JPH09143691A - Film forming and heat treating device - Google Patents

Film forming and heat treating device

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JPH09143691A
JPH09143691A JP32828495A JP32828495A JPH09143691A JP H09143691 A JPH09143691 A JP H09143691A JP 32828495 A JP32828495 A JP 32828495A JP 32828495 A JP32828495 A JP 32828495A JP H09143691 A JPH09143691 A JP H09143691A
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JP
Japan
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film
heat treatment
film forming
processing
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP32828495A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinpei Jinnai
新平 陣内
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming and heat treatment device constituted to execute a film forming treatment and heat treatment within the same treating vessel. SOLUTION: This film forming and heat treating device has the treating vessel 10 which is constituted to allow evacuation to vacuum, a stage 12 which is disposed in this treating vessel and is used to carry and hold a work W, a treating gas supplying means which supplies treating gases for film formation in the treating vessel and a heating lamp means 28 which heats the work W to a film forming temp., then heats the work W to the heat treating temp. higher than the film forming temp. in order to form a metallic film or a film contg. metal onto the work W. As a result, the film forming treatment and the heat treatment are executed continuously within the same treating vessel by switching the calorific value of the heating lamp means 28.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハの表面に金属膜や金属含有膜の成膜と、この膜のアニ
ールやリフロー等の熱処理を施す成膜・熱処理装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film formation / heat treatment apparatus for forming a metal film or a metal-containing film on the surface of a semiconductor wafer and performing heat treatment such as annealing or reflowing on the film.

【0002】[0002]

【従来の技術 一般に、半導体デバイスの製造工程においては、ゲー
ト、ソース、ドレインなどの各種電極用に、或いは回路
の配線用にアルミニウム膜やタングステン膜などの金属
膜やタングステン、チタン、モリブデンなどの金属のシ
リコン化合物であるシリサイド、或いはこれらの金属の
窒素化合物よりなる金属含有膜が形成される。また、最
近においては、高密度及び高集積化の要請に応じて回路
構成を多層配線構造にする傾向にあり、この場合、下層
デバイスと上層アルミ配線との接続部であるコンタクト
ホールやヴィアホールなどの埋め込みに際しても金属膜
や金属含有膜の成膜が行なわれる。 【0003】このように金属膜や金属含有膜の成膜は、
一般的にはスパッタ操作やCVD操作により行なわれる
が、成膜時点においては膜中に欠陥等が生じている恐れ
があることからこれをなくすために成膜後に熱を加えて
アニール処理を行なったり、或いは回路パターンの表面
凹凸が膜表面に直接反映されると配線の破断の原因にな
ったり、この成膜の上層に積層すべきデバイスなどに悪
影響を与えることから、熱を加えて成膜に粘性流動を起
こして膜表面を平滑化するリフロー処理が行なわれる。
2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor device manufacturing process, a metal film such as an aluminum film or a tungsten film or a metal film such as tungsten, titanium, or molybdenum is used for various electrodes such as a gate, a source, and a drain, or for wiring of a circuit. And a metal-containing film made of a silicide which is a silicon compound or a nitrogen compound of these metals is formed. In addition, recently, there is a tendency for the circuit configuration to have a multi-layer wiring structure in response to the demand for high density and high integration, and in this case, a contact hole or a via hole which is a connecting portion between a lower layer device and an upper layer aluminum wiring, etc. A metal film or a metal-containing film is also formed at the time of burying. As described above, the formation of the metal film or the metal-containing film is
Generally, sputter operation or CVD operation is carried out. However, since there is a possibility that defects etc. may occur in the film at the time of film formation, annealing may be performed by applying heat after film formation in order to eliminate this. Alternatively, if the surface irregularities of the circuit pattern are directly reflected on the film surface, it may cause the wiring to break or may adversely affect the device etc. to be laminated on the upper layer of this film. A reflow process is performed to cause viscous flow to smooth the film surface.

【0004】図6はこのリフロー処理を示す説明図であ
り、例えば図6(A)に示すように表面に凹部2のある
下層4の表面に金属膜或いは金属含有膜などの成膜6を
CVDやスパッタにより施しただけでは、この成膜の表
面にも下層4の凹凸が反映してしまう。この現象は、ス
テップカバレージが良好なCVD成膜よりも、方向性の
高いスパッタ成膜においてより顕著である。そこで、図
6(B)に示すようにこの凹凸をなくすために、ウエハ
全体を成膜の溶融温度程度の高い温度に加熱して成膜6
に粘性流動を起こし、これにより凹部2を埋め込んで成
膜6の表面を平滑化するというリフロー処理を行なって
いる。
FIG. 6 is an explanatory view showing this reflow treatment. For example, as shown in FIG. 6A, a film 6 such as a metal film or a metal-containing film is formed on the surface of a lower layer 4 having a recess 2 on its surface by CVD. However, the unevenness of the lower layer 4 is reflected on the surface of this film formation only by applying it by sputtering or sputtering. This phenomenon is more prominent in sputtering film formation with high directionality than in CVD film formation with good step coverage. Therefore, as shown in FIG. 6B, in order to eliminate the unevenness, the entire wafer is heated to a temperature as high as the melting temperature of the film formation to form the film 6
A reflow process is performed in which a viscous flow is caused in the concave portion 2 to fill the concave portion 2 and smooth the surface of the film 6.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般的には、上述のよ
うな処理の流れは、まず、成膜装置でスパッタやCVD
操作により半導体ウエハ上に成膜を施し、成膜後のウエ
ハを成膜装置から取り出して、これを次の熱処理装置へ
搬送し、ここで、ウエハを高い温度に晒してアニール処
理やリフロー処理を行なうようになっている。しかしな
がら、従来のこの一連の流れにおいては、成膜後のウエ
ハを成膜装置から熱処理装置へ搬送するまでの間にウエ
ハを大気に晒してしまうことから、例えばウエハに自然
酸化膜やパーティクルが付着する恐れがあり好ましくは
なかった。しかも、成膜装置と熱処理装置がそれぞれ必
要とされ、設備コストも増大するという問題もあった。
Generally, the process flow as described above is as follows.
A film is formed on a semiconductor wafer by an operation, and the film-formed wafer is taken out of the film forming apparatus and transferred to the next heat treatment apparatus, where the wafer is exposed to a high temperature for annealing or reflowing. I am supposed to do it. However, in this conventional series of flows, since the wafer after film formation is exposed to the atmosphere before being transferred from the film formation apparatus to the heat treatment apparatus, for example, a natural oxide film or particles adhere to the wafer. It is not preferable because there is a risk of Moreover, there is a problem in that a film forming apparatus and a heat treatment apparatus are required respectively, and the equipment cost increases.

【0006】また、アニールやリフロー等の熱処理は、
処理効率を考慮して複数枚のウエハを同時に処理するバ
ッチ方式を採用していることから、成膜後からアニール
操作までのウエハに対する時間管理も行なわなければな
らず、管理が面倒であった。本発明は、以上のような問
題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたもの
である。本発明の第1の目的は、同一処理容器内で成膜
処理と熱処理を行なうようにした成膜・熱処理装置を提
供することにある。本発明の第2の目的は、成膜された
被処理体を大気に晒すことなく熱処理炉へ搬送するよう
にした成膜・熱処理装置を提供することにある。
Further, the heat treatment such as annealing and reflow is
Since the batch method in which a plurality of wafers are processed at the same time is adopted in consideration of the processing efficiency, it is necessary to manage the time for the wafer from the film formation to the annealing operation, which is a troublesome management. The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. A first object of the present invention is to provide a film formation / heat treatment apparatus that performs film formation processing and heat treatment in the same processing container. A second object of the present invention is to provide a film formation / heat treatment apparatus which conveys a film-formed object to a heat treatment furnace without exposing it to the atmosphere.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、真空引き
可能になされた処理容器と、この処理容器内に設けられ
て、被処理体を載置保持するための載置台と、前記処理
容器内に成膜用の処理ガスを供給するための処理ガス供
給手段と、前記被処理体に金属膜或いは金属含有膜を形
成するために前記被処理体を成膜温度に加熱した後に前
記膜に対して熱処理を施すために前記成膜温度よりも高
い熱処理温度に前記被処理体を加熱する加熱ランプ手段
とを備えるようにしたものである。
A first aspect of the present invention is directed to a processing container that can be evacuated, a mounting table that is provided in the processing container to hold an object to be processed, and the processing described above. Processing gas supply means for supplying a processing gas for film formation into the container, and the film after heating the object to be processed to a film forming temperature in order to form a metal film or a metal-containing film on the object. In order to perform heat treatment on the above, a heating lamp means for heating the object to be processed to a heat treatment temperature higher than the film forming temperature is provided.

【0008】第2の発明は、真空引き可能になされた筒
体状の処理容器と、この処理容器内に設けられ、被処理
体を載置保持する載置台と、この載置台を前記処理容器
の高さ方向に沿って昇降移動させる昇降移動機構と、前
記処理容器内に成膜用の処理ガスを供給する処理ガス供
給部と、前記被処理体を成膜温度に加熱して金属膜或い
は金属含有膜を形成するための第1の加熱手段と、この
第1の加熱手段から離れた位置に設けられ、前記膜に対
して熱処理を施すために前記被処理体を前記成膜温度よ
りも高い熱処理温度に加熱する第2の加熱手段とを備え
るように構成したものである。
A second aspect of the present invention is a cylindrical processing container which can be evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting and holding an object to be processed, and the mounting table for the processing container. An elevating and lowering mechanism for elevating and lowering along the height direction, a processing gas supply unit for supplying a processing gas for film formation into the processing container, and a metal film or a metal film for heating the object to be processed to a film forming temperature. A first heating unit for forming the metal-containing film, and a member provided at a position distant from the first heating unit, and the object to be processed at a temperature higher than the film formation temperature in order to perform heat treatment on the film. Second heating means for heating to a high heat treatment temperature is provided.

【0009】第3の発明は、被処理体に金属膜或いは金
属含有膜を形成する枚葉式の成膜処理炉と、この成膜処
理炉にて成膜の施された前記被処理体に対して熱処理を
施すための熱処理炉と、内部に被処理体を搬送するため
の搬送手段を有して前記成膜処理炉と前記熱処理炉とに
共通に接続された真空引き可能な共通搬送室とを備える
ように構成したものである。
A third aspect of the present invention provides a single-wafer type film forming treatment furnace for forming a metal film or a metal-containing film on an object to be processed, and the object to be processed which has been subjected to film formation in the film forming processing furnace. A common transfer chamber capable of vacuuming, which has a heat treatment furnace for performing heat treatment, and a transfer means for transferring an object to be processed, and is commonly connected to the film formation processing furnace and the heat treatment furnace. And is configured to include.

