JP2002343863A - ウェーハ処理装置及びこれを用いたウェーハ処理方法 - Google Patents
ウェーハ処理装置及びこれを用いたウェーハ処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多層配線構造の金属配線の形成に用いられる
一体型インサイチュクラスターツールタイプのウェーハ
処理装置及びこれを用いたウェーハ処理方法を提供す
る。 【解決手段】 ウェーハ処理装置は、真空排気され、複
数のゲート弁を有するトランスファチャンバ１０と、複
数のゲート弁のうち何れか１つを通じて各々トランスフ
ァチャンバと連通可能な複数の真空処理チャンバ２０，
３０，４０と、真空排気が可能であり、内部に酸素含有
ガスを供給するための第１ガス供給ラインが連結されて
いるロードロックチャンバ５０とを含む。ウェーハ処理
方法は、複数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真
空処理チャンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する。
ロードロックチャンバ内でウェーハ上の所定の膜を酸化
させる。
一体型インサイチュクラスターツールタイプのウェーハ
処理装置及びこれを用いたウェーハ処理方法を提供す
る。 【解決手段】 ウェーハ処理装置は、真空排気され、複
数のゲート弁を有するトランスファチャンバ１０と、複
数のゲート弁のうち何れか１つを通じて各々トランスフ
ァチャンバと連通可能な複数の真空処理チャンバ２０，
３０，４０と、真空排気が可能であり、内部に酸素含有
ガスを供給するための第１ガス供給ラインが連結されて
いるロードロックチャンバ５０とを含む。ウェーハ処理
方法は、複数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真
空処理チャンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する。
ロードロックチャンバ内でウェーハ上の所定の膜を酸化
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
製造に用いられるウェーハ処理装置及び方法に係り、特
に多層配線構造の金属配線の形成に利用可能なウェーハ
処理装置及び方法に関する。
製造に用いられるウェーハ処理装置及び方法に係り、特
に多層配線構造の金属配線の形成に利用可能なウェーハ
処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高密度化及び高集積化につ
れ、多層配線構造の金属配線を有する回路の構成が必須
的に要求される。金属配線は、電気的な信号を伝送する
役割をするので電気的な抵抗が低く、経済的でかつ信頼
性が高くなければならない。このような条件を満たせる
好適な金属配線物質として、Ａｌが広く使われている。
この場合、下層の素子と上層のＡｌ配線との接続部であ
るコンタクトホール、または下層のＡｌ配線と上層のＡ
ｌ配線との接続部であるビアホールの内部を金属物質で
完全に埋込む技術が、これらの間の電気的接続を可能に
するために、非常に重要な技術として強調されている。
れ、多層配線構造の金属配線を有する回路の構成が必須
的に要求される。金属配線は、電気的な信号を伝送する
役割をするので電気的な抵抗が低く、経済的でかつ信頼
性が高くなければならない。このような条件を満たせる
好適な金属配線物質として、Ａｌが広く使われている。
この場合、下層の素子と上層のＡｌ配線との接続部であ
るコンタクトホール、または下層のＡｌ配線と上層のＡ
ｌ配線との接続部であるビアホールの内部を金属物質で
完全に埋込む技術が、これらの間の電気的接続を可能に
するために、非常に重要な技術として強調されている。
【０００３】コンタクトホールまたはビアホールを埋込
むために、経済的でかつ導電性に優れた材料であるＡｌ
を使用することが望ましい。コンタクトホールまたはビ
アホールをＡｌで埋込むに当たって、より優秀な電気的
特性及びより完璧な充填特性を得るために、多様な工程
技術が開発されており、これによりコンタクトホールま
たはビアホールを埋込むための工程として、ＣＶＤ(che
mical vapor deposition)工程、ＰＶＤ(physical vapor
deposition)工程、熱処理工程、酸化工程、エッチング
工程など多様な工程を経る必要がある。このように多様
な工程よりなるコンタクトホールまたはビアホールの埋
込み工程を行なうためにクラスターツール(cluster too
