶液後之經過時間與該等溶液混合後之聚脲產生的關係。 A.實驗條件 (參考例1-1)混合H6DXI及丙酮來調製濃度10wt%之異氰酸酯溶液。接著，混合H6DXD及丙酮來調製濃度10wt%之胺溶液。調製各溶液後經過60分鐘後混合異氰酸酯溶液及胺溶液，觀察混合後之混合液的情形。 (參考例1-2)除了混合異氰酸酯溶液及胺溶液後立即混合該等溶液以外，進行與參考例1-1同樣之實驗。
B.實驗結果 參考例1-1、1-2之混合液的外觀照片分別顯示於圖15(a)、(b)中。 依據圖15(a)所示之參考例1-1的結果，在調製異氰酸酯溶液、胺溶液經過60分鐘後混合該等溶液而得到之混合液中未觀察到急速形成聚脲，可維持液體之狀態。
另一方面，依據參考例1-2之實驗結果，在調製異氰酸酯溶液、胺溶液後立即混合該等溶液而得到之混合液中，觀察到混合後立即急速形成聚脲，瞬間成為固化之狀態(圖15(b))。
由該等參考例1-1、1-2之實驗結果可知，異氰酸酯、胺分別與溶劑混合後之經過時間經過60分鐘的溶液即使混合亦未立即形成聚脲，且即使在聚脲膜形成模組8內使用亦無引起噴嘴配管861閉塞之虞。
(實驗2) 對參考例1-1中得到之混合液，觀察隨著時間經過形成聚脲之情形。 A.實驗條件 (參考例2-1、2-2、2-3)對混合後10分鐘、20分鐘、30分鐘之各混合液進行外觀觀察。
B.實驗結果 參考例2-1至2-3之混合液的外觀照片分別顯示於圖16(a)至(c)中。 在混合後經過10分之參考例2-1中，混合液維持透明之液體狀態且確認未形成可目視之聚脲(圖16(a))。接著，在混合後經過20分鐘之參考例2-2中，確認混合液開始稍微混濁且以可目視程度開始形成聚脲(圖16(b))。此外，在混合後經過30分鐘之參考例2-3中，雖然混合液非常白濁，但混合液仍然維持液體之狀態(圖16(c))。
依據以上參考例2-1至2-3之所示的結果，使用進行調製後經過60分鐘以上之異氰酸酯溶液、胺溶液得到混合液時，若混合該等混合液後在10分鐘以內清洗附著於杯體模組82之混合液並由聚脲膜形成模組8排出，可抑制杯體模組82內之流路產生閉塞。
(實驗3) 調查聚脲原料對基板之塗布方法不同對聚脲膜23之膜厚控制性等的影響。 A.實驗條件 (實施例3-1)使用混合與參考例1-1同樣地調製之濃度1.0wt%的異氰酸酯溶液及濃度1.0wt%的胺溶液而得到的混合液，在以1500rpm旋轉之實驗用矽基板表面上塗布500mml之混合液以形成聚脲膜23。然後，測量聚脲膜23之膜厚及矽基板上之聚脲附著量。 (實施例3-2)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為2.0wt%以外，進行與實施例3-1同樣之實驗。 (實施例3-3)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為2.5wt%以外，進行與實施例3-1同樣之實驗。 (實施例3-4)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為5.0wt%以外，進行與實施例3-1同樣之實驗。 (實施例3-5)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為20wt%以外，進行與實施例3-1同樣之實驗。
(比較例3-1)分別未混合地以單獨之狀態保持與參考例1-1同樣地調製之濃度0.1wt%的異氰酸酯溶液及濃度0.1wt%的胺溶液。調製後，經過60分鐘後，在以1500rpm旋轉之實驗用矽基板表面上供給並塗布100mml之異氰酸酯溶液，接著供給並塗布100mml之胺溶液。藉由重覆共10次交互塗布異氰酸酯溶液及胺溶液，形成聚脲膜23。然後，測量聚脲膜23之膜厚及矽基板上之聚脲附著量。 (比較例3-2)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為0.2wt%以外，進行與比較例3-1同樣之實驗。 (比較例3-3)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為0.5wt%以外，進行與比較例3-1同樣之實驗。 (比較例3-4)除了異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度為5.0wt%以外，進行與比較例3-1同樣之實驗。
B.實驗結果 實施例3-1至3-5及比較例3-1至3-4的結果顯示於表2中。此外，實施例3-4及比較例3-4之聚脲膜23的外觀照片顯示於圖17(a)、(b)中。 (表2)
Figure 107138705-A0304-0002
