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JP4035141B2 - Annealing method - Google Patents

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JP4035141B2 JP2005217198A JP2005217198A JP4035141B2 JP 4035141 B2 JP4035141 B2 JP 4035141B2 JP 2005217198 A JP2005217198 A JP 2005217198A JP 2005217198 A JP2005217198 A JP 2005217198A JP 4035141 B2 JP4035141 B2 JP 4035141B2
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徹郎 秋澤
栄機 谷川
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東京ガスケミカル株式会社
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

本発明は、半導体基板上に形成された薄膜のアニーリングを行うためのアニーリング方法に関し、特に、半導体基板上に形成されたマイクロポアを有する低誘電率膜のアニーリングに好適に使用されるアニーリング方法に関する。 The present invention relates to an annealing method for annealing a thin film formed on a semiconductor substrate, and more particularly to an annealing method suitably used for annealing a low dielectric constant film having micropores formed on a semiconductor substrate. .

近年、半導体材料の分野において、多層配線の層間絶縁材料などとして使用される低誘電率膜(low−k膜)に関する研究が盛んに行われている(例えば、特許文献1参照)。この低誘電率膜の成膜方法としては、例えばCVD法(Chemical vapor deposition)やSOD法(Spin on dielectric coating)が挙げられる。   In recent years, in the field of semiconductor materials, research on a low dielectric constant film (low-k film) used as an interlayer insulating material for multilayer wiring has been actively conducted (for example, see Patent Document 1). Examples of the method for forming the low dielectric constant film include CVD (Chemical Vapor Deposition) and SOD (Spin on dielectric coating).

上述した低誘電率膜には、一般に、マイクロポアと呼ばれる空隙部が多数存在する。そのため、上記マイクロポア構造を維持しつつ、低誘電率膜の他の物理特性を犠牲にすることなく配線を完了させることが、層間絶縁材料として低誘電率膜を用いた半導体素子の製造における重要な技術となっている。   The low dielectric constant film described above generally has a large number of voids called micropores. Therefore, maintaining the micropore structure and completing the wiring without sacrificing other physical characteristics of the low dielectric constant film is important in the manufacture of semiconductor devices using the low dielectric constant film as an interlayer insulating material. Technology.

上記低誘電率膜の形成時には、通常、下記1〜4に示す事項についての問題が生じるので、これらの問題を解決するために、特殊なアニーリング技術が必要となる。
1.膜中に取り込まれた有機物、水分などの除去。
2.膜成長時の溶剤の揮発とマイクロポア構造の成型。
3.膜成長後のアニールによる膜質強化。
4.銅やその他の金属配線部の酸化防止。
When the low dielectric constant film is formed, problems regarding the following items 1 to 4 usually occur. Therefore, in order to solve these problems, a special annealing technique is required.
1. Removal of organic substances and moisture taken in the film.
2. Volatilization of solvent during film growth and molding of micropore structure.
3. Strengthening film quality by annealing after film growth.
4). Prevents oxidation of copper and other metal wiring.

従来、SOD法による低誘電率膜の成膜装置として、コータとアニーリング装置とが一体化されたものがある。この成膜装置では、アニーリングは、低誘電率膜のコーテング後、電気ヒータで一定温度に加熱された複数の熱板方式のホットプレートによって多段式で行われる。具体的には、例えば、膜コーテング→100℃以下での乾燥→200℃以下での一次アニール→400℃以下での2次アニールの順で行われる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an apparatus in which a coater and an annealing apparatus are integrated as a low dielectric constant film forming apparatus by the SOD method. In this film forming apparatus, annealing is performed in a multi-stage manner using a plurality of hot plate type hot plates heated to a constant temperature by an electric heater after coating of a low dielectric constant film. Specifically, for example, film coating → drying at 100 ° C. or lower → primary annealing at 200 ° C. or lower → secondary annealing at 400 ° C. or lower is performed in this order.

また、従来、CVD法による低誘電率膜のアニーリング装置として、真空中でホットプレートを用いて低誘電率膜を加熱しつつ、低誘電率膜に紫外線を照射するものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an apparatus for annealing a low dielectric constant film by a CVD method irradiates the low dielectric constant film with ultraviolet rays while heating the low dielectric constant film using a hot plate in a vacuum (for example, Patent Documents). 1).

