TWI779196B

TWI779196B - 半導體裝置之製造方法及基板處理裝置

Info

Publication number: TWI779196B
Application number: TW108117780A
Authority: TW
Inventors: 山口達也; 野澤秀二; 佐藤渚
Original assignee: 日商東京威力科創股份有限公司
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2022-10-01
Also published as: CN110544650B; CN110544650A; US11342223B2; KR102447740B1; JP7045929B2; KR20190135410A; US20190363011A1; JP2019207909A; TW202013470A

Abstract

本發明提供一種可確保層間絕緣膜之機械強度的技術。依本發明一態樣的半導體裝置之製造方法，包含：填入程序、氧化膜形成程序、及脫離程序。填入程序，係用具有脲鍵之聚合物填入基板上所形成之空隙。氧化膜形成程序，係於該基板上形成氧化膜。脫離程序，係使該聚合物解聚合，進而使解聚合的該聚合物透過該氧化膜脫離該空隙。

Description

半導體裝置之製造方法及基板處理裝置

本發明之實施形態，係關於一種半導體裝置之製造方法及基板處理裝置。

以往，在多層化的半導體裝置中，關於使作為使層間絕緣膜之相對介電常數降低的手法，吾人所習知者，有在用相關層間絕緣膜填入基板上的凹部之際，利用填入不佳所形成之空孔的手法(參照專利文獻1)。

[習知技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2012-54307號公報

本發明提供一種可確保層間絕緣膜之機械強度的技術。

根據本發明一態樣的半導體裝置之製造方法，包含：填入程序、氧化膜形成程序、及脫離程序。填入程序，用具有脲鍵之聚合物填入基板上所形成之空隙。氧化膜形成程序，於該基板上形成氧化膜。脫離程序，使該聚合物解聚合，進而使解聚合的該聚合物透過該氧化膜脫離該空隙。

根據本發明，可確保層間絕緣膜之機械強度。

4:填入部

5:脫離部

11:層間絕緣膜

12:銅配線

13:蝕刻停止膜

20、120:低介電常數膜

21:孔部(空隙的一例)

22、122:聚尿素(聚合物的一例)

23:硬罩

24:光罩膜

25:反射防止膜

26:光阻膜

27、28:開口部

29:通孔

30:溝槽

31、123:氧化膜

32:障壁金屬層

33:銅配線

40:真空容器

41:排氣機構

42a、42b:原料供給源

43a、43b:供給管

44a、44b:汽化器

45:噴淋頭

46:載置台

51:處理容器

52:排氣管

53:供給管

54:載置台

55:燈箱

56:紅外線燈

121:溝槽(空隙的一例)

124:空孔

S101~S107、S201~S204:步驟

W:晶圓

圖1A係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(1)。

圖1B係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(2)。

圖1C係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(3)。

圖2A係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(4)。

圖2B係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(5)。

圖2C係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(6)。

圖3A係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(7)。

圖3B係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(8)。

圖3C係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(9)。

圖4A係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(10)。

圖4B係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(11)。

圖4C係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(12)。

圖5A係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(13)。

圖5B係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(14)。

圖5C係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(15)。

圖6係顯示將實施形態相關之具有脲鍵的聚合物藉由共聚合反應所產生的樣子之說明圖。

圖7係顯示實施形態相關填入部的構造之剖面圖。

圖8係顯示實施形態相關脫離部的構造之剖面圖。

圖9A係顯示實施形態變形例相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(1)。

圖9B係顯示實施形態變形例相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(2)。

圖9C係顯示實施形態變形例相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(3)。

圖10A係顯示實施形態變形例相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(4)。

圖10B係顯示實施形態變形例相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(5)。

圖11係顯示實施形態相關基板處理裝置所實行的基板處理順序之流程圖。

圖12係顯示實施形態變形例相關基板處理裝置所實行的基板處理順序之流程圖。

以下，參照所附圖式，對本案所揭示的半導體裝置之製造方法及基板處理裝置的實施形態做詳細說明。另外，本發明並不因以下所揭示之實施形態而受到限定。此外，吾人必須注意，圖式僅係示意性，各主要元素的尺寸關係、各主要元素的比例等，或許會與現實不同。再者，圖式相互之間，也或許會包含彼此的尺寸關係或比例不同之部分的情形。

