基板的处理方法和基板的处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术目的在于在基板上形成层间绝缘膜，与现有技术相比以短时间固化该层间绝缘膜。本发明专利技术在对基板进行处理的方法中，通过在处理室内对涂布形成在基板上的层间绝缘膜照射电子射线，使该层间绝缘膜固化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基板的处理方法和基板的处理装置。
技术介绍
在多层配线结构的半导体器件的制造工序中，在晶片上形成层间绝缘膜，然后进行处理该层间绝缘膜的工序。所谓层间绝缘膜，是多层配线结构内的具有电气上绝缘性的绝缘层，作为其绝缘材料，使用着例如MSQ(甲基硅倍半环丙烷)、HSQ(氢硅倍半环丙烷)。与这种层间绝缘膜相关的处理是在例如SOD(电介质上旋涂)装置中进行，在该SOD装置中，用溶胶凝胶法、吐丝法、快速成膜法、以及聚焦法等膜形成方法，在这种膜形成方法中，通过把前述MSQ等的涂布液涂布于晶片表面形成层间绝缘膜。在除了溶胶凝胶法以外的上述方法中，在晶片上形成层间绝缘膜后，为了提高蚀刻对象材料的选择比进行使层间绝缘膜固化的固化处理(退火处理)。该退火处理是在层间绝缘膜上引起聚合等高分子化反应的处理，现有技术通过在高温下加热晶片来进行。而且，因为为了引起该高分子化反应，需要极高的能量，故退火处理在可以把晶片加热到高温的加热炉中进行。此外，由于像这样用热能充分进行高分子化反应，需要长时间，所以在退火处理中，从生产量的观点来说，使用着可以把多张晶片汇总加热的成批式的大型加热炉。在这种退火处理中，通过加热产生的热能，绝缘材料的MSQ聚合，引起所谓架桥的高分子化反应，层间绝缘膜被固化。可是，虽然这种加热炉中的固化处理通常是在500℃左右的高温下进行，但是即使在这样的高温下直到MSQ等的高分子化反应结束也需要30分～60分钟左右的长时间。像这样固化处理需要长时间时，则晶片的多品种、变量生产所需要的晶片处理时间的缩短化，也就是短TAT(周转时间)化的实现变得困难。此外，因为成为高温下的处理，故存在着无法使用不耐高温的绝缘材料这样的缺点。此外，在加热炉中的固化处理中，因为把多张晶片汇总处理，故先形成了绝缘膜的晶片必须等待后来的晶片(也就是产生“等待时间”)，每个晶片从绝缘膜被形成到被固化的总处理时间变得不同。因此，例如在涂布后施行一度使溶剂蒸发用的加热处理的场合，晶片间的热经历不同，层间绝缘膜的品质上有时产生离散。进而，加热炉中的固化处理是为了提高生产量以高分子反应完成的最小限度的时间来进行，因此在层间绝缘膜的膜厚较厚的场合，在层间绝缘膜的深部中有时高分子化反应没有充分地进行。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而提出的，其目的在于以更短时间且低温度下进行上述固化处理，缩短晶片等基板的总处理时间，谋求短TAT(周转时间)化的实现。本专利技术是一种基板的处理方法，包括在基板上形成层间绝缘膜的工序，和在处理室内对前述基板上的层间绝缘膜照射电子射线，使该层间绝缘膜固化的工序。在本专利技术中，在使层间绝缘膜固化的工序中，基板也可以加热到规定温度。此外，前述使层间绝缘膜固化的工序也可以在氧气浓度至少比大气低的低氧气气氛中进行。在这种场合，也可以至少把前述基板周围的气氛置换成分子量比氧气小的气体。在本专利技术中，在照射电子射线之际，也可以控制前述处理室内的压力。在本专利技术中，也可以在基板上涂布成为层间绝缘膜的涂布液后，在通过电子射线照射而固化之前，进行加热基板的预加热工序。在这种场合，从前述预加热工序结束到电子射线照射于基板的时间也可以控制成恒定。此外，前述预加热也可以在温度低于前述使层间绝缘膜固化的工序中的温度下进行。在本专利技术中，也可以在照射电子射线使层间绝缘膜固化后，在前述处理室内产生等离子体。根据其它的观点，本专利技术是一种基板的处理方法，包括反复进行在基板上涂布成为层间绝缘膜的涂布液的涂布工序，和在前述涂布工序之后，加热基板的预加热工序，在最终的涂布工序之后，在处理室内对前述基板上的多个层间绝缘膜照射电子射线，同时固化该多个层间绝缘膜的工序。在本专利技术中，电子射线进行的照射可以对照射对象物有效地照射具有极高能量的电子射线。因而通过把该高能的电子射线照射于基板上的层间绝缘膜上，层间绝缘膜的高分子化反应在短时间内开始，层间绝缘膜的固化速度提高。因此，固化处理时间被大幅度缩短，总处理时间也被缩短。此外，因为没有必要像现有技术那样加热到高温，故可以在比较低的温度下进行，也可以用耐热性弱的绝缘材料。进而，由于电子射线的照射以单张式来进行，所以从层间绝缘膜被形成到固化处理的总处理时间可以维持大致恒定。此外，由于电子射线在穿透性方面优良，所以即使在层间绝缘膜的膜厚较厚的场合，也可以进行均匀的固化处理。此外，如果电子射线的照射在氧气浓度低于大气的低氧气气氛中进行，则可以抑制放射的电子射线撞击氧气分子等，电子射线散乱而损失能量。此外，在通过至少把前述基板周围的气氛置换成分子量小于氧气的气体而做出前述低氧气气氛的场合，由于可以抑制氧气分子产生的电场引起的电子射线的散乱，所以可以适当地进行层间绝缘膜的固化处理。再者，所谓分子量小于氧气的气体，作为例子可以举出例如氦气、氮气等。此外，前述低氧气气氛也可以通过对前述处理室进行减压而做出。像这样通过对处理室进行减压，氧气分子等被减少，可以抑制所放射的电子射线的散乱。在本专利技术中，在涂布工序与前述使层间绝缘膜固化的工序之间，如果进行预加热，则可以使残存于层间绝缘膜内的溶剂等蒸发。借此，由于可以防止在后来的固化处理之际受到电子射线等的高能量而使溶剂等蒸发，所以可防止固化处理不能适当地进行，或因该溶剂而污染电子射线的光源的情况。在本专利技术中，如果把从预加热工序结束到电子射线照射于基板的时间控制成恒定，则从预加热到电子射线的照射中的基板的热经历成为恒定。借此，由于抑制了基板间的热经历的离散，所以可以向各基板提供规定的热量，形成具有恒定的品质的适当的绝缘膜。在本专利技术中，在层间绝缘膜的固化处理后，如果进行后加热，则由于可以使层间绝缘膜的下层区域中的电子射线引起的损伤恢复，所以层间绝缘膜的绝缘性提高，可以形成更优质的层间绝缘膜。在本专利技术中，在照射电子射线使层间绝缘膜固化后，如果在处理室内产生等离子体，则可以降低充电了的基板的电位。在本专利技术中，重复进行在基板上涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布工序，以及在前述涂布工序之后、加热基板的预加热工序，由于包括在最终的涂布工序之后，在处理室内对前述基板上的多个层间绝缘膜照射电子射线，同时固化该多个层间绝缘膜的工序，所以可以比现有技术缩短多个层间绝缘膜的固化时间。本专利技术的基板的处理装置包括具有在基板上涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布单元的第1处理部，具有逐张地对基板照射电子射线、使基板上的前述绝缘膜固化的固化处理单元的第2处理部，以及在前述第1处理部与第2处理部之间搬送基板的搬送机构。在本专利技术的基板的处理装置中，固化处理单元也可以在放置基板的放置台与照射电子射线的装置之间具有栅电极。在本专利技术的基板的处理装置中，固化处理单元的放置基板的放置台也可以对基板施加逆偏置电压。在本专利技术的基板的处理装置中，前述固化处理单元也可以将该固化处理单元内的压力进行减压。在本专利技术的基板的处理装置中，前述第1处理部也可以有加热处理前述涂布了涂布液的基板的加热处理单元。在本专利技术的基板的处理装置中，前述第1处理部具有在基板上涂布抗蚀剂液的抗蚀剂涂布单元，和对基板进行显像处理的显像处理单元，也可以在通过前述搬送机构能够搬送基板的区域内，设有对基板曝光的曝光处理单元。在这种场合，也可以进而在前述第2处理部中，设有在减压气氛内对基板进行蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板的处理方法，包括：　　　　在基板上形成层间绝缘膜的工序，　　　　在处理室内对前述基板上的层间绝缘膜照射电子射线，使该层间绝缘膜固化的工序。

【技术特征摘要】
JP 2001-1-19 12384/01;JP 2001-2-7 30940/011.一种基板的处理方法，包括在基板上形成层间绝缘膜的工序，在处理室内对前述基板上的层间绝缘膜照射电子射线，使该层间绝缘膜固化的工序。2.如权利要求1所述的基板的处理方法，在前述使层间绝缘膜固化的工序中，基板被加热到规定温度。3.如权利要求1所述的基板的处理方法，前述使层间绝缘膜固化的工序在氧气浓度至少比大气低的低氧气气氛中进行。4.如权利要求1所述的基板的处理方法，前述形成层间绝缘膜的工序包括在基板上涂布成为层间绝缘膜的涂布液的工序，在该涂布工序与前述使层间绝缘膜固化的工序之间，进行加热基板的预加热工序。5.如权利要求1所述的基板的处理方法，在前述使层间绝缘膜固化的工序后，有加热基板的后加热工序。6.如权利要求1所述的基板的处理方法，照射电子射线使层间绝缘膜固化后，有在前述处理室内产生等离子体的工序。7.如权利要求2所述的基板的处理方法，至少把前述基板周围的气氛置换成分子量比氧气小的气体，借此做出前述低氧气气氛。8.如权利要求2所述的基板的处理方法，通过把前述处理室内减压，做出前述低氧气气氛。9.如权利要求4所述的基板的处理方法，从前述预加热工序结束到电子射线照射于基板的时间被控制成恒定。10.如权利要求4所述的基板的处理方法，前述预加热以温度低于前述使层间绝缘膜固化的工序中的基板的温度进行。11.如权利要求5所述的基板的处理方法，前述后加热以温度高于前述使层间绝缘膜固化的工序中的基板温度的进行。12.如权利要求6所述的基板的处理方法，前述等离子体通过电子射线的照射而产生。13.如权利要求6所述的基板的处理方法，前述等离子体通过高频电力的供给而产生。14.一种基板的处理方法，包括反复进行在基板上涂布成为...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷洋二，山口正雄，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]