特開2004−356508号公報JP 2004-356508 A

しかし、前述したSOD法による低誘電率膜の成膜装置では、電気ヒータを用いた熱板方式のホットプレートによって基板を加熱するので、基板が目的の温度以上に加熱され、低誘電率膜のマイクロポア構造やその他の物理特性が変化することがあった。さらに、この装置では、低誘電率膜は大気圧中で加熱されるので、酸化防止のために全工程で雰囲気制御を行うことが必要となり、しかも膜を高温まで加熱することは酸化の問題から望ましくなかった。   However, in the above-described low dielectric constant film deposition apparatus using the SOD method, the substrate is heated by a hot plate type hot plate using an electric heater. Micropore structure and other physical properties could change. Furthermore, in this apparatus, since the low dielectric constant film is heated at atmospheric pressure, it is necessary to control the atmosphere in all steps to prevent oxidation, and heating the film to a high temperature is a problem of oxidation. It was not desirable.

また、前述したCVD法による低誘電率膜のアニーリング装置は、真空中でホットプレートによって基板を加熱するため、ホットプレートの温度と基板の温度とが必ずしも一致せず、例えば真空度が低下したときに基板の温度が急激に上昇し、低誘電率膜のマイクロポア構造やその他の物理特性が変化したり、真空度の変化によって基板の温度が不安定になったりするなど、真空度と基板温度の管理が非常に難しいものであった。   In addition, the above-described CVD apparatus for annealing a low dielectric constant film heats the substrate with a hot plate in a vacuum, so the temperature of the hot plate does not necessarily match the temperature of the substrate, for example, when the degree of vacuum decreases. The substrate temperature rises rapidly, the micropore structure of the low dielectric constant film and other physical characteristics change, and the substrate temperature becomes unstable due to changes in the degree of vacuum. It was very difficult to manage.

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、半導体基板上に形成された低誘電率膜のマイクロポア構造やその他の物理特性を変化させることなく、上記低誘電率膜のアニーリングを良好かつ安全に行うことができるアニーリング方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides excellent annealing of the low dielectric constant film without changing the micropore structure and other physical characteristics of the low dielectric constant film formed on the semiconductor substrate. An object of the present invention is to provide an annealing method that can be performed safely.

本発明は、前記目的を達成するため、度制御用液体の供給によって温度が制御されるホットプレートにより低真空下で半導体基板を加熱するプレキュア部と、電気炉により高真空下で半導体基板を加熱する本キュア部と、前記プレキュア部から前記本キュア部に半導体基板を移送する移送手段とを具備するアニーリング装置を用い、半導体基板上に形成されたマイクロポアを有する低誘電率膜からなる薄膜のアニーリングを行うに当たり、下記工程(a)〜(f)を行うことを特徴とするアニーリング方法を提供する。
(a)プレキュア部において、ホットプレートによって低真空下で半導体基板を加熱することにより、膜のプレキュアを行う。
(b)プレキュアが終了した半導体基板を、移送手段によってプレキュア部から本キュア部に低真空下で移送する。
(c)本キュア部において、電気炉により高真空下で半導体基板を加熱することにより、膜の本キュアを行う。
(d)本キュア部内の圧力を低真空にする。
(e)本キュアが終了した半導体基板を、移送手段によって本キュア部からプレキュア部に移送する。
(f)プレキュア部のホットプレートによって半導体基板を冷却する。
The present invention, in order to achieve the above object, a precure section for heating the semiconductor substrate in a low vacuum by the hot plate temperature is controlled by the supply of temperature control liquid, the semiconductor substrate in a high vacuum by an electric furnace A thin film made of a low dielectric constant film having micropores formed on a semiconductor substrate, using an annealing apparatus comprising a main cure section to be heated and a transfer means for transporting the semiconductor substrate from the pre-curing section to the main cure section In the annealing, the following steps (a) to (f) are performed, and an annealing method is provided.
(A) In the precure portion, the film is precure by heating the semiconductor substrate under a low vacuum with a hot plate.
(B) The semiconductor substrate that has been pre-cured is transferred from the pre-curing portion to the main curing portion by a transfer means under a low vacuum.
(C) In the main cure part, the film is fully cured by heating the semiconductor substrate in a high vacuum with an electric furnace.
(D) The pressure inside the cure unit is set to a low vacuum.
(E) The semiconductor substrate that has been subjected to the main curing is transferred from the main curing unit to the pre-curing unit by a transfer unit.
(F) The semiconductor substrate is cooled by a hot plate in the precure portion.