【0010】第1の発明によれば、処理容器内の載置台
上に保持された被処理体は、加熱ランプ手段により成膜
プロセス用の温度に維持されて、この状態で処理ガス供
給手段から成膜用の処理ガスを流し、所定のプロセス圧
力を維持しつつ、金属膜或いは金属含有膜を成膜させ
る。成膜処理が終了したならば、処理ガスの供給を停止
し、次に、加熱ランプ手段の出力を上げて、被処理体を
熱処理温度に維持し、リフローやアニールなどの熱処理
を施す。金属膜としては例えばアルミニウム膜を成膜す
るが、この場合、処理ガスとしては粘度の高い液状のD
MAH(ジメチルアルミニウムハイドライド)を蒸気化
させたものを用いる。この時、成膜温度は、例えば16
0℃〜250℃の範囲であり、熱処理温度は、成膜温度
より高い、例えば400℃〜800℃の範囲内である。
これにより、被処理体を大気に晒すことなく成膜処理か
ら熱処理へ移行することが可能となる。また、熱量の大
きな加熱ランプ手段による昇温のために、成膜温度から
熱処理温度までの昇温を迅速に行なうことができる。
According to the first aspect of the invention, the object to be processed held on the mounting table in the processing container is maintained at the temperature for the film forming process by the heating lamp means, and in this state, the object to be processed is supplied from the processing gas supply means. A processing gas for film formation is caused to flow, and a metal film or a metal-containing film is formed while maintaining a predetermined process pressure. When the film forming process is completed, the supply of the process gas is stopped, then the output of the heating lamp means is increased to maintain the object to be processed at the heat treatment temperature, and heat treatment such as reflow or annealing is performed. An aluminum film, for example, is formed as the metal film. In this case, the processing gas is liquid D having a high viscosity.
MAH (dimethyl aluminum hydride) vaporized is used. At this time, the film forming temperature is, for example, 16
The temperature is in the range of 0 ° C to 250 ° C, and the heat treatment temperature is higher than the film formation temperature, for example, in the range of 400 ° C to 800 ° C.
This makes it possible to shift from the film forming process to the heat treatment without exposing the object to be processed to the atmosphere. Further, since the temperature is increased by the heating lamp means having a large amount of heat, the temperature can be rapidly raised from the film forming temperature to the heat treatment temperature.

【0011】第2の発明によれば、処理容器内の載置台
上に保持させた被処理体を、載置台を移動させることに
よって処理ガス供給部の近傍に位置させ、この状態で第
1の加熱手段によりこれを成膜温度に維持しつつ処理ガ
ス供給部から容器内に処理ガスを供給し、成膜を行な
う。この場合、容器内は所定のプロセス圧力に維持され
ているのは勿論である。成膜処理が終了したならば、処
理ガスの供給を停止し、載置台を降下させてこれを第2
の加熱手段を設けたところに位置させる。この第2の加
熱手段は、予め通電されて熱処理温度に加熱されてお
り、従って、載置台を降下させると同時に、成膜の施さ
れた被処理体は直ちに熱処理操作に移行することにな
り、ロス時間が少ない。ここで、成膜の一例としては第
1の発明と同じアルミニウム金属膜を挙げることがで
き、成膜温度及び熱処理温度は前述の通りである。この
場合にも、成膜処理と熱処理とを同一チャンバ内で行な
うことができ、被処理体を途中で大気に晒すこともな
い。
According to the second invention, the object to be processed held on the mounting table in the processing container is moved to the position near the processing gas supply section by moving the mounting table, and in this state, The film is formed by supplying the processing gas from the processing gas supply unit into the container while maintaining the film forming temperature by the heating means. In this case, it goes without saying that the inside of the container is maintained at a predetermined process pressure. When the film forming process is completed, the supply of the process gas is stopped, the mounting table is lowered, and the second process is performed.
It is located where the heating means is provided. The second heating means is previously energized and heated to the heat treatment temperature. Therefore, at the same time when the mounting table is lowered, the object to be film-formed is immediately transferred to the heat treatment operation. There is little loss time. Here, as an example of the film formation, the same aluminum metal film as in the first invention can be cited, and the film formation temperature and the heat treatment temperature are as described above. Also in this case, the film forming process and the heat treatment can be performed in the same chamber, and the object to be processed is not exposed to the air on the way.

【0012】第3の発明によれば、まず、被処理体は成
膜処理炉内で前述したと同様に成膜温度に加熱された状
態で処理ガスに晒されて成膜処理を行なう。成膜処理が
終了したならば、この被処理体をこの成膜処理炉から取
り出してこれを予め真空状態に維持された共通搬送室を
介して熱処理炉へ搬入する。熱処理炉へ搬入された被処
理体はここで熱処理温度に加熱されて前述と同様に熱処
理が施されることになる。この場合にも、被処理体を大
気に晒す事無く成膜処理から熱処理へ移行することが可
能となる。
According to the third aspect of the invention, first, the object to be processed is exposed to the processing gas while being heated to the film forming temperature in the film forming processing furnace to perform the film forming processing. When the film forming process is completed, the object to be processed is taken out of the film forming process furnace and carried into the heat treatment furnace through the common transfer chamber which is maintained in a vacuum state in advance. The object to be processed carried into the heat treatment furnace is heated here to the heat treatment temperature and subjected to the heat treatment as described above. Also in this case, it is possible to shift from the film forming process to the heat treatment without exposing the object to be processed to the atmosphere.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る成膜・熱処
理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1
は第1の発明に係る成膜・熱処理装置を示す全体構成図
であり、同一のチャンバ内で成膜処理と熱処理を行ない
得るようになっている点が特徴である。ここでは、膜と
して金属膜であるアルミニウム膜を成膜する場合を例に
とって説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a film forming / heat treatment apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a film formation / heat treatment apparatus according to the first invention, and is characterized in that film formation processing and heat treatment can be performed in the same chamber. Here, a case where an aluminum film which is a metal film is formed as a film will be described as an example.

【0014】この成膜・熱処理装置8は、例えばアルミ
ニウム等により円筒状或いは箱状に成形された処理容器
10を有しており、この処理容器10内には、表面がS
iCによりコーティングされた肉厚が例えば数mmのカ
ーボン製の載置台12が、底部より起立させて設けた例
えば石英製の厚さ数十mmの円筒状の断熱性支柱として
の第1の断熱部材14上に周縁部を離脱可能に支持して
設置されている。この載置台12の上面の凸部に被処理
体としての半導体ウエハWが載置される。この第1の断
熱部材14の外周には、載置台12の保温性を確保する
ために僅かの間隙を隔てて厚さ数十mm程度の例えば石
英製の円筒状の第2の断熱部材16が同心円状に配置さ
れている。
The film formation / heat treatment apparatus 8 has a processing container 10 formed of, for example, aluminum or the like in a cylindrical shape or a box shape, and the surface of the processing container 10 is S.
A first heat insulating member as a cylindrical heat insulating column made of, for example, quartz and having a thickness of several tens of mm, in which a mounting table 12 made of carbon and having a thickness of, for example, several mm, coated with iC is provided upright from the bottom. A peripheral portion is detachably supported on 14 and installed. The semiconductor wafer W as the object to be processed is placed on the convex portion on the upper surface of the mounting table 12. On the outer circumference of the first heat insulating member 14, there is provided a second heat insulating member 16 having a cylindrical shape and made of, for example, quartz and having a thickness of several tens of millimeters with a slight gap in order to ensure the heat retaining property of the mounting table 12. They are arranged concentrically.

【0015】処理容器10の肉厚な底部には、比較的大
きな開口が形成されており、この開口の外側には、下方
に向けて凸状になされた透明材料、例えば石英製の透過
窓18が気密に取り付けられている。このように透過窓
18を下方に向けて凸状に形成する理由は、真空雰囲気
となる処理室に向けて加わる外部からの圧力に対して断
面円弧状として強度を増すためである。また、この開口
の内側には、多数のガス孔20を有する同じく透明材
料、例えば石英製の薄板状のガス整流板22が設けられ
ている。
A relatively large opening is formed in the thick bottom of the processing container 10, and a transparent window 18 made of, for example, a transparent material convex downward is formed on the outside of this opening. Is airtightly attached. The reason why the transmissive window 18 is formed in a downward convex shape in this manner is to increase the strength by forming an arc-shaped cross section against external pressure applied toward the processing chamber in a vacuum atmosphere. Further, inside the opening, a thin plate-shaped gas straightening plate 22 made of the same transparent material, for example, quartz, having a large number of gas holes 20 is provided.

【0016】更には、この透過窓18の下方には、水冷
された回転テーブル24上に配置された多数の加熱ラン
プ26を有する加熱ランプ手段28が設置されており、
このランプ26からの熱線が、透過窓18及びガス整流
板22を透過して載置台12を裏面から加熱し、これに
よりウエハWを間接的に加熱するようになっている。図
示例にあっては、5個の加熱ランプ26が記載されてい
るが、実際にはウエハサイズにもよるが、例えば8イン
チサイズのウエハの場合には1個650W程度の容量の
ハロゲンランプを23個程度設ける。各ランプ26は、
リード32により、出力電力が可変になされたランプ電
源部34に接続されており、成膜処理時と、アニール処
理やリフロー処理等の熱処理時とで異なる電力をランプ
26に供給するようになっている。この加熱ランプ手段
28の全体は、ケーシング36に覆われており、このケ
ーシング36内は高温になることから、冷却する目的で
ケーシング内には例えば冷却風が流通されている。
Further, below the transparent window 18, heating lamp means 28 having a large number of heating lamps 26 arranged on a water-cooled rotary table 24 is installed.
The heat ray from the lamp 26 is transmitted through the transmission window 18 and the gas rectifying plate 22 and heats the mounting table 12 from the back surface, thereby indirectly heating the wafer W. In the illustrated example, five heating lamps 26 are shown, but in practice, depending on the wafer size, for example, in the case of an 8-inch size wafer, one halogen lamp with a capacity of about 650 W is used. About 23 are provided. Each lamp 26
The lead 32 is connected to a lamp power supply 34 whose output power is variable, and supplies different power to the lamp 26 during film formation and during heat treatment such as annealing or reflowing. There is. The entire heating lamp means 28 is covered with a casing 36. Since the inside of the casing 36 becomes high in temperature, for example, cooling air is circulated in the casing for the purpose of cooling.

【0017】一方、この処理容器10の天井部には、上
記載置台12と平行するように対向させて処理容器内へ
処理ガス等を供給するために処理ガス供給手段としての
シャワーヘッド部38が設けられている。このシャワー
ヘッド部38は、例えばアルミニウムにより全体が円形
の箱状に成形されると共にその下面であるガス噴射面4
0には例えば直径が数mm程度の多数のガス噴射孔42
が形成されており、これより下方に向けて処理ガスを噴
射し得るようになっている。シャワーヘッド部38内に
は、1枚或いは複数枚(図示例では2枚)の整流板4
4、44が設けられており、各整流板44、44には多
数の拡散孔46が形成されている。各拡散孔46及びガ
ス噴射孔42は、上下方向に一直線状に配列しないよう
に例えば上下方向において千鳥状に配置されており、流
れるガスを効果的に整流し得るようになっている。
On the other hand, on the ceiling of the processing container 10, there is provided a shower head portion 38 as a processing gas supply means so as to be opposed to the mounting table 12 in parallel so as to supply processing gas and the like into the processing container. It is provided. The shower head portion 38 is formed of, for example, aluminum into a circular box shape, and the lower surface thereof is the gas injection surface 4
0 is a large number of gas injection holes 42 having a diameter of, for example, several mm.
Is formed, and the processing gas can be injected downward. In the shower head portion 38, one or a plurality of (two in the illustrated example) straightening plates 4 are provided.
4 and 44 are provided, and a large number of diffusion holes 46 are formed in each of the straightening plates 44 and 44. The diffusion holes 46 and the gas injection holes 42 are arranged, for example, in a zigzag pattern in the vertical direction so as not to be arranged in a straight line in the vertical direction, so that the flowing gas can be effectively rectified.

