有孔性低誘電率誘電膜の硬化方法

专利摘要:
基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法が記載されている。前記low-k誘電体膜の誘電率は約4未満である。当該方法は、前記low-k誘電体膜を赤外(IR)放射線及び紫外(UV)放射線に暴露する工程を有する。
公开号:JP2011514678A
申请号:JP2010549819
申请日:2009-03-03
公开日:2011-05-06
发明作者:アイ トマ，ドレル；エム リー，エリック；リウ，ジュンジュン
申请人:東京エレクトロン株式会社；
IPC主号:H01L21-316

专利说明:

[0001] 本発明は、誘電体膜を処理する方法に関する。より詳細には本発明は、低誘電率(low-k)誘電体膜を電磁(EM)放射線で処理する方法に関する。]
背景技術

[0002] 半導体技術の当業者に知られているように、相互接続の遅延は、集積回路(IC)の速度及び性能の改善を制限する、ドライブ内の主要な因子である。相互接続の遅延を最小化する一の方法は、IC素子内の金属ワイヤ用の絶縁体に低誘電率(low-k)材料を用いることによって相互接続のキャパシタンスを減少させることである。よって近年、low-k材料は、たとえば二酸化シリコンのような比較的高い誘電率を有する絶縁材料に取って代わるものとして開発されてきた。特にlow-k膜は、半導体素子中の金属ワイヤ間の層間及び層内膜に用いられている。それに加えて絶縁材料の誘電率をさらに減少させるため、孔を有する材料膜すなわち有孔性low-k誘電体膜が形成される。係るlow-k膜は、フォトレジストの塗布と同様のスピン・オン誘電体成膜(SOD)法、又は化学気相成長法(CVD)によって成膜されて良い。よってlow-k材料の使用は、既存の半導体製造プロセスにすぐ適応できる。]
[0003] Low-k材料は従来の二酸化シリコンほどの強度はない。しかもLow-k材料の機械的強度は孔の導入によってさらに低下する。プラズマ処理中に有孔性low-k膜は容易に損傷を受けるので、機械強度を向上させるプロセスが必要となると思われる。有孔性low-k誘電体の材料強度を改善することは、集積を成功させる上で必要であるものと理解されている。機械強度を向上させるため、有孔性low-k膜をより強くし、かつ集積に適したものにするのにこれまでとは違った硬化方法が利用されている。]
[0004] ポリマーの硬化には、たとえばスピン・オン成膜(SOD)法又は気相成長法（化学気相成長法(CVD)のような）を用いて成膜される薄膜が処理されることで、その膜内で架橋が生じるプロセスが含まれる。硬化プロセス中では、フリーラジカルの重合は、架橋の基本経路であると理解されている。ポリマー鎖が架橋することで、たとえばヤング率、膜の硬度、破壊靱性、及び界面接合のような機械特性が改善されることで、low-k膜の製造強度が改善される。]
[0005] 非常に小さな誘電率を有する有孔性誘電体膜を形成するのには様々な方法があるので、成膜後処理（硬化）の目的は膜によって変化することが考えられる。そのような目的にはたとえば、水分の除去、溶媒の除去、有孔性絶縁膜中に孔を形成するのに用いられるポロジェンの燃焼除去、係る膜の機械特性の改善等が含まれる。
米国特許第5738915号明細書
米国特許第5714437号明細書]
発明が解決しようとする課題

[0006] 低誘電率(low-k)材料は従来、CVD成膜された膜については300℃から400℃の温度範囲で熱的に硬化される。たとえば約2.5未満の誘電率を有する強くて密なlow-k膜の製造には、加熱炉による硬化で十分であった。しかし熱処理（又は熱硬化）によって実現可能な架橋の程度は、強固な相互接続構造にとって適切な強度を有する膜を製造する上でもはや不十分である。]
[0007] 熱硬化中、適当な量のエネルギーが膜に供給され、その際その膜は損傷を受けない。しかし関心温度範囲内では、ほんのわずかな量のフリーラジカルしか生成できない。基板に熱を付与する際の熱エネルギー損失及び周辺環境中での熱の損失により、実際にはほんのわずかな量の熱エネルギーしか、硬化するlow-k膜中には吸収され得ない。従って典型的なlow-k膜の加熱炉硬化では、高温及び長い硬化時間が必要となる。熱収支が高い場合でさえも、熱硬化中での開始剤の生成が不足し、及び成膜されたままの状態のlow-k膜中に多量のメチル終端が存在することで、必要程度の架橋を実現させることが非常に困難になると考えられる。]
課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、誘電体膜を処理する方法に関する。より詳細には本発明は、低誘電率(low-k)誘電体膜の硬化方法に関する。]
[0009] 本発明はさらに、low-k誘電体膜を電磁(EM)放射線で処理する方法に関する。]
[0010] 本発明の一の実施例によると、基板上の誘電率が約4未満である低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法が記載されている。当該方法は、前記low-k誘電体膜を赤外(IR)放射線及び紫外(UV)放射線に暴露する工程を有する。]
[0011] 本発明の他の実施例によると、基板上の誘電率が約4未満である低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法が記載されている。当該方法は、基板上にlow-k誘電体膜を形成する工程、前記low-k誘電体膜を第1赤外(IR)放射線に暴露する工程、前記low-k誘電体膜を前記第1IR放射線の暴露に続いて紫外(UV)放射線に暴露する工程、及び前記low-k誘電体膜を前記UV放射線の暴露に続いて第2赤外(IR)放射線に暴露する工程を有する。]
[0012] 本発明の他の実施例によると、基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法が記載されている。当該方法は、基板上にlow-k誘電体膜を形成する工程であって、前記low-k誘電体膜は構造形成材料と孔生成材料を有する工程、前記low-k誘電体膜を第1期間の間赤外(IR)放射線に暴露する工程、及び、前記第1期間中、前記low-k誘電体膜を第2期間の間紫外(UV)放射線に暴露する工程を有する。ここで、前記第2期間は前記第1期間のわずか一部分であり、かつ前記第2期間は前記第1期間の開始時後の第1時点にて始まり、前記第1期間の終了時前の第2時点にて終了する。]
[0013] 本発明の他の実施例によると、基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法が記載されている。当該方法は、基板上にlow-k誘電体膜を形成する工程であって、前記low-k誘電体膜は構造形成材料と孔生成材料を有する工程、前記low-k誘電体膜から前記孔生成材料を実質的に除去することで有孔性low-k誘電体膜を形成する工程、前記除去に続いて前記有孔性low-k誘電体膜中に架橋開始剤を生成する工程、及び前記架橋開始剤の生成に続いて前記有孔性low-k誘電体膜を架橋する工程、を有する。]
発明を実施するための最良の形態

[0014] 以降の説明では、本発明の完全な理解を助けるため、そして限定ではなく説明目的で、たとえば処理システムの具体的構成及び様々な部品の説明といったような具体的詳細について述べる。しかし本発明は、これらの具体的詳細から逸脱した他の実施例でも実施可能であることに留意して欲しい。]
[0015] 本願発明者らは、これまでとは違った硬化法が熱硬化の欠点の一部を解決することを発見した。たとえばこれまでとは違った硬化法は、熱硬化プロセスと比較してより効率的にエネルギー付与を行う。たとえば加速電子、イオン、若しくは中性子のようなエネルギー粒子又はエネルギー光子の状態で見いだされる高いエネルギー準位は、low-k膜中の電子を容易に励起することができるので、効率的に化学結合を破壊して側鎖を解離する。これらのこれまでとは違った硬化法は、架橋開始剤（フリーラジカル）の生成を促進して、実際の架橋に必要なエネルギー付与を改善することができる。その結果、架橋の程度は、熱収支が減少しても増大しうる。]
[0016] それに加えて本願発明者らは、膜の強度が超low-k(ULK)誘電体膜（約2.5未満の誘電率）の集積にとって重要な問題となるので、これまでとは違った硬化法が、係る膜の機械特性を改善しうると考えた。たとえば電子ビーム(EB)、紫外(UV)放射線、赤外(IR)放射線、及びマイクロ波(MW)放射線が、機械的強度を改善するためにULK膜を硬化させるのに用いられて良い。その一方でそのULK膜の誘電特性及び疎水性は犠牲にならない。]
[0017] しかしたとえEB、UV、IR及びMW硬化全てが独自の利点を有するとしても、これらの方法には限界がある。たとえばEBやUVのような高エネルギー硬化源は、架橋するのにフリーラジカルよりも多いフリーラジカルを生成する高いエネルギー準位を供することができる。それにより相補的に基板を加熱しながら、機械特性が顕著に改善される。他方電子及びUV光子は、化学結合を無差別に解離することで、望ましい膜の電気及び物理的特性に不利な影響を及ぼす恐れがある。不利な影響とはたとえば、疎水性の喪失、膜の残留応力の増大、有孔性構造の破壊、膜の緻密化、及び誘電率の上昇といったものである。さらにたとえばIRやMW硬化のような低エネルギーの硬化源は、大抵の場合において熱付与効率を顕著に改善することができる。しかしその一方で低エネルギーの硬化源は、たとえば表面緻密化(IR)、及びアーク放電又はトランジスタの損傷(MW)といった副作用を有する。]
[0018] 本発明の一の実施例によると、基板上の誘電率が約4未満である低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法が記載されている。当該方法は、前記low-k誘電体膜を非電離の電磁(EM)放射線に暴露する工程を有する。前記非電離のEM放射線には紫外(UV)放射線と赤外(IR)放射線が含まれる。前記UV暴露は複数のUV暴露を有してよい。各UV暴露は、各異なる強度、出力、出力密度、若しくは波長範囲、又は上記2つ以上の結合を有して良いし、あるいは有していなくても良い。前記IR暴露は複数のIR暴露を有してよい。各IR暴露は、各異なる強度、出力、出力密度、若しくは波長範囲、又は上記2つ以上の結合を有して良いし、あるいは有していなくても良い。]
[0019] 前記UV暴露中、前記low-k誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲であるUV熱処理温度にまで前記基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに前記UV熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲である。あるいはその代わりに前記UV熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲である。基板加熱は、伝熱加熱、対流加熱、若しくは放射加熱、又は上記2つ以上の結合によって実行されて良い。]
[0020] 前記IR暴露中、前記low-k誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲であるIR熱処理温度にまで前記基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに前記IR熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲である。あるいはその代わりに前記IR熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲である。基板加熱は、伝熱加熱、対流加熱、若しくは放射加熱、又は上記2つ以上の結合によって実行されて良い。]
