半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置的制造方法，在使用牺牲膜来制造半导体装置时，可以容易地调节牺牲膜的形状、膜量，且有助于工序的简化。将聚合用的原料供给至基板的表面，形成由具有脲键的聚合物(聚脲膜8)构成的牺牲膜。作为成膜方法的一个例子，可以使用异氰酸酯和胺并通过共聚来生成，例如，在真空气氛下将两种原料以气体状态交替供给至基板。通过对牺牲膜进行加热，一部分发生解聚而形成单体，并通过冷却来进行聚合。因此，可以改变牺牲膜的截面形状，可以使高度差基板上的牺牲膜的高度差部分平坦化，或者由凹部内形成有空隙的状态变成嵌入有聚脲的状态。而且可以通过解聚来调节(降低)牺牲膜的膜厚。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本专利技术涉及使用牺牲膜来制造半导体装置的技术。
技术介绍
在半导体装置的制造工序中，有时使用被称为牺牲膜的膜。牺牲膜是在制造工序时被使用、而在中途被去除的不包括在作为产品的半导体装置中的膜。作为牺牲膜，有：用于与抗蚀剂掩模对应而在该掩模的下层侧形成中间掩模的有机膜、在双镶嵌中为了分离沟槽和通孔而用作中间膜的有机膜等。此外，作为牺牲膜，如专利文献1中所记载，还已知有预先嵌入基板上的多孔质的低介电常数膜的孔部，对低介电常数膜进行蚀刻等处理后，对基板进行加热，并供给溶剂，进而供给微波而去除的PMMA(丙烯酸类树脂)等。由于半导体器件的微细化、立体化、复杂化，因此逐渐需要对经成膜的牺牲膜进行加工。例如，当对表面具有高度差(凹部、凸部等)的基板形成牺牲膜时，取决于高度差的程度、牺牲膜的厚度，存在转印在牺牲膜表面的高度差残留的情况。在这种情况下，由于对例如层叠在牺牲膜之上的抗蚀剂进行曝光时存在产生光学误差的情况等，因此，需要使牺牲膜的表面平滑化。因此将有机膜的膜厚设定为下层侧的形状的影响消失的程度的厚度，但在使用原料气进行成膜的情况下，由于为了增加厚度而在成膜时需要很长时间，因此成为吞吐量降低的主要原因。另外，使用树脂作为有机膜而通过加热进行所谓的回流焊时，树脂会因加热而劣化。当为了通过树脂的熔解来进行形状调节而想要使用例如聚酰胺、聚酰亚胺等耐热性树脂时，可以通过热来进行形状调节，而且还可获得耐热性，但由于具有熔点的聚合物的结晶性低，无法得到耐化学药品性，因此，不能说是有利的材料。而且，在将PMMA嵌入多孔质的低介电常数膜的孔部的方法中，通过使用原料气体在低介电常数膜的表面进行成膜，PMMA也进入孔部，但嵌入并不充分，因此，通过对PMMA进行加热熔融，可以进行充分的嵌入。然而，在这种情况下，也存在因对基板进行加热而导致PMMA劣化的课题。进而在形成牺牲膜后调节膜量(膜表面的高度位置)的情况下，需要通过等离子体等进行蚀刻，还存在工序数增加的问题。因而，在今后的半导体制造装置的制造工序中，可以说目前的牺牲膜缺乏便利性。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第9,414,445(第2栏第23行～29行、第13栏第51行～53行、权利要求3)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是在这样的情况下完成的，其目的在于，提供一种在使用牺牲膜来制造半导体装置时，可以容易地调节牺牲膜的形状、膜量，且能够有助于工序的简化的技术。用于解决问题的方案本专利技术的特征在于，在对基板进行处理来制造半导体装置的方法中，包括如下工序：将聚合用的原料供给至基板的表面，形成由具有脲键的聚合物构成的牺牲膜的工序；接下来，通过对前述牺牲膜进行加热，同时进行改变该牺牲膜的截面形状的步骤以及调节该牺牲膜的膜厚的步骤的工序；然后，对前述基板的表面进行处理的工序；和，接着，去除前述牺牲膜的工序。专利技术的效果本专利技术使用具有脲键的聚合物作为牺牲膜。该聚合物通过加热而发生解聚和聚合的可逆平衡反应，因温度升高而解聚占主导地位，即单体状态占主导地位，膜显现出流动性。因此通过在形成牺牲膜后进行加热，可以同时进行改变牺牲膜的截面形状的步骤以及调节该牺牲膜的膜厚的步骤，因此，可以容易地调节牺牲膜的形状、膜量，且能够有助于半导体装置的制造工序的简化。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的半导体装置的制造方法的工序的概要的说明图。图2是表示本专利技术的第1实施方式的半导体装置的制造方法的工序的其它例子的概要的说明图。图3是表示本专利技术的第2实施方式的半导体装置的制造方法的工序的概要的说明图。图4是表示本专利技术的第3实施方式的半导体装置的制造方法的工序的概要的说明图。图5是表示通过利用共聚的反应来生成具有脲键的聚合物的情形的说明图。图6是表示异氰酸酯的一个例子的分子结构的分子结构图。图7是表示具有脲键的聚合物成为低聚物的反应的说明图。图8是表示使用仲胺来生成具有脲键的聚合物的情形的说明图。图9是表示使具有脲键的单体交联而生成具有脲键的聚合物的情形的说明图。图10是表示用于使异氰酸酯和胺分别在蒸气状态下进行反应而生成具有脲键的聚合物的装置的截面图。