【0018】このシャワーヘッド部44には、ガス供給
通路48を介して処理ガスを形成するための原料液、す
なわちDMAH(ジメチルアルミニウムハイドライド)
50を貯留する原料液タンク52に接続されており、そ
の先端は液状のDMAH50中に浸漬されている。この
DMAH50は、常温では8000cp(センチポア
ズ)と非常に粘度が高くて圧送し難いことからタンク5
2の全体がオーブン54内に収容されて、例えば50℃
程度に加熱してその粘度を2000cp程度まで低下
し、流れ易くしている。
In the shower head portion 44, a raw material liquid for forming a processing gas via a gas supply passage 48, that is, DMAH (dimethyl aluminum hydride).
It is connected to a raw material liquid tank 52 that stores 50, and its tip is immersed in liquid DMAH50. This DMAH50 has a very high viscosity of 8000 cp (centipoise) at room temperature and is difficult to pump.
The whole 2 is housed in an oven 54, for example, 50 ° C.
It is heated to a certain degree to reduce its viscosity to about 2000 cp, making it easy to flow.

【0019】このガス供給通路48には、その上流側よ
り下流側に向けて開閉弁56、液体用マスフローコント
ローラ58及び気化器60が順次介設されており、粘度
が低下された状態で圧送した液状DMAHを気化器60
にて気化して処理ガスを形成し、これを上記シャワーヘ
ッド部38へ導入するようになっている。そして、この
ガス供給通路48及びこれに介設されるマスフローコン
トローラ58や気化器60は、例えばテープヒータ62
により巻回されており、DMAHの低粘度化を維持でき
る温度、例えば50℃及び処理ガスが再液化せず、しか
も熱分解しない温度、例えば60℃〜80℃の範囲に加
熱している。気化器60には、気化ガス管64を介して
気化ガスとして例えは水素ガスを貯留するH2 ガスボン
ベ66が接続されており、マスフローコントローラ68
に流量制御されたH2 ガスが気化器60へ供給される。
An opening / closing valve 56, a liquid mass flow controller 58, and a vaporizer 60 are sequentially provided in the gas supply passage 48 from the upstream side to the downstream side, and the gas is fed under reduced viscosity. Liquid DMAH vaporizer 60
Is vaporized to form a processing gas, which is introduced into the shower head portion 38. The gas supply passage 48 and the mass flow controller 58 and vaporizer 60 provided in the gas supply passage 48 are, for example, a tape heater 62.
The heating temperature is, for example, 50 ° C. and a temperature at which the processing gas does not reliquefy and is not thermally decomposed, for example, 60 ° C. to 80 ° C. The vaporizer 60 is connected via a vaporized gas pipe 64 to an H 2 gas cylinder 66 that stores, for example, hydrogen gas as vaporized gas, and a mass flow controller 68.
The H 2 gas whose flow rate is controlled is supplied to the vaporizer 60.

【0020】また、上記原料液タンク52には、不活性
ガスとして例えばH2 ガスが貯留されたH2 ガスボンベ
70が、開閉弁74を介設した圧送管72を介して接続
されており、その導入端は、DMAH50の液面の上方
に位置されて、例えば5kg/cm2 の圧力でDMAH
を圧送するようになっている。この圧送管72は、途中
で分岐されており、この分岐管76は途中に開閉弁78
及びマスフローコントローラ80を介設して気化器60
の上流側のガス供給通路48に接続されて、熱処理時に
処理容器10に不活性ガスを供給するようになってい
る。ここでは、圧送ガスと熱処理時の不活性ガスを同一
ボンベから供給しているが、これらを異なるボンベから
供給してもよく、また、種類の異なる不活性ガス、例え
ばArガス、窒素ガス等を用いるようにしてもよい。
An H 2 gas cylinder 70 in which, for example, H 2 gas is stored as an inert gas is connected to the raw material liquid tank 52 via a pressure feed pipe 72 having an opening / closing valve 74. The introduction end is located above the liquid surface of the DMAH 50, and the DMAH 50 is applied at a pressure of 5 kg / cm 2 , for example.
Is sent under pressure. The pressure feed pipe 72 is branched in the middle, and the branch pipe 76 is opened and closed in the middle.
And a vaporizer 60 via a mass flow controller 80.
It is connected to the gas supply passage 48 on the upstream side of, and supplies an inert gas to the processing container 10 during the heat treatment. Here, the pressure-feeding gas and the inert gas at the time of heat treatment are supplied from the same cylinder, but they may be supplied from different cylinders, and different kinds of inert gases such as Ar gas and nitrogen gas may be supplied. You may use it.

【0021】処理容器10に戻って、処理容器10の側
壁には、ウエハWを搬入・搬出する際にロードロック8
との間を開閉するゲートバルブ84が設けられると共に
図示しない真空ポンプに接続された排気口86が設けら
れる。この排気口86は、処理室内の雰囲気を載置台の
周辺部から均等に排気するために容器底部に設けるよう
にしてもよい。また、容器底部には、図示されていない
がこれを冷却するための冷却ジャケットが設けられる。
Returning to the processing container 10, the load lock 8 is provided on the side wall of the processing container 10 when loading and unloading the wafer W.
There is provided a gate valve 84 for opening and closing the space between and, and an exhaust port 86 connected to a vacuum pump (not shown). The exhaust port 86 may be provided at the bottom of the container to evenly exhaust the atmosphere in the processing chamber from the peripheral portion of the mounting table. A cooling jacket (not shown) for cooling the container is provided at the bottom of the container.

【0022】さて、ウエハWを処理容器10内へ搬出入
させるには、載置台の上方にてウエハを昇降させたり、
或いはウエハを載置台12上に固定する必要がある。そ
のため、載置台12の外周側には、ウエハリフトアーム
88を有するウエハリフタ90やウエハ押さえアーム9
2を有するウエハクランプ94が容器底部を貫通して昇
降可能に設けられている。各貫通部には、気密性を維持
しつつ昇降を許容するベローズ96が設けられる。この
場合、上記したウエハリフタ90やウエハクランプ94
は、比較的熱に弱いことから載置台12の周囲に設けた
第1及び第2の断熱部材14、16だけでは断熱性が十
分ではない。そのため、第2の断熱部材16の外周にリ
ング状の保護リング98を設けて、載置台12を同心円
状に囲んでいる。
Now, in order to carry the wafer W into and out of the processing container 10, the wafer is raised and lowered above the mounting table,
Alternatively, it is necessary to fix the wafer on the mounting table 12. Therefore, the wafer lifter 90 having the wafer lift arm 88 and the wafer pressing arm 9 are provided on the outer peripheral side of the mounting table 12.
A wafer clamp 94 having a number 2 is provided so as to be able to move up and down through the bottom of the container. A bellows 96 is provided at each penetrating portion to allow it to move up and down while maintaining airtightness. In this case, the wafer lifter 90 and the wafer clamp 94 described above are used.
Is relatively vulnerable to heat, the heat insulation is not sufficient only by the first and second heat insulating members 14 and 16 provided around the mounting table 12. Therefore, a ring-shaped protection ring 98 is provided on the outer periphery of the second heat insulating member 16 to surround the mounting table 12 concentrically.

【0023】容器底部には、これより透過窓18の内側
に臨ませて設けた噴射ノズル100が設けられており、
この噴射ノズル100は配管102を介してHe等の不
活性ガスを貯留する不活性ガス源104に接続されてい
る。また、この配管102の途中には開閉弁106及び
流量を制御するマスフローコントローラ108が介在さ
れており、流量を制御しつつ載置台12の裏面側にHe
ガスを供給することにより、載置台12と第1の断熱部
材14との間の間隙に逆圧が加わり、処理ガスが侵入す
ることを防止してガス整流板22や透過窓18への成膜
の付着を防止し得るようになっている。
An injection nozzle 100 is provided at the bottom of the container so as to face the inside of the transmission window 18 from this.
The injection nozzle 100 is connected via a pipe 102 to an inert gas source 104 that stores an inert gas such as He. Further, an on-off valve 106 and a mass flow controller 108 for controlling the flow rate are interposed in the middle of the pipe 102, and He on the back side of the mounting table 12 is controlled while controlling the flow rate.
By supplying the gas, a reverse pressure is applied to the gap between the mounting table 12 and the first heat insulating member 14, the process gas is prevented from entering, and a film is formed on the gas rectifying plate 22 and the transmission window 18. It is possible to prevent the adherence of.

【0024】次に、以上のように構成された第1の発明
の動作について説明する。まず、ロードロック室82か
ら運ばれてきた未処理の半導体ウエハWは、開かれたゲ
ートバルブ84を介して処理容器10内へ搬入され、予
め加熱ランプ26によりプロセス温度或いはそれ以下に
昇温されている載置台12の所定の位置に、ウエハリフ
タ90を昇降することにより載置させ、これをウエハク
ランプ94により固定する。
Next, the operation of the first invention constructed as above will be described. First, the unprocessed semiconductor wafer W carried from the load lock chamber 82 is carried into the processing container 10 through the opened gate valve 84, and heated in advance to the process temperature or lower by the heating lamp 26. The wafer lifter 90 is moved up and down to a predetermined position on the mounting table 12 and is fixed by the wafer clamp 94.

【0025】次に、不活性ガス源104からの不活性ガ
スを載置台の下方から載置台12の裏面側空間に供給し
て、処理室内を真空引きしつつ所定のプロセス圧、例え
ば2Torr程度に維持する。これと同時に、加熱ラン
プ26の出力を上げて、ウエハWを所定のプロセス温
度、例えば200℃まで昇温して安定化させた後、シャ
ワーヘッド部38から処理ガス、すなわちH2 のキャリ
アガスに搬送されたDMAHの気化ガスを所定量供給
し、金属アルミニウム膜の成膜を開始する。アルミニウ
ム膜の成膜温度は、膜の電気的特性を維持するためには
160℃〜250℃の範囲内に設定し、且つプロセス圧
力は0.5Torr〜200Torrの範囲内に設定す
る。
Next, the inert gas from the inert gas source 104 is supplied from below the mounting table to the space on the back side of the mounting table 12 to evacuate the processing chamber to a predetermined process pressure, for example, about 2 Torr. maintain. At the same time, the output of the heating lamp 26 is increased to raise the temperature of the wafer W to a predetermined process temperature, for example, 200 ° C., to stabilize the wafer W, and then the shower head portion 38 converts it into a processing gas, that is, a carrier gas of H 2. A predetermined amount of the DMAH vaporized gas that has been conveyed is supplied to start the formation of a metal aluminum film. The film forming temperature of the aluminum film is set in the range of 160 ° C. to 250 ° C. to maintain the electrical characteristics of the film, and the process pressure is set in the range of 0.5 Torr to 200 Torr.

【0026】処理ガスの供給に際しては、オーブン54
により原料液タンク52内のDMAH50は常時、略5
0℃に温められてその粘度を2000cp程度まで下げ
て流れ易くしており、この状態で流体用マスフローコン
トローラ58により流量制御されつつ気化器60へ導入
され、ここで気化されて処理ガスとなって上述のように
シャワーヘッド部38より処理容器10内へ供給する。
このようにして、所定の時間だけ成膜処理を行なって成
膜処理が完了したならば、処理ガスの供給を停止し、こ
れと同時にH2 ガスボンベ70から分岐管76を介して
2 ガスを流し、これを処理容器10内へ導入して残留
するDMAHの処理ガスを真空引きしてパージする。こ
のパージ操作と同時にランプ電源部34の出力電力を上
げて加熱ランプ26への供給電力を増大させ、ウエハを
熱処理温度まで昇温して熱処理へ移行する。
When the processing gas is supplied, the oven 54
Therefore, the DMAH 50 in the raw material liquid tank 52 is always about 5
It is heated to 0 ° C. to reduce its viscosity to about 2000 cp to facilitate the flow. In this state, the mass flow controller for fluid 58 controls the flow rate and introduces it into the vaporizer 60, where it is vaporized and becomes a processing gas. As described above, it is supplied from the shower head portion 38 into the processing container 10.
Thus, if the film forming process is performed a film forming process for a predetermined time is completed, stops the supply of the processing gas, H 2 gas through the branch pipe 76 from the same time H 2 gas cylinder 70 It is flowed, introduced into the processing container 10, and the residual processing gas of DMAH is vacuumed and purged. Simultaneously with this purging operation, the output power of the lamp power supply unit 34 is increased to increase the power supplied to the heating lamp 26, the temperature of the wafer is raised to the heat treatment temperature, and the heat treatment is performed.

【0027】熱処理温度は、上述のようなAl膜の場合
には、400〜500℃の温度範囲であり、詳しくは、
アニールを行なう場合には400℃に近い温度に加熱
し、成膜表面を平滑化するリフローを行なう場合には5
00℃に近い温度まで加熱してAl成膜に流動性を持た
せるようにする。この時のプロセス圧力は、不活性ガス
雰囲気供給下で常圧で行なってもよいし、或いは例えば
5Torr程度の真空雰囲気中で行なってもよく、プロ
セス圧力は限定しない。
The heat treatment temperature is in the temperature range of 400 to 500 ° C. in the case of the Al film as described above.
When annealing is performed, heating is performed at a temperature close to 400 ° C., and when performing reflow for smoothing the film formation surface, 5 is used.
The Al film is made to have fluidity by heating to a temperature close to 00 ° C. The process pressure at this time may be a normal pressure while supplying an inert gas atmosphere, or may be a vacuum atmosphere of, for example, about 5 Torr, and the process pressure is not limited.

【0028】また、成膜処理からアニールやリフローの
熱処理へ移行するにはプロセス温度を例えば200℃か
ら400℃へ或いは500℃へ上昇させなければならな
いが、ここでは加熱方式として加熱ランプ手段28を用
いているので、供給熱量を迅速に且つ大幅に変更するこ
とができる。例えば、200℃から500℃まで昇温す
るには、ウエハサイズが8インチの場合には2分程度を
要するのみであり、昇温時間のロスが非常に少ない。従
って、昇温に無駄な時間を費やすことなく成膜処理から
熱処理へ移行することが可能となり、スループットも高
く維持することができる。
Further, the process temperature must be raised from 200 ° C. to 400 ° C. or 500 ° C. in order to shift from the film forming process to the annealing or reflow heat treatment. Here, the heating lamp means 28 is used as the heating system. Since it is used, the amount of heat supplied can be changed rapidly and significantly. For example, in order to raise the temperature from 200 ° C. to 500 ° C., it takes only about 2 minutes when the wafer size is 8 inches, and the loss of the raising time is very small. Therefore, it is possible to shift from the film forming process to the heat treatment without wasting time for raising the temperature, and the throughput can be maintained high.

【0029】このようにして、ウエハに対する熱処理が
終了したならば、処理容器10内をロードロック室と略
同圧になるように圧力調整し、ゲートバルブ84を開に
して処理済みのウエハWを搬出すればよい。このよう
に、第1の発明においては、発熱量が多くて、高速昇温
が可能な加熱ランプ手段を用いて、低温で金属膜を成膜
した後、直ちにウエハを昇温して熱処理へ移行するよう
にしたので、無駄に時間をほとんど費やすことなく成膜
処理から熱処理へ移行でき、従って、スループットを低
下させることなく同一のチャンバ内で成膜処理と熱処理
を行なうことができる。また、成膜処理から熱処理へ移
行する際に、ウエハを大気中に晒すことがないので、自
然酸化膜や大気中のパーティクルの付着を未然に防止す
ることができる。
When the heat treatment of the wafer is completed in this way, the pressure inside the processing container 10 is adjusted to be substantially the same as the load lock chamber, and the gate valve 84 is opened to remove the processed wafer W. Just take it out. As described above, in the first aspect of the present invention, the heating lamp means, which has a large amount of heat generation and is capable of high-speed heating, is used to form a metal film at a low temperature, and then immediately raises the temperature of the wafer and shifts to heat treatment. By doing so, it is possible to shift from the film forming process to the heat treatment with almost no waste of time, and therefore it is possible to perform the film forming process and the heat treatment in the same chamber without lowering the throughput. Further, since the wafer is not exposed to the atmosphere when the film formation process is changed to the heat treatment, it is possible to prevent the natural oxide film and particles in the atmosphere from adhering to the surface.

【0030】上記実施例では、金属膜としてアルミニウ
ム膜を成膜する場合を例にとって説明したが、これに限
定されず、他の金属膜としてW(タングステン)膜、T
i(チタン)膜を成膜する場合にも適用でき、更には金
属膜に限定されず、WSix(タングステンシリサイ
ド)、TiN(無機及び有機)等の金属含有膜を形成す
る場合にも適用することができるのは勿論である。
In the above embodiment, the case where the aluminum film is formed as the metal film has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the W (tungsten) film and the T film are used as other metal films.
It can be applied to the case of forming an i (titanium) film, and is not limited to a metal film, and can be applied to the case of forming a metal-containing film such as WSix (tungsten silicide) and TiN (inorganic and organic). Of course, you can

【0031】High Temp(高温)のWSixの
成膜温度は、400℃〜600℃の範囲、好ましくは5
20℃で、Low Temp(低温)のWSixの成膜
温度は、250℃〜400℃の範囲、好ましくは350
℃であり、熱処理温度はともに800℃〜900℃の範
囲内である。更に、無機のTiNの成膜温度は、450
℃〜500℃の範囲内、有機のTiNの成膜温度は25
0℃〜350℃の範囲内であり、熱処理温度は、キャパ
シタ用は共に500℃程度まであり、コンタクト用では
700℃程度までである。このようなアルミニウム膜以
外の金属膜及び金属含有膜にも適用できる点は、後述す
る第2及び第3の発明においても同様である。
The film forming temperature of High Temp (high temperature) WSix is in the range of 400 ° C. to 600 ° C., preferably 5 ° C.
The deposition temperature of Low Temp (low temperature) WSix at 20 ° C. is in the range of 250 ° C. to 400 ° C., preferably 350.
C., and both heat treatment temperatures are in the range of 800.degree. C. to 900.degree. Further, the film formation temperature of inorganic TiN is 450
The film forming temperature of organic TiN is 25 ° C. to 500 ° C.
The temperature is in the range of 0 ° C. to 350 ° C., and the heat treatment temperature is up to about 500 ° C. for capacitors and up to about 700 ° C. for contacts. The same applies to the metal films other than the aluminum film and the metal-containing film in the second and third inventions described later.

【0032】次に、第2の発明について説明する。上述
した第1の発明については、1つの加熱源の発熱量を切
り換えて成膜処理と熱処理を行なうようにしたが、次に
説明する第2の発明においては、2つの加熱源を用いて
成膜処理と熱処理とを同一チャンバ内の異なる場所で行
なうようにしている。図2は第2の発明の成膜・熱処理
装置を示す全体構成図、図3はシャッタ板の動作を示す
動作説明図である。
Next, the second invention will be described. In the first invention described above, the heat generation amount of one heating source is switched to perform the film forming process and the heat treatment, but in the second invention described below, two heating sources are used. The film treatment and the heat treatment are performed at different places in the same chamber. 2 is an overall configuration diagram showing a film forming / heat treatment apparatus of the second invention, and FIG. 3 is an operation explanatory diagram showing the operation of the shutter plate.

【0033】この成膜・熱処理装置8は、大きく分けて
被処理体である、例えば半導体ウエハWに成膜処理や、
アニールやリフロー等の熱処理を施す処理部110とこ
の下方に位置されてウエハの搬出入を行なう搬出入部1
12とよりなり、上記処理部110は、ウエハに成膜エ
リア114AとウエハWに熱処理を施す熱処理エリア1
14Bとよりなる。この装置8は、例えば高純度の石英
よりなる下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器
116を有しており、この処理容器116の上側半分は
成膜エリア114Aとして形成され、下側半分は熱処理
エリア114Bとして形成される。そして、この容器1
16内にウエハWを載置するための載置台117が後述
するように上下方向に移動可能に設けられる。成膜エリ
ア114Aの下端側壁には、例えば石英製の処理ガス導
入パイプ118が貫通して設けられ、このパイプ118
は容器内壁に沿って上方へ導かれると共にその先端11
8Aは容器内の天井部に向けて開放されて処理ガス供給
部119を構成している。
The film formation / heat treatment apparatus 8 is roughly classified into a target object, for example, a film formation processing on a semiconductor wafer W,
A processing unit 110 that performs heat treatment such as annealing and reflow, and a loading / unloading unit 1 located below the processing unit 110 for loading and unloading wafers.
12, the processing unit 110 includes a heat treatment area 1 in which a film formation area 114A for the wafer and a heat treatment for the wafer W are performed.
14B. This apparatus 8 has a cylindrical processing container 116 having a ceiling and having a bottom opening, which is made of, for example, high-purity quartz, and the upper half of the processing container 116 is formed as a film forming area 114A. The side half is formed as a heat treatment area 114B. And this container 1
A mounting table 117 for mounting the wafer W in 16 is provided movably in the vertical direction as described later. A process gas introducing pipe 118 made of, for example, quartz is provided so as to penetrate through the lower end side wall of the film forming area 114A.
Is guided upward along the inner wall of the container and its tip 11
8A constitutes a processing gas supply unit 119 which is opened toward the ceiling in the container.