[0021] それに加えて加熱は、UV暴露前、UV暴露中、若しくはUV暴露後、又は上記2つ以上を組み合わせた時期に行われて良い。さらにそれに加えて加熱は、IR暴露前、IR暴露中、若しくはIR暴露後、又は上記2つ以上を組み合わせた時期に行われて良い。加熱は、伝熱加熱、対流加熱、若しくは放射加熱、又は上記2つ以上の結合によって実行されて良い。]
[0022] さらにIR暴露は、UV暴露前、UV暴露中、若しくはUV暴露後、又は上記2つ以上を組み合わせた時期に行われて良い。さらにUV暴露は、IR暴露前、IR暴露中、若しくはIR暴露後、又は上記2つ以上を組み合わせた時期に行われて良い。]
[0023] UV暴露及び/又はIR暴露に先立ち、low-k誘電体膜は、基板温度を、約200℃〜約600℃の範囲である前熱処理温度にまで昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに、前熱処理温度は、約300℃〜約500℃の範囲であって、望ましくは約350℃〜約450℃の範囲である。]
[0024] UV暴露及び/又はIR暴露に続いて、low-k誘電体膜は、基板温度を、約200℃〜約600℃の範囲である後熱処理温度にまで昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに、後熱処理温度は、約300℃〜約500℃の範囲であって、望ましくは約350℃〜約450℃の範囲である。]
[0025] ここで図1を参照すると、他の実施例による基板上の誘電体膜の処理方法が記載されている。被処理基板は、半導体、導体、又は上に誘電体膜が形成される他の任意の基板であって良い。誘電体膜は、（乾燥及び/若しくは硬化前、並びに/又は乾燥及び/若しくは硬化後において）SiO2の誘電率−この値は約4（たとえば熱SiO2の誘電率は3.8〜3.9）である−未満の誘電率を有して良い。本発明の様々な実施例では、誘電体膜は（乾燥及び/若しくは硬化前、並びに/又は乾燥及び/若しくは硬化後において）、3.0未満の誘電率、2.5未満の誘電率、2.2未満の誘電率、又は1.7未満の誘電率を有して良い。]
[0026] 誘電体膜は低誘電率(low-k)膜又は超low-k膜として記述されて良い。誘電体膜は、有機材料、無機材料、及び無機−有機ハイブリッド材料のうちの少なくとも1つを有して良い。それに加えて誘電体膜は有孔性であっても良いし又は無孔性であっても良い。]
[0027] 誘電体膜はたとえば、構造形成材料と孔生成材料を有する単相又は二相の有孔性low-k膜を有して良い。構造形成材料は、原子、分子、又は構造形成前駆体から得られる分子の断片を有して良い。孔生成材料は、原子、分子、又は孔生成前駆体から得られる分子の断片を有して良い。単相又は二相の有孔性low-k膜の誘電率は、孔生成材料の除去後よりも、孔生成材料の除去前の方が高くなると考えられる。]
[0028] たとえば単相有孔性low-k膜を形成する工程は、構造形成分子を堆積する工程であって、前記構造形成分子は基板表面上の前記構造形成分子と弱く結合した孔生成分子の側鎖基を有する工程、を有して良い。それに加えてたとえば、二相有孔性low-k膜を形成する工程は、基板表面上の構造形成分子と孔生成分子を共重合させる工程を有して良い。]
[0029] それに加えて誘電体膜は、湿気、水、溶媒、並びに/又は、乾燥及び/若しくは硬化前での誘電率を、乾燥及び/若しくは硬化後での誘電率よりも高くする他の汚染物を有して良い。]
[0030] 誘電体膜は化学気相成長法(CVD)又はスピンオン誘電体(SOD)法によって形成されて良い。スピンオン誘電体(SOD)法は、東京エレクトロン株式会社(TEL)から市販されているクリーントラックアクト（Clean Track Act）8SOD（スピンオン誘電体）、クリーントラックアクトアクト12SOD、及びリシウスコーティングシステム（Lithius coating systems）で供される。クリーントラックアクト8(200mm)、クリーントラックアクト12(300mm)、及びリシウス(300nm)コーティングシステムは、SOD材料用のコーティング、ベーキング、及び硬化装置を供する。トラックシステムは、100mm、200mm、300mm、及びそれ以上のサイズの基板を処理するように備えられていて良い。基板上に誘電体膜を形成する他のシステム及び方法は、スピンオン誘電体(SOD)法及び気相成長法の分野の当業者にとって周知である。]
[0031] たとえば誘電体膜は、CVD法を用いて堆積された無機のシリケートベース材料−たとえば炭素がドーピングされたシリコン酸化物（又はオルガノシリケート）−を有して良い。そのような膜の例には、アプライドマテリアルズ（Applied Materials）社から市販されているブラックダイアモンド（Black Diamond）（登録商標）CVDオルガノシリケートガラス(OSG)、又はノベラスシステムズ（Novellus Systems）社から市販されているコーラル(Coral)（登録商標）CVD膜が含まれる。]
[0032] それに加えてたとえば、有孔性誘電体膜は単相材料を有して良い。単相材料とはたとえば、硬化プロセス中に架橋を示すことで小さな気泡（孔）を生成する、終端の有機側鎖基を有するシリコン酸化物ベースの母体である。それに加えてたとえば、有孔性誘電体膜は二相材料を有して良い。二相材料とはたとえば、硬化プロセス中に分解及び蒸発する有機材料を含むシリコン酸化物ベースの母体である。]
[0033] あるいはその代わりに、これらの誘電体層は、SOD（スピンオン誘電体）法を用いて堆積される無機のシリケートベースの材料-たとえば水素シルセスキオキサン(HSQ)又はメチルシルセスキオキサン(MSQ)-を有して良い。そのような膜の例には、ダウコーニング（Dow Corning）社から市販されているFOx（登録商標）HSQ、ダウコーニング社から市販されているXLK有孔性HSQ、及びJSRマイクロエレクトロニクス社から市販されているJSR LKD-5109が含まれる。]
[0034] あるいはその代わりに、誘電体膜はSOD法を用いて堆積された有機材料を有して良い。そのような膜の例には、ダウケミカル（Dow Chemical）社から市販されているSiLK-I、SiLK-J、SiLK-H、SiLK-D、有孔性SiLK-Y、及び有孔性SiLK-Z半導体誘電体樹脂、並びにハネウエル(Honeywell)社から市販されているFLARE（商標）及びナノガラス（登録商標）が含まれる。]
[0035] 当該方法は、510において第1処理システム内で基板上の誘電体膜を任意で乾燥させる手順から始まるフローチャート500を有する。第1処理システムは乾燥システムを有する。その乾燥システムは、誘電体膜中の1つ以上の汚染物を（部分的に）除去するように備えられて良い。汚染物にはたとえば、水分、溶媒、ポロジェン、又は後続の硬化プロセスを妨害する恐れのある他の汚染物が含まれる。]
[0036] 520では、誘電体膜はUV放射線に暴露される。UV暴露は第2処理システム内で実行されて良い。第2処理システムは硬化システムを有する。その硬化システムは、たとえば誘電体膜の機械特性を改善するため、誘電体膜を硬化させるように備えられて良い。そのような硬化は、その誘電体膜内で架橋を（部分的に）生じさせることによって行われる。乾燥プロセス後、基板は、汚染を最小限にするため真空環境下で、第1処理システムから第2処理システムへ搬送されて良い。]
[0037] 誘電体膜のUV放射線への暴露には、1つ以上のUVランプ、1つ以上のUVLED（発光ダイオード）、若しくは1つ以上のUVレーザー、又はこれら2つ以上を組み合わせたものからのUV放射線への誘電体膜の暴露が含まれて良い。UV放射線は波長約100ナノメートル(nm)〜約600nmの範囲に属する。あるいはその代わりにUV放射線は波長約200nm〜約400nmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長約150nm〜約300nmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長約170nm〜約240nmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長約200nm〜約240nmの範囲に属して良い。]
[0038] UV放射線へ誘電体膜を暴露する間、その誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲に属するUV熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりにUV熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりにUV熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。あるいはその代わりに、UV放射線への誘電体膜の暴露前、UV放射線への誘電体膜の暴露後、又は前記暴露前及び前記暴露後の両方に、誘電体膜は基板温度を昇温することによって加熱されて良い。基板の加熱は、伝熱性加熱、対流加熱、若しくは放射加熱、又はこれら2つ以上を組み合わせた加熱を有して良い。]
[0039] 任意で、UV放射線への誘電体膜の暴露中、その誘電体膜はIR放射線に暴露されて良い。誘電体膜のIR放射線への暴露には、1つ以上のIRランプ、1つ以上のIRLED（発光ダイオード）、若しくは1つ以上のIRレーザー、又はこれら2つ以上を組み合わせたものからのIR放射線への誘電体膜の暴露が含まれて良い。IR放射線は波長約1μm〜約25μmの範囲に属する。あるいはその代わりにIR放射線は波長約2μm〜約20μmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにIR放射線は波長約8μm〜約14μmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにIR放射線は波長約8μm〜約12μmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにIR放射線は波長約9μm〜約10μmの範囲に属して良い。]
[0040] 530では、誘電体膜はIR放射線に暴露される。誘電体膜のIR放射線への暴露には、1つ以上のIRランプ、1つ以上のIRLED（発光ダイオード）、若しくは1つ以上のIRレーザー、又はこれら2つ以上を組み合わせたものからのIR放射線への誘電体膜の暴露が含まれて良い。IR放射線は波長約1μm〜約25μmの範囲に属する。あるいはその代わりにIR放射線は波長約2μm〜約20μmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにIR放射線は波長約8μm〜約14μmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにIR放射線は波長約8μm〜約12μmの範囲に属して良い。あるいはその代わりにIR放射線は波長約9μm〜約10μmの範囲に属して良い。IR暴露は、UV露光前、UV露光中、UV露光後、又はこれら2つ以上の時期に行われて良い。]
[0041] さらにIR放射線への誘電体膜の暴露中、その誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲に属するIR熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりにIR熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりにIR熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。あるいはその代わりに、IR放射線への誘電体膜の暴露前、IR放射線への誘電体膜の暴露後、又は前記暴露前及び前記暴露後の両方に、誘電体膜は基板温度を昇温することによって加熱されて良い。基板の加熱は、伝熱性加熱、対流加熱、若しくは放射加熱、又はこれら2つ以上を組み合わせた加熱を有して良い。]