依據表2所示之結果，在進行混合液之塗布(混合塗布)的實施例3-1至3-4中，考慮異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度時，聚脲原料之實際供給量雖然比比較例之交互塗布時多，但仍可形成薄膜厚之聚脲膜23。 此外，如圖17(a)中實施例3-4之聚脲膜23的外觀照片舉例所示地，實施例3-1至3-5之聚脲膜23可在矽基板之面內形成比較均一膜厚之聚脲膜23。
相對於此，在進行交互塗布之比較例3-1至3-4中，考慮異氰酸酯溶液及胺溶液之濃度時，聚脲原料之實際供給量雖然比混合塗布時少，但難以形成薄膜厚之聚脲膜23。 此外，如圖17(b)中比較例3-4之聚脲膜23的外觀照片舉例所示地，比較例3-1至3-4之聚脲膜23在矽基板之面內之聚脲膜23的膜厚不均一，難以形成均一膜厚之聚脲膜23。
依據以上確認之實施例3-1至3-5、比較例3-1至3-4的實驗結果，膜厚之控制性及面內均一性等良好的混合塗布可說是對形成適用於半導體裝置之製造步驟的聚脲膜23有效的方法。
8、8a‧‧‧聚脲膜形成模組 11‧‧‧層間絕緣膜 12‧‧‧配線材料 13‧‧‧蝕刻阻擋膜 20‧‧‧低介電率膜 21‧‧‧孔部 22‧‧‧硬遮罩 23‧‧‧聚脲膜 24‧‧‧遮罩膜 80‧‧‧旋轉機構 81‧‧‧載置台(真空吸盤) 82‧‧‧杯體模組 83‧‧‧引導構件 84‧‧‧排出空間 85‧‧‧外杯體 86‧‧‧噴嘴部 86a‧‧‧掃描噴嘴部 87A‧‧‧胺溶液供給部(第二液體供給部) 87B‧‧‧異氰酸酯溶液供給部(第一液體供給部) 87C‧‧‧水分供給部(第二液體供給部) 88‧‧‧溶劑供給部 89‧‧‧加熱用LED(發光二極體) 201‧‧‧通孔 202‧‧‧溝 230‧‧‧混合液 250‧‧‧清洗溶劑 800‧‧‧控制部 821、822‧‧‧清洗溶劑噴嘴 861‧‧‧噴嘴配管(液體流路) 871、872、881、882‧‧‧流量調節部 883‧‧‧清洗溶劑配管 891‧‧‧配管加熱器 V1、V2、V3、V4‧‧‧開關閥 W‧‧‧晶圓
[圖1](a)～(d)係顯示使用由具有脲鍵之聚合物形成之犧牲膜的半導體裝置之製造方法的說明圖。 [圖2](a)～(d)係顯示將前述具有脲鍵之聚合物暫時地埋入低介電率膜的半導體裝置之製造方法的說明圖。 [圖3]係藉由共聚合反應產生具有脲鍵之聚合物的情形的說明圖。 [圖4](a)～(d)係顯示具有脲鍵之聚合物成為寡聚物的反應的說明圖。 [圖5](a)～(b)係顯示使用二級胺產生具有脲鍵之聚合物的情形的說明圖。 [圖6]係聚脲膜形成模組之縱剖側面圖。 [圖7]係前述聚脲膜形成模組之第一作用圖。 [圖8]係前述聚脲膜形成模組之第二作用圖。 [圖9]係另一實施形態之聚脲膜形成模組的第一作用圖。 [圖10]係另一實施形態之聚脲膜形成模組的第二作用圖。 [圖11]係另一實施形態之聚脲膜形成模組的第三作用圖。 [圖12]係顯示噴嘴部之變形例的說明圖。 [圖13]係顯示藉由異氰酸酯之自聚合產生具有脲鍵之聚合物的反應的說明圖。 [圖14]係利用自聚合之聚脲膜形成模組的結構例。 [圖15](a)～(b)係顯示調製作為聚脲膜原料之混合液後的經過時間之影響的實驗結果。 [圖16](a)～(c)係顯示在混合液中產生聚脲之過程的實驗結果。 [圖17](a)～(b)係形成方法不同之聚脲膜的外觀照片。
8‧‧‧聚脲膜形成模組
80‧‧‧旋轉機構
81‧‧‧載置台(真空吸盤)
82‧‧‧杯體模組
83‧‧‧引導構件
84‧‧‧排出空間
85‧‧‧外杯體
86‧‧‧噴嘴部
87A‧‧‧胺溶液供給部(第二液體供給部)
87B‧‧‧異氰酸酯溶液供給部(第一液體供給部)
88‧‧‧溶劑供給部
800‧‧‧控制部
821、822‧‧‧清洗溶劑噴嘴
861‧‧‧噴嘴配管(液體流路)
871、872、881、882‧‧‧流量調節部
883‧‧‧清洗溶劑配管
V1、V2、V3、V4‧‧‧開關閥
W‧‧‧晶圓

Claims (21)

  1. 一種基板處理裝置，基於製造半導體裝置之目的而進行基板之處理，具有：載置台，其載置基板；第一液體供給部，其供給包含異氰酸酯及溶劑之第一液體，用以在該載置台上之基板上形成具有脲鍵之聚合物膜；第二液體供給部，其供給與該第一液體反應之第二液體；及噴嘴部，其設置在由該第一液體供給部所供給之第一液體與由該第二液體供給部所供給之第二液體合流而得到之混合液的液體流路末端部，且供給該混合液至該載置台上之該基板以便在該基板表面上形成該聚合物膜；該聚合物膜在暫時地使用於該半導體裝置之製造步驟之後，藉由解聚合去除。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該第二液體包含胺及溶劑，且藉由該混合液中之異氰酸酯與胺的共聚合，形成該聚合物膜。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該第二液體包含水，且藉由與該混合液中之水反應的異氰酸酯之自聚合而形成該聚合物膜。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理裝置，其中，更具有溶劑供給部，其對該液體流路供給該混合液之濃度調整用的稀釋溶劑。