l)タイプの多様なウェーハ処理装置が開発された。
むために、経済的でかつ導電性に優れた材料であるＡｌ
を使用することが望ましい。コンタクトホールまたはビ
アホールをＡｌで埋込むに当たって、より優秀な電気的
特性及びより完璧な充填特性を得るために、多様な工程
技術が開発されており、これによりコンタクトホールま
たはビアホールを埋込むための工程として、ＣＶＤ(che
mical vapor deposition)工程、ＰＶＤ(physical vapor
deposition)工程、熱処理工程、酸化工程、エッチング
工程など多様な工程を経る必要がある。このように多様
な工程よりなるコンタクトホールまたはビアホールの埋
込み工程を行なうためにクラスターツール(cluster too
l)タイプの多様なウェーハ処理装置が開発された。
【０００４】今まで開発された一体型クラスターツール
タイプのウェーハ処理装置は、ウェーハ上のコンタクト
ホールまたはビアホールの埋込み工程を行なうための全
工程に必要なあらゆる設備を備えていない。したがっ
て、従来の技術に係るウェーハ処理装置を使用する場合
には、前記コンタクトホールまたはビアホールを埋込む
ための全工程の実行において必然的にウェーハが大気に
露出される段階が伴われる。コンタクトホールまたはビ
アホールの埋込み工程中にウェーハが大気に露出されれ
ば、大気中の空気、水蒸気、パチクルなどと接触してウ
ェーハ上の露出面は汚染の可能性が高まる。その結果、
半導体素子の性能及び収率が不良となる。また、コンタ
クトホールまたはビアホールの形成工程中にウェーハが
ウェーハ処理装置に備えられていない工程設備または工
程雰囲気に移動する段階が要求されることによってウェ
ーハの移動距離が増加し、これにより煩わしい工程が伴
ってスループット(throughput)が減少する。
タイプのウェーハ処理装置は、ウェーハ上のコンタクト
ホールまたはビアホールの埋込み工程を行なうための全
工程に必要なあらゆる設備を備えていない。したがっ
て、従来の技術に係るウェーハ処理装置を使用する場合
には、前記コンタクトホールまたはビアホールを埋込む
ための全工程の実行において必然的にウェーハが大気に
露出される段階が伴われる。コンタクトホールまたはビ
アホールの埋込み工程中にウェーハが大気に露出されれ
ば、大気中の空気、水蒸気、パチクルなどと接触してウ
ェーハ上の露出面は汚染の可能性が高まる。その結果、
半導体素子の性能及び収率が不良となる。また、コンタ
クトホールまたはビアホールの形成工程中にウェーハが
ウェーハ処理装置に備えられていない工程設備または工
程雰囲気に移動する段階が要求されることによってウェ
ーハの移動距離が増加し、これにより煩わしい工程が伴
ってスループット(throughput)が減少する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ウェ
ーハ上に金属配線を形成するためにコンタクトホールま
たはビアホールの埋込み工程を行なう時、ウェーハが大
気中に露出されず、コンタクトホールまたはビアホール
の充填のための全工程を完全にインサイチュ(in-situ)
で行なえる一体型インサイチュクラスターツールタイプ
のウェーハ処理装置を提供することである。
ーハ上に金属配線を形成するためにコンタクトホールま
たはビアホールの埋込み工程を行なう時、ウェーハが大
気中に露出されず、コンタクトホールまたはビアホール
の充填のための全工程を完全にインサイチュ(in-situ)
で行なえる一体型インサイチュクラスターツールタイプ
のウェーハ処理装置を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、ウェーハ上に金属配
線を形成するためにコンタクトホールまたはビアホール
の埋込み工程を行なう時、ウェーハが大気中に露出され
ず、コンタクトホールまたはビアホールの充填のための
全工程を完全にインサイチュで行なえるウェーハ処理方
法を提供することである。
線を形成するためにコンタクトホールまたはビアホール
の埋込み工程を行なう時、ウェーハが大気中に露出され
ず、コンタクトホールまたはビアホールの充填のための
全工程を完全にインサイチュで行なえるウェーハ処理方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の第１態様に係るウェーハ処理装置は、真空
排気され、複数のゲート弁を有するトランスファチャン
バと、前記複数のゲート弁のうち１つを通じて各々前記
トランスファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャ
ンバと、真空排気が可能であり、内部に酸素含有ガスを
供給するための第１ガス供給ラインが連結しているロー
ドロックチャンバを含む。
に、本発明の第１態様に係るウェーハ処理装置は、真空
排気され、複数のゲート弁を有するトランスファチャン
バと、前記複数のゲート弁のうち１つを通じて各々前記
トランスファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャ
ンバと、真空排気が可能であり、内部に酸素含有ガスを
供給するための第１ガス供給ラインが連結しているロー
ドロックチャンバを含む。
【０００８】前記ロードロックチャンバには内部に不活
性ガスを供給するための第２ガス供給ラインをさらに連
結しうる。前記複数の真空処理チャンバはＣＶＤチャン
バ、ＰＶＤチャンバ及び熱処理チャンバを含むことがで
きる。
性ガスを供給するための第２ガス供給ラインをさらに連
結しうる。前記複数の真空処理チャンバはＣＶＤチャン
バ、ＰＶＤチャンバ及び熱処理チャンバを含むことがで
きる。
【０００９】前記熱処理チャンバは、昇降可能であり、
ウェーハを支持するための支持面を備えたペデスタルを
含む。前記ペデスタルの上部にはカバーが設けられてい
る。前記ペデスタル及びカバーは前記ペデスタルの昇降
によって前記支持面を含む所定の空間を開閉可能に構成
している。前記ペデスタル及びカバーには前記ウェーハ
を加熱させるための加熱装置が設けられている。
ウェーハを支持するための支持面を備えたペデスタルを
含む。前記ペデスタルの上部にはカバーが設けられてい
る。前記ペデスタル及びカバーは前記ペデスタルの昇降
によって前記支持面を含む所定の空間を開閉可能に構成
している。前記ペデスタル及びカバーには前記ウェーハ
を加熱させるための加熱装置が設けられている。
【００１０】前記複数の真空処理チャンバは、Ｔｉ膜、
ＴｉＮ膜またはこれらの複合膜を形成するためのＴｉ／
ＴｉＮ膜専用のチャンバと、エッチングチャンバをさら
に含むことができる。前記エッチングチャンバは、ＲＦ
(radio frequency)パワーソースを用いるプラズマエッ
チングチャンバまたはＥＣＲ(electron cyclotron reso
nance)エッチングチャンバで構成されうる。
ＴｉＮ膜またはこれらの複合膜を形成するためのＴｉ／
ＴｉＮ膜専用のチャンバと、エッチングチャンバをさら
に含むことができる。前記エッチングチャンバは、ＲＦ
(radio frequency)パワーソースを用いるプラズマエッ
チングチャンバまたはＥＣＲ(electron cyclotron reso
nance)エッチングチャンバで構成されうる。
【００１１】また、本発明の第１態様に係るウェーハ処
理装置は、前記複数のゲート弁のうち１つを通じて前記
トランスファチャンバと連通可能な酸素雰囲気チャンバ
をさらに含むことができる。前記酸素雰囲気チャンバに
は前記酸素雰囲気チャンバの内部に酸素含有ガスを供給
するための第３ガス供給ラインと、前記酸素雰囲気チャ
ンバの内部に不活性ガスを供給するための第４ガス供給
ラインが連結されている。
理装置は、前記複数のゲート弁のうち１つを通じて前記
トランスファチャンバと連通可能な酸素雰囲気チャンバ
をさらに含むことができる。前記酸素雰囲気チャンバに
は前記酸素雰囲気チャンバの内部に酸素含有ガスを供給
するための第３ガス供給ラインと、前記酸素雰囲気チャ
ンバの内部に不活性ガスを供給するための第４ガス供給
ラインが連結されている。
【００１２】また、本発明の第１態様に係るウェーハ処
理装置は、前記ロードロックチャンバから搬入されたウ
ェーハの予熱及び脱ガスを行なうために前記ロードロッ
クチャンバと前記トランスファチャンバとの間に設けら
れている脱ガスチャンバと、前記トランスファチャンバ
から搬入されたウェーハを冷却させるために前記ロード
ロックチャンバと前記トランスファチャンバとの間に設
けられている冷却チャンバとをさらに含むことができ
る。
理装置は、前記ロードロックチャンバから搬入されたウ
ェーハの予熱及び脱ガスを行なうために前記ロードロッ
クチャンバと前記トランスファチャンバとの間に設けら
れている脱ガスチャンバと、前記トランスファチャンバ
から搬入されたウェーハを冷却させるために前記ロード
ロックチャンバと前記トランスファチャンバとの間に設
けられている冷却チャンバとをさらに含むことができ
る。
【００１３】また、前記目的を達成するために、本発明
の第２態様に係るウェーハ処理装置は、真空排気され、
複数のゲート弁を有するトランスファチャンバと、前記
複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて各々前記トラ
ンスファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャンバ
と、前記複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて前記
トランスファチャンバと連通可能であり、内部に酸素含
有ガスを供給するための第１ガス供給ラインが連結して
いる酸素雰囲気チャンバと、真空排気が可能なロードロ
ックチャンバとを含む。
の第２態様に係るウェーハ処理装置は、真空排気され、
複数のゲート弁を有するトランスファチャンバと、前記
複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて各々前記トラ
ンスファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャンバ
と、前記複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて前記
トランスファチャンバと連通可能であり、内部に酸素含
有ガスを供給するための第１ガス供給ラインが連結して
いる酸素雰囲気チャンバと、真空排気が可能なロードロ
ックチャンバとを含む。
【００１４】前記酸素雰囲気チャンバには、内部に不活
性ガスを供給するための第２ガス供給ラインがさらに連
結されうる。
性ガスを供給するための第２ガス供給ラインがさらに連
結されうる。
【００１５】前記他の目的を達成するために、本発明の
第１態様に係るウェーハ処理方法では、本発明によって
提供されるウェーハ処理装置を用いてウェーハを処理す
る。このために、まず前記複数の真空処理チャンバのう
ち何れか１つの真空処理チャンバ内でウェーハ上に所定
の膜を形成する。前記ロードロックチャンバ内で前記ウ
ェーハ上の所定の膜を酸化させる。
第１態様に係るウェーハ処理方法では、本発明によって
提供されるウェーハ処理装置を用いてウェーハを処理す
る。このために、まず前記複数の真空処理チャンバのう
ち何れか１つの真空処理チャンバ内でウェーハ上に所定
の膜を形成する。前記ロードロックチャンバ内で前記ウ
ェーハ上の所定の膜を酸化させる。
【００１６】前記酸化段階はＯ2、Ｏ3またはＮ2Ｏより
なるガス雰囲気、または酸素含有ガスと不活性ガスとの
混合ガス雰囲気下で行なわれる。前記酸化段階は常温〜
２００℃以下の温度で行なわれる。
なるガス雰囲気、または酸素含有ガスと不活性ガスとの
混合ガス雰囲気下で行なわれる。前記酸化段階は常温〜
２００℃以下の温度で行なわれる。
【００１７】また、本発明の一態様に係るウェーハの処
理方法において、前記所定の膜を形成する段階の前に、
前記ウェーハ上の任意の位置でコンタクトホール領域を
限定するように第１膜を形成する段階をさらに含むこと
ができる。この際、前記所定の膜は前記コンタクトホー
ル領域を覆わないように前記第１膜上に形成される。
理方法において、前記所定の膜を形成する段階の前に、
前記ウェーハ上の任意の位置でコンタクトホール領域を
限定するように第１膜を形成する段階をさらに含むこと
ができる。この際、前記所定の膜は前記コンタクトホー
ル領域を覆わないように前記第１膜上に形成される。
【００１８】また、前記他の目的を達成するために、本
発明の第２態様に係るウェーハの処理方法では、前記複
数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真空処理チャ
ンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する。前記酸素雰
囲気チャンバ内で前記ウェーハ上の所定の膜を酸化させ
る。
発明の第２態様に係るウェーハの処理方法では、前記複
数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真空処理チャ
ンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する。前記酸素雰
囲気チャンバ内で前記ウェーハ上の所定の膜を酸化させ
る。
【００１９】本発明によれば、金属配線形成工程中に酸
化工程のために一体型インサイチュクラスターツールタ
イプのウェーハ処理装置内でウェーハを取り出して大気
中に露出させたり、他の酸化装置に移動させるための段
階を省けるために、ウェーハの汚染可能性を減らし、か
つスループットを向上させうる。
化工程のために一体型インサイチュクラスターツールタ
イプのウェーハ処理装置内でウェーハを取り出して大気
中に露出させたり、他の酸化装置に移動させるための段
階を省けるために、ウェーハの汚染可能性を減らし、か
つスループットを向上させうる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
一体型インサイチュクラスターツールタイプのウェーハ
処理装置の要部構成を概略的に示す図面である。
一体型インサイチュクラスターツールタイプのウェーハ
処理装置の要部構成を概略的に示す図面である。
【００２１】図１を参照すれば、本発明に係るウェーハ
処理装置は真空排気され、複数のゲート弁２２、３２、
４２、５２、６２を有するトランスファチャンバ１０を
備えている。前記トランスファチャンバ１０内には、ウ
ェーハを支持するためのブレード１２を備えたウェーハ
ハンドリングロボット１４が設けられている。前記トラ
ンスファチャンバ１０の周囲には、前記複数のゲート弁
２２、３２、４２、５２、６２のうち１つのゲート弁を
通じて各々前記トランスファチャンバ１０と連通可能な
複数の真空処理チャンバ２０、３０、４０が設けられて
いる。図１には前記複数の真空処理チャンバとしてＣＶ
Ｄ工程を行なうためのＣＶＤチャンバ２０と、ＰＶＤ工
程を行なうためのＰＶＤチャンバ３０と、熱処理チャン
バ４０を備える例を示した。
処理装置は真空排気され、複数のゲート弁２２、３２、
４２、５２、６２を有するトランスファチャンバ１０を
備えている。前記トランスファチャンバ１０内には、ウ
ェーハを支持するためのブレード１２を備えたウェーハ
ハンドリングロボット１４が設けられている。前記トラ
ンスファチャンバ１０の周囲には、前記複数のゲート弁
２２、３２、４２、５２、６２のうち１つのゲート弁を
通じて各々前記トランスファチャンバ１０と連通可能な
複数の真空処理チャンバ２０、３０、４０が設けられて
いる。図１には前記複数の真空処理チャンバとしてＣＶ
Ｄ工程を行なうためのＣＶＤチャンバ２０と、ＰＶＤ工
程を行なうためのＰＶＤチャンバ３０と、熱処理チャン
バ４０を備える例を示した。
【００２２】前記ＣＶＤチャンバ２０は、Ａｌ膜または
Ａｌ合金膜を形成するのに利用されうる。例えば、前記
ＣＶＤチャンバ２０では、Ａｌ膜の形成のための選択的
ＭＯＣＶＤ(selective metal organic ＣＶＤ）工程を
行なえる。前記ＣＶＤチャンバ２０内でＡｌ膜の蒸着工
程を行なうために、前記ＣＶＤチャンバ２０内にＡｌを
含有するＡｌソース及び他の必要な工程ガスを供給する
ための原料供給部（図示せず）を含んでいる。
Ａｌ合金膜を形成するのに利用されうる。例えば、前記
ＣＶＤチャンバ２０では、Ａｌ膜の形成のための選択的
ＭＯＣＶＤ(selective metal organic ＣＶＤ）工程を
行なえる。前記ＣＶＤチャンバ２０内でＡｌ膜の蒸着工
程を行なうために、前記ＣＶＤチャンバ２０内にＡｌを
含有するＡｌソース及び他の必要な工程ガスを供給する
ための原料供給部（図示せず）を含んでいる。
【００２３】前記Ａｌソースとして、例えばＤＭＡＨ(d
imethylaluminum hydride)、ＴＭＡＡ(trimethylamine
alane)、ＤＭＥＡＡ(dimethylethylamine alane)または
ＭＰＡ(methylpyrrolidine alane)のような有機金属化
合物よりなる前駆体が使われる。前記前駆体を前記ＣＶ
Ｄチャンバ２０に供給するために、バブラータイプ、気
相流量コントローラータイプ、または液状運送システム
タイプのような原料伝達装置を使用しうる。希釈用ガス
として、Ａｒのような不揮発性ガスを使用する。また、
前記前駆体の分解を促進するためにＨ2ガスのような反
応性ガスを添加しても良い。
imethylaluminum hydride)、ＴＭＡＡ(trimethylamine
alane)、ＤＭＥＡＡ(dimethylethylamine alane)または
ＭＰＡ(methylpyrrolidine alane)のような有機金属化
合物よりなる前駆体が使われる。前記前駆体を前記ＣＶ
Ｄチャンバ２０に供給するために、バブラータイプ、気
相流量コントローラータイプ、または液状運送システム
タイプのような原料伝達装置を使用しうる。希釈用ガス
として、Ａｒのような不揮発性ガスを使用する。また、
前記前駆体の分解を促進するためにＨ2ガスのような反
応性ガスを添加しても良い。
【００２４】前記ＰＶＤチャンバ３０は直流スパッタリ
ング、直流マグネトロンスパッタリング、交流スパッタ
リングまたは交流マグネトロンスパッタリング工程を行
なえるスパッタリングチャンバで構成されうる。スパッ
タリング工程を行なうための前記ＰＶＤチャンバ３０に
は、必要に応じてコリメータを装着しても、あるいは装
着しなくても良い。前記ＰＶＤチャンバ３０は、配線用
Ａｌ膜またはＡｌ合金膜の形成のための専用チャンバと
して使用されうる。
ング、直流マグネトロンスパッタリング、交流スパッタ
リングまたは交流マグネトロンスパッタリング工程を行
なえるスパッタリングチャンバで構成されうる。スパッ
タリング工程を行なうための前記ＰＶＤチャンバ３０に
は、必要に応じてコリメータを装着しても、あるいは装
着しなくても良い。前記ＰＶＤチャンバ３０は、配線用
Ａｌ膜またはＡｌ合金膜の形成のための専用チャンバと
して使用されうる。
【００２５】通常、Ａｌ配線形成のためにＡｌ膜または
Ａｌ合金膜の蒸着が完了した後、高温熱処理によりコン
タクトホールを埋込み、配線を平坦化するためにＡｒ雰
囲気のような不活性雰囲気で、前記蒸着されたＡｌ膜ま
たはＡｌ合金膜を３５０℃以上の温度で数分間熱処理し
てリフローさせる工程が用いられている。このようなリ
フロー工程を行なうために、前記熱処理チャンバ４０を
用いる。配線用Ａｌ膜またはＡｌ合金膜のリフローのた
めの熱処理工程は、前記Ａｌ膜またはＡｌ合金膜の表面
酸化を最大限抑制した状態で進めなければならない。し
たがって、前記熱処理チャンバ４０の圧力が低いほど良
い。望ましくは、前記熱処理チャンバ４０は１０-6Ｔｏ
ｒｒ以下の高真空状態を保てるように構成される。
Ａｌ合金膜の蒸着が完了した後、高温熱処理によりコン
タクトホールを埋込み、配線を平坦化するためにＡｒ雰
囲気のような不活性雰囲気で、前記蒸着されたＡｌ膜ま
たはＡｌ合金膜を３５０℃以上の温度で数分間熱処理し
てリフローさせる工程が用いられている。このようなリ
フロー工程を行なうために、前記熱処理チャンバ４０を
用いる。配線用Ａｌ膜またはＡｌ合金膜のリフローのた
めの熱処理工程は、前記Ａｌ膜またはＡｌ合金膜の表面
酸化を最大限抑制した状態で進めなければならない。し
たがって、前記熱処理チャンバ４０の圧力が低いほど良
い。望ましくは、前記熱処理チャンバ４０は１０-6Ｔｏ
ｒｒ以下の高真空状態を保てるように構成される。
【００２６】図２Ａ及び図２Ｂは、前記熱処理チャンバ
４０の構成をさらに詳細に説明するために、その内部構
成を概略的に示す図面である。図２Ａ及び図２Ｂを参照
すれば、前記熱処理チャンバ４０は、ウェーハＷを支持
するための支持面４４ａを備えたペデスタル４４を備え
ている。前記ペデスタル４４は、昇降機構１４０によっ
て昇降可能である。図２Ａは、前記ペデスタル４４の下
降位置を、図２Ｂは前記ペデスタル４４の上昇位置を、
各々示す。
４０の構成をさらに詳細に説明するために、その内部構
成を概略的に示す図面である。図２Ａ及び図２Ｂを参照
すれば、前記熱処理チャンバ４０は、ウェーハＷを支持
するための支持面４４ａを備えたペデスタル４４を備え
ている。前記ペデスタル４４は、昇降機構１４０によっ
て昇降可能である。図２Ａは、前記ペデスタル４４の下
降位置を、図２Ｂは前記ペデスタル４４の上昇位置を、
各々示す。
【００２７】また、前記熱処理チャンバ４０は、前記ペ
デスタル４４の昇降によって前記支持面４４ａを含む所
定の空間を開閉可能に前記ペデスタル４４の上部に設け
られたカバー４６を含む。前記ペデスタル４４及び前記
カバー４６の内部には各々第１加熱装置１４２及び第２
加熱装置１４４が設けられている。前記第１加熱装置１
４２及び第２加熱装置１４４は、例えば、抵抗コイルよ
りなりうる。前記熱処理チャンバ４０は、排気ポンプ４
８を備える排気系４９によって真空排気が可能である。
デスタル４４の昇降によって前記支持面４４ａを含む所
定の空間を開閉可能に前記ペデスタル４４の上部に設け
られたカバー４６を含む。前記ペデスタル４４及び前記
カバー４６の内部には各々第１加熱装置１４２及び第２
加熱装置１４４が設けられている。前記第１加熱装置１
４２及び第２加熱装置１４４は、例えば、抵抗コイルよ
りなりうる。前記熱処理チャンバ４０は、排気ポンプ４
８を備える排気系４９によって真空排気が可能である。
【００２８】前記熱処理チャンバ４０内へのウェーハＷ
の搬入／搬出時、前記ペデスタル４４はその下降位置に
あり、前記ウェーハＷを熱処理する間には前記ペデスタ
ル４４はその上昇位置にある。したがって、前記ウェー
ハＷの熱処理中には前記ウェーハＷを支持する支持面４
４ａを含む所定の空間が前記ペデスタル４４と前記カバ
ー４６によって閉鎖されて前記ウェーハＷの周囲の温度
を均一に保てる。
の搬入／搬出時、前記ペデスタル４４はその下降位置に
あり、前記ウェーハＷを熱処理する間には前記ペデスタ
ル４４はその上昇位置にある。したがって、前記ウェー
ハＷの熱処理中には前記ウェーハＷを支持する支持面４