[0042] 上述のように、IR暴露中、IRエネルギーの吸収を介して誘電体膜を加熱することが可能である。しかし加熱はさらに、基板を基板ホルダ上に設けることによって伝熱加熱する工程、及び加熱装置を用いることによって基板ホルダを加熱する工程を有して良い。たとえば加熱装置は抵抗加熱素子を有して良い。]
[0043] 本願発明者らは、供給されるエネルギー（hν）が硬化プロセスの様々な段階で変化しても良いことを認識していた。硬化プロセスは、湿気及び/又は汚染物の除去、孔生成材料の除去、孔生成材料の分解、架橋開始剤の生成、誘電体膜の架橋、並びに架橋開始剤の拡散についての機構を有して良い。各機構では、誘電体膜へ供給されるエネルギーの準位及び割合はそれぞれ異なることが要求されることも考えられ得る。]
[0044] たとえば孔生成材料の除去中、その除去プロセスはIR波長での光子吸収によって促進されても良い。本願発明者らは、IR暴露は、加熱又はUV暴露よりも、より効率的に孔生成材料の除去を促進することを発見した。]
[0045] それに加えてたとえば、孔生成材料の除去中、その除去プロセスはその孔生成材料の分解によって促進されても良い。除去プロセスは、UV暴露によって補完されるIR暴露を有しても良い。本願発明者らは、孔生成材料（たとえば孔生成分子及び/又は孔生成分子断片）と構造形成材料との間の結合を分解することによって、IR暴露を有する除去プロセスを促進しても良い。たとえば除去及び/又は分解プロセスは、UV波長（たとえば約300nm〜約450nm）での光子吸収によって促進されても良い。]
[0046] さらにたとえば、架橋開始剤の生成中、架橋開始剤生成プロセスは、光子及び光子によって誘起される構造形成材料内部の結合分解を利用することによって促進されて良い。本願発明者らは、架橋開始剤生成プロセスがUV暴露によって促進されうることを発見した。たとえば結合の分解には、約300〜400nm以下の波長を有するエネルギー準位が必要になると考えられる。]
[0047] さらにたとえば架橋中、その架橋プロセスは、結合の生成及び再構成にとって十分な熱エネルギーによって促進されて良い。本願発明者らは、IR暴露及び/又は加熱によって促進されて良い。たとえば結合の生成及び再構成には、たとえばシロキサンベースのオルガノシリケートlow-k材料の主吸収ピークに相当する約9μmの波長を有するエネルギー準位が必要になると考えられる。]
[0048] 誘電体膜の乾燥プロセス、その誘電体膜のIR暴露、及びその誘電体膜のUV暴露は、同一処理システム内で実行されても良いし、それぞれ別個の処理システム内で実行されても良い。たとえば、乾燥プロセスが第1処理システム内で実行され、かつIR暴露とUV暴露が第2処理システム内で実行されても良い。あるいはその代わりにたとえば、誘電体膜のIR暴露は、UV暴露が実行された処理システムとは異なる処理システム内で実行されても良い。誘電体膜のIR暴露は第3処理システム内で実行されても良い。このとき基板は、汚染を最小限に抑制するため、真空状態で、第2処理システムから第3処理システムへ搬送されて良い。]
[0049] それに加えて任意の乾燥プロセス、UV暴露プロセス、及びIR暴露プロセスに続いて、誘電体膜は、硬化した誘電体膜を改質するように備えられた後処理システム内において任意で後処理されて良い。たとえば後処理は誘電体膜の加熱を有して良い。あるいはその代わりにたとえば後処理は、後続の膜の接合又は疎水性を改善するため、その誘電体膜上に別な膜をスピンコーティング又は気相成長する工程を有して良い。あるいはその代わりにたとえば、接合の促進は、誘電体膜とイオンとを軽く衝突させることによって、後処理システム内で実現されて良い。しかも後処理は、誘電体膜上に別な膜を堆積する工程、その誘電体膜を洗浄する工程、又はその誘電体膜をプラズマに暴露する工程のうちの1つ以上を実行する工程を有して良い。]
[0050] ここで図2を参照すると、他の実施例による基板上の誘電体膜を処理する方法が記載されている。当該方法は、基板上に誘電体膜−たとえばlow-k誘電体膜−を形成する工程610で開始されるフローチャート600を有する。任意で乾燥プロセスは、誘電体膜中の1つ以上の汚染物を（部分的に）除去するように実行されて良い。その汚染物にはたとえば、湿気、溶媒、又は、高品質のlow-k誘電体膜の生成若しくは後続プロセスの実行の上で障害となりうる他の汚染物が含まれる。]
[0051] 620では、誘電体膜が第1IR放射線に暴露される。第1IR放射線への誘電体膜の暴露は、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、架橋を抑制する物質、残留する架橋を抑制する物質、の完全除去又は部分的除去を促進することができる。誘電体膜の暴露は、すべての湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、架橋を抑制する物質、残留する架橋を抑制する物質、又はこれら2種類以上の混合物を実質的に除去するのに十分長い期間実行されて良い。]
[0052] 第1IR放射線への誘電体膜の暴露は、多色IR放射線、単色IR放射線、パルス状IR放射線、若しくは連続波IR放射線、又はこれら2つ以上の組み合わせへの誘電体膜の暴露を有して良い。たとえば第1IR放射線への誘電体膜の暴露は、1つ以上のIRランプ、1つ以上のIRLED（発光ダイオード）、若しくは1つ以上のIRレーザー、又はこれら2つ以上の組み合わせからのIR放射線への誘電体膜の暴露を有して良い。第1IR放射線は最大約20W/cm2の出力密度を有して良い。たとえば第1IR放射線は約1W/cm2〜約20W/cm2の範囲の出力密度を有して良い。第1IR放射線は波長にして約1μm〜約25μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第1IR放射線は波長にして約2μm〜約20μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第1IR放射線は波長にして約8μm〜約14μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第1IR放射線は波長にして約8μm〜約12μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第1IR放射線は波長にして約9μm〜約10μmの範囲であって良い。第1IR出力密度及び/又は第1IR波長は第1IR暴露中に変化して良い。]
[0053] 任意で第1IR暴露中、誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲にある第1IR熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに第1IR熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりに第1IR熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。]
[0054] 630では、誘電体膜は第1IR暴露に続いてUV放射線に暴露される。たとえばUV放射線への基板の暴露は、誘電体膜中での架橋開始剤（又はフリーラジカル）の生成を促進して良い。]
[0055] UV放射線への誘電体膜の暴露は、多色UV放射線、単色UV放射線、パルス状UV放射線、若しくは連続波UV放射線、又はこれら2つ以上の組み合わせへの誘電体膜の暴露を有して良い。たとえばUV放射線への誘電体膜の暴露は、1つ以上のUVランプ、1つ以上のUVLED（発光ダイオード）、若しくは1つ以上のUVレーザー、又はこれら2つ以上の組み合わせからのUV放射線への誘電体膜の暴露を有して良い。UV放射線は約0.1W/cm2〜約2000W/cm2の範囲の出力密度を有して良い。UV放射線は波長にして約100ナノメートル(nm)〜約600nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして約200nm〜約400nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして150nm〜約300nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして約170nm〜約240nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして約200nm〜約240nmの範囲であって良い。]
[0056] 任意でUV暴露中、誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲にあるUV熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりにUV熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりにUV熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。]
[0057] 640では、誘電体膜は第2IR放射線に暴露される。たとえば第2IR放射線への誘電体膜は、その誘電体膜の架橋を促進することができる。]
[0058] 第2IR放射線への誘電体膜の暴露は、多色IR放射線、単色IR放射線、パルス状IR放射線、若しくは連続波IR放射線、又はこれら2つ以上の組み合わせへの誘電体膜の暴露を有して良い。たとえば第2IR放射線への誘電体膜の暴露は、1つ以上のIRランプ、1つ以上のIRLED（発光ダイオード）、若しくは1つ以上のIRレーザー、又はこれら2つ以上の組み合わせからのIR放射線への誘電体膜の暴露を有して良い。第2IR放射線は最大約20W/cm2の出力密度を有して良い。たとえば第2IR放射線は約1W/cm2〜約20W/cm2の範囲の出力密度を有して良い。第2IR放射線は波長にして約1μm〜約25μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第2IR放射線は波長にして約2μm〜約20μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第2IR放射線は波長にして約8μm〜約14μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第2IR放射線は波長にして約8μm〜約12μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第2IR放射線は波長にして約9μm〜約10μmの範囲であって良い。第2IR出力密度及び/又は第2IR波長は第2IR暴露中に変化して良い。]
[0059] 任意で第2IR暴露中、誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲にある第2IR熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに第2IR熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりに第2IR熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。]