图11是示意性地表示在各加热温度下聚脲膜的一部分解聚、接着进行冷却时的膜的状态的说明图。图12是表示用于对成膜有聚脲膜的基板进行加热的加热装置的截面图。图13是表示本专利技术的第1实施方式的半导体装置的制造方法的工序的具体例的说明图。图14是表示本专利技术的第1实施方式的半导体装置的制造方法的工序的具体例的说明图。图15是表示本专利技术的第1实施方式的半导体装置的制造方法的工序的具体例的说明图。图16是表示本专利技术的第3实施方式的半导体装置的制造方法的工序的具体例的说明图。图17是表示本专利技术的第3实施方式的半导体装置的制造方法的工序的具体例的说明图。图18是表示本专利技术的第3实施方式的半导体装置的制造方法的工序的具体例的说明图。图19是表示对高度差基板依次进行聚脲膜的成膜、加热时的基板的截面的扫描型显微镜照片。图20是表示在低介电常数膜上成膜聚脲膜时的基板的表面部的原子浓度的分布的曲线图。图21是表示在低介电常数膜上成膜聚脲膜、接着进行加热时的基板的表面部的原子浓度的分布的曲线图。图22是表示对具备孔的基板依次进行聚脲膜的成膜、加热时的基板的截面的扫描型显微镜照片。附图标记说明11下层侧的层间绝缘膜12铜布线13蚀刻终止膜20低介电常数膜21孔部22硬掩模201通孔202沟槽51处理容器54加热灯61铜布线62SiC膜63层间绝缘膜64SiO2膜65孔70真空容器71a、72a原料供给源71b、72b气化器73喷淋头8聚脲膜81～83基板81a凸部82a凹部83a凹部具体实施方式[专利技术的实施方式的概要]对于作为本专利技术的实施方式的第1～第3实施方式，首先说明概要，接下来对具体例进行说明。＜第1实施方式＞第1实施方式是对表面形成有高度差的高度差基板、例如进行了规定的成膜处理、蚀刻的硅晶片形成牺牲膜的方法，将其一个例子示于图1。图1的例子中，在表面形成有凸部81a的基板81(图1(a))上成膜作为聚合物的聚脲膜8(图1(b))。对于聚脲膜，例如，如图5所示，可以使用异氰酸酯和胺通过共聚来生成。R例如为烷基(直链状烷基或环状烷基)或芳基，n为2以上的整数。作为异氰酸酯，例如，可以使用脂环式化合物、脂肪族化合物、芳香族化合物等。作为脂环式化合物，例如，如图6(a)所示，可以使用1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI)。另外，作为脂肪族化合物，例如，如图6(b)所示，可以使用六亚甲基二异氰酸酯。作为胺，例如，可以使用1,3-双(氨基甲基)环己烷(H6XDA)。将用于使原料单体以气体进行反应而形成聚脲膜(气相沉积聚合)的CVD装置示于图10。70是区划真空气氛的真空容器。71a、72a分别为以液体收容作为原料单体的异氰酸酯及胺的原料供给源，异氰酸酯的液体及胺的液体通过经由供给管71b、72b的气化器71c、72c被气化，各蒸气被导入作为气体排出部的喷淋头73。喷淋头73以下表面上形成有许多排出孔、使异氰酸酯的蒸气及胺的蒸气由各自的排出孔排出至处理气氛的方式来构成。作为基板的、表面经加工的硅晶片W被载置于具备加热机构的载置台74上。对于在基板8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制造方法，对基板进行处理来制造半导体装置，其特征在于，所述制造方法包括如下工序：将聚合用的原料供给至基板的表面，形成由具有脲键的聚合物构成的牺牲膜的工序；接下来，通过对所述牺牲膜进行加热，同时进行改变该牺牲膜的截面形状的步骤以及调节该牺牲膜的膜厚的步骤的工序；然后，对所述基板的表面进行处理的工序；和，接着，去除所述牺牲膜的工序。

【技术特征摘要】
2017.10.23 JP 2017-2047441.一种半导体装置的制造方法，对基板进行处理来制造半导体装置，其特征在于，所述制造方法包括如下工序：将聚合用的原料供给至基板的表面，形成由具有脲键的聚合物构成的牺牲膜的工序；接下来，通过对所述牺牲膜进行加热，同时进行改变该牺牲膜的截面形状的步骤以及调节该牺牲膜的膜厚的步骤的工序；然后，对所述基板的表面进行处理的工序；和，接着，去除所述牺牲膜的工序。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，去除所述牺牲膜的工序是通过对所述牺牲膜进行加热而使所述聚合物解聚的工序。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在形成有所述牺牲膜的基板的表面形成有高度差，改变所述牺牲膜的截面形状的步骤是使所述牺牲膜的表面平滑化的步骤。4.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在形成有所述牺牲膜的基板的表面形成有凹部，改变所述牺牲膜的截面形状的步骤是填埋所述凹部内所形成的空隙的工序，调节所述牺牲膜的膜厚的步骤是在基板的表面被牺牲膜覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口达也，新纳礼二，野泽秀二，藤川诚，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP