热处理方法和热处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种热处理方法，其包括：将形成有ｌｏｗ－ｋ膜和配线膜的晶片（Ｗ）收容在热处理炉（４１）内的工序；利用质量流量控制器（４４ｄ）对气相醋酸酐进行流量调节并向热处理炉（４１）内供给的工序；和利用设置在热处理炉（４１）中的加热器（４１ｂ）对供给气相醋酸酐后的热处理炉（４１）内的晶片（Ｗ）进行加热的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对形成有低介电常数层间绝缘膜(low-k膜)和/或铜 (Cu)等金属膜的半导体基板等的基板实施热处理的热处理方法和热处理装置。
技术介绍
近年来，与半导体器件的高速化、配线图案的微细化和高集成化 的要求相适应，要求降低配线间的容量、提高配线的导电性、以及提 高电迁移耐性，作为与这些要求相对应的技术，配线材料使用导电性高且电迁移耐性优异的铜(Cu)、层间绝缘膜使用低介电常数(low-k) 材料的Cu多层配线技术备受关注。由low-k桐,构成的低介电常数层间绝缘膜(low-k)膜采用涂布 法(SOD: Spin on Dielectric)或化学气相成长法(CVD: Chemical Vapor Deposition)形成。上述SOD法通过向半导体晶片的表面供给涂布液， 使半导体晶片旋转，从而使涂布液展开。上述化学气相成长法向半导 体晶片的表面供给原料气体，通过化学反应分解或合成而堆积生成物。在利用SOD法形成low-k膜的情况下，通常以缓和内部应力同时 确保机械强度等为目的，对成膜后的半导体晶片实施热处理。并且， 即便是利用CVD形成low-k膜，由于所选择的低介电常数材料不同， 有时在成膜后也需要进行热处理。热处理通常在真空或氮气等不活泼 性气体气氛中进行(例如参照日本专利特开2000-272915号公报)。但 是，形成完全的真空或不活泼性气体气氛极为困难，在气氛中很容易 含有氧气等杂质，所以在这种热处理方法中，由于气氛中所含的氧气， low-k膜有可能发生氧化而导致劣化。另一方面，Cu配线通常以下述方法形成，预先在半导体晶片或 low-k膜的表面形成穿孔，在包含该穿孔的半导体晶片或low-k膜的表 面形成Cu种子层，然后进行镀Cu。在形成Cu配线后，以增大Cu的晶粒、降低配线电阻并使其稳定等为目的，与形成low-k膜后同样，在 真空或氮气等不活泼性气体气氛中进行热处理(例如，参照日本专利特开2002-285379号公报)。但是，由于Cu容易被i氧化，在形成Cu 配线后，在其表面容易形成氧化物，所以采用这种热处理方法仍然存 在由于气氛中存在的氧使金属膜氧化的问题。在上层配线与下层配线 之间需要形成通路触点的Cu多层配线中，如果在形成触点之前在配线 表面上存在氧化物，则不能得到良好的触点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热处理方法和热处理装置，该热处理 方法能够可靠地防止低介电常数层间绝缘膜和/或金属膜的氧化。本专利技术的另一个目的在于提供一种计算机能够读取的存储介质， 其存储有实施该热处理方法的程序。根据本专利技术的第一观点，提供一种热处理方法，其特征在于，包 括将形成有低介电常数层间绝缘膜(low-k膜)和/或金属膜的基板收 容在处理容器内的工序；对含有羧酸酐、酯、有机酸铵盐、有机酸胺 盐、有机酰胺、有机酰肼、有机酸金属配合物和有机酸金属盐中至少 一种的具有还原性的气相有机化合物进行流量调节，并向上述处理容 器内供给的工序；和对己供给上述气相有机化合物后的上述处理容器 内的基板进行加热的工序。在本专利技术的第一个观点中，优选上述金属膜含有铜(Cu)。此外，根据本专利技术的第二观点，提供一种热处理装置，其为对形 成有低介电常数层间绝缘膜(low-k膜)和/或金属膜的基板实施热处理 的热处理装置，其特征在于，包括收容基板的处理容器；有机化合 物供给机构，其对含有羧酸酐、酯、有机酸铵盐、有机酸胺盐、有机 酰胺、有机酰肼、有机酸金属配合物和有机酸金属盐中至少一种的具 有还原性的气相有机化合物进行流量调节，并向上述处理容器内供给; 和对上述处理容器内的基板进行加热的加热机构。在已向上述处理容 器内供给上述具有还原性的气相有机化合物后的状态下，对上述处理 容器内的基板进行加热。根据本专利技术的第三观点，提供一种存储介质，其存储有在计算机上运行、并控制热处理装置的程序，其特征在于上述程序在执行时， 由计算机控制上述热处理装置，使其实施热处理方法，上述热处理方 法包括将形成有低介电常数层间绝缘膜(10W-k膜)和/或金属膜的基 板收容在处理容器内的工序；对含有羧酸酐、酯、有机酸铵盐、有机 酸胺盐、有机酰胺、有机酰肼、有机酸金属配合物和有机酸金属盐中 至少一种的具有还原性的气相有机化合物进行流量调节，并向上述处 理容器内供给的工序；和对已供给上述气相有机化合物后的上述处理 容器内的基板进行加热的工序。作为防止low-k膜氧化的技术，本申请人曾经提出过在具有优异还 原性的醇、醛和/或羧酸，例如甲酸的气氛下，对形成有k)W-k膜的基 板进行热处理的技术(日本专利特愿2006-152369号)。但是，甲酸等 容易形成多聚体，如果压力或温度等外界因素发生变化，就会引起聚 合或离解反应，单体与多聚体(二聚体)的成分比率发生较大变化， 因此在该技术中，如果利用质量流量控制器等流量调节机构对甲酸气 体(或蒸气)进行流量调解并供给，成分比率的变化会对转化参数造 成影响，利用流量调节机构的设定流量与实际流量之间容易产生误差， 难以确保过程的重现性，在这一点上还有改善的余地。因此，本专利技术不仅能够达到上述目的，还能够解决这种过程的重 现性问题。根据本专利技术，将形成有低介电常数层间绝缘膜和/或金属膜的基板 收容在处理容器内，对具有优异还原性且不会如部分醛或羧酸等那样 形成多聚体的羧酸酐、酯、有机酸铵盐、有机酸胺盐、有机酰胺、有 机酰肼、有机酸金属配合物和有机酸金属盐中至少一种的有机化合物 进行流量调节，并向处理容器内供给，然后在该有机化合物的气氛下 对基板进行加热，所以能够通过有机化合物的还原反应可靠地防止低 介电常数层间绝缘膜和/或金属膜的氧化，并且防止利用供给至处理容 器内的有机化合物的流量调解的设定流量与实际流量之间产生误差， 能够充分确保过程的重现性。附图说明图1是具备能够实施本专利技术的热处理方法的热处理装置的晶片处6理系统的平面示意图。图2是热处理单元的断面示意图。图3A是用于说明Damascene处理过程的工序截面图。 图3B是用于说明Damascene处理过程的工序截面图。 图4是作为能够实施本专利技术的热处理方法的另一个实施方式的热处理装置的截面示意图。图5是作为能够实施本专利技术的热处理方法的又一个实施方式的热处理装置的截面示意图。具体实施例方式下面，参照附图具体说明本专利技术的实施方式。 图1是具备能够实施本专利技术的热处理方法的热处理装置的晶片处 理系统的平面示意图。晶片处理系统100包括设置有多个对作为半导体基板的晶片W 实施规定处理的单元的处理站1、分别设置在处理站1两侧(在图1中为左侧和右侧)的侧室2和负载站(CSB) 3、设置在处理系统l背 面一侧(在图1中为上侧)的用于对晶片W实施热处理的热处理部4、 和设置在处理站1与热处理部4之间的在其间进行晶片W传送的接口 站5。处理站l具有涂布处理单元(SCT) 11、 12，将多个处理单元多 层叠层的处理单元群13、 14，和在涂布处理单元(SCT) 11及12、处 理单元群13及14与接口站5之间搬送晶片W的搬送臂15。搬送臂 15设置在处理站1的大致中央部位，处理单元群13、 14分别设置在搬 送臂15的侧室2—侧和负载站(CSB) 3—侧。涂布处理单元(SCT) 11、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理方法，其特征在于，包括：　将形成有低介电常数层间绝缘膜（ｌｏｗ－ｋ膜）和／或金属膜的基板收容在处理容器内的工序；　对含有羧酸酐、酯、有机酸铵盐、有机酸胺盐、有机酰胺、有机酰肼、有机酸金属配合物和有机酸金属盐中至少一种的 具有还原性的气相有机化合物进行流量调节，并向所述处理容器内供给的工序；和　对已供给所述气相有机化合物的所述处理容器内的基板进行加热的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：三好秀典，成岛正树，
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]