[0060] 任意で第1IR暴露の少なくとも一部の間、誘電体膜は第2UV放射線に暴露されて良い。たとえば第2UV放射線への誘電体膜の暴露は、上述した様々な材料の除去を補助するため、その誘電体膜中での結合の破壊又は分解を促進することができる。第2UV放射線は約0.1W/cm2〜約2000W/cm2の範囲の出力密度を有して良い。第2UV放射線は波長にして約100ナノメートル(nm)〜約600nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして約200nm〜約400nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして150nm〜約300nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして約170nm〜約240nmの範囲であって良い。あるいはその代わりにUV放射線は波長にして約200nm〜約240nmの範囲であって良い。]
[0061] 任意でUV暴露の少なくとも一部の間、誘電体膜は第3IR放射線に暴露されて良い。第3IR放射線は最大約20W/cm2の出力密度を有して良い。たとえば第3IR放射線は約1W/cm2〜約20W/cm2の範囲の出力密度を有して良い。第3IR放射線は波長にして約1μm〜約25μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第3IR放射線は波長にして約2μm〜約20μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第3IR放射線は波長にして約8μm〜約14μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第3IR放射線は波長にして約8μm〜約12μmの範囲であって良い。あるいはその代わりに第3IR放射線は波長にして約9μm〜約10μmの範囲であって良い。第3IR出力密度及び/又は第3IR波長は第3IR暴露中に変化して良い。]
[0062] UV暴露及び/又はIR暴露に先立って、誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲にある前熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに前熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりに前熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。]
[0063] UV暴露及び/又はIR暴露に続いて、誘電体膜は、約200℃〜約600℃の範囲にある後熱処理温度にまで基板温度を昇温することによって加熱されて良い。あるいはその代わりに後熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲であって良い。あるいはその代わりに後熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲であって良い。]
[0064] 他の実施例によると、基板上の低誘電率(low-k)膜の硬化方法が記載されている。当該方法は、構造形成材料と孔生成材料を有するlow-k誘電体膜を基板上に生成する工程を有する。Low-k誘電体膜は第1期間、赤外(IR)放射線に暴露される。第1期間中、前記low-k膜は第2期間、紫外(UV)放射線に暴露される。前記第2期間は前記第1期間の一部である。前記第2期間は、前記第1期間が始まる第1時点で開始されて、かつ前記第1期間が終了する前の第2時点で終了する。]
[0065] 図3を参照すると、本発明の他の実施例による基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜の硬化方法が記載されている。当該方法は、構造形成材料と孔生成材料を有するlow-k誘電体膜を基板上に生成する工程710で開始されるフローチャート700を有する。720では、孔生成材料がlow-k誘電体膜から実質的に除去されることで、有孔性low-k誘電体膜が生成される。さらに720では、架橋を抑制する物質を実質的に除去することができる。架橋を抑制する物質には、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、又はこれら2種類以上の混合物が含まれる。]
[0066] 730では、孔生成材料の除去に続いて、架橋開始剤が有孔性low-k誘電体膜中に生成される。740では、架橋開始剤の生成に続いて有孔性low-k誘電体膜の構造形成材料が架橋される。]
[0067] さらに当該方法は任意で、孔生成材料の除去を補助するため、low-k誘電体膜中の結合を破壊する工程を任意で有して良い。]
[0068] 図4を参照すると、本発明の他の実施例による基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜の硬化方法が記載されている。当該方法は、構造形成材料と架橋を抑制する物質を有するlow-k誘電体膜を形成する工程810で開始されるフローチャート800を有する。前記と架橋を抑制する物質には、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、又はこれら2種類以上の混合物が含まれる。たとえば架橋を抑制する物質は孔生成材料を有して良い。構造形成材料と架橋を抑制する物質を有するlow-k誘電体膜は、基板表面上の構造形成分子と孔生成分子との共重合体を有する。それに加えてたとえば、架橋を抑制する物質は構造形成分子の堆積物を有し、その構造形成分子は、該構造形成分子と弱く結合する孔生成分子の側鎖基を基板表面上に有する。]
[0069] 820では、low-k誘電体膜が赤外(IR)放射線に暴露される。IR放射線へのlow-k誘電体膜の暴露は、多色IR放射線、単色IR放射線、パルス状IR放射線、若しくは連続波IR放射線、又はこれら2つ以上の組み合わせへのlow-k誘電体膜の暴露を有して良い。たとえば第2IR放射線へのlow-k誘電体膜の暴露は、波長にして約9μm〜約10μmの範囲のIR放射線へのlow-k誘電体膜の暴露を有して良い。]
[0070] 任意でlow-k誘電体膜は紫外(UV)放射線に暴露されて良い。UV放射線への誘電体膜の暴露は、多色UV放射線、単色UV放射線、パルス状UV放射線、若しくは連続波UV放射線、又はこれら2つ以上の組み合わせへの誘電体膜の暴露を有して良い。UV放射線へのlow-k誘電体膜の暴露は、約100ナノメートル(nm)〜約600nmの範囲の波長を有するUV放射線にlow-k誘電体膜を暴露する工程を有して良い。UV暴露はIR暴露に続いて行われて良い。あるいはその代わりにUV暴露はIR暴露の一部期間に行われて良いし、又は全期間に行われても良い。たとえばIR暴露中に行われるUV暴露は約300nm〜約450nmの範囲の波長を有して良い。]
[0071] 830では、low-k誘電体膜の機械特性、電気特性、光学特性、孔のサイズ、若しくは有孔率、又はこれら2種類以上を組み合わせた特性を調節するため、架橋を抑制する物質の残量が調整される。架橋を抑制する物質の残量は、炭素濃度、疎水性、及びプラズマ耐性を含む他の特性に影響を及ぼす恐れがある。]
[0072] 機械特性は弾性モジュラス(E)及び/又は硬度(H)を有して良い。電気特性は誘電率(k)を有して良い。光学特性は屈折率(n)を有して良い。]
[0073] 架橋を抑制する物質の残量を調整する工程は、IR暴露中にlow-k誘電体膜から架橋を抑制する物質を実質的に除去する工程を有して良い。たとえば架橋を抑制する物質は、low-k誘電体膜を紫外(UV)放射線に暴露する前に実質的に除去されて良い。]
[0074] あるいはその代わりに、架橋を抑制する物質の残量の調整は、IR暴露期間、IR暴露のIR強度、若しくはIR暴露のIR照射量、又はこれら2種類以上の組み合わせの調整を有して良い。]
[0075] あるいはその代わりに、架橋を抑制する物質の残量の調整は、IR暴露中でのUV暴露期間、UV暴露のUV強度、若しくはUV暴露のUV照射量、又はこれら2種類以上の組み合わせの調整を有して良い。]
[0076] 当該方法はさらに、IR暴露に続いて第1紫外(UV)放射線へのlow-k誘電体膜の暴露を行う工程、及びIR暴露中に第2UV放射線への前記low-k誘電体膜の暴露を行う工程を有して良い。ここで第1UV暴露は第2UV暴露とは異なる。架橋を抑制する物質の残量の調整は、IR暴露中での第2UV暴露の期間、第2UV暴露の強度、若しくは第2UV暴露の照射量、又はこれら2種類以上の組み合わせの調整を有して良い。第2UV放射線への誘電体膜への暴露は約300nm〜約450nmの範囲の波長を有して良い。]
[0077] 任意でlow-k誘電体膜は、IR暴露前、IR暴露中、若しくはIR暴露後、又はこれら2つ以上の時期に加熱されて良い。]
[0078] （複数回の）IR処理は、真空条件又は制御された大気圧で実行されて良い。]
[0079] 一例によると、構造形成材料はジエトキシメチルシラン(DEMS)を有し、孔生成材料はターペン、ノルボルネン、5-ジメチル-1,4-シクロオクタジエン、デカヒドロナフタレン、エチルベンゼン、若しくはリモネン、又はこれら2つ以上の混合物を有して良い。たとえば孔生成材料はα-テルピネン(ATRP)を有して良い。]
[0080] 本発明の他の例によると、基板上に有孔性low-k誘電体膜を調製する方法が記載されている。当該方法は：化学気相成長(CVD)法を用いて基板上にSiCOH含有誘電体膜を形成する工程であって、前記CVD法はジエトキシメチルシラン(DEMS)及び孔生成材料を用いる、工程；前記SiCOH含有誘電体膜を、前記孔生成材料を実質的に除去するのに十分な長さである第1期間だけ、IR放射線に暴露する工程；前記IR暴露に続いて、前記SiCOH含有誘電体膜を、第2期間だけ、UV放射線に暴露する工程；及び、前記第2期間の一部期間又は全期間中に前記SiCOH含有誘電体膜を加熱する工程；を有する。]
[0081] IR放射線へのSiCOH含有誘電体膜の暴露は、約9μm〜約10μmの範囲（たとえば9.4μm）の波長を有するIR放射線を有して良い。UV放射線へのSiCOH含有誘電体膜の暴露は、約170nm〜約240nmの範囲（たとえば222nm）の波長を有するUV放射線を有して良い。SiCOH含有誘電体膜の加熱は、約300℃〜約500℃の範囲の温度にまで基板を加熱する工程を有して良い。]
[0082] IR暴露とUV暴露は別々の処理チャンバで実行されて良い。あるいはIR暴露とUV暴露は同一の処理チャンバで実行されても良い。]
[0083] 孔生成材料はターペン、ノルボルネン、5-ジメチル-1,4-シクロオクタジエン、デカヒドロナフタレン、エチルベンゼン、若しくはリモネン、又はこれら2つ以上の混合物を有して良い。たとえば孔生成材料はα-テルピネン(ATRP)を有して良い。]
[0084] 表1は、約2.2〜2.5の誘電率を有することが意図された有孔性low-k誘電体膜についてのデータを供する。有孔性low-k誘電体膜は、ジエトキシメチルシラン(DEMS)を有する構造形成材料及びα-テルピネン(ATRP)を有する孔生成材料を用いるCVD法によって形成される有孔性SiCOH含有誘電体膜を有する。公称厚さ（オングストローム、Å）及び屈折率(n)を有する「未処理の」SiCOH含有誘電体膜は最初にIR放射線に暴露される結果、「IR後」厚さ（Å）及び「IR後」屈折率(n)となる。その後、「IR後」SiCOH含有誘電体膜はUV放射線に暴露されると同時に加熱される結果、「UV後＋加熱」厚さ（Å）及び「UV後＋加熱」屈折率(n)となる。]
[0085] さらに表1を参照すると、IR後及びUV後＋加熱後での膜厚の収縮度(%)が与えられている。それに加えてUV波長及びUV暴露時間（分、min）が与えられている。さらに結果として硬化したlow-k誘電体膜についての誘電率(k)及び弾性モジュラス(E)が与えられている。表1に示されているように、UV放射線及び加熱の前にIR放射線を利用することで、誘電率は2.3未満でかつ2.09程度になる。しかも低誘電率−つまりk=2.11−が実現可能である一方で、許容可能な機械特性−つまりE=4.44GPa−もまた実現可能である。]