４ａを含む所定の空間が前記ペデスタル４４と前記カバ
ー４６によって閉鎖されて前記ウェーハＷの周囲の温度
を均一に保てる。
【００２９】また、本発明に係るウェーハ処理装置は、
ロードロックチャンバ５０を含んでいる。本発明の一実
施形態において、前記ロードロックチャンバ５０はウェ
ーハ処理装置の内部及び外部の間でウェーハを移動させ
るための空間として使われるだけでなく、ウェーハを酸
化処理する用途にも使われる。
ロードロックチャンバ５０を含んでいる。本発明の一実
施形態において、前記ロードロックチャンバ５０はウェ
ーハ処理装置の内部及び外部の間でウェーハを移動させ
るための空間として使われるだけでなく、ウェーハを酸
化処理する用途にも使われる。
【００３０】図３は、前記ロードロックチャンバ５０の
構成をさらに具体的に説明するために示す図面である。
図３に示されたように、前記ロードロックチャンバ５０
は、排気ポンプ５３を備える排気系５４によって真空排
気が可能である。また、前記ロードロックチャンバ５０
には、その内部に酸素含有ガス１５６を供給するための
第１ガス供給ライン５６と、不活性ガス１５８を供給す
るための第２ガス供給ライン５８とが連結されている。
構成をさらに具体的に説明するために示す図面である。
図３に示されたように、前記ロードロックチャンバ５０
は、排気ポンプ５３を備える排気系５４によって真空排
気が可能である。また、前記ロードロックチャンバ５０
には、その内部に酸素含有ガス１５６を供給するための
第１ガス供給ライン５６と、不活性ガス１５８を供給す
るための第２ガス供給ライン５８とが連結されている。
【００３１】前記第１ガス供給ライン５６を通じて供給
される酸素含有ガス１５６として、例えばＯ2、Ｏ3また
はＮ2Ｏを使用しうる。前記第１ガス供給ライン５６及
び第２ガス供給ライン５８を通じて供給されるガス流量
は、各々流量調節器１５１、１５３及び開閉弁１５２、
１５４によって調節しうる。前記ロードロックチャンバ
５０ではウェーハがウェーハキャリア１５０に収容され
た状態に搬入／搬出されうる。
される酸素含有ガス１５６として、例えばＯ2、Ｏ3また
はＮ2Ｏを使用しうる。前記第１ガス供給ライン５６及
び第２ガス供給ライン５８を通じて供給されるガス流量
は、各々流量調節器１５１、１５３及び開閉弁１５２、
１５４によって調節しうる。前記ロードロックチャンバ
５０ではウェーハがウェーハキャリア１５０に収容され
た状態に搬入／搬出されうる。
【００３２】また、前記ロードロックチャンバ５０を用
いてウェーハの酸化処理を行なう時には、前記排気系５
４によって真空状態に保たれる前記ロードロックチャン
バ５０内で前記第１ガス供給ライン５６から供給される
酸素含有ガスを使用して酸化処理を行なう。この際、酸
化処理されるウェーハが前記ウェーハキャリア１５０に
収容された状態でバッチ式で行なえる。前記ウェーハの
酸化程度は前記第１ガス供給ライン５６から供給される
酸素含有ガスの供給量、すなわち酸素の分圧と、供給時
間とで調節されうる。
いてウェーハの酸化処理を行なう時には、前記排気系５
４によって真空状態に保たれる前記ロードロックチャン
バ５０内で前記第１ガス供給ライン５６から供給される
酸素含有ガスを使用して酸化処理を行なう。この際、酸
化処理されるウェーハが前記ウェーハキャリア１５０に
収容された状態でバッチ式で行なえる。前記ウェーハの
酸化程度は前記第１ガス供給ライン５６から供給される
酸素含有ガスの供給量、すなわち酸素の分圧と、供給時
間とで調節されうる。
【００３３】前記トランスファチャンバ１０と前記ロー
ドロックチャンバ５０との間には、前記ロードロックチ
ャンバ５０から搬入されるウェーハを前記トランスファ
チャンバ１０に移動させる前に前記ウェーハの予熱及び
脱ガスを行なうための脱ガスチャンバ７０が設けられて
いる。また、例えば、前記熱処理チャンバ４０で熱処理
工程を経たウェーハが前記トランスファチャンバ１０か
ら前記ロードロックチャンバ５０に移動する前に高温状
態の前記ウェーハを冷却させるために、前記トランスフ
ァチャンバ１０と前記ロードロックチャンバ５０との間
には冷却チャンバ８０が設けられている。
ドロックチャンバ５０との間には、前記ロードロックチ
ャンバ５０から搬入されるウェーハを前記トランスファ
チャンバ１０に移動させる前に前記ウェーハの予熱及び
脱ガスを行なうための脱ガスチャンバ７０が設けられて
いる。また、例えば、前記熱処理チャンバ４０で熱処理
工程を経たウェーハが前記トランスファチャンバ１０か
ら前記ロードロックチャンバ５０に移動する前に高温状
態の前記ウェーハを冷却させるために、前記トランスフ