以往，在多層化的半導體裝置中，關於使作為使層間絕緣膜之相對介電常數降低的手法，吾人所習知者，有在用相關層間絕緣膜填入基板上的凹部之際，利用填入不佳所形成之空孔的手法。

另一方面，填入不佳而在層間絕緣膜形成之空孔，並未被其他膜等所支持，所以有相關空孔形成之層間絕緣膜，存在有機械強度降低之疑慮。

因此，吾人期望確保層間絕緣膜之機械強度。

<半導體裝置之製造方法>

首先，參照圖1A~圖5C，同步針對實施形態相關半導體裝置之製造方法做說明。圖1A~圖5C係顯示實施形態相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(1)~(15)。另外，於此說明中，實施形態適用於由雙重金屬鑲嵌法形成半導體裝置的配線之處理，就此例做說明。

如圖1A所示，在實施形態中，於基板即半導體晶圓W(參照圖7。以下稱為晶圓W。)，有層間絕緣膜11、銅配線12、蝕刻停止膜13、低介電常數膜20形成。層間絕緣膜11，係下層側的層間絕緣膜。銅配線12，填入相關層間絕緣膜11，作為多層配線的一部分而發揮功用。

蝕刻停止膜13，於後述的蝕刻處理之際作為停止層而發揮功用。相關蝕刻停止膜13，係由例如SiC(碳化矽)或SiCN(碳化氮化矽)等所形成。

並於蝕刻停止膜13之上，有層間絕緣膜即低介電常數膜20形成。在實施形態中，低介電常數膜20係使用SiOC膜。相關SiOC膜，例如在CVD裝置中使DEMS(Diethoxymethylsilane，二乙氧基甲基矽烷)電漿化而成膜。另外，下層側之層間絕緣膜11亦可使用SiOC膜。

此外，低介電常數膜20係多孔質，於內部有複數孔部21形成。在實施形態中，孔部21係空隙的一例。另外，圖1A~圖5C中，係將相關孔部21盡量示意性圖示出。

依實施形態之半導體裝置之製造方法，如圖1A所示，於晶圓W之表面有下層側之電路部分形成，於相關電路部分之上有低介電常數膜20形成，從此狀態下開始進行處理。

接下來，如圖1B所示，用聚尿素22填入低介電常數膜20內的孔部21。相關聚尿素22，係具有脲鍵之聚合物的一例，例如將複數種類的原料單體藉由蒸鍍聚合使其共聚合而形成。

圖6係顯示將實施形態相關之具有脲鍵的聚合物藉由共聚合反應所產生的樣子之說明圖。如圖6所示，聚尿素22，可將原料單體即異氰酸酯及胺，以形成脲鍵方式，使其共聚合而予以形成。另外，圖6中的R，係例如烷基(直鏈狀烷基或是環狀烷基)或是芳基，n係2以上的整數。

作為胺，可使用例如脂環式化合物或是脂肪族化合物。作為相關脂環式化合物，可舉出例如1,3-雙(惡胺甲基)環己烷(H6XDA)；作為相關脂肪族化合物，可舉出例如1,12-二胺基十二烷(DAD)。

作為異氰酸酯，可使用例如脂環式化合物、脂肪族化合物、芳香族化合物等。作為相關脂環式化合物，可舉出例如1,3-雙(異氰酸酯甲基)環己烷(H6XDI)；作為相關脂肪族化合物，可舉出例如六亞甲基二異氰酸酯。

用聚尿素22填入低介電常數膜20內的孔部21之處理，係用填入部4進行。圖7係顯示實施形態相關填入部4的構造之剖面圖。相關填入部4，係例如CVD裝置。

填入部4，具有真空容器40、排氣機構41。真空容器40，區隔真空環境氣體。排氣機構41，為了形成相關真空環境氣體，而使真空容器40內排氣。

此外，真空容器40，係與將原料單體即異氰酸酯以液體方式容納之原料供給源42a、將原料單體即胺以液體方式容納之原料供給源42b，經由供給管43a、43b來連接。

相關原料供給源42a、42b所供給之異氰酸酯的液體及胺的液體，由介設於供給管43a、43b之汽化器44a、44b所氣化。異氰酸酯及胺的蒸氣，導入氣體噴吐部即噴淋頭45。