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，更具有： 流量調節部，其對於供給至該流體流路之第一、第二液體及稀釋溶劑分別進行流量調節；及流量設定部，其依據形成於該基板上之聚合物膜的膜厚與該第一、第二液體及稀釋溶劑的流量之對應關係，進行該流量調節部之流量設定。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該載置台係設置成可在保持基板呈水平之狀態下環繞中心軸自由地旋轉，且在該載置台之周圍設置用以承接由旋轉基板甩出之該混合液並排出至外部的杯體。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，該杯體中設置清洗溶劑噴嘴，用以供給清洗附著之混合液的清洗溶劑。
  8. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，更具有清洗溶劑噴嘴，用以將清洗附著於該杯體上之混合液的清洗溶劑供給至形成該聚合物膜後之基板表面，由該清洗溶劑噴嘴供給清洗溶劑至旋轉之基板的表面，向該杯體側甩出清洗溶劑，藉此清洗附著於該杯體上之混合液。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，更具有加熱載置在該載置台上之基板以促進該聚合物膜之形成的加熱部。
  10. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，更具有加熱該混合液流動之液體流路及噴嘴部中之至少一者以促進該聚合物膜之形成的混合液加熱部。
  11. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，該第一液體及第二液體係在進行異氰酸酯或胺與溶劑之混合後，經過60分鐘以上的液體。
  12. 如申請專利範圍第11項之基板處理裝置，其中，藉由混合該第一液體及第二液體在液體流路內得到混合液後，到供給至該載置台上之基板的混合液被排出至外部為止的時間係在10分鐘以內。
  13. 一種半導體裝置之製造方法，其基於製造半導體裝置之目的而進行基板之處理，且包含以下步驟：在液體流路內混合用以在該基板上形成具有脲鍵之聚合物膜的包含異氰酸酯及溶劑之第一液體及與該第一液體反應的第二液體，而得到混合液；由設置在該液體流路之末端部的噴嘴部供給該混合液至基板，在該基板之表面上形成具有脲鍵之聚合物膜；及將在該半導體裝置之製造步驟中暫時地使用後的該聚合物膜，藉由解聚合加以去除。
  14. 如申請專利範圍第13項之半導體裝置之製造方法，其中，該第二液體包含胺及溶劑，且藉由該混合液中之異氰酸酯與胺之共聚合，形成該聚合物膜。
  15. 如申請專利範圍第13項之半導體裝置之製造方法，其中，該第二液體包含水，且藉由與該混合液中之水反應的異氰酸酯之自聚合，形成該聚合物膜。
  16. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之半導體裝置之製造方法，其中，更包含以下步驟：對該液體流路供給該混合液之濃度調節用的稀釋溶劑。
  17. 如申請專利範圍第16項之半導體裝置之製造方法，其中，更包含以下步驟：依據形成於該基板上之聚合物膜的膜厚與該第一、第二液體及稀釋溶劑的流量的對應關係，進行供給至該液體流路之第一、第二液體及稀釋溶劑的流量調節，使該聚合物膜成為預先設定之膜厚。
  18. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置之製造方法，其中，更包含以下步驟：加熱該混合液流動之液體流路及噴嘴部中之至少一者以促進該聚合物膜之形成。
  19. 如申請專利範圍第14項之半導體裝置之製造方法，其中，該第一液體及第二液體係在進行異氰酸酯或胺與溶劑之混合後，經過60分鐘以上的液體。
  20. 如申請專利範圍第19項之半導體裝置之製造方法，其中，藉由混合該第一液體及第二液體在液體流路內得到混合液後，到供給至該基板之混合液被排出至收容該基板之基板處理裝置之外部為止的時間係在10分鐘以內。
  21. 一種記錄媒體，其記錄有用於基於製造半導體裝置之目的而進行基板之處理的基板處理裝置之電腦程式，且其特徵為： 該電腦程式包含有用以藉由該基板處理裝置實行如申請專利範圍第13至20項中任一項之半導體裝置之製造方法的步驟群。
TW107138705A 2017-11-07 2018-11-01 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 TWI736806B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-214863 2017-11-07