本発明に用いるアニーリング装置は、プレキュア部において低真空下でプレキュアを行い、本キュア部において高真空下で本キュアを行うものである。この場合、低真空下、高真空下というのは相対的な概念であり、プレキュア部における低真空下とは、本キュア部における高真空下よりも真空度が低いことを言い、本キュア部における高真空下とは、プレキュア部における低真空下よりも真空度が高いことを言う。 The annealing apparatus used in the present invention performs pre-curing under a low vacuum in a pre-curing section and performs this curing under a high vacuum in the main curing section. In this case, the low vacuum and the high vacuum are relative concepts, and the low vacuum in the precuring part means that the degree of vacuum is lower than the high vacuum in the main curing part. Under high vacuum means that the degree of vacuum is higher than under low vacuum in the precure part.

本発明におけるプレキュアは、膜中の不要成分を除去することが主目的であり、本発明に用いる装置のプレキュア部では、温度制御用液体の供給によって温度が制御されるホットプレートを用いることにより、従来の熱板式ホットプレート(多段、温度固定)とは異なり、加熱速度、冷却速度などを膜の材料、厚みに合わせて変化させることで、膜の構造やその他の物理特性を変化させることなく、所定のプレキュアを行うことができる。すなわち、本発明に用いる装置では、ホットプレートの加熱、冷却に液体加熱、液体冷却を採用することにより、加熱、冷却を高速で行うとともに、真空中で生じやすい高温側での過熱や降温速度の低下を防止し、安全に所定温度でプレキュアを行うことができるようにしてある。なお、本発明に用いる装置では複数のプレキュア部を設け、複数のプレキュア部によってプレキュアを多段式で行ってもよい。 The main purpose of the precure in the present invention is to remove unnecessary components in the film, and in the precure part of the apparatus used in the present invention , by using a hot plate whose temperature is controlled by supplying a temperature control liquid, Unlike the conventional hot plate type hot plate (multistage, temperature fixed), by changing the heating rate, cooling rate, etc. according to the material and thickness of the film, without changing the structure of the film and other physical properties, A predetermined precure can be performed. That is, in the apparatus used in the present invention , by using liquid heating and liquid cooling for heating and cooling the hot plate, heating and cooling are performed at a high speed, and overheating and cooling rate on the high temperature side, which is likely to occur in vacuum, are reduced. A reduction is prevented, and precure can be safely performed at a predetermined temperature. In the apparatus used in the present invention , a plurality of precure units may be provided, and the precure may be performed in a multistage manner by the plurality of precure units.

また、本発明に用いる装置の本キュア部では、電気炉により半導体基板を加熱するため、半導体基板を一定温度で加熱すること(アイソサーマル加熱)が可能で、真空度の影響を最小限にとどめることができる。すなわち、本発明に用いる装置では、半導体基板が発熱体に接触しない電気炉を用いるため、前述した真空中でのホットプレートによる加熱とは異なり、真空度が低下したときに基板の温度が急激に上昇して膜の構造やその他の物理特性が変化したり、真空度の変化によって基板の温度が不安定になったりするという不都合が生じない。なお、本発明に用いる装置では複数の本キュア部を設け、複数の本キュア部によって本キュアを多段式で行ってもよい。 Further, in the present curing portion of the apparatus used in the present invention , the semiconductor substrate is heated by an electric furnace, so that the semiconductor substrate can be heated at a constant temperature (isothermal heating), and the influence of the degree of vacuum is minimized. be able to. That is, since the apparatus used in the present invention uses an electric furnace in which the semiconductor substrate does not contact the heating element, unlike the heating by the hot plate in the vacuum described above, the temperature of the substrate rapidly increases when the degree of vacuum decreases. There is no inconvenience that the film structure and other physical characteristics are increased and the temperature of the substrate becomes unstable due to a change in the degree of vacuum. In the apparatus used in the present invention , a plurality of main curing units may be provided, and the main curing may be performed in a multistage manner by the plurality of main curing units.