噴淋頭45，設於例如真空容器40之上部，下面有多數的噴吐孔形成。噴淋頭45，將所導入之異氰酸酯的蒸氣及胺的蒸氣，從各個噴吐孔往真空容器40內噴吐。

此外，已送入填入部4內部之晶圓W，係載置於具備調溫機構之載置台46。並令真空容器40內為既定壓力的真空環境氣體，在此狀態下，對於晶圓W供給異氰酸酯的蒸氣及胺的蒸氣，進而使孔部21產生蒸鍍聚合反應，讓聚尿素22填入孔部21。

像這樣蒸鍍聚合時的真空容器40內之溫度，可因應原料單體之種類來決定，可為例如40℃~150℃。例如原料單體的蒸氣壓相對較低的情況下，晶圓W的溫度以相對較高者為宜；原料單體的蒸氣壓相對較高的情況下，晶圓W的溫度以相對較低者為宜。

回到實施形態相關半導體裝置之製造方法的說明。如圖1B所示，用聚尿素22填入低介電常數膜20的孔部21內之後，對於低介電常數膜20進行通孔29(參照圖3B)及溝槽30(配線填入用的溝槽。參照圖4A)之形成處理。

首先，如圖1C所示，將對應溝槽30之部位在低介電常數膜20的表面開口。例如將TiN(氮化鈦)膜所構成之蝕刻用的圖案遮罩即硬罩23，藉由已知的手法加以形成。

接著，如圖2A所示，在低介電常數膜20及硬罩23之上，將作為通孔29蝕刻時的遮罩之光罩膜24、反射防止膜25、光阻膜26，依此順序疊層。

光罩膜24，可使用例如以碳作為主成分之有機膜。相關有機膜，例如可在形成反射防止膜25及光阻膜26來形成光阻圖案之裝置內，將化學藥液旋轉塗佈於晶圓W，來加以形成。

接著，如圖2B所示，對光阻膜26進行曝光及顯影，進而使對應通孔29之部位，形成開口部27作為光阻圖案。並如圖2C所示，利用相關光阻圖案，藉由例如CF系的氣體，對反射防止膜25進行蝕刻。

接著，如圖3A所示，以反射防止膜25作為遮罩，藉由例如電漿化的氧氣體對光罩膜24進行蝕刻。另外，藉由相關氧氣體之電漿，將光阻膜26蝕刻並除去。藉由目前的處理，在光罩膜24中於對應通孔29之部位形成開口部28。

接著，如圖3B所示，利用光罩膜24作為蝕刻光罩，對低介電常數膜20進行蝕刻，來形成通孔29。SiOC膜即低介電常數膜20之蝕刻，可藉由例如電漿化的C₆F₆氣體來進行。另外，在此情況下，亦可更對C₆F₆氣體添加微量的氧氣體。

接著，如圖3C所示，藉由電漿化的氧氣體，將光罩膜24灰化並除去。並如圖4A所示，藉由和形成通孔29的製程相同的製程，利用硬罩23對低介電常數膜20進行蝕刻，在包圍通孔29之區域形成溝槽30。

接著，如圖4B所示，於通孔29及溝槽30之內壁形成氧化膜31。氧化膜31，係例如SiO₂之低溫氧化膜(LTO：Low Temperature Oxide)，和以高溫形成之熱氧化膜相比為稀疏膜。相關氧化膜31，係以例如適用已知手法即ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)法之氧化膜形成部，所形成。

如此在通孔29及溝槽30之內壁形成氧化膜31之後，如圖4C所示，使低介電常數膜20的孔部21所填入之聚尿素22脫離。

使低介電常數膜20的孔部21所填入之聚尿素22脫離之處理，係用脫離部5來進行。圖8係顯示實施形態相關脫離部5的構造之剖面圖。

脫離部5，具有處理容器51、排氣管52。處理容器51，區隔處理環境氣體。排氣管52，為了形成相關處理環境氣體，而使處理容器51內排氣。相關處理環境氣體，係例如常壓環境氣體，但亦可為真空環境氣體。