【0034】また、この処理ガス導入パイプ118に
は、ガス供給通路48が接続され、このガス供給通路4
8は、図1に示すと同様な処理ガス供給系を有してお
り、処理ガスとして例えばDMAHの気化ガスを供給し
得るようになっている。また、このパイプ導入部の反対
側の容器側壁には、図示しない真空ポンプに接続される
排気ポート120が設けられており、容器内を真空引き
できるようになっている。処理容器16の天井部の上方
には、第1の加熱手段として面状発熱体122が天井部
全面を覆うようにして設けらており、容器内の載置台1
17上のウエハWを例えば成膜温度に加熱し得るように
なっている。この面状発熱体122は、例えば2珪化モ
リブデン(MoSiO2 )、または、鉄とクロムとアル
ミニウムの合金線であるカンタル(商品名)等の抵抗発
熱体を例えば平面的に渦巻状に巻回することにより構成
される。この面状発熱体122及び成膜エリア114A
の処理容器116を覆って例えばアルミナセラミック等
よりなる断熱材124が設けられており、この内部を保
温するようになっている。
A gas supply passage 48 is connected to the processing gas introduction pipe 118, and the gas supply passage 4 is connected to the processing gas introduction pipe 118.
8 has a processing gas supply system similar to that shown in FIG. 1, and is capable of supplying, for example, a vaporized gas of DMAH as a processing gas. Further, an exhaust port 120 connected to a vacuum pump (not shown) is provided on the side wall of the container on the side opposite to the pipe introducing portion, so that the inside of the container can be evacuated. A planar heating element 122 is provided above the ceiling of the processing container 16 as a first heating means so as to cover the entire surface of the ceiling.
The wafer W on 17 can be heated to a film forming temperature, for example. The sheet heating element 122 is, for example, a resistance heating element such as molybdenum disilicide (MoSiO 2 ) or Kanthal (trade name), which is an alloy wire of iron, chromium, and aluminum, wound in a spiral shape in a plane. It is composed of The planar heating element 122 and the film forming area 114A
A heat insulating material 124 made of, for example, alumina ceramic is provided so as to cover the processing container 116, and the inside thereof is kept warm.

【0035】上記面状発熱体122の内側には、容器天
井部を覆うようにして均熱部材126が配置されてお
り、面状発熱体122からの熱をウエハWに対して均一
に与えるようになっている。この均熱部材126として
は、例えば炭化珪素(SiC)等の汚染度が比較的低く
て耐熱性が良好な材質が選択される。また、処理容器1
16の天井部の上面側には、載置台117上のウエハW
と平行となるように平板状の熱量調整用均熱体128が
設けられる。これは先の均熱部材126と同様な材質、
SiCにより構成されてウエハWと略同一直径になされ
ており、被処理体の中央部に対応する領域での輻射熱を
一次的に蓄積させて二次輻射させるように構成すること
により、周縁部と比較して、温度が高くなりがちなウエ
ハ中心部の温度を低下せしめ、全体としてウエハの面内
温度の均一化を図るようになっている。
A soaking member 126 is provided inside the planar heating element 122 so as to cover the ceiling of the container, so that heat from the planar heating element 122 is uniformly applied to the wafer W. It has become. As the heat equalizing member 126, a material such as silicon carbide (SiC) having a relatively low degree of contamination and good heat resistance is selected. Also, the processing container 1
On the upper surface side of the ceiling part 16 of the wafer W on the mounting table 117,
A plate-shaped heat quantity adjusting heat equalizer 128 is provided so as to be parallel to. This is the same material as the heat equalizing member 126,
It is made of SiC and has substantially the same diameter as that of the wafer W. The radiant heat in the region corresponding to the central part of the object to be processed is temporarily accumulated and secondary radiated, thereby forming a peripheral edge part. In comparison, the temperature in the central portion of the wafer, which tends to increase in temperature, is lowered, and the in-plane temperature of the wafer is made uniform as a whole.

【0036】また、熱処理エリア114Bに対応する処
理容器116の側壁には、第2の加熱手段として筒体状
発熱体130が設けられており、このエリアに位置され
るウエハWをアニールやリフロー等の熱処理温度に加熱
し得るようになっている。この筒体状発熱体130は、
例えば上記面状発熱体122と同様な材料、例えば2珪
化モリブデン等の抵抗発熱体よりなり、これを円筒状に
巻回することにより構成されている。この筒体状発熱体
130の外周全体は、例えばアルミナセラミックよりな
る断熱材132により覆われており、内部を保温するよ
うになっている。
A cylindrical heating element 130 is provided as a second heating means on the side wall of the processing container 116 corresponding to the heat treatment area 114B, and the wafer W located in this area is annealed or reflowed. It can be heated to the heat treatment temperature. This cylindrical heating element 130
For example, it is made of a material similar to that of the planar heating element 122, for example, a resistance heating element such as molybdenum disilicide, and is formed by winding the resistance heating element in a cylindrical shape. The entire outer periphery of the cylindrical heating element 130 is covered with a heat insulating material 132 made of alumina ceramic, for example, to keep the inside warm.

【0037】一方、上記処理容器116の下端には、例
えばステンレスよりなる円筒状の搬出入用容器134が
フランジ部136でもって連結されており、両容器の内
部は連通されている。この搬出入用容器134の下部の
側壁には、ウエハの搬出入時に開閉されるゲートバルブ
138が開閉可能に設けられており、このゲートバルブ
138は、ロードロック室82に連結されて、ウエハの
受け渡しを搬出入用容器134内の降下状態の載置台1
17との間で行ない得るようになっている。また、搬出
入用容器134の上部側壁には、この容器134の下部
を密閉するためのシャッタ手段140、140を設けて
いる。各シャッタ手段140、140は、容器中心に対
して反対側に設けられており、各シャッタ手段140
は、図3に示すように先端部に半円状の凹部142Aを
有する半円状のシャッタ板142と、これに接続される
シャッタロッド144と、このロッド144を出没させ
る例えばエアシリンダよりなるロッド駆動部146とよ
りなり、両シャッタ板142を反対方向から容器中心部
に出没させてこのシャッタ板142を境にして容器13
4内を上下に区画し、容器内の上方の輻射熱が下方に伝
わることをできるだけ防止し得るようになっている。
On the other hand, a cylindrical loading / unloading container 134 made of, for example, stainless steel is connected to the lower end of the processing container 116 with a flange 136, and the insides of both containers are in communication with each other. A gate valve 138 that is opened / closed when a wafer is loaded / unloaded is provided on the lower side wall of the loading / unloading container 134 so as to be opened / closed. Place the delivery table 1 in the loading / unloading container 134 in a lowered state.
It is possible to do between 17 and. Further, shutter means 140, 140 for sealing the lower part of the container 134 is provided on the upper side wall of the carry-in / out container 134. Each shutter means 140, 140 is provided on the opposite side to the center of the container, and each shutter means 140
As shown in FIG. 3, a semicircular shutter plate 142 having a semicircular recess 142A at its tip, a shutter rod 144 connected to the shutter plate 142, and a rod made of, for example, an air cylinder that allows the rod 144 to project and retract. The shutter portion 142 is composed of a driving portion 146, and both shutter plates 142 are projected and retracted from the opposite direction to the center of the container so that the shutter plate 142 serves as a boundary.
The interior of the container 4 is divided into upper and lower parts so that the upper radiant heat in the container can be prevented from being transferred downward.

【0038】また、2つのシャッタ板142の先端の凹
部142Aが組み合わさることで、挿通孔100を形成
し(図3(B)参照)、載置台117の支持ロッド14
8の上下動を許容している。また、各ロッド駆動部14
6の先端部側には、容器134内の気密性を保持しつつ
ロッドの出没を許容するベローズ152が設けられてい
る。そして、この搬出入容器134の側壁及び上端のフ
ランジ部136には、これを冷却するための冷却水を流
す水冷ジャケット152が設けられており、この容器が
過度に加熱されるのを防止している。
Further, the insertion hole 100 is formed by combining the concave portions 142A at the tips of the two shutter plates 142 (see FIG. 3B), and the support rod 14 of the mounting table 117 is formed.
Up and down movement of 8 is allowed. In addition, each rod drive unit 14
A bellows 152 that allows the rod to project and retract while maintaining the airtightness inside the container 134 is provided on the tip end side of 6. The side wall and the flange portion 136 at the upper end of the carry-in / out container 134 are provided with a water cooling jacket 152 for flowing cooling water for cooling the carry-in / out container 134 to prevent the container from being overheated. There is.

【0039】一方、載置台117を保持する支持ロッド
148は、搬出入用容器134の底部134Aを貫通し
て上下方向に沿って気密性を保持しつつ昇降可能に設け
られる、載置台117を成膜エリア114Aから搬出入
容器134の底部との間に沿って移動し得るようになっ
ている。この容器の底部134Aのロッド貫通部には、
例えば磁性流体を用いたシール構造154が採用されて
おり、上述のように気密性を保持しつつロッド148の
上下方向への移動を許容している。この支持ロッド14
8の下部は、昇降アーム156に保持され、このアーム
156は、例えばボールネジとナットとを組み合わせて
なる昇降移動機構158により連結されており、ロッド
148を上下動させている。また、この支持ロッド14
8の下部には、図示しない駆動モータに連結されたベル
ト160を巻き付けたプーリ162が設けられており、
処理時に載置台117を所定の回転数で回転し得るよう
になっている。尚、このベルト160に連結される駆動
モータ(図示せず)も昇降移動機構158の上下動に追
従して上下動するのは勿論である。
On the other hand, the support rod 148 for holding the mounting table 117 penetrates the bottom portion 134A of the carry-in / out container 134 and is vertically movable while maintaining airtightness. It can move along the gap between the membrane area 114A and the bottom of the loading / unloading container 134. In the rod penetration part of the bottom part 134A of this container,
For example, the seal structure 154 using a magnetic fluid is adopted, and as described above, the rod 148 is allowed to move in the vertical direction while maintaining the airtightness. This support rod 14
The lower part of 8 is held by an elevating arm 156, and this arm 156 is connected by an elevating and moving mechanism 158 that is a combination of, for example, a ball screw and a nut, and moves a rod 148 up and down. Also, this support rod 14
In the lower part of 8, there is provided a pulley 162 around which a belt 160 connected to a drive motor (not shown) is wound.
The mounting table 117 can be rotated at a predetermined rotation speed during processing. It goes without saying that a drive motor (not shown) connected to the belt 160 also moves up and down following the up and down movement of the up-and-down moving mechanism 158.

【0040】次に、以上のように構成された第2の発明
の動作について説明する。まず、ロードロック室82か
ら運ばれてきた未処理の半導体ウエハWは、開かれたゲ
ートバルブ138を介して搬出入用容器134内に導入
され、最下端部に位置された載置台117(一点鎖線で
示される)上にこれを受け渡し、保持させる。処理容器
116及び搬出入用容器134を含む容器内全体は予め
真空引きされており、しかも、処理容器116の天井部
の上方に設けた第1の加熱手段122は予め通電され
て、成膜エリア114A内を成膜温度、例えばアルミニ
ウム成膜を行なう場合には200℃程度に加熱されてい
る。
Next, the operation of the second invention constructed as above will be described. First, the unprocessed semiconductor wafer W carried from the load lock chamber 82 is introduced into the loading / unloading container 134 via the opened gate valve 138, and the mounting table 117 (one point Hand it over and hold it (indicated by the dashed line). The entire inside of the container including the processing container 116 and the loading / unloading container 134 is evacuated in advance, and the first heating means 122 provided above the ceiling of the processing container 116 is energized in advance to form a film formation area. The inside of 114A is heated to a film forming temperature, for example, about 200 ° C. when forming an aluminum film.