[0086] 比較目的で、同一のCVD法を用いて形成されたSiCOH含有誘電体が、IR放射線に暴露されることなく硬化された。IR暴露が行われなければ、「UV後＋加熱」屈折率は約1.408〜約1.434の範囲となる。これは表1で与えられている結果よりもはるかに高い値である。高い屈折率は、膜中での残留孔生成材料が過剰である−たとえば有孔性膜が不十分、かつ/又はその膜が酸化している−ことを示唆する。]
[0087] 本発明の他の例によると、基板上に有孔性low-k誘電体膜を調製する方法が記載されている。当該方法は：化学気相成長(CVD)法を用いて基板上にSiCOH含有誘電体膜を形成する工程であって、前記CVD法はジエトキシメチルシラン(DEMS)及び孔生成材料を用いる、工程；前記SiCOH含有誘電体膜を、前記孔生成材料を実質的に除去するのに十分な長さである第1期間だけ、IR放射線に暴露する工程；前記IR暴露に続いて、前記SiCOH含有誘電体膜を、第2期間だけ、UV放射線に暴露する工程；前記UV暴露中、第3期間だけ、前記SiCOH含有誘電体膜を第2IR放射線へ暴露する工程；、及び前記UV暴露に続いて、第4期間だけ、前記SiCOH含有誘電体膜を第3IR放射線へ暴露する工程；を有する。]
[0088] 当該方法は、前記第2期間の一部期間又は前記第2期間の全期間中に前記SiCOH含有誘電体膜を加熱する工程をさらに有して良い。前記第3期間は前記第2期間と一致して良い。]
[0089] 第1IR放射線へのSiCOH含有誘電体膜の暴露は、約9μm〜約10μmの範囲（たとえば9.4μm）にある波長を有するIR放射線を有して良い。UV放射線へのSiCOH含有誘電体膜の暴露は、約170nm〜約230nmの範囲（たとえば222nm）にある波長を有するUV放射線を有して良い。第2IR放射線へのSiCOH含有誘電体膜の暴露は、約9μm〜約10μmの範囲（たとえば9.4μm）にある波長を有するIR放射線を有して良い。第31IR放射線へのSiCOH含有誘電体膜の暴露は、約9μm〜約10μmの範囲（たとえば9.4μm）にある波長を有するIR放射線を有して良い。SiCOH含有誘電体膜の加熱は、約300℃〜約500℃の範囲にある温度にまで基板を加熱する工程を有して良い。]
[0090] 孔生成材料はターペン、ノルボルネン、5-ジメチル-1,4-シクロオクタジエン、デカヒドロナフタレン、エチルベンゼン、若しくはリモネン、又はこれら2つ以上の混合物を有して良い。たとえば孔生成材料はα-テルピネン(ATRP)を有して良い。]
[0091] 表2は約2.2〜2.25の誘電率を有するように意図された有孔性low-k誘電体膜についてのデータを与えている。有孔性low-k誘電体膜は、ジエトキシメチルシラン(DEMS)を有する構造形成材料及びα-テルピネン(ATRP)を有する孔生成材料を用いたCVDプロセスによって形成された有孔性SiCOH含有誘電体膜を有する。公称厚さ（オングストローム、Å）及び屈折率(n)を有する「未処理」SiCOH含有誘電体膜は2つのプロセスを用いることによって硬化される。具体的には、(1)従来のUV熱処理（つまりIR暴露は行わない）、及び(2)未処理膜がIR放射線（9.4μm）に暴露され、それに続いてがIR放射線（9.4μm）とUV放射線(222nm)に暴露され、その後IR放射線（9.4μm）に暴露されるプロセス、である。]
[0092] 表2は、従来のUV/熱処理についての「UV/熱処理後」の厚さ（Å）及び「UV/熱処理後」の屈折率(n)、並びに、IR+UV/IR+IRプロセスについての「IR+UV/IR+IR後」の厚さ（Å）及び「IR+UV/IR+IR後」の屈折率(n)を与えている。それに加えて、UV/熱処理後及びIR/UV/IR+UV後の膜厚の収縮度(%)も与えられている。さらに、処理の結果硬化した有孔性low-k誘電体膜の誘電率(k)、弾性モジュラス(E)(GPa)及び硬度(H)(GPa)も与えられている。表2に示されているように、UV暴露中及びUV暴露後だけではなく、UV放射線及び加熱に先立ってIR放射線を用いることで、誘電率は2.1未満となる。しかも低誘電率−つまりk=2.1−を実現することができる一方で、受容可能な機械特性−つまりE=4.71GPa及びH=0.46GPa−をも実現することができる。比較すると、IR+UV/IR+IR硬化プロセスは、膜厚の収縮度を従来よりも小さくしながら低誘電率(k=2.1)を実現する。しかも2つの硬化プロセスの機械特性（E及びH）はほぼ同一である。]
[0093] その結果、IR暴露とUV暴露を用いることで、ジエトキシメチルシラン(DEMS)ベースの有孔性誘電体膜の形成が可能となる。そのジエトキシメチルシラン(DEMS)ベースの有孔性誘電体膜は、約2.1以下の誘電率、約1.31以下の屈折率、約4GPa以上の弾性モジュラス、及び約0.45GPa以上の硬度を有する。]
[0094] 表3は約2の誘電率を有するように意図された有孔性low-k誘電体膜についてのデータを与えている。有孔性low-k誘電体膜は、ジエトキシメチルシラン(DEMS)を有する構造形成材料及びα-テルピネン(ATRP)を有する孔生成材料を用いたCVDプロセスによって形成された有孔性SiCOH含有誘電体膜を有する。公称厚さ（オングストローム、Å）及び屈折率(n)を有する未処理SiCOH含有誘電体膜は4つのプロセスを用いることによって硬化される。具体的には、(1)従来のUV熱処理（つまりIR暴露は行わない）、(2)未処理膜がIR放射線にのみ暴露されるプロセス、(3)未処理膜がIR放射線（9.4μm）に暴露され、その後従来のUV/熱処理がなされるプロセス、及び(4)未処理膜がIR放射線（9.4μm）に暴露され、それに続いてがIR放射線（9.4μm）とUV放射線(222nm)に暴露され、その後IR放射線（9.4μm）に暴露されるプロセス、である。]
[0095] 表3は、各硬化プロセス後に得られた屈折率(n)、収縮度(%)、誘電率(k)、弾性モジュラス(E)(GPa)、及び硬度(H)(GPa)を与えている。表3に示されているように、（UV放射線の有無にかかわらず）IR放射線を用いることで、誘電率は（1.9より大きいのとは対照的に）1.7未満となる。IR放射線のみを用いて未処理膜を硬化させるときには、低誘電率−つまりk=1.66−を実現することができる一方で、受容可能な機械特性−つまりE=1.2GPa及びH=0.1GPa−をも実現することができる。しかしIR放射線とUV放射線を用いて未処理膜を硬化させるときには、低誘電率−つまりk=1.68−を実現することができる一方で、機械特性の改善−つまりE=2.34GPa及びH=0.28GPa−をも実現することが可能である。それに加えてIR放射線を用いた硬化プロセスは、膜厚の収縮度を従来よりも小さくしながら低誘電率(k=1.66〜1.68)を実現する。さらにIR放射線が用いられるときには、機械特性（E及びH）はUV放射線を用いることによって改善することができる。]
[0096] その結果、IR暴露とUV暴露を用いることで、ジエトキシメチルシラン(DEMS)ベースの有孔性誘電体膜の形成が可能となる。そのジエトキシメチルシラン(DEMS)ベースの有孔性誘電体膜は、約1.7以下の誘電率、約1.17以下の屈折率、約1.5GPa以上の弾性モジュラス、及び約0.2GPa以上の硬度を有する。]
[0097] 図5Aは、本発明の一の実施例による、基板上の誘電体膜を処理する処理システム1を図示している。当該処理システム1は、乾燥システム20及び該乾燥システム20と結合する硬化システム10を有する。たとえば乾燥システム20は、誘電体膜中の1つ以上の汚染物を除去又は十分なレベルにまで減少させるように備えられて良い。汚染物にはたとえば、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、構造形成材料と弱く結合する側鎖基、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、架橋を抑制する物質、残留する架橋を抑制する物質、又は硬化システム10内で実行される硬化プロセスを妨害する恐れのある他の汚染物が含まれる。]
[0098] たとえば乾燥プロセス前後での誘電体膜内に存在する特定の汚染物の顕著な減少には、その特定の汚染物の約10%から約100%の減少が含まれる。汚染物が減少するレベルは、フーリエ変換赤外(FTIR)分光法又は質量分析法を用いて測定可能である。あるいはその代わりに、たとえば誘電体膜内に存在する特定の汚染物の顕著な減少とは、約50%から約100%の範囲であって良い。あるいはその代わりに、たとえば誘電体膜内に存在する特定の汚染物の顕著な減少とは、約80%から約100%の範囲であって良い。]
[0099] さらに図5Aを参照すると、硬化システム10は、たとえば誘電体膜の機械特性を改善するため、誘電体膜を硬化させるように備えられて良い。そのような硬化は、その誘電体膜内で架橋を（部分的に）生じさせることによって行われる。さらに硬化システム10は架橋の開始、孔生成材料の除去、孔生成材料の分解等を（部分的に）発生させることによって誘電体膜を硬化させるように備えられて良い。硬化システム10は1つ以上の放射線源を有して良い。その1つ以上の放射線源は、多種類の波長の電磁(EM)放射線に誘電体膜を有する基板を曝露するように備えられている。たとえば前記1つ以上の放射線源は、赤外(IR)放射線源及び紫外(UV)放射線源を有して良い。基板をIR放射線とUV放射線の両方に曝露するのは同時に、順次に、又は互いに一部重なった状況で行われて良い。順次曝露中、UV放射線への基板の曝露は、たとえばIR放射線への基板の曝露に先んじて良いし、又はその逆であっても良い。それに加えて順次暴露の間、IR放射線への基板の暴露はたとえば、UV放射線への基板の暴露に先んじて行われても良いし、又はUV放射線への基板の暴露の後に行われても良いし、その前後両方で行われても良い。]
[0100] たとえばIR放射線は、約1μmから約25μm範囲のIR放射線源を有して良い。それに加えてたとえばIR放射線は、約2μmから約20μm範囲、約8μmから約14μm範囲、約8μmから約12μm範囲、又は約9μmから約10μm範囲のIR放射線源を有して良い。それに加えてたとえばUV放射線源は、約100ナノメートル(nm)から約600nm範囲の放射線を発生させるUV波長帯源を有して良い。さらにたとえばUV放射線は、約200nmから約400nm範囲、約150nmから約300nm範囲、約170nmから約240nm範囲、又は約200nmから約240nm範囲であって良い。]
[0101] また図5Aに図示されているように、基板を乾燥システム20及び硬化システム10に対して搬入出し、かつ多要素製造システム40で基板をやりとりするため、搬送システム30は乾燥システム20と結合して良い。搬送システム30は、基板を乾燥システム20及び硬化システム10に対して搬入出させることを可能にしながら、真空状態を維持している。乾燥システム20、硬化システム10、及び搬送システム30はたとえば、多要素製造システム40内の処理要素を含んで良い。たとえば多要素製造システム40は、処理要素に対する基板の搬入出を可能にする。処理要素には、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計測システム等の装置が含まれる。第1システムで行われるプロセスと第2システムで行われるプロセスとを隔離するため、隔離集合体50が、各システムを結合するのに用いられて良い。たとえば隔離集合体50は、熱隔離するための熱隔離集合体、及び真空隔離するためのゲートバルブ集合体のうちの少なくとも1を有して良い。乾燥システム20、硬化システム10、及び搬送システム30は如何なる順序で設けられても良い。]
[0102] 基板のIR暴露は、乾燥システム20内で行われても良いし、硬化システム10内で行われても良いし、又は別な処理システム（図示されていない）内で行われても良い。]