處理容器51，係與供給氮氣體之供給管53連接。此外，已送入脫離部5內部之晶圓W，載置於載置台54。並令處理容器51內為既定處理環境氣體，在此狀態下，使燈箱55內的紅外線燈56運作，藉此可將晶圓W加熱。

將填入孔部21之聚尿素22，加熱至300℃以上，例如350℃，進而可解聚合成原料單體即胺與異氰酸酯。而相關解聚合所產生的胺，會通過稀疏膜即氧化膜31，進而可使聚尿素22脫離被氧化膜31密封的低介電常數膜20內之孔部21。

在此，在實施形態中，可使有孔部21形成之低介電常數膜20由氧化膜31所支持，同時使填入孔部21之聚尿素22脫離。綜上，根據實施形態，因孔部21使相對介電常數減低的低介電常數膜20之機械強度得到確保。

此外，在實施形態中，氧化膜31之形成處理，可在比聚尿素22之脫離處理更低的溫度下進行。因此，在氧化膜31形成之際，可抑制填入孔部21的聚尿素22引起解聚合反應。

此外，在實施形態中，在比脫離處理更低的溫度下形成氧化膜31，進而可令氧化膜31為稀疏膜，所以可使解聚合所產生的胺透過氧化膜31順利地脫離。

另外，在實施形態中，顯示了用聚尿素22填入孔部21之例，但孔部21所填入之聚合物並不限於高分子即聚尿素22，只要是具有脲鍵之聚合物，非高分子亦可。

在上述的脫離處理，為了不讓晶圓W上既已形成之元件部分，特別是銅配線受到不良影響，宜以低於400℃，較佳者為390℃以下，更佳者為300~350℃加熱。

此外，聚尿素22脫離的進行時間(加熱時間)，從抑制對於元件的熱損傷之觀點來看，宜為例如5分鐘以下。綜上，作為加熱處方的較佳例，可舉出350℃，5分鐘以下。

此外，作為加熱手法，可使用紅外線燈56，亦可在內建加熱器的載置台54之上載置晶圓W並加熱。另外，加熱環境氣體，可為例如氮氣體等非活性氣體環境氣體。

接著，如圖5A所示，對通孔29底部之蝕刻停止膜13進行蝕刻並除去。相關蝕刻，在蝕刻停止膜13為例如SiC膜的情況下，可藉由電漿化之CF₄氣體來進行。

接著，如圖5B所示，於通孔29及溝槽30之內壁形成障壁金屬層32。障壁金屬層32，係由例如Ti與TiON之疊層膜所構成。

最後，如圖5C所示，於通孔29及溝槽30形成銅配線33，形成了上層之電路部分。具體來說，銅填入了通孔29及溝槽30，藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)將多餘的銅除去。另外，圖5C中雖將圖示省略，但亦可在銅配線33形成之前，於障壁金屬層32的表面形成由銅所構成之種晶層。

如上述般，在實施形態中，於通孔29及溝槽30之內壁形成氧化膜31之後，將通孔29底部之蝕刻停止膜13用蝕刻加以除去。因此，可抑制低介電常數膜20因相關蝕刻停止膜13的蝕刻而受到損傷。

此外，在實施形態中，在通孔29及溝槽30之內壁中，障壁金屬層32並非直接形成於低介電常數膜20，而是透過氧化膜31所形成。因此，可抑制障壁金屬層32的構成元素在低介電常數膜20內擴散。

另外，進行目前所說明的各種處理之基板處理裝置，不僅具備上述的填入部4、或氧化膜形成部、脫離部5，還具備運送機構。相關運送機構，在填入部4、或氧化膜形成部、脫離部5等之間進行晶圓W之運送。

此外，實施形態相關基板處理裝置，具備控制裝置。相關控制裝置，係例如電腦，具備控制部與儲存部。相關控制部，包含：具有CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory，動態存取記憶體)、輸出入埠等之微電腦，或各種電路。