【0041】さて、搬出入用容器134内に搬入されて
載置台117上に受け渡された未処理のウエハWは、昇
降機構158を駆動させて支持ロッド148を上昇させ
ることにより、処理容器116の上部である成膜エリア
114A内に位置される。載置台117(実線で示す)
を成膜エリア114Aに位置させた状態で、ウエハWを
プロセス温度に維持してDMAHの気化ガスよりなる処
理ガスを処理ガス供給部119より処理容器116の内
部に供給しつつ、プロセス圧力、例えば2Torrを維
持し、金属アルミニウムの成膜処理を行なう。この時の
温度、圧力、処理ガス等のプロセス条件は、第1の発明
の場合と同様である。面状発熱体128からの輻射熱
は、均熱部材126及び加熱調整用均熱体128の作用
により均等にウエハを加熱し、この面内温度均一性を保
証することができる。
The unprocessed wafer W loaded into the loading / unloading container 134 and transferred onto the mounting table 117 is driven by the elevating mechanism 158 to raise the support rod 148, whereby the processing container 116 is moved. Is located in the film forming area 114A which is the upper part of the. Mounting table 117 (shown by a solid line)
While the wafer W is located in the film formation area 114A, the processing pressure of, for example, the process pressure, for example, while maintaining the wafer W at the process temperature and supplying the processing gas including the vaporized gas of DMAH from the processing gas supply unit 119 to the inside of the processing container A film forming process of metallic aluminum is performed while maintaining 2 Torr. The process conditions such as temperature, pressure and processing gas at this time are the same as in the case of the first invention. The radiant heat from the planar heating element 128 uniformly heats the wafer by the action of the uniform heating member 126 and the heating adjustment uniform heating element 128, and this in-plane temperature uniformity can be guaranteed.

【0042】また、この成膜処理中においては、搬出入
用容器134に設けた2つのシャッタ手段140を駆動
してシャッタ板142を前進させておくことにより、容
器134内を上下に区画しておき、上方の処理容器11
6側の輻射熱がなるべく下方の搬出入部112に入って
こないようにし、この部分の温度上昇を抑制する。この
ようにして、所定の時間だけ成膜処理を行なって、成膜
処理が完了したならば、処理ガスの供給を停止し、これ
と同時にHeガス等不活性ガスを処理容器116内へ導
入して残留するDMAHの処理ガスを真空引きしてパー
ジする。このパージ操作と同時に、或いは完了した後、
昇降機構158を駆動して支持ロッド148を僅かに下
方へ移動させ、載置台117を一点鎖線で示すように熱
処理エリア114Bへ移動させ、ウエハWに対してアニ
ールやリフロー等の熱処理を施す。この場合、第2の加
熱手段130は、予め熱処理温度、本実施例の場合は、
第1の発明の場合と同様に400℃〜800℃の範囲内
に加熱されており、従って、昇温に要する時間が不要と
なるので載置台117の移動と同時に熱処理へ移行する
ことができる。熱処理条件は、第1の発明の場合と同様
であり、従って、この熱処理温度も、Al膜のアニール
処理の場合には400℃近傍、リフロー処理の場合は5
00℃近傍となる。
During the film formation process, the shutter plate 142 is moved forward by driving the two shutter means 140 provided in the carry-in / carry-out container 134 to divide the container 134 into upper and lower parts. Everywhere, upper processing container 11
The radiant heat on the 6th side is prevented from entering the lower carry-in / out section 112 as much as possible, and the temperature rise of this section is suppressed. In this way, the film forming process is performed for a predetermined time, and when the film forming process is completed, the supply of the process gas is stopped, and at the same time, an inert gas such as He gas is introduced into the process container 116. The remaining processing gas of DMAH is vacuumed and purged. At the same time as this purging operation, or after completion,
The elevating mechanism 158 is driven to move the support rod 148 slightly downward, and the mounting table 117 is moved to the heat treatment area 114B as indicated by the alternate long and short dash line, so that the wafer W is subjected to heat treatment such as annealing or reflow. In this case, the second heating means 130 has a heat treatment temperature in advance, in the case of the present embodiment,
As in the case of the first aspect of the invention, the heating is performed within the range of 400 ° C. to 800 ° C., and therefore the time required for raising the temperature is not required, so that the heat treatment can be performed simultaneously with the movement of the mounting table 117. The heat treatment conditions are the same as in the case of the first invention. Therefore, the heat treatment temperature is about 400 ° C. in the case of annealing the Al film and 5 in the case of the reflow treatment.
It will be around 00 ° C.

【0043】そして、所定の時間の熱処理が終了したな
らば、シャッタ板142を退避させた状態で再度、昇降
機構158を駆動させて支持ロッド148を降下させ、
載置台117を搬出入用容器134の最下端部へ位置さ
せる。そして、ロードロック室82との間の圧力調整を
行なったゲートバルブ138を開いて処理済みのウエハ
Wを搬出すればよい。この第2の発明も、第1の発明と
同様な作用効果を示し、成膜エリア114Aで成膜処理
を行なった後、予め熱処理温度に維持されている熱処理
エリア114BへウエハWを移動させるようにしたの
で、同一のチャンバ内で無駄な時間を費やすことなく成
膜処理から熱処理へ移行することができ、スループット
も高く維持することができる。しかも、同一チャンバ内
で2つの処理を行なうことからウエハWの移送の間にこ
れを大気に晒すこともなく、自然酸化膜やパーティクル
の付着する恐れもない。尚、この第2の発明において
は、第1及び第2の加熱手段122、130として抵抗
発熱体を用いたが、これに代えて第1の発明と同様な加
熱ランプを配置するようにしてもよい。また、Al膜の
金属膜の他、Ti、W等の金属膜或いは金属含有膜の成
膜の場合にも本発明を適用し得るのは第1の発明の場合
と同様である。
When the heat treatment for a predetermined time is completed, the elevating mechanism 158 is driven again with the shutter plate 142 retracted to lower the support rod 148,
The mounting table 117 is located at the lowermost end of the loading / unloading container 134. Then, the gate valve 138 whose pressure is adjusted with respect to the load lock chamber 82 is opened and the processed wafer W may be unloaded. This second invention also exhibits the same effect as the first invention, and after performing the film formation processing in the film formation area 114A, moves the wafer W to the heat treatment area 114B which is previously maintained at the heat treatment temperature. Therefore, the film formation process can be switched to the heat treatment without wasting time in the same chamber, and the throughput can be kept high. Moreover, since the two processes are performed in the same chamber, the wafer W is not exposed to the atmosphere during the transfer, and there is no fear that a natural oxide film or particles will be attached. In the second invention, resistance heating elements are used as the first and second heating means 122 and 130, but instead of this, a heating lamp similar to that of the first invention may be arranged. Good. Further, the present invention can be applied to the case of forming a metal film of Ti, W, or the like or a metal-containing film in addition to the metal film of the Al film, as in the case of the first invention.

【0044】次に、第3の発明について説明する。前述
した第1及び第2の発明においては同一チャンバ内にて
成膜処理と熱処理とを連続的に行なうことによりウエハ
を大気に晒すことのないようにした装置であるが、第3
の発明は、成膜用のチャンバと熱処理用のチャンバを別
個に設け、これらを真空状態に維持された共通搬送室で
連絡することによりウエハを大気に晒すことなくチャン
バ間を搬送するようにしたものである。図4は第3の発
明の成膜・熱処理装置を示す概略平面図、図5は熱処理
を行なう熱処理炉を示す全体構成図である。図示するよ
うにこの成膜・熱処理装置8は、2つの成膜処理炉16
4、164と、1つの熱処理炉166と、これらと別個
のゲートバルブG1、G2、G3を介して共通に接続さ
れる共通搬送室168とにより主に構成されており、い
わゆるクラスタツール化されている。
Next, the third invention will be described. In the above-mentioned first and second inventions, the apparatus is such that the wafer is not exposed to the atmosphere by continuously performing the film forming process and the heat treatment in the same chamber.
In the invention of (1), a chamber for film formation and a chamber for heat treatment are separately provided, and these are connected by a common transfer chamber maintained in a vacuum state so that the wafer is transferred between the chambers without being exposed to the atmosphere. It is a thing. FIG. 4 is a schematic plan view showing a film forming / heat treatment apparatus of the third invention, and FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a heat treatment furnace for performing heat treatment. As shown in the figure, this film formation / heat treatment apparatus 8 includes two film formation processing furnaces
4, 164, one heat treatment furnace 166, and a common transfer chamber 168 commonly connected to the heat treatment furnaces 166 and gate valves G1, G2, and G3, which are separate from them, and are formed into a so-called cluster tool. There is.

【0045】また、共通搬送室168には、ゲートバル
ブG4を介して密閉状態になされたカセット室170が
接続されており、この中には複数枚のウエハWを収容す
るカセット172を載置するカセット台174が昇降可
能に設けられる。このカセット室170には、外部との
間でカセット172の搬入・搬出を行なうために開閉可
能になされたカセットドアG5が設けられ、必要に応じ
てカセット172の出し入れを行なう。また、このカセ
ット室170には、室内に不活性ガス、例えばN2 ガス
を供給するN2 ガス供給系176が接続されると共に図
示しない真空ポンプを介設した真空排気系178が接続
される。このカセット室170は、図示例では1つだけ
設けているが、未処理ウエハを収容するカセット室と、
処理済みウエハを収容するカセット室の2つを独立させ
て設けるようにしてもよい。また、上記共通搬送室16
8は内には、回転及び屈伸可能になされた多関節アーム
よりなる搬送手段180が設けられており、このアーム
180を回転及び屈伸させることにより、各炉内及びこ
れらとカセット室間とのウエハWの搬入・搬出を行ない
得るようになっている。この共通搬送室168にも、不
活性ガス、例えばN2 ガスを供給するN2 ガス供給系1
82及び真空ポンプを介設した真空排気系184がそれ
ぞれ接続されている。
The common transfer chamber 168 is connected to a cassette chamber 170 which is in a hermetically sealed state via a gate valve G4, and a cassette 172 for accommodating a plurality of wafers W is placed therein. A cassette table 174 is provided so that it can be raised and lowered. The cassette chamber 170 is provided with a cassette door G5 that can be opened and closed in order to carry in and carry out the cassette 172 with the outside, and the cassette 172 can be taken in and out as needed. Further, to the cassette chamber 170, an N 2 gas supply system 176 for supplying an inert gas such as N 2 gas is connected to the chamber, and a vacuum exhaust system 178 having a vacuum pump (not shown) is connected. Although only one cassette chamber 170 is provided in the illustrated example, a cassette chamber for accommodating unprocessed wafers and
Two of the cassette chambers for accommodating processed wafers may be provided independently. In addition, the common transfer chamber 16
8 is provided with a transfer means 180 composed of a multi-joint arm that can be rotated and bent. By rotating and bending the arm 180, wafers in each furnace and between them and a cassette chamber are provided. W can be loaded and unloaded. An N 2 gas supply system 1 for supplying an inert gas such as N 2 gas to the common transfer chamber 168 as well.
82 and a vacuum exhaust system 184 having a vacuum pump interposed therebetween.