JP2017214863A JP6972939B2 (ja) 2017-11-07 2017-11-07 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び記憶媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201933425A TW201933425A (zh) 2019-08-16
TWI736806B true TWI736806B (zh) 2021-08-21

Family

ID=66327583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107138705A TWI736806B (zh) 2017-11-07 2018-11-01 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10879060B2 (zh)
JP (1) JP6972939B2 (zh)
KR (1) KR102380981B1 (zh)
TW (1) TWI736806B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7089902B2 (ja) * 2018-02-28 2022-06-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、基板処理装置における処理液排出方法、基板処理装置における処理液交換方法、基板処理装置における基板処理方法
JP7242392B2 (ja) * 2019-04-16 2023-03-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
CN114173938B (zh) * 2019-07-26 2023-05-30 富士胶片株式会社 喷雾装置及喷涂方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140322921A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Iftikhar Ahmad Method and apparatus for microwave treatment of dielectric films
TW201623669A (zh) * 2014-08-20 2016-07-01 蘭姆研究公司 用於選擇性的超低介電常數封孔之可流動介電質

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209864A (ja) * 1994-01-20 1995-08-11 Ulvac Japan Ltd パターン形成方法およびパターン形成装置
JP3957812B2 (ja) * 1997-04-03 2007-08-15 株式会社アルバック 低比誘電性高分子膜の形成方法
JP2004231932A (ja) * 2002-12-02 2004-08-19 Nitto Denko Corp 接着剤組成物、接着フィルムおよびこれを用いた半導体装置
JP2005292528A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Jsr Corp レジスト下層膜形成組成物、レジスト下層膜およびパターン形成方法
JP4295175B2 (ja) * 2004-08-05 2009-07-15 東京エレクトロン株式会社 塗布成膜装置及び塗布成膜方法
KR100641540B1 (ko) * 2004-12-22 2006-11-01 동부일렉트로닉스 주식회사 레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법
JP2010179506A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Toppan Printing Co Ltd 積層フィルム
JP4862902B2 (ja) * 2009-03-04 2012-01-25 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体
JP2014056884A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Konica Minolta Inc 電子デバイスおよびその製造方法
JP6020271B2 (ja) * 2013-03-18 2016-11-02 東京エレクトロン株式会社 液処理装置