相關微電腦之CPU，將ROM所儲存之程式讀取並執行，進而實行填入部4、氧化膜形成部、脫離部5及運送機構等的控制。

另外，相關程式，記錄於能由電腦讀取之儲存媒體，亦可自該儲存媒體安裝於控制裝置之儲存部。作為能由電腦讀取之儲存媒體，則有例如硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁碟(MO)、記憶卡等。

儲存部，可由例如RAM、快閃記憶體(Flash Memory)等半導體記憶元件，或是硬碟、光碟等儲存裝置所實行。

實施形態相關基板處理裝置，具備填入部4、氧化膜形成部、脫離部5、運送機構。填入部4，用具有脲鍵之聚合物(聚尿素22)填入基板(晶圓W)上所形成之空隙(孔部21)。氧化膜形成部，於基板(晶圓W)上形成氧化膜31。脫離部5，使聚合物(聚尿素22)解聚合，進而使解聚合的聚合物(聚尿素22)透過氧化膜31脫離空隙(孔部21)。運送機構，在對基板(晶圓W)進行處理的各部之間，進行運送。因此，因空隙使相對介電常數減低的低介電常數膜20之機械強度得到確保。

<變形例>

接下來，於實施形態之變形例中，針對相關半導體裝置之製造方法，參照圖9A~圖10B同步說明。圖9A~圖10B係顯示實施形態變形例相關半導體裝置之製造方法的一部分之說明圖(1)~(5)。

如圖9A所示，在實施形態中，於基板即晶圓W，形成了低介電常數膜120作為層間絕緣膜。此外，於相關低介電常數膜120，形成了複數溝槽121。在變形例中，溝槽121係空隙之一例。

接下來，如圖9B所示，用聚尿素122填入低介電常數膜120內之溝槽121。相關聚尿素122，係與實施形態同樣具有脲鍵之聚合物，例如可將複數種類的原料單體藉由蒸鍍聚合使其共聚合而形成。聚尿素122，係利用例如上述的填入部4來填入溝槽121。

另外，在變形例中，用聚尿素122填入溝槽121之手法並不限於蒸鍍聚合，亦可藉由例如塗布法，用聚尿素122填入溝槽121。

接著，對有聚尿素122填入溝槽121之低介電常數膜120施以既定熱處理，進而如圖9C所示，使聚尿素122脫離低介電常數膜120之上面及溝槽121之上部。

接著，如圖10A所示，於低介電常數膜120之上面形成氧化膜123。氧化膜123，係例如SiO₂之低溫氧化膜(LTO)，和以高溫形成之熱氧化膜相比為稀疏膜。此外，在變形例中，聚尿素122脫離了溝槽121之上部，所以氧化膜123，也填入溝槽121之上部。

如此，在低介電常數膜120之上面及溝槽121之上部形成了氧化膜123之後，如圖10B所示，使低介電常數膜120的溝槽121所填入之聚尿素122脫離。聚尿素122，係利用例如上述的脫離部5來脫離溝槽121。

在變形例中，聚尿素122解聚合所產生的胺，會通過稀疏膜即氧化膜123，進而可使聚尿素122脫離被氧化膜123密封之低介電常數膜120內的溝槽121。並在聚尿素122脫離後的部位，形成了空孔124。

在此，在變形例中，於低介電常數膜120內形成了空孔124，所以可令層間絕緣膜即低介電常數膜120之相對介電常數降低。並在變形例中，用氧化膜123支持低介電常數膜120的溝槽121，同步使溝槽121所填入之聚尿素122脫離。

綜上，根據變形例，因空孔124使相對介電常數減低之低介電常數膜120的機械強度得到確保。

此外，在變形例中，使溝槽121之上部的聚尿素122脫離，進而使氧化膜123以填入相關溝槽121之上部方式形成。因此，氧化膜123以相對於溝槽121作為固定層之方式所保持，所以即使在空孔124形成之後，也可將氧化膜123充分地保持在低介電常數膜120上。