[0103] あるいはその代わりに本発明の他の実施例では、図5Bは、基板上の誘電体膜を処理する処理システム100を図示している。処理システム100は、乾燥システム110と硬化システム120の“クラスタツール”構成を含む。たとえば乾燥システム110は、誘電体膜中の1つ以上の汚染物を除去又は十分なレベルにまで減少させるように備えられて良い。汚染物にはたとえば、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、構造形成材料と弱く結合する側鎖基、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、架橋を抑制する物質、残留する架橋を抑制する物質、又は硬化システム120内で実行される硬化プロセスを妨害する恐れのある他の汚染物が含まれる。]
[0104] それに加えてたとえば硬化システム120は、たとえば誘電体膜の機械特性を改善するため、誘電体膜を硬化させるように備えられて良い。そのような硬化は、その誘電体膜内で架橋を（部分的に）生じさせることによって行われる。さらに処理システム100はさらに、硬化した誘電体膜を改質するように備えられた後処理システム140を任意で有して良い。たとえば後処理は加熱を含んで良い。たとえば後処理システム140は、後続の膜の接合を促進するため、又は疎水性を改善するため、誘電体膜上に他の膜をスピンコーティング又は気相成長する手順を有して良い。あるいはその代わりにたとえば、接合の促進は、後処理システム内で、イオンによって誘電体膜を軽く照射することにより実現されて良い。]
[0105] また図5Bに図示されているように、搬送システム130は、基板を乾燥システム110に対して搬入出するために乾燥システム110と結合し、基板を硬化システム120に対して搬入出するために硬化システム120と結合し、かつ基板を後処理システム140に対して搬入出するために後処理システム140と結合して良い。搬送システム130は、真空環境を維持しながら、乾燥システム110、硬化システム120、及び任意で後処理システム140に対して基板を搬入出することができる。]
[0106] それに加えて搬送システム130は、1つ以上のカセット（図示されていない）で基板を交換することができる。図5Bには2,3の処理システムしか図示されていないとはいえ、他の処理システムも搬送システム130とアクセスして良い。他の処理システムとはたとえば、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計測システム等を含む。乾燥システム及び硬化システムで行われるプロセスを隔離するため、隔離集合体150が、各システムを結合させるのに用いられて良い。たとえば隔離集合体150は、熱的に隔離する熱隔離集合体、及び真空隔離を行うゲートバルブ集合体をうちの少なくとも1つを有して良い。それに加えてたとえば搬送システム130は、隔離集合体150の一部として機能して良い。]
[0107] 基板のIR暴露は、乾燥システム120内で行われても良いし、硬化システム110内で行われても良いし、又は別な処理システム（図示されていない）内で行われても良い。]
[0108] あるいはその代わりに本発明の他の実施例では、図5Cは、基板上の誘電体膜を処理する処理システム200を図示している。処理システム200は、乾燥システム210及び硬化システム220を有する。たとえば乾燥システム210は、誘電体膜中の1つ以上の汚染物を除去又は十分なレベルにまで減少させるように備えられて良い。汚染物にはたとえば、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、構造形成材料と弱く結合する側鎖基、孔生成分子（の断片）を含む孔生成材料、架橋を抑制する物質、残留する架橋を抑制する物質、又は硬化システム220内で実行される硬化プロセスを妨害する恐れのある他の汚染物が含まれる。]
[0109] それに加えてたとえば硬化システム220は、たとえば誘電体膜の機械特性を改善するため、誘電体膜を硬化させるように備えられて良い。そのような硬化は、その誘電体膜内で架橋を（部分的に）生じさせることによって行われる。さらに処理システム200はさらに、硬化した誘電体膜を改質するように備えられた後処理システム240を任意で有して良い。たとえば後処理システムは加熱を有して良い。それに加えてたとえば後処理システム240は、後続の膜の接合を促進するため、又は疎水性を改善するため、誘電体膜上に他の膜をスピンコーティング又は気相成長する手順を有して良い。あるいはその代わりにたとえば、接合の促進は、後処理システム内で、イオンによって誘電体膜を軽く照射することにより実現されて良い。]
[0110] 乾燥システム210、硬化システム220、及び後処理システム240は、水平に配置されても良いし、又は垂直に（積層して）配置されても良い。また図5Cに図示されているように、搬送システム230は、基板を乾燥システム210に対して搬入出するために乾燥システム210と結合し、基板を硬化システム220に対して搬入出するために硬化システム220と結合し、かつ基板を後処理システム240に対して搬入出するために後処理システム240と結合して良い。搬送システム230は、真空環境を維持しながら、乾燥システム210、硬化システム220、及び任意で後処理システム240に対して基板を搬入出することができる。]
[0111] それに加えて搬送システム230は、図5Cには1つ以上のカセット（図示されていない）で基板を交換することができる。2,3の処理システムしか図示されていないとはいえ、他の処理システムも搬送システム230とアクセスして良い。他の処理システムとはたとえば、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計測システム等を含む。乾燥システム及び硬化システムで行われるプロセスを隔離するため、隔離集合体250が、各システムを結合させるのに用いられて良い。たとえば隔離集合体250は、熱的に隔離する熱隔離集合体、及び真空隔離を行うゲートバルブ集合体をうちの少なくとも1つを有して良い。それに加えてたとえば搬送システム230は、隔離集合体250の一部として機能して良い。]
[0112] 基板のIR暴露は、乾燥システム220内で行われても良いし、硬化システム210内で行われても良いし、又は別な処理システム（図示されていない）内で行われても良い。]
[0113] 図5Aに図示されている処理システム1の乾燥システム10及び硬化システム20のうちの少なくとも1つは、基板が通過できる少なくとも2つの搬送開口部を有する。たとえば図1Aに図示されているように、乾燥システム10は2つの搬送開口部を有し、第1搬送開口部は基板が乾燥システム10と搬送システム30の間を通過することを可能にし、かつ第2搬送開口部は基板が乾燥システム10と硬化システム20の間を通過することを可能にする。しかし図5Bに図示された処理システム100と図5Cに図示された処理システム200については、各処理システム110、120、140、及び210、220、240は、基板が通過できる少なくとも1つの搬送開口部を有する。]
[0114] ここで図6を参照すると、本発明の他の実施例による乾燥システム300が図示されている。乾燥システム300は乾燥チャンバ310を有する。乾燥チャンバ310は、基板ホルダ320上に設けられた基板を乾燥するための清浄でかつ汚染物のない環境をつくるように備えられている。乾燥システム300は熱処理装置330を有して良い。熱処理装置330は、乾燥チャンバ310又は基板ホルダ320と結合し、かつ基板温度を上昇させることによって、たとえば水分、残留溶媒等の汚染物を蒸発させるように備えられている。さらに乾燥システム300はマイクロ波処理装置340を有して良い。マイクロ波処理装置340は、乾燥チャンバ310と結合し、かつ振動電場の存在下で汚染物を局所的に加熱するように備えられている。乾燥プロセスは、基板325上の誘電体膜の乾燥を助けるのに、熱処理装置330及び/又はマイクロ波処理装置340を利用して良い。]
[0115] 熱処理装置330は、電源及び温度制御装置と結合する基板ホルダ320内に埋め込まれた1つ以上の導電性加熱素子を有して良い。たとえば各加熱素子は、電力を供給するように備えられた電源と結合する抵抗加熱素子を有して良い。あるいはその代わりに熱処理装置330は、電源及び制御装置と結合した1つ以上の放射加熱素子を有して良い。たとえば各放射加熱素子は、電力を供給するように備えられた電源と結合する加熱ランプを有して良い。基板325の温度はたとえば、約20℃から約600℃の範囲であり、望ましくは約200℃から約600℃の範囲である。たとえば基板325の温度は約300℃から約500℃又は約350℃から約450℃の範囲であって良い。]
[0116] マイクロ波処理源340は、周波数帯域にわたってマイクロ波周波数を掃引するように備えられた可変マイクロ波源を有して良い。周波数が変化することで電荷の蓄積が防止される。従ってそのような周波数の変化によって、影響を受けやすいエレクトロニクス素子に対して損傷を起こさないマイクロ波乾燥法を適用することが可能となる。]
[0117] 一例では、乾燥システム300は、可変周波数マイクロ波装置と熱処理装置の両方を組み込んだ乾燥システムを有して良い。そのような乾燥システムとはたとえば、ラムダテクノロジー（Lambda Technologies）社から販売されているマイクロ波加熱炉である。]
[0118] 基板ホルダ320は、基板325を固定するように備えられても良いし、又は固定するように備えられていなくても良い。たとえば基板ホルダ320は、機械的又は電気的に基板325を固定するように備えられて良い。]
[0119] さらに乾燥システム300は基板325をIR放射線に暴露するIR放射線源を有して良い。]
[0120] 再度図6を参照すると、乾燥システム300は気体注入システム350をさらに有して良い。気体注入システム350は、乾燥チャンバ310と結合し、かつ乾燥チャンバ310へパージガスを導入するように備えられている。パージガスはたとえば、希ガス又は窒素のような不活性ガスを有して良い。それに加えて乾燥システム300は真空排気システム355を有して良い。真空排気システム355は、乾燥チャンバ310と結合し、かつ乾燥チャンバ310を排気するように備えられている。乾燥プロセス中、基板325は、真空条件にかかわらず、不活性ガス環境に影響下にあって良い。]
[0121] さらに乾燥システム300は、乾燥チャンバ310と結合する制御装置360、基板ホルダ320、熱処理装置330、マイクロ波処理装置340、気体注入システム350、及び真空排気システム355を有して良い。制御装置360は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びデジタルI/Oポートを有する。そのデジタルI/Oポートは、乾燥システム300からの出力を監視するだけではなく、乾燥システム300とのやり取り、及び乾燥システム300へ入力を与えるのに十分な制御電圧を生成することができる。メモリ内に記憶されたプログラムは、記憶されたプロセスレシピに従って乾燥システム300と相互作用するのに利用される。制御装置360は、如何なる数の処理構成要素（310、320、330、340、350又は355）を構成するのに用いられても良い。制御装置360は、処理構成要素からのデータを収集し、提供し、処理し、記憶し、及び表示して良い。制御装置360は、1つ以上の処理構成要素を制御する多数の用途を含んで良い。たとえば制御装置360はグラフィックユーザーインターフェース(GUI)部品（図示されていない）を有して良い。GUI部品は、ユーザーが1つ以上の処理構成要素を監視及び/又は制御できるようにするインターフェースを供することができる。]