本発明では、プレキュア部において、100〜1000Pa、特に100〜400Paの低真空下で半導体基板を50〜300℃、特に50〜250℃、中でも100〜200℃に加熱することが好ましく、これにより良好かつ安全にプレキュアを行うことができる。この場合、温度制御用液体の供給によってホットプレートを所定の昇温速度で連続的に昇温することにより半導体基板を加熱することが適当である。   In the present invention, it is preferable to heat the semiconductor substrate to 50 to 300 ° C., particularly 50 to 250 ° C., particularly 100 to 200 ° C. under a low vacuum of 100 to 1000 Pa, particularly 100 to 400 Pa in the precure part. Precure can be performed safely. In this case, it is appropriate to heat the semiconductor substrate by continuously increasing the temperature of the hot plate at a predetermined temperature increase rate by supplying the temperature control liquid.

本発明では、本キュア部において、0.001〜1Pa、特に0.001〜0.01Paの高真空下で半導体基板を200〜800℃、特に300〜500℃に加熱することが好ましく、これにより良好かつ安全に本キュアを行うことができる。   In the present invention, it is preferable to heat the semiconductor substrate to 200 to 800 ° C., particularly 300 to 500 ° C. under a high vacuum of 0.001 to 1 Pa, particularly 0.001 to 0.01 Pa, in this cure portion. This cure can be performed well and safely.

また、本発明では、本キュア部において薄膜に光(紫外光、可視光など)を照射する光照射手段を設けることができ、これにより膜の材質によっては本キュアをさらに良好かつ安全に行うことが可能となる。   In the present invention, a light irradiating means for irradiating light (ultraviolet light, visible light, etc.) to the thin film can be provided in the present curing portion, and this curing can be performed more satisfactorily and safely depending on the material of the film. Is possible.

さらに、本発明に用いるアニーリング装置には、CVD法またはSOD法によって半導体基板上に薄膜を形成する成膜装置を連結することができる。 Furthermore, the annealing apparatus used in the present invention can be connected to a film forming apparatus for forming a thin film on a semiconductor substrate by a CVD method or an SOD method.

本発明に用いるアニーリング装置は、半導体基板上に形成されたマイクロポアを有する低誘電率膜のアニーリングに好適に使用することができる。このような低誘電率膜として、具体的には、例えばダウケミカル社製のSiLK(商品名)を挙げることができる The annealing apparatus used in the present invention can be suitably used for annealing a low dielectric constant film having micropores formed on a semiconductor substrate. Specific examples of such a low dielectric constant film include SiLK (trade name) manufactured by Dow Chemical Company .

また、本発明に用いるアニーリング装置は、半導体基板上に形成されたマイクロポア構造を持つ低誘電率膜やその他の膜の洗浄(CMP後洗浄、レジスト除去後の洗浄など)後に、該膜の余分な水分や薬剤を除去するための乾燥およびキュア装置としても好適である。 In addition, the annealing apparatus used in the present invention has an excess of the film after cleaning of the low dielectric constant film having a micropore structure formed on the semiconductor substrate and other films (cleaning after CMP, cleaning after resist removal, etc.). It is also suitable as a drying and curing device for removing water and chemicals.

さらに、半導体素子の製造工程では、次の工程にすぐには移れず、工程待ちや素子の一時保管等が度々発生するが、このときに発生する素子の汚染や水分吸着等を除去するために、素子の洗浄や乾燥が必要になることが多い。本発明に用いるアニーリング装置は、マイクロポア構造の膜を有する半導体素子の製造工程において、前記工程待ちや素子の一時保管後における素子の乾燥およびキュア装置として有効である。その理由は、マイクロポアを有する膜は、洗浄工程や長期保存後に水分、薬液、有機物等を吸収しやすく、これらを完全に取り除かないと、配線腐食、誘電率増加を容易に引き起こすため、洗浄後の乾燥でこれらの吸着物質を取り除く必要があるからである。本発明の2段キュアシステムでは、上記膜に吸着した水分、薬液、有機物等を膜のマイクロポア構造を壊すことなく容易に取り除くことが可能である。 Furthermore, in the manufacturing process of semiconductor elements, it is not possible to immediately move to the next process, and there are frequent waiting for processes, temporary storage of elements, etc., in order to remove element contamination, moisture adsorption, etc. that occur at this time In many cases, it is necessary to clean and dry the element. The annealing apparatus used in the present invention is effective as a device for drying and curing an element in the manufacturing process of a semiconductor element having a micropore structure film after waiting for the process or temporarily storing the element. The reason for this is that the film with micropores easily absorbs moisture, chemicals, organic matter, etc. after the cleaning process and long-term storage, and if these are not completely removed, wiring corrosion and dielectric constant increase are easily caused. This is because it is necessary to remove these adsorbents by drying the liquid. In the two-stage curing system of the present invention, it is possible to easily remove moisture, chemicals, organic substances and the like adsorbed on the membrane without destroying the micropore structure of the membrane.