<處理之順序>

接下來，針對實施形態及變形例相關基板處理的順序，則參照圖11及圖12並加以說明。圖11係實施形態相關基板處理裝置所實行之基板處理的順序之流程圖。

一開始，用聚尿素22填入低介電常數膜20內的孔部21(步驟S101)。相關聚尿素22，係具有脲鍵之聚合物的一例，例如在填入部4中使複數種類的原料單體藉由蒸鍍聚合使其共聚合而形成。

接著，藉由上述的各種處理，在有聚尿素22填入孔部21之低介電常數膜20形成通孔29及溝槽30(步驟S102)。並在氧化膜形成部中，在通孔29及溝槽30之內壁形成氧化膜31(步驟S103)。相關氧化膜31，係例如SiO₂之低溫氧化膜，和以高溫形成之熱氧化膜相比為稀疏膜。

接著，在脫離部5中，使孔部21所填入之聚尿素22解聚合，進而使解聚合的聚尿素22，透過氧化膜31脫離孔部21(步驟S104)。例如在脫離部5中將晶圓W加熱至350℃，進而使孔部21所填入之聚尿素22解聚合成原料單體即胺與異氰酸酯。

接著，將通孔29底部所露出之蝕刻停止膜13用蝕刻加以除去(步驟S105)。在通孔29及溝槽30之內壁形成障壁金屬層32(步驟S106)。

最後，藉由上述的各種處理，於通孔29及溝槽30形成銅配線33(步驟S107)，處理完成。

實施形態相關半導體裝置之製造方法，包含填入程序(步驟S101)、氧化膜形成程序(步驟S103)、脫離程序(步驟S104)。填入程序(步驟S101)，係用具有脲鍵之聚合物(聚尿素22)填入基板(晶圓W)上所形成之空隙(孔部21)。氧化膜形成程序(步驟S103)，係在基板(晶圓W)上形成氧化膜31。脫離程序(步驟S104)，係使聚合物(聚尿素22)解聚合，進而使解聚合之聚合物(聚尿素22)透過氧化膜31脫離空隙(孔部21)。因此，因空隙使相對介電常數減低的低介電常數膜20之機械強度得到確保。

此外，在實施形態相關半導體裝置之製造方法中，填入程序(步驟S101)，係用以蒸鍍聚合形成之聚合物(聚尿素22)填入空隙(孔部21)。因此，對於低介電常數膜20內所形成之細小孔部21，也可充分地將聚尿素22填入。

此外，在實施形態相關半導體裝置之製造方法中，氧化膜形成程序(步驟S103)，係在比脫離程序(步驟S104)更低的溫度下進行。因此，在形成氧化膜31之際，可抑制孔部21所填入之聚尿素22引起解聚合反應。

此外，在實施形態相關半導體裝置之製造方法中，空隙，係低介電常數膜20之內部所形成的孔部21。因此，可讓低介電常數膜20之相對介電常數下降。

此外，實施形態相關半導體裝置之製造方法，更包含通孔形成程序(步驟S102)，在有聚合物(聚尿素22)填入孔部21之低介電常數膜20形成通孔29。而氧化膜形成程序(步驟S103)，係在通孔形成程序(步驟S102)之後進行。因此，可用氧化膜31支持有孔部21及通孔29形成之低介電常數膜20。

此外，實施形態相關半導體裝置之製造方法，更包含除去程序(步驟S105)，在氧化膜形成程序(步驟S103)之後，將通孔29底部所露出之蝕刻停止膜13除去。因此，可抑制低介電常數膜20因相關蝕刻停止膜13的蝕刻而受到損傷。

此外，實施形態相關半導體裝置之製造方法，更包含障壁金屬層形成程序(步驟S106)，在脫離程序(步驟S104)之後，於氧化膜31上形成障壁金屬層32。因此，在聚尿素22脫離孔部21之際，可抑制障壁金屬層32阻礙相關脫離，並且可抑制障壁金屬層32之構成元素在低介電常數膜20內擴散。

圖12係顯示實施形態的變形例相關基板處理裝置所實行之基板處理的順序之流程圖。一開始，在填入部4中，用聚尿素122填入低介電常數膜120中所形成之溝槽121(步驟S201)。

接著，施以既定熱處理，進而使聚尿素122脫離低介電常數膜120之上面及溝槽121之上部(步驟S202)。在氧化膜形成部中，在聚尿素122脫離後的低介電常數膜120之上面及溝槽121之上部形成氧化膜123(步驟S203)。