[0122] ここで図7を参照すると、本発明の他の実施例による硬化システム400が図示されている。硬化システム400は硬化チャンバ410を有する。硬化チャンバ410は、基板ホルダ420上に設けられた基板を硬化するための清浄でかつ汚染物のない環境をつくるように備えられている。硬化システム400は2つ以上の放射線源を有して良い。その2つ以上の放射線源は、多種類の波長の電磁(EM)放射線に誘電体膜を有する基板425を曝露するように備えられている。前記2つ以上の放射線源は、赤外(IR)放射線源440及び紫外(UV)放射線源445を有して良い。基板をIR放射線とUV放射線の両方に曝露するのは同時に、順次に、又は互いに一部重なった状況で行われて良い。]
[0123] IR放射線源440は、広帯域（たとえば多色）IR源を有しても良いし、又は狭帯域（たとえば単色）IR源を有しても良い。IR放射線源440は、1つ以上のIRランプ、若しくは1つ以上のIRレーザー（連続波(CW)、波長可変又はパルス）、又はこれらの結合を有して良い。IR出力密度の範囲は最大約20W/cm2であって良い。IR出力密度の範囲は約1W/cm2から約20W/cm2であって良い。IR放射線の波長の範囲は約1μmから約25μmであって良い。あるいはその代わりにIR放射線の波長の範囲は約8μmから約14μmであって良い。あるいはその代わりにIR放射線の波長の範囲は約8μmから約12μmであって良い。あるいはその代わりにIR放射線の波長の範囲は約9μmから約10μmであって良い。たとえばIR放射線源440はCO2レーザーシステムを有して良い。それに加えてたとえばIR放射線源440は、セラミック素子又はシリコンカーバイド素子のような、約1μmから約25μmの範囲のスペクトル出力を有するIR素子を有して良い。あるいはIR放射線源440は、半導体レーザー（ダイオード）、イオンレーザー、Ti:サファイアレーザー、又は光パラメトリック増幅を有する色素レーザーを有して良い。]
[0124] UV放射線源445は、広帯域（たとえば多色）UV源を有しても良いし、又は狭帯域（たとえば単色）UV源を有しても良い。UV放射線源445は、1つ以上のUVランプ、若しくは1つ以上のUVレーザー（連続波(CW)、波長可変又はパルス）、又はこれらの結合を有して良い。UV放射線は、たとえばマイクロ波源、アーク放電、誘電バリア放電、又は電子衝突によって発生させることができる。UV出力密度の範囲は、約0.1mW/cm2から約2000W/cm2であって良い。UV波長の範囲は約100ナノメートル(nm)から約600nmであって良い。あるいはその代わりにUV波長の範囲は約200nmから約400nmであって良い。あるいはその代わりにUV波長の範囲は約150nmから約300nmであって良い。あるいはその代わりにUV波長の範囲は約170nmから約240nmであって良い。あるいはその代わりにUV波長の範囲は約200nmから約240nmであって良い。たとえばUV放射線源445は、重水素(D2)ランプのような、約180nmから約500nmの範囲のスペクトル出力を有する直流(DC)又はパルスランプを有して良い。あるいはUV放射線源445は、半導体レーザー（ダイオード）、（窒素）気体レーザー、3倍周波数Nd:YAGレーザー、又はCu蒸気レーザーを有して良い。]
[0125] IR放射線源440及び/又はUV放射線源445は、出力放射線の1つ以上の特性を調節するための光学素子を有して良い。たとえば各放射線源は、光ファイバ、光学レンズ、ビームエキスパンダ、ビームコリメータ等をさらに有して良い。光学及びEM波の伝播についての当業者に既知である係る光学操作は、本発明に適している。]
[0126] 基板ホルダ420はさらに、基板425の温度を上昇及び/又は制御できるように備えられた温度制御システムを有して良い。温度制御システムは熱処理装置430の一部であって良い。基板ホルダ420は、電源及び温度制御装置と結合し、かつ中に埋め込まれた1つ以上の導電性加熱素子を有して良い。たとえば各加熱素子は、電力を供給するように備えられた電源と結合する抵抗加熱素子を有して良い。基板ホルダ420は任意で、1つ以上の放射加熱素子を有して良い。基板425の温度はたとえば、約20℃から約600℃の範囲であり、望ましくは約200℃から約600℃の範囲である。たとえば基板425の温度は約300℃から約500℃又は約350℃から約450℃の範囲であって良い。]
[0127] それに加えて基板ホルダ420は基板425を固定するように備えられていても良いし、又は固定するように備えられていなくても良い。たとえば基板ホルダ420は基板425を機械的又は電気的に固定するように備えられて良い。]
[0128] 再度図7を参照すると、硬化システム400は気体注入システム450をさらに有して良い。気体注入システム450は、硬化チャンバ410と結合し、かつ硬化チャンバ410へパージガスを導入するように備えられている。パージガスはたとえば、希ガス又は窒素のような不活性ガスを有して良い。あるいはその代わりにパージガスは、たとえばH2、NH3、CxHy又はこれらの混合ガスのような他のガスを含んでも良い。それに加えて硬化システム400は真空排気システム455を有して良い。真空排気システム455は、硬化チャンバ410と結合し、かつ硬化チャンバ410を排気するように備えられている。乾燥プロセス中、基板425は、真空条件にかかわらず、不活性ガス環境に影響下にあって良い。]
[0129] さらに硬化システム400は、硬化チャンバ410と結合する制御装置460、基板ホルダ420、熱処理装置430、IR放射線源440、UV放射線源445、気体注入システム450、及び真空排気システム455を有して良い。制御装置460は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びデジタルI/Oポートを有する。そのデジタルI/Oポートは、硬化システム400からの出力を監視するだけではなく、硬化システム400とのやり取り、及び硬化システム400へ入力を与えるのに十分な制御電圧を生成することができる。メモリ内に記憶されたプログラムは、記憶されたプロセスレシピに従って乾燥システム300と相互作用するのに利用される。制御装置360は、如何なる数の処理構成要素（410、420、430、440、450又は455）を構成するのに用いられても良い。制御装置460は、処理構成要素からのデータを収集し、提供し、処理し、記憶し、及び表示して良い。制御装置460は、1つ以上の処理構成要素を制御する多数の用途を含んで良い。たとえば制御装置460はグラフィックユーザーインターフェース(GUI)部品（図示されていない）を有して良い。GUI部品は、ユーザーが1つ以上の処理構成要素を監視及び/又は制御できるようにするインターフェースを供することができる。]
[0130] 制御装置360及び460は、デルコーポレーションから販売されているDELLPRECISION WORKSTATION610（商標）で実装されて良い。制御装置360及び460はまた、汎用コンピュータ、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ等で実装されても良い。その制御装置は、基板処理装置に、コンピュータによる読み取りが可能な媒体から制御装置に格納されている1以上の命令に係る1以上のシーケンスを実行する制御装置360及び460に応答して、本発明に係る処理工程の一部又は全部を実行させる。コンピュータによる読み取りが可能な媒体又はメモリは、本発明の教示に従ってプログラミングされた命令を保持し、かつ本明細書に記載されたデータ構造、テーブル、レコード又は他のデータを有する。コンピュータによる読み取りが可能な媒体の例には、コンパクトディスク（たとえばCD-ROM）若しくは他の光学式媒体、ハードディスク、フロッピーディスク、テープ、磁気光学ディスク、PROMs（EPROM、EEPROM、フラッシュEPROM）、DRAM、SRAM、SDRAM若しくは他の磁気媒体、パンチカード、紙テープ若しくは穴のパターンを有する他の物理媒体、又は搬送波（後述）若しくはコンピュータによる読み取りが可能な他の媒体がある。]
[0131] 制御装置360及び460は、乾燥システム300及び硬化システム400に対して局所的に設置されても良いし、又はインターネット又はイントラネットを介して乾燥システム300及び硬化システム400に対して離れた場所に設置されても良い。よって制御装置360及び460は、直接接続、イントラネット、インターネット及びワイヤレス接続のうちの少なくとも1を用いることによって乾燥システム300及び硬化システム400とのデータのやり取りをして良い。制御装置360及び460は、たとえば顧客側（つまりデバイスメーカー等）のイントラネットと結合して良いし、又はたとえば売り手側（つまり装置製造者等）のイントラネットと結合しても良い。さらに別なコンピュータ（つまり制御装置、サーバー等）が、たとえば制御装置とアクセスすることで、直接接続、イントラネット及びインターネットのうちの少なくとも1つを介してデータのやり取りをして良い。]
[0132] たとえ本発明のある典型的実施例のみが上で詳細に説明されたとしても、当業者は、本発明の新規な教示及び利点からほとんど逸脱することなく、多くの修正型が可能であることをすぐに理解する。従って多くの係る修正型は、本発明の技術的範囲内に含まれるものと解される。]
図面の簡単な説明

[0133] 本発明の一の実施例による誘電体膜の処理方法のフローチャートである。
本発明の他の実施例による誘電体膜の処理方法のフローチャートである。
本発明の他の実施例による誘電体膜の処理方法のフローチャートである。
本発明の他の実施例による誘電体膜の処理方法のフローチャートである。
A-Cは、本発明の一の実施例による乾燥システム及び硬化システムの搬送システムを概略的に表したものである。
本発明の他の実施例による乾燥システムの概略的断面図である。
本発明の他の実施例による硬化システムの概略的断面図である。]

权利要求:

請求項1
基板上の誘電率が4未満である低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法であって：基板上にlow-k誘電体膜を形成する工程；前記low-k誘電体膜を第1赤外(IR)放射線に暴露する工程；前記low-k誘電体膜を前記第1IR放射線の暴露に続いて紫外(UV)放射線に暴露する工程；及び、前記low-k誘電体膜を前記UV放射線の暴露に続いて第2赤外(IR)放射線に暴露する工程；を有する方法。
請求項2
前記第1IR暴露中、前記low-k誘電体膜を、200℃〜600℃の範囲である第1IR熱処理温度にまで前記基板温度を昇温することによって加熱する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。
請求項3
前記第1IR熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲である、請求項2に記載の方法。
請求項4
前記UV暴露中、前記low-k誘電体膜を、200℃〜600℃の範囲であるUV熱処理温度にまで前記基板温度を昇温することによって加熱する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。
請求項5
前記UV熱処理温度は約300℃〜約500℃の範囲である、請求項4に記載の方法。
請求項6
前記第2IR暴露中、前記low-k誘電体膜を、200℃〜600℃の範囲である第2IR熱処理温度にまで前記基板温度を昇温することによって加熱する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。
請求項7
前記第2IR熱処理温度は約350℃〜約450℃の範囲である、請求項6に記載の方法。
請求項8
前記第1IR暴露は、前記UV暴露が実行される処理システムとは異なる処理システム内で実行される、請求項1に記載の方法。
請求項9
前記第1IR暴露は、前記UV暴露が実行される処理システムと同一の処理システム内で実行される、請求項1に記載の方法。