本発明のアニーリング方法によれば、半導体基板上に形成された低誘電率膜のマイクロポア構造やその他の物理特性を変化させることなく、上記低誘電率膜のアニーリングを良好かつ安全に行うことができる。 According to the annealing method of the present invention, the low dielectric constant film can be annealed satisfactorily and safely without changing the micropore structure and other physical characteristics of the low dielectric constant film formed on the semiconductor substrate. it can.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。図1は本発明に用いるアニーリング装置の一を示す概略図である。図中10は基板搬送装置、12はプレキュア部、14は基板移送装置(移送手段)、16は本キュア部を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples. FIG. 1 is a schematic view showing an example of an annealing apparatus used in the present invention. In the figure, 10 is a substrate transfer device, 12 is a pre-cure unit, 14 is a substrate transfer device (transfer means), and 16 is a main cure unit.

基板搬送装置10は、プレキュア部12への半導体基板の搬入およびプレキュア部12からの半導体基板の搬出を行うものである。プレキュア部12は、ホットプレート18により低真空下で半導体基板を加熱するもので、液体供給手段20からホットプレート18への温度制御用液体(本例では高温液体および低温液体の2液)の供給によってホットプレート18の温度を制御する。基板移送装置14は、プレキュア部12から本キュア部16に低真空下で半導体基板を移送するものである。本キュア部16は、電気炉22により高真空下で半導体基板を加熱するもので、半導体基板上の薄膜に光照射手段24によって光ファイバなどを用いて紫外光、可視光等の光を均一に照射することができる。電気炉22は、発熱体を半導体基板に接触させることなく半導体基板を加熱するもので、例えば石英管等の耐熱材からなる筒状体の周囲にヒータ線を設け、上記筒状体の内部に半導体基板を配置するものなどが挙げられる。   The substrate transfer apparatus 10 carries in the semiconductor substrate into the precure unit 12 and carries out the semiconductor substrate from the precure unit 12. The precure unit 12 heats the semiconductor substrate with a hot plate 18 under a low vacuum, and supplies liquid for temperature control (two liquids of high temperature liquid and low temperature liquid in this example) from the liquid supply means 20 to the hot plate 18. To control the temperature of the hot plate 18. The substrate transfer device 14 is for transferring a semiconductor substrate from the precure unit 12 to the main cure unit 16 under a low vacuum. The curing unit 16 heats the semiconductor substrate in a high vacuum by an electric furnace 22 and uniformly applies light such as ultraviolet light and visible light to the thin film on the semiconductor substrate using an optical fiber or the like by the light irradiation means 24. Can be irradiated. The electric furnace 22 heats the semiconductor substrate without bringing the heating element into contact with the semiconductor substrate. For example, the electric furnace 22 is provided with a heater wire around a cylindrical body made of a heat-resistant material such as a quartz tube, and the inside of the cylindrical body. For example, a semiconductor substrate is disposed.