JP6397783B2 (ja) 2015-03-06 2018-09-26 櫻護謨株式会社 ポリウレア樹脂の施工法及びその樹脂の携帯型施工装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140322921A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Iftikhar Ahmad Method and apparatus for microwave treatment of dielectric films
TW201623669A (zh) * 2014-08-20 2016-07-01 蘭姆研究公司 用於選擇性的超低介電常數封孔之可流動介電質

Also Published As

Publication number Publication date
TW201933425A (zh) 2019-08-16
KR20190051852A (ko) 2019-05-15
US10879060B2 (en) 2020-12-29
JP2019087643A (ja) 2019-06-06
KR102380981B1 (ko) 2022-04-01
US20190139756A1 (en) 2019-05-09
JP6972939B2 (ja) 2021-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI736806B (zh) 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
JP6254459B2 (ja) 重合膜の耐薬品性改善方法、重合膜の成膜方法、成膜装置、および電子製品の製造方法
KR102268929B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법
JP2021082843A (ja) 基板処理方法、基板処理システムおよび記憶媒体
JP5662081B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US10297443B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing system
US20060121741A1 (en) Device for supplying a solution onto a substrate and method for supplying the solution onto the substrate by using the same
US20070148985A1 (en) Method of manufacturing trench structure for device
KR102504971B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
TWI754108B (zh) 半導體裝置之製造方法及基板處理裝置
TW201931432A (zh) 用以預防高深寬比結構之黏滯作用及/或修補高深寬比結構的系統及方法
JP5248652B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
CN107154351B (zh) 一种硅片抛光方法及装置
KR102409609B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체
JP7465256B2 (ja) 非ｕｖ高硬度低ｋの膜堆積
JP2016189001A (ja) シリコン含有有機層を湿式剥離するための方法
CN111613549B (zh) 基片处理装置及基片处理方法
US20230078220A1 (en) Apparatus including light source supplying light to wafer and window protector receiving a portion of chemical liquid
JP6310583B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
WO2022085449A1 (ja) 基板処理方法、及び基板処理装置
JP2020170808A (ja) 処理液生成装置、基板処理装置、処理液生成方法および基板処理方法
US9793111B2 (en) Spin coating method and manufacturing method of electronic component
TWI775968B (zh) 半導體裝置之製造方法
JP5674851B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2007115834A (ja) 半導体製造方法及び半導体製造装置