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公開番号2025101872
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023218945
出願日2023-12-26
発明の名称半導体装置の製造方法および製造システム
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01L 21/768 20060101AFI20250701BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】エアギャップ内の残渣を低減する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、工程a)と、工程b)と、工程c)とを含む。工程a)では、基板に形成された凹部内に犠牲材料が埋め込まれる。工程b)では、犠牲材料が埋め込まれた凹部が封止膜で覆われる。工程c)では、凹部の外部で処理ガスをプラズマ化し、プラズマに含まれる活性種を封止膜を介して犠牲材料に供給することにより、凹部内の犠牲材料が分解され、封止膜を介して凹部内の犠牲材料が除去される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ａ）基板に形成された凹部内に犠牲材料を埋め込む工程と、
ｂ）前記犠牲材料が埋め込まれた前記凹部を封止膜で覆う工程と、
ｃ）前記凹部の外部で処理ガスをプラズマ化し、プラズマに含まれる活性種を前記封止膜を介して前記犠牲材料に供給することにより、前記凹部内の犠牲材料を分解し、前記封止膜を介して前記凹部内の前記犠牲材料を除去する工程と
を含む半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記犠牲材料は、熱分解可能な有機材料であって、
前記半導体装置の製造方法は、
ｄ）前記工程ｂ）と前記工程ｃ）の間に実行される工程であって、前記犠牲材料が熱分解する温度に前記基板を加熱することにより、前記封止膜を介して前記凹部内の前記犠牲材料の少なくとも一部を除去する工程
をさらに含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記犠牲材料は、熱分解可能な有機材料であって、
前記工程ｃ）では、前記犠牲材料が熱分解する温度に前記基板が加熱される請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記犠牲材料は、熱分解可能な有機材料であって、
前記工程ａ）では、基板が搬入されたチャンバ内に第１のモノマーおよび第２のモノマーのガスを供給し、前記第１のモノマーおよび前記第２のモノマーの蒸着重合により、前記凹部内に前記犠牲材料を埋め込み、
前記第１のモノマーは、イソシアネートであり、
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記犠牲材料には尿素結合が含まれる請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板を加熱する際の温度は、４００℃以下である請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記処理ガスは、水素ガス、窒素ガス、酸素ガス、および希ガスの少なくともいずれかが含まれる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記処理ガスは、水素ガス、窒素ガス、および希ガスの少なくともいずれかが含まれる請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記封止膜は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程ｃ）では、マイクロ波によって前記処理ガスがプラズマ化される請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
第１の処理装置と、
第２の処理装置と、
第３の処理装置と、
前記第１の処理装置、前記第２の処理装置、および前記第３の処理装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
ａ）前記第１の処理装置を用いて、基板に形成された凹部内に犠牲材料を埋め込む工程と、
ｂ）前記第２の処理装置を用いて、前記犠牲材料が埋め込まれた前記凹部を封止膜で覆う工程と、
ｃ）前記第３の処理装置を用いて、前記凹部の外部で処理ガスをプラズマ化し、プラズマに含まれる活性種を前記封止膜を介して前記犠牲材料に供給することにより、前記凹部内の犠牲材料を分解し、前記封止膜を介して前記凹部内の前記犠牲材料を除去する工程と
を実行する半導体装置の製造システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の種々の側面および実施形態は、半導体装置の製造方法および製造システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば下記特許文献１には、「凹部が形成された基板上に、熱分解可能な有機材料を積層する第１の積層工程と、前記有機材料の上にシリコン窒化膜を積層する第２の積層工程と、前記基板を予め定められた温度に加熱することにより前記有機材料を熱分解させ、前記シリコン窒化膜の下層の前記有機材料を、前記シリコン窒化膜を介して脱離させることにより、前記シリコン窒化膜と前記凹部との間にエアギャップを形成する脱離工程とを含み、前記第２の積層工程では、前記基板の温度が２００［℃］以下に維持された状態で、マイクロ波のプラズマを用いて前記シリコン窒化膜が積層される半導体装置の製造方法」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１０８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、エアギャップ内の残渣を低減することができる半導体装置の製造方法および製造システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面は、半導体装置の製造方法であって、工程ａ）と、工程ｂ）と、工程ｃ）とを含む。工程ａ）では、基板に形成された凹部内に犠牲材料が埋め込まれる。工程ｂ）では、犠牲材料が埋め込まれた凹部が封止膜で覆われる。工程ｃ）では、凹部の外部で処理ガスをプラズマ化し、プラズマに含まれる活性種を封止膜を介して犠牲材料に供給することにより、凹部内の犠牲材料が分解され、封止膜を介して凹部内の犠牲材料が除去される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、エアギャップ内の残渣を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本開示の一実施形態における製造システムの一例を示すシステム構成図である。
図２は、成膜装置の一例を示す図である。
図３は、プラズマ処理装置の一例を示す図である。
図４は、加熱装置の一例を示す図である。
図５は、プラズマ処理装置の一例を示す図である。
図６は、半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。
図７は、半導体装置の製造過程の一例を示す図である。
図８は、半導体装置の製造過程の一例を示す図である。
図９は、半導体装置の製造過程の一例を示す図である。
図１０は、半導体装置の製造過程の一例を示す図である。
図１１は、半導体装置の製造過程の一例を示す図である。
図１２は、半導体装置の製造過程の一例を示す図である。
図１３は、加熱温度と残渣の量との関係の一例を示す図である。
図１４は、プラズマの種類と残渣の量との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示される半導体装置の製造方法および製造システムの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される半導体装置の製造方法および製造システムが限定されるものではない。
【０００９】
特許文献１の技術では、基板を加熱することにより、凹部内に埋め込まれた有機材料を熱分解させ、封止膜を介して除去することにより、封止膜で覆われた凹部内にエアギャップが形成される。しかし、基板を加熱する温度によっては、有機材料が十分の除去されず、有機材料が残渣として凹部内に残る場合がある。凹部内に残渣が残ると、エアギャップの容積が所望の容積よりも小さくなる。また、残渣の量がエアギャップの間で異なると、複数のエアギャップの間で容積のばらつきが発生する。そのため、エアギャップ内の残渣を抑制することが望まれている。
【００１０】
そこで、本開示は、エアギャップ内の残渣を低減することができる技術を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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