次に、本例の装置を用いたアニーリング方法の一例を示す。
(1)CVD法あるいはSOD法などによる成膜装置(図示せず)を用いて半導体基板上に低誘電率膜を成膜する。
(2)基板搬送装置10によって半導体基板をプレキュア部12に搬入し、ホットプレート18上に配置する。
(3)プレキュア部12において、ホットプレート18によって低真空下で半導体基板を加熱することにより、膜のプレキュアを行う。具体的には、例えば約100Paの低真空下において半導体基板を約200℃で所定時間加熱する。この場合、液体供給手段20からホットプレート18に約200℃の高温液体を所定の供給速度で供給することにより、ホットプレート18を室温から約200℃まで所定の昇温速度で連続的に昇温させる。これにより、膜の構造やその他の物理特性を変化させることなく、膜中の有機成分等の不要成分が除去される。
(4)プレキュアが終了した半導体基板を、基板移送装置14によってプレキュア部12から本キュア部16に低真空下で移送し、電気炉22内に配置する。
(5)本キュア部16において、電気炉22により高真空下で半導体基板を加熱するとともに、光照射手段24によって膜に光を照射することにより、膜の本キュアを行う。具体的には、例えば約0.01Paの高真空下において半導体基板を約500℃で所定時間加熱する。これにより、マイクロポア内に取り込まれている水分や有機成分が除去される。なお、膜の材質によっては光の照射は省略してもよい。
(6)本キュア部16内の圧力を低真空(例えば約100Pa)にする。この圧力低下工程は、電気炉を用いることによって実現できるもので、ホットプレートを用いた場合には真空度が変化すると基板の温度変化が発生する。例えば、ホットプレートでは、圧力を0.01Paから100Paに変化させると、基板の温度は500℃から750℃に瞬間的に上昇し、膜の構造やその他の物理特性が変化して膜が損傷する。
(7)本キュアが終了した半導体基板を、基板移送装置14によって本キュア部16からプレキュア部12に移送し、ホットプレート18上に配置する。
(8)ホットプレート18によって半導体基板を冷却する。具体的には、例えば、液体供給手段20からホットプレート18に室温程度の低温液体を所定の供給速度で供給し、ホットプレート18を室温まで所定の降温速度で連続的に降温させることにより、半導体基板を冷却する。この場合、上記降温速度は膜に損傷を与えない速度とする。
(9)基板搬送装置10によって半導体基板をプレキュア部12から搬出する。
Next, an example of an annealing method using the apparatus of this example will be shown.
(1) A low dielectric constant film is formed on a semiconductor substrate using a film forming apparatus (not shown) by a CVD method or an SOD method.
(2) The semiconductor substrate is carried into the precure unit 12 by the substrate carrying device 10 and placed on the hot plate 18.
(3) In the precure section 12, the semiconductor substrate is heated by a hot plate 18 under a low vacuum, thereby precuring the film. Specifically, for example, the semiconductor substrate is heated at about 200 ° C. for a predetermined time under a low vacuum of about 100 Pa. In this case, by supplying a high temperature liquid of about 200 ° C. from the liquid supply means 20 to the hot plate 18 at a predetermined supply rate, the hot plate 18 is continuously heated from room temperature to about 200 ° C. at a predetermined temperature increase rate. Let Thereby, unnecessary components such as organic components in the film are removed without changing the structure of the film and other physical characteristics.
(4) The semiconductor substrate that has been pre-cured is transferred from the pre-curing unit 12 to the main curing unit 16 by a substrate transfer device 14 under a low vacuum, and is placed in the electric furnace 22.
(5) In the main curing unit 16, the semiconductor substrate is heated in a high vacuum by the electric furnace 22, and light is irradiated on the film by the light irradiation unit 24, thereby performing the main curing of the film. Specifically, for example, the semiconductor substrate is heated at about 500 ° C. for a predetermined time under a high vacuum of about 0.01 Pa. Thereby, the water | moisture content and organic component which are taken in in the micropore are removed. Note that light irradiation may be omitted depending on the material of the film.
(6) The pressure in the cure unit 16 is set to a low vacuum (for example, about 100 Pa). This pressure reduction process can be realized by using an electric furnace. When a hot plate is used, a change in the temperature of the substrate occurs when the degree of vacuum changes. For example, in a hot plate, when the pressure is changed from 0.01 Pa to 100 Pa, the temperature of the substrate instantaneously increases from 500 ° C. to 750 ° C., and the structure of the film and other physical characteristics are changed to damage the film. .
(7) The semiconductor substrate that has been subjected to the main curing is transferred from the main curing unit 16 to the pre-curing unit 12 by the substrate transfer device 14 and placed on the hot plate 18.
(8) The semiconductor substrate is cooled by the hot plate 18. Specifically, for example, a low-temperature liquid of about room temperature is supplied from the liquid supply unit 20 to the hot plate 18 at a predetermined supply rate, and the hot plate 18 is continuously cooled to a room temperature at a predetermined temperature decrease rate. Cool the substrate. In this case, the temperature lowering speed is set so as not to damage the film.
(9) The semiconductor substrate is unloaded from the precure unit 12 by the substrate transfer device 10.