【0046】上記各成膜処理炉164は、ウエハに対し
て金属膜或いは金属含有膜を形成するための装置であ
り、それぞれ図1に示す成膜・熱処理装置と同様に構成
されているので、ここではその説明を省略する。図5に
示すようにこの熱処理炉166はアニールやリフローな
どの熱処理を行なう処理炉であり、この熱処理炉は、図
1に示す成膜・熱処理装置と略同様に構成されるので、
これと同一部分については同一符号を付して説明を省略
するが、処理ガスを流す必要がないことから、これに関
連する部材を設けていない。すなわち、処理ガスを供給
する必要がないことから処理容器10の天井部にはシャ
ワーヘッド部38(図1参照)を設けておらず、その代
わりに熱処理時に必要に応じて不活性ガス、例えばHe
ガスを容器10内へ供給できるようにガスノズル186
を設けてあり、このノズル186は、途中にマスフロー
コントローラ188及び開閉弁190を介設したガス供
給通路192を介して、例えばHeガスを貯留する不活
性ガス源194に接続されている。また、ここでは成膜
用の処理ガスを使用しないことから、載置台12の裏面
側に処理ガスが侵入して載置台12の裏面や透過窓18
の内側面に熱効率を低下させる成膜が付着する恐れも生
じないことから、載置台12の裏面側にバックサイドガ
スを供給する噴射ノズル100、ガス整流板22(図1
参照)等も設ける必要がない。この熱処理炉において
も、プロセス温度までの高速昇温を可能とするために加
熱ランプ26を有する加熱ランプ手段28が採用されて
いる。
Each of the film forming treatment furnaces 164 is a device for forming a metal film or a metal-containing film on a wafer, and since it has the same structure as the film forming / heat treatment device shown in FIG. The description is omitted here. As shown in FIG. 5, this heat treatment furnace 166 is a treatment furnace for performing heat treatment such as annealing and reflow. Since this heat treatment furnace is configured substantially the same as the film forming / heat treatment apparatus shown in FIG.
The same parts as those described above are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. However, since it is not necessary to flow the processing gas, members related thereto are not provided. That is, since it is not necessary to supply the processing gas, the shower head portion 38 (see FIG. 1) is not provided in the ceiling portion of the processing container 10, and instead, an inert gas such as He gas is used as necessary during the heat treatment.
A gas nozzle 186 for supplying gas into the container 10
This nozzle 186 is connected to an inert gas source 194 for storing He gas, for example, via a gas supply passage 192 having a mass flow controller 188 and an opening / closing valve 190 in the middle thereof. Further, since the processing gas for film formation is not used here, the processing gas invades the back surface side of the mounting table 12 and the back surface of the mounting table 12 or the transmission window 18.
Since there is no possibility that a film that reduces the thermal efficiency will adhere to the inner surface of the table, the injection nozzle 100 that supplies the backside gas to the back surface side of the mounting table 12 and the gas straightening plate 22 (see FIG. 1).
It is not necessary to provide). Also in this heat treatment furnace, the heating lamp means 28 having the heating lamp 26 is adopted in order to enable rapid temperature rise to the process temperature.

【0047】次に以上のように構成された第3の発明の
動作について説明する。まず、カセット室170を共通
搬送室168と同圧になるまで真空引きし、同圧になっ
たならばゲートバルブG4を開いてカセット室170内
のカセット172に収容してある未処理のウエハWを多
関節アームの搬送手段180により取り出し、これをい
ずれか一方の成膜処理炉164内に搬入する。ウエハの
搬入が終了したならば、共通搬送室168との間に設け
たゲートバルブG1或いはG2を閉じ、成膜処理を開始
する。ここでの成膜処理は、第1の発明において説明し
たと全く同様な操作を行ない、例えば処理ガスとしてD
MAHの気化ガスを供給しつつプロセス温度200℃、
プロセス圧力2Torr程度を維持しつつ金属アルミニ
ウム膜の成膜を行なう。成膜処理炉での成膜処理が終了
したならば、成膜済みのウエハWを、予め真空状態にな
された共通搬送室168内の搬送手段180を用いて成
膜処理炉から取り出し、これを図5に示す熱処理炉16
6内へ導入し、載置台12上に保持する。
Next, the operation of the third invention configured as above will be described. First, the cassette chamber 170 is evacuated to the same pressure as the common transfer chamber 168, and when the pressure becomes the same, the gate valve G4 is opened and the unprocessed wafer W accommodated in the cassette 172 in the cassette chamber 170. Is taken out by the conveying means 180 of the multi-joint arm, and is carried into one of the film formation processing furnaces 164. When the loading of the wafer is completed, the gate valve G1 or G2 provided between the wafer and the common transfer chamber 168 is closed, and the film forming process is started. The film forming process here is performed by exactly the same operation as described in the first invention, and, for example, as a processing gas D
Supplying MAH vaporized gas, process temperature 200 ℃,
A metal aluminum film is formed while maintaining a process pressure of about 2 Torr. When the film forming process in the film forming process furnace is completed, the film-formed wafer W is taken out from the film forming process furnace by using the transfer means 180 in the common transfer chamber 168 which has been evacuated in advance. Heat treatment furnace 16 shown in FIG.
6 and is held on the mounting table 12.

【0048】熱処理炉166においては、処理容器10
内を例えば真空に或いは不活性ガスの常圧に維持した状
態で加熱ランプ手段28を駆動して加熱ランプ26に通
電することにより、ウエハWをランプ加熱し、この熱処
理を行なう。尚、ウエハ搬入前に予め熱処理温度に載置
台を加熱しておいてもよい。この熱処理条件も、図1に
示す第1の発明の場合と同様であり、プロセス温度に関
しては例えばアニールの場合には400℃程度であり、
リフローの場合には500℃程度である。このようにし
て熱処理が終了したならば、処理済みのウエハWを共通
搬送室168を介してカセット室170内に収容すれば
よい。尚、一方の成膜処理炉164へのウエハの搬入が
終了したならば、他方の成膜処理炉164へのウエハの
搬入を行ない、時間遅れで順次成膜処理を行なってスル
ープットを向上させる。また、各処理炉の数量は、上記
したものに限定されず、適宜増減するようにしてもよ
い。
In the heat treatment furnace 166, the processing container 10
The wafer W is lamp-heated by heating the wafer W by driving the heating lamp means 28 and energizing the heating lamp 26 in a state where the inside is maintained in a vacuum or the normal pressure of the inert gas, for example. The loading table may be preheated to the heat treatment temperature before the wafer is loaded. This heat treatment condition is similar to that of the first invention shown in FIG. 1, and the process temperature is, for example, about 400 ° C. in the case of annealing,
In the case of reflow, it is about 500 ° C. When the heat treatment is completed in this way, the processed wafer W may be stored in the cassette chamber 170 via the common transfer chamber 168. When the wafer is loaded into one film forming furnace 164, the wafer is carried into the other film forming furnace 164, and the film forming processes are sequentially performed with a time delay to improve the throughput. Further, the number of each processing furnace is not limited to the above, and may be increased or decreased as appropriate.

【0049】このように第3の発明においては、成膜処
理を行なう成膜処理炉と熱処理を行なう熱処理炉とを真
空状態に維持した共通搬送室で連絡して、この共通搬送
室を介してウエハを一方の炉から他方の炉へ搬送するよ
うにしたので、ウエハを大気中に晒すことなく搬送する
ことができ、第1の発明と同様にウエハに自然酸化膜や
パーティクルが付着することを防止することが可能とな
る。この実施例では、熱処理炉166としてランプ加熱
による枚葉式の熱処理炉を例にとって説明したが、ラン
プ加熱に限定されず、例えば第2の発明にて用いた抵抗
発熱体を用いてもよいし、また、枚葉式に限らず、複数
枚のウエハを同時に処理する、いわゆるバッチ式の熱処
理炉を採用してもよい。また、成膜処理炉として、ラン
プ加熱の成膜処理炉の他に、抵抗加熱式の成膜処理炉、
プラズマCVDによる成膜処理炉等を用いてもよいのは
勿論である。尚、上記各説明においては、被処理体とし
て半導体ウエハに成膜する場合を例にとって説明した
が、これに限定されず、例えばLCD基板やガラス基板
に成膜する場合にも適用できるのは勿論である。
As described above, according to the third aspect of the invention, the film forming treatment furnace for performing the film forming process and the heat treatment furnace for performing the heat treatment are connected to each other through the common transfer chamber maintained in a vacuum state, and the common transfer chamber is used for the connection. Since the wafer is transferred from one furnace to the other, the wafer can be transferred without being exposed to the atmosphere, and a natural oxide film or particles can be attached to the wafer as in the first invention. It becomes possible to prevent it. In this embodiment, the single-wafer-type heat treatment furnace by lamp heating is used as the heat treatment furnace 166, but the heat treatment furnace 166 is not limited to lamp heating, and the resistance heating element used in the second invention may be used. Further, not only the single-wafer type but also a so-called batch type heat treatment furnace that simultaneously processes a plurality of wafers may be adopted. Further, as the film forming processing furnace, in addition to the lamp heating film forming processing furnace, a resistance heating type film forming processing furnace,
Needless to say, a film formation processing furnace by plasma CVD may be used. In the above description, the case where a film is formed on a semiconductor wafer as an object to be processed has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and it is of course applicable to the case where a film is formed on an LCD substrate or a glass substrate. Is.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜・熱
処理装置によれば次のように優れた作用効果を発揮する
ことができる。第1の発明によれば、高速昇温が可能な
加熱ランプ手段の発熱量を切り替えて成膜処理と熱処理
とを行なうようにしたので、同一の処理容器内で成膜処
理と熱処理を時間的なロスをほとんど生ずることなく連
続的に行なうことができる。従って、成膜処理から熱処
理へ移行する時に被処理体を大気中に晒すことがなく、
これに自然酸化膜やパーティクルが付着することを防止
でき、しかも、スループットを向上させることができ
る。また、1つの処理装置にて2種類の処理を行なうこ
ととしているので、その分、装置台数を少なくでき、設
備費を削減することができる。第2の発明によれば、1
つの処理容器に第1の加熱手段と第2の加熱手段を設け
て、第1の加熱手段で成膜温度に加熱して成膜処理を行
ない、その後、第2の加熱手段で予め酸化処理温度に加
熱された領域に被処理体を直ちに移動させて熱処理を行
なうようにしたので、第1の発明と同様に同一の処理容
器内で成膜処理と熱処理を時間的なロスをほとんど生ず
ることなく連続的に行なうことができる。従って、成膜
処理から熱処理へ移行する時に被処理体を大気中に晒す
ことがなく、これに自然酸化膜やパーティクルが付着す
ることを防止でき、しかも、スループットを向上させる
ことができる。また、1つの処理装置にて2種類の処理
を行なうこととしているので、その分、装置台数を少な
くでき、設備費を削減することができる。第3の発明に
よれば、成膜処理炉と熱処理炉とを真空引き可能な共通
搬送室で連絡するようにしたので、第1の発明と同様
に、成膜処理から熱処理へ移行する時に被処理体を大気
中に晒すことがなく、これに自然酸化膜やパーティクル
が付着することを防止でき、しかもスループットを向上
させることもできる。
As described above, according to the film forming / heat treatment apparatus of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. According to the first aspect of the present invention, since the heat generation amount of the heating lamp means capable of high-speed heating is switched to perform the film forming process and the heat treatment, the film forming process and the heat treatment are performed in the same processing container in a timely manner. It can be performed continuously with almost no loss. Therefore, when transferring from the film forming process to the heat treatment, the object to be processed is not exposed to the atmosphere,
It is possible to prevent the natural oxide film and particles from adhering to this, and further improve the throughput. Further, since two kinds of processing are performed by one processing device, the number of devices can be reduced and the facility cost can be reduced accordingly. According to the second invention, 1
The first heating means and the second heating means are provided in one processing container, the first heating means heats the film to the film forming temperature to perform the film forming processing, and then the second heating means performs the oxidation processing temperature in advance. Since the object to be processed is immediately moved to the heated region, heat treatment is performed in the same processing container as in the first invention with almost no time loss. It can be performed continuously. Therefore, it is possible to prevent the natural oxide film and particles from adhering to the object to be processed without exposing the object to the atmosphere when shifting from the film forming process to the heat treatment, and to improve the throughput. Further, since two kinds of processing are performed by one processing device, the number of devices can be reduced and the facility cost can be reduced accordingly. According to the third invention, the film-forming treatment furnace and the heat-treatment furnace are connected to each other through the common transfer chamber capable of vacuuming. Therefore, like the first invention, when the film-forming treatment is changed to the heat treatment, It is possible to prevent the natural oxide film and particles from adhering to the processed body without exposing the processed body to the atmosphere, and it is also possible to improve the throughput.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の発明に係る成膜・熱処理装置を示す全体
構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a film forming / heat treatment apparatus according to a first invention.