接著，在脫離部5，使溝槽121所填入之聚尿素122解聚合，進而使解聚合的聚尿素122，透過氧化膜123脫離溝槽121(步驟S204)，處理完成。

在實施形態的變形例相關半導體裝置之製造方法中，空隙，係基板(晶圓W)上所形成之溝槽121。因此，可讓低介電常數膜120之相對介電常數下降。

以上，雖針對本發明之實施形態做說明，但本發明並不限於上述實施形態，只要不背離其宗旨，便能進行各種變更。例如上述的實施形態中，顯示了藉由ALD法形成氧化膜31之例，但氧化膜31亦可用ALD法以外之手法來形成。

此外，上述的實施形態中，作為填入孔部21之聚合物，例舉了聚尿素22並加以說明，但相關聚合物並不限於聚尿素。例如相關聚合物亦可使用具有氨基甲酸酯鍵結之聚氨酯。

聚氨酯，可使例如具有醇基之單體與具有異氰酸酯基之單體共聚合所合成，並且可加熱至既定溫度，進而解聚合成具有醇基之單體與具有異氰酸酯基之單體。

綜上，可使用聚氨酯作為填入孔部21之聚合物，來取代上述的聚尿素22。再者，作為填入孔部21之聚合物，只要是能解聚合的聚合物，亦可使用聚尿素或聚氨酯以外的聚合物。

此外，上述的實施形態中，作為氧化膜31，例舉了SiO₂之低溫氧化膜並加以說明，但相關氧化膜並不限於SiO₂之低溫氧化膜。例如相關氧化膜亦可使用SiOC之類的多孔質膜。

本次所揭示之實施形態，應視作在所有觀點上僅為例示，並非有所限制。實際上，上述實施形態可用多樣的形態來具體實現。此外，上述的實施形態，在不離開所附申請專利範圍及其宗旨的情況下，亦可以各式各樣的形態來進行省略、置換、變更。

S101~S107:步驟

Claims

一種半導體裝置之製造方法，包含：填入程序，用具有脲鍵之聚合物填入基板上所形成之空隙，該空隙係多孔之低介電常數膜的內部之孔部；氧化膜形成程序，於其中該空隙被填入的該低介電常數膜中的通孔之內壁上形成氧化膜；及脫離程序，在將障壁金屬層形成於該氧化膜上之前，藉由使該聚合物解聚合，而令解聚合的該聚合物透過該氧化膜脫離該空隙。
如申請專利範圍第1項的半導體裝置之製造方法，其中，該填入程序，係用蒸鍍聚合所形成之該聚合物填入該空隙。
如申請專利範圍第1或2項的半導體裝置之製造方法，其中，該氧化膜形成程序，係在比該脫離程序更低的溫度下進行。
如申請專利範圍第1項的半導體裝置之製造方法，其中，更包含通孔形成程序，係在該孔部有該聚合物填入之該低介電常數膜形成該通孔；該氧化膜形成程序，係在該通孔形成程序之後進行。
如申請專利範圍第4項的半導體裝置之製造方法，其中，更包含除去程序，係在該氧化膜形成程序之後，將露出於該通孔的底部之蝕刻停止膜除去。
如申請專利範圍第4或5項的半導體裝置之製造方法，其中，更包含障壁金屬層形成程序，係在該脫離程序之後，在該氧化膜上形成該障壁金屬層。
如申請專利範圍第1或2項的半導體裝置之製造方法，其中，該空隙，係形成於該基板上之溝槽。
一種基板處理裝置，具備：填入部，用具有脲鍵之聚合物填入基板上所形成之空隙，該空隙係多孔之低介電常數膜的內部之孔部；氧化膜形成部，於其中該空隙被填入的該低介電常數膜中的通孔之內壁上形成氧化膜；脫離部，在將障壁金屬層形成於該氧化膜上之前，藉由使該聚合物解聚合，而令解聚合的該聚合物透過該氧化膜脫離該空隙；及運送機構，在對該基板進行處理的各部之間進行運送。