本発明に用いるアニーリング装置の一を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the annealing apparatus used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 基板搬送装置
12 プレキュア部
14 基板移送装置(移送手段)
16 本キュア部
18 ホットプレート
20 液体供給手段
22 電気炉
24 光照射手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate conveyance apparatus 12 Precure part 14 Substrate transfer apparatus (transfer means)
16 Cure unit 18 Hot plate 20 Liquid supply means 22 Electric furnace 24 Light irradiation means

Claims (5)

度制御用液体の供給によって温度が制御されるホットプレートにより低真空下で半導体基板を加熱するプレキュア部と、電気炉により高真空下で半導体基板を加熱する本キュア部と、前記プレキュア部から前記本キュア部に半導体基板を移送する移送手段とを具備するアニーリング装置を用い、半導体基板上に形成されたマイクロポアを有する低誘電率膜からなる薄膜のアニーリングを行うに当たり、下記工程(a)〜(f)を行うことを特徴とするアニーリング方法。
(a)プレキュア部において、ホットプレートによって低真空下で半導体基板を加熱することにより、膜のプレキュアを行う。
(b)プレキュアが終了した半導体基板を、移送手段によってプレキュア部から本キュア部に低真空下で移送する。
(c)本キュア部において、電気炉により高真空下で半導体基板を加熱することにより、膜の本キュアを行う。
(d)本キュア部内の圧力を低真空にする。
(e)本キュアが終了した半導体基板を、移送手段によって本キュア部からプレキュア部に移送する。
(f)プレキュア部のホットプレートによって半導体基板を冷却する。
A precure section for heating the semiconductor substrate in a low vacuum by the hot plate temperature is controlled by the supply of temperature control fluid, and the cure unit for heating the semiconductor substrate in a high vacuum by an electric furnace, from the pre-cured part When annealing a thin film made of a low dielectric constant film having a micropore formed on a semiconductor substrate using an annealing apparatus having a transfer means for transferring the semiconductor substrate to the cure unit, the following step (a) An annealing method characterized by performing (f).
(A) In the precure portion, the film is precure by heating the semiconductor substrate under a low vacuum with a hot plate.
(B) The semiconductor substrate that has been pre-cured is transferred from the pre-curing portion to the main curing portion by a transfer means under a low vacuum.
(C) In the main cure part, the film is fully cured by heating the semiconductor substrate in a high vacuum with an electric furnace.
(D) The pressure inside the cure unit is set to a low vacuum.
(E) The semiconductor substrate that has been subjected to the main curing is transferred from the main curing unit to the pre-curing unit by a transfer unit.
(F) The semiconductor substrate is cooled by a hot plate in the precure portion.
前記プレキュア部において、100〜1000Paの低真空下で半導体基板を50〜300℃に加熱することを特徴とする請求項1に記載のアニーリング方法2. The annealing method according to claim 1, wherein in the precure portion, the semiconductor substrate is heated to 50 to 300 ° C. under a low vacuum of 100 to 1000 Pa. 3. 前記プレキュア部において、温度制御用液体の供給によってホットプレートを所定の昇温速度で連続的に昇温することにより半導体基板を加熱することを特徴とする請求項1または2に記載のアニーリング方法The annealing method according to claim 1 or 2, wherein in the precure portion, the semiconductor substrate is heated by continuously raising the temperature of the hot plate at a predetermined temperature rise rate by supplying a temperature control liquid. 前記本キュア部において、0.001〜1Paの高真空下で半導体基板を200〜800℃に加熱することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアニーリング方法The annealing method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the main cure portion, the semiconductor substrate is heated to 200 to 800 ° C under a high vacuum of 0.001 to 1 Pa. 前記本キュア部において前記薄膜に光を照射することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のアニーリング方法Annealing method according to claim 1, wherein the benzalkonium be irradiated light to the thin film in the main cure unit.
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