【図2】第2の発明に係る成膜・熱処理装置を示す全体
構成図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a film forming / heat treatment apparatus according to a second invention.

【図3】シャッタ板の動作を示す動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view showing the operation of the shutter plate.

【図4】第3の発明に係る成膜・熱処理装置を示す概略
平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a film forming / heat treatment apparatus according to a third invention.

【図5】熱処理を行なう熱処理炉を示す全体構成図であ
る。
FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a heat treatment furnace for performing heat treatment.

【図6】リフロー処理を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a reflow process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 成膜・熱処理装置 10 処理容器 12 載置台 18 透過窓 26 加熱ランプ 28 加熱ランプ手段 38 シャワーヘッド部(処理ガス供給手段) 48 ガス供給通路 50 DMAH 52 原料液タンク 114A 成膜エリア 114B 熱処理エリア 117 載置台 119 処理ガス供給部 122 面状発熱体(第1の加熱手段) 130 筒体状発熱体(第2の加熱手段) 148 支持ロッド 158 昇降移動機構 164 成膜処理炉 166 熱処理炉 168 共通搬送室 170 カセット室 180 搬送手段 W 半導体ウエハ(被処理体) 8 Film Forming / Heat Treatment Device 10 Processing Container 12 Placement Table 18 Transmission Window 26 Heating Lamp 28 Heating Lamp Means 38 Shower Head Part (Processing Gas Supply Means) 48 Gas Supply Passage 50 DMAH 52 Raw Material Liquid Tank 114A Film Forming Area 114B Heat Treatment Area 117 Mounting table 119 Processing gas supply unit 122 Sheet heating element (first heating means) 130 Cylindrical heating element (second heating means) 148 Support rod 158 Lifting and moving mechanism 164 Film forming furnace 166 Heat treatment furnace 168 Common transfer Chamber 170 cassette chamber 180 transfer means W semiconductor wafer (object to be processed)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/324 H01L 21/26 L ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/324 H01L 21/26 L

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空引き可能になされた処理容器と、こ
の処理容器内に設けられて、被処理体を載置保持するた
めの載置台と、前記処理容器内に成膜用の処理ガスを供
給するための処理ガス供給手段と、前記被処理体に金属
膜或いは金属含有膜を形成するために前記被処理体を成
膜温度に加熱した後に前記膜に対して熱処理を施すため
に前記成膜温度よりも高い熱処理温度に前記被処理体を
加熱する加熱ランプ手段とを備えるように構成したこと
を特徴とする成膜・熱処理装置。
1. A processing container that can be evacuated, a mounting table that is provided in the processing container for mounting and holding an object to be processed, and a processing gas for film formation in the processing container. A processing gas supply unit for supplying the processing gas, and the above-described process for performing heat treatment on the film after heating the processing object to a film formation temperature in order to form a metal film or a metal-containing film on the processing object. A film forming / heat treatment apparatus comprising a heating lamp means for heating the object to be treated to a heat treatment temperature higher than the film temperature.
【請求項2】 前記熱処理は、アニール処理またはリフ
ロー処理を含むことを特徴とする請求項1記載の成膜・
熱処理装置。
2. The film forming process according to claim 1, wherein the heat treatment includes an annealing treatment or a reflow treatment.
Heat treatment equipment.
【請求項3】 前記膜は、金属アルミニウム膜であり、
前記成膜温度は160℃〜250℃の範囲内であり、前
記熱処理温度は400℃〜800℃の範囲内であること
を特徴とする請求項1または2記載の成膜・熱処理装
置。
3. The film is a metal aluminum film,
The film formation / heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the film formation temperature is in the range of 160 ° C to 250 ° C, and the heat treatment temperature is in the range of 400 ° C to 800 ° C.
【請求項4】 真空引き可能になされた筒体状の処理容
器と、この処理容器内に設けられ、被処理体を載置保持
する載置台と、この載置台を前記処理容器の高さ方向に
沿って昇降移動させる昇降移動機構と、前記処理容器内
に成膜用の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記
被処理体を成膜温度に加熱して金属膜或いは金属含有膜
を形成するための第1の加熱手段と、この第1の加熱手
段から離れた位置に設けられ、前記膜に対して熱処理を
施すために前記被処理体を前記成膜温度よりも高い熱処
理温度に加熱する第2の加熱手段とを備えたことを特徴
とする成膜・熱処理装置
4. A cylindrical processing container capable of being evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting and holding an object to be processed, and the mounting table in a height direction of the processing container. An elevating and lowering mechanism for elevating and lowering along with, a processing gas supply unit for supplying a processing gas for film formation into the processing container, and a metal film or a metal-containing film by heating the object to be processed to a film forming temperature. A first heating means for forming and a heat treatment temperature higher than the film forming temperature for subjecting the object to heat treatment to the film, which is provided at a position apart from the first heating means. A film forming / heat treatment apparatus comprising a second heating means for heating.
【請求項5】 前記熱処理は、アニール処理またはリフ
ロー処理を含むことを特徴とする請求項4記載の成膜・
熱処理装置。
5. The film forming process according to claim 4, wherein the heat treatment includes an annealing treatment or a reflow treatment.
Heat treatment equipment.
【請求項6】 前記膜は、金属アルミニウム膜であり、
前記成膜温度は160℃〜250℃の範囲内であり、前
記熱処理温度は400℃〜800℃の範囲内であること
を特徴とする請求項4または5記載の成膜・熱処理装置
6. The film is a metal aluminum film,
The film formation / heat treatment apparatus according to claim 4 or 5, wherein the film formation temperature is in the range of 160 ° C to 250 ° C, and the heat treatment temperature is in the range of 400 ° C to 800 ° C.
【請求項7】 被処理体に金属膜或いは金属含有膜を形
成する枚葉式の成膜処理炉と、この成膜処理炉にて成膜
の施された前記被処理体に対して熱処理を施すための熱
処理炉と、内部に被処理体を搬送するための搬送手段を
有して前記成膜処理炉と前記熱処理炉とに共通に接続さ
れた真空引き可能な共通搬送室とを備えることを特徴と
する成膜・熱処理装置。
7. A single-wafer type film forming treatment furnace for forming a metal film or a metal-containing film on an object to be processed, and a heat treatment for the object to be film-formed in the film forming processing furnace. A heat treatment furnace for performing the heat treatment; and a common transfer chamber having a transfer means for transferring the object to be processed and commonly connected to the film formation processing furnace and the heat treatment furnace. Film-forming / heat treatment equipment characterized by
【請求項8】 前記成膜処理炉は、前記被処理体に対し
て金属アルミニウムの成膜を施すことを特徴とする請求
項7記載の成膜・熱処理装置。
8. The film formation / heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the film formation processing furnace forms a film of metallic aluminum on the object to be processed.
【請求項9】前記熱処理は、アニール処理またはリフロ
ー処理を含む特徴とする請求項7または8記載の成膜・
熱処理装置。
9. The film forming process according to claim 7, wherein the heat treatment includes an annealing treatment or a reflow treatment.
Heat treatment equipment.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002222848A (en) * 2001-01-24 2002-08-09 Tokyo Electron Ltd Heat treatment apparatus
JP2003007694A (en) * 2001-06-19 2003-01-10 Tokyo Electron Ltd Single-wafer processing type heat treatment apparatus
JP2007266347A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Renesas Technology Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2010245449A (en) * 2009-04-09 2010-10-28 Tokyo Electron Ltd Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
KR101103119B1 (en) * 2008-01-18 2012-01-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Semiconductor processing system having vaporizer and method for using the same
WO2014163760A1 (en) * 2013-03-11 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Lamphead pcb with flexible standoffs
KR20160135778A (en) * 2014-03-19 2016-11-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Improved thermal processing chamber
JP2021064781A (en) * 2019-10-16 2021-04-22 ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッドWonik Ips Co.,Ltd. Substrate processing method

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002222848A (en) * 2001-01-24 2002-08-09 Tokyo Electron Ltd Heat treatment apparatus
JP2003007694A (en) * 2001-06-19 2003-01-10 Tokyo Electron Ltd Single-wafer processing type heat treatment apparatus
JP4720029B2 (en) * 2001-06-19 2011-07-13 東京エレクトロン株式会社 Single wafer heat treatment equipment
JP2007266347A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Renesas Technology Corp Method of manufacturing semiconductor device
KR101103119B1 (en) * 2008-01-18 2012-01-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Semiconductor processing system having vaporizer and method for using the same
JP2010245449A (en) * 2009-04-09 2010-10-28 Tokyo Electron Ltd Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
WO2014163760A1 (en) * 2013-03-11 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Lamphead pcb with flexible standoffs
US10405375B2 (en) 2013-03-11 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Lamphead PCB with flexible standoffs
KR20160135778A (en) * 2014-03-19 2016-11-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Improved thermal processing chamber
JP2017515299A (en) * 2014-03-19 2017-06-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Improved heat treatment chamber
JP2021064781A (en) * 2019-10-16 2021-04-22 ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッドWonik Ips Co.,Ltd. Substrate processing method
US11823907B2 (en) 2019-10-16 2023-11-21 Wonik Ips Co., Ltd. Processing method for substrate

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