請求項10
前記のlow-k誘電体膜をUV放射線に暴露する工程は、多色UV放射線、単色UV放射線、パルス状UV放射線、若しくは連続波UV放射線、又は上記2つ以上の組み合わせに前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項11
前記のlow-k誘電体膜をUV放射線に暴露する工程は、1つ以上のUVランプ、1つ以上のUVLED、若しくは1つ以上のUVレーザー、又は上記2つ以上を組み合わせたものからのUV放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項12
前記のlow-k誘電体膜をUV放射線に暴露する工程は、200nm〜400nmの範囲の波長を有するUV放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項13
前記のlow-k誘電体膜をUV放射線に暴露する工程は、200nm〜240nmの範囲の波長を有するUV放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項14
前記のlow-k誘電体膜を第1IR放射線に暴露する工程は、多色IR放射線、単色IR放射線、パルス状IR放射線、若しくは連続波IR放射線、又は上記2つ以上の組み合わせに前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項15
前記のlow-k誘電体膜を第1IR放射線に暴露する工程は、1つ以上のIRランプ、1つ以上のIRLED、若しくは1つ以上のIRレーザー、又は上記2つ以上を組み合わせたものからのIR放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項16
前記のlow-k誘電体膜を第1IR放射線に暴露する工程は、8μm〜12μmの範囲の波長を有するIR放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項1に記載の方法。
請求項17
前記のlow-k誘電体膜をUV放射線に暴露する工程は、前記UV暴露中の少なくとも一時期に、前記low-k誘電体膜を第3IR放射線に暴露する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。
請求項18
前記のlow-k誘電体膜を第3IR放射線に暴露する工程は、8μm〜12μmの範囲の波長を有するIR放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項17に記載の方法。
請求項19
前記第2IR暴露に続いて、前記誘電体膜上に他の膜を堆積する工程、前記誘電体膜を洗浄する工程、又は前記誘電体膜をプラズマに暴露する工程のうちの1つ以上を実行することによって前記誘電体膜を処理する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。
請求項20
前記low-k誘電体膜は構造形成材料と孔生成材料を有する、請求項1に記載の方法。
請求項21
前記構造形成材料はジエトキシメチルシラン(DEMS)を有する、請求項20に記載の方法。
請求項22
前記孔生成材料は、ターペン、ノルボルネン、5-ジメチル-1,4-シクロオクタジエン、デカヒドロナフタレン、エチルベンゼン、若しくはリモネン、又は上記2つ以上の混合物を有する、請求項20に記載の方法。
請求項23
前記第1IR暴露中に前記low-k誘電体膜を第2UV放射線に暴露する工程をさらに有する請求項1に記載の方法であって、前記第2UV暴露は第1IR暴露に続く前記第1UV暴露とは異なる、方法。
請求項24
前記のlow-k誘電体膜を第2UV放射線に暴露する工程は、300nm〜450nmの範囲の波長を有するUV放射線に前記low-k誘電体膜を暴露する工程を有する、請求項23に記載の方法。
請求項25
基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法であって、当該方法は：基板上にlow-k誘電体膜を形成する工程であって、前記low-k誘電体膜は構造形成材料と孔生成材料を有する工程；前記low-k誘電体膜を第1期間の間赤外(IR)放射線に暴露する工程；及び、前記第1期間中、前記low-k誘電体膜を第2期間の間紫外(UV)放射線に暴露する工程；を有し、前記第2期間は前記第1期間のわずか一部分であり、かつ前記第2期間は前記第1期間の開始時後の第1時点にて始まり、前記第1期間の終了時前の第2時点にて終了する、方法。
請求項26
基板上の低誘電率(low-k)誘電体膜を硬化させる方法であって：基板上にlow-k誘電体膜を形成する工程であって、前記low-k誘電体膜は構造形成材料と孔生成材料を有する工程；前記low-k誘電体膜から前記孔生成材料を実質的に除去することで有孔性low-k誘電体膜を形成する工程；前記除去に続いて前記有孔性low-k誘電体膜中に架橋開始剤を生成する工程；及び、前記架橋開始剤の生成に続いて前記有孔性low-k誘電体膜を架橋する工程；を有する方法。
請求項27
前記除去を補助するため、前記low-k誘電体膜中の結合を破壊する工程をさらに有する、請求項26に記載の方法。
請求項28
基板上に有孔性低誘電率(low-k)膜を調製する方法であって：構造形成材料と架橋を抑制する物質を有するlow-k誘電体膜を形成する工程；前記low-k誘電体膜を赤外(IR)放射線に暴露する工程；及び、前記low-k誘電体膜の機械特性、電気特性、光学特性、孔のサイズ、若しくは有孔率、又は上記2種類以上を組み合わせた特性を調節するために前記架橋を抑制する物質の残量を調整する工程；を有する方法。
請求項29
前記架橋を抑制する物質は、湿気、水分、汚染物、孔生成材料、残留する孔生成材料、前記構造形成材料と弱く結合する側鎖基、孔生成分子（の断片）、又は上記2つ以上の混合物を有する、請求項28に記載の方法。
請求項30
前記架橋を抑制する物質は孔生成材料を有し、かつ前記の構造形成材料と架橋を抑制する物質を有するlow-k誘電体膜を形成する工程は、前記基板表面上の構造形成分子と孔生成分子を共重合させる工程を有する、請求項28に記載の方法。
請求項31
前記架橋を抑制する物質は孔生成材料を有し、かつ前記の構造形成材料と架橋を抑制する物質を有するlow-k誘電体膜を形成する工程は、前記基板表面上に構造形成分子を堆積させる工程であって、前記構造形成分子は該構造形成分子と弱く結合する孔生成分子の側鎖基を有する工程、を有する、請求項28に記載の方法。
請求項32
前記の架橋を抑制する物質の残量を調節する工程は、前記IR暴露中、前記low-k誘電体膜から前記架橋を抑制する物質を実質的に除去する工程を有する、請求項28に記載の方法。
請求項33
前記架橋を抑制する物質は、前記low-k誘電体膜が紫外(UV)放射線に暴露される前に実質的に除去される、請求項32に記載の方法。
請求項34
前記の架橋を抑制する物質の残量を調節する工程は、前記IR暴露の期間、前記IR暴露のIR強度、若しくは前記IR暴露のIR照射量、又は前記2つ以上の組み合わせを調節する工程を有する、請求項28に記載の方法。
請求項35
前記機械特性が弾性モジュラス(E)及び/又は硬度(H)を有する、請求項28に記載の方法。
請求項36
前記電気特性が誘電率(k)を有する、請求項28に記載の方法。
請求項37
前記光学特性が屈折率(n)を有する、請求項28に記載の方法。
請求項38
前記low-k誘電体膜を紫外(UV)放射線に暴露する工程をさらに有する、請求項28に記載の方法。
請求項39
前記UV暴露が前記IR暴露に続いて行われる、請求項38に記載の方法。
請求項40
前記UV暴露が前記IR暴露の一部期間中又は全期間中に行われる、請求項38に記載の方法。
請求項41
前記の架橋を抑制する物質の残量を調節する工程は、前記IR暴露中での前記UV暴露の期間、前記UV暴露のUV強度、若しくは前記UV暴露のUV照射量、又は前記2つ以上の組み合わせを調節する工程を有する、請求項38に記載の方法。
請求項42
前記IR暴露に続いて、前記low-k誘電体膜を紫外(UV)放射線に暴露する工程；及び、前記UV暴露中に前記low-k誘電体膜を第2IR放射線に暴露する工程；をさらに有する、請求項28に記載の方法。
請求項43
前記UV暴露に続いて、前記low-k誘電体膜を第3IR放射線に暴露する工程をさらに有する、請求項42に記載の方法。
請求項44
前記IR暴露に続いて、前記low-k誘電体膜を第1紫外(UV)放射線に暴露する工程；及び、前記第1UV暴露中に前記low-k誘電体膜を第2UV放射線に暴露する工程；をさらに有する請求項28に記載の方法であって、前記第2UV暴露は前記第1UV暴露とは異なる、方法。
請求項45
前記の架橋を抑制する物質の残量を調節する工程は、前記IR暴露中での前記第2UV暴露の期間、前記第2UV暴露のUV強度、若しくは前記第2UV暴露のUV照射量、又は前記2つ以上の組み合わせを調節する工程を有する、請求項44に記載の方法。
請求項46
前記IR暴露前、前記IR暴露中、前記IR暴露後、又は上記2つ以上の時期に前記基板を加熱する工程をさらに有する、請求項28に記載の方法。
請求項47
基板上に有孔性low-k誘電体膜を調製する方法であって：化学気相成長(CVD)法を用いて基板上にSiCOH含有誘電体膜を形成する工程であって、前記CVD法はジエトキシメチルシラン(DEMS)及び孔生成材料を用いる、工程；前記SiCOH含有誘電体膜を、前記孔生成材料を実質的に除去するのに十分な長さである第1期間だけ、IR放射線に暴露する工程；前記IR暴露に続いて、前記SiCOH含有誘電体膜を、第2期間だけ、UV放射線に暴露する工程；並びに、前記第2期間の一部期間又は全期間中に前記SiCOH含有誘電体膜を加熱する工程；を有する方法。
請求項48
前記孔生成材料は、ターペン、ノルボルネン、5-ジメチル-1,4-シクロオクタジエン、デカヒドロナフタレン、エチルベンゼン、若しくはリモネン、又は前記2つ以上の混合物を有する、請求項47に記載の方法。
請求項49
前記孔生成材料はα-テルピネン(ATRP)を有する、請求項47に記載の方法。
請求項50
基板上に有孔性low-k誘電体膜を調製する方法であって：化学気相成長(CVD)法を用いて基板上にSiCOH含有誘電体膜を形成する工程であって、前記CVD法はジエトキシメチルシラン(DEMS)及び孔生成材料を用いる、工程；前記SiCOH含有誘電体膜を、前記孔生成材料を実質的に除去するのに十分な長さである第1期間だけ、IR放射線に暴露する工程；前記IR暴露に続いて、前記SiCOH含有誘電体膜を、第2期間だけ、UV放射線に暴露する工程；前記UV暴露中、第3期間だけ、前記SiCOH含有誘電体膜を第2IR放射線へ暴露する工程；及び、前記UV暴露に続いて、第4期間だけ、前記SiCOH含有誘電体膜を第3IR放射線へ暴露する工程；を有する方法。
請求項51
前記第2期間の一部期間又は前記第2期間の全期間中に前記SiCOH含有誘電体膜を加熱する工程をさらに有する、請求項50に記載の方法。
請求項52
前記第3期間は前記第2期間と一致する、請求項51に記載の方法。
請求項53
前記孔生成材料は、ターペン、ノルボルネン、5-ジメチル-1,4-シクロオクタジエン、デカヒドロナフタレン、エチルベンゼン、若しくはリモネン、又は前記2つ以上の混合物を有する、請求項50に記載の方法。
請求項54
前記孔生成材料はα-テルピネン(ATRP)を有する、請求項50に記載の方法。
請求項55
1.7以下の誘電率、1.17以下の屈折率、1.5GPa以上の弾性モジュラス、及び0.2GPa以上の硬度を有するジエトキシメチルシラン(DEMS)ベースの有孔性誘電体膜を有する誘電体膜。
請求項56
2.1以下の誘電率、1.31以下の屈折率、4GPa以上の弾性モジュラス、及び0.45GPa以上の硬度を有するジエトキシメチルシラン(DEMS)ベースの有孔性誘電体膜を有する誘電体膜。