ァチャンバ１０と前記ロードロックチャンバ５０との間
には冷却チャンバ８０が設けられている。
【００３４】前記脱ガスチャンバ７０及び冷却チャンバ
８０と前記ロードロックチャンバ５０との間には、これ
ら間でバッファチャンバの役割をするローダーチャンバ
９０が設けられている。前記のような構成を有するウェ
ーハ処理装置の全ての制御は制御部９２によって行われ
る。
８０と前記ロードロックチャンバ５０との間には、これ
ら間でバッファチャンバの役割をするローダーチャンバ
９０が設けられている。前記のような構成を有するウェ
ーハ処理装置の全ての制御は制御部９２によって行われ
る。
【００３５】図１のように、前記ＣＶＤチャンバ２０、
ＰＶＤチャンバ３０及び熱処理チャンバ４０で構成され
る３つの真空処理チャンバを含むウェーハ処理装置は、
コンタクトホールまたはビアホールの埋込み工程を含む
多様な配線形成工程において有用に使用されうる。ま
た、ＣＶＤ方法を用いてウェーハ上にＡｌ膜を全面的に
形成するブランケットＡｌ蒸着工程にも有用に使用され
うることはもちろんである。
ＰＶＤチャンバ３０及び熱処理チャンバ４０で構成され
る３つの真空処理チャンバを含むウェーハ処理装置は、
コンタクトホールまたはビアホールの埋込み工程を含む
多様な配線形成工程において有用に使用されうる。ま
た、ＣＶＤ方法を用いてウェーハ上にＡｌ膜を全面的に
形成するブランケットＡｌ蒸着工程にも有用に使用され
うることはもちろんである。
【００３６】図４は、本発明の他の実施形態に係る一体
型クラスターツールタイプのウェーハ処理装置の要部構
成を概略的に示す図面である。図４において、図１の構
成要素と同一な構成を有する部分は、図１での構成要素
と同じ部材符号を付し、その詳細な説明は略す。
型クラスターツールタイプのウェーハ処理装置の要部構
成を概略的に示す図面である。図４において、図１の構
成要素と同一な構成を有する部分は、図１での構成要素
と同じ部材符号を付し、その詳細な説明は略す。
【００３７】図４のウェーハ処理装置は、真空処理チャ
ンバとして、図１を参照して説明したようなＣＶＤチャ
ンバ２０、ＰＶＤチャンバ３０及び熱処理チャンバ４０
の他に、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜またはこれらの複合膜を形成
するためのＴｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０と、エッ
チングチャンバ２６０をさらに含む。前記Ｔｉ／ＴｉＮ
膜専用チャンバ２５０及びエッチングチャンバ２６０は
各々ゲート弁２５２、２６２を通じてトランスファチャ
ンバ１０と連通可能である。
ンバとして、図１を参照して説明したようなＣＶＤチャ
ンバ２０、ＰＶＤチャンバ３０及び熱処理チャンバ４０
の他に、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜またはこれらの複合膜を形成
するためのＴｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０と、エッ
チングチャンバ２６０をさらに含む。前記Ｔｉ／ＴｉＮ
膜専用チャンバ２５０及びエッチングチャンバ２６０は
各々ゲート弁２５２、２６２を通じてトランスファチャ
ンバ１０と連通可能である。
【００３８】前記Ｔｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０は
ＣＶＤチャンバまたはＰＶＤチャンバよりなりうる。ま
た、前記エッチングチャンバ２６０は、ＲＦパワーソー
スを用いるプラズマエッチングチャンバ、またはＥＣＲ
エッチングチャンバで構成されうる。前記エッチングチ
ャンバ２６０は、例えばコンタクトホールまたはビアホ
ール内に形成された表面酸化膜を除去するのに用いられ
る。
ＣＶＤチャンバまたはＰＶＤチャンバよりなりうる。ま
た、前記エッチングチャンバ２６０は、ＲＦパワーソー
スを用いるプラズマエッチングチャンバ、またはＥＣＲ
エッチングチャンバで構成されうる。前記エッチングチ
ャンバ２６０は、例えばコンタクトホールまたはビアホ
ール内に形成された表面酸化膜を除去するのに用いられ
る。
【００３９】図５は、本発明のさらに他の実施形態に係
る一体型クラスターツールタイプのウェーハ処理装置の
要部構成を概略的に示す図面である。図５において、図
１及び図４での構成要素と同一な部分には、同一な部材
符号を付し、その詳細な説明は略す。
る一体型クラスターツールタイプのウェーハ処理装置の
要部構成を概略的に示す図面である。図５において、図
１及び図４での構成要素と同一な部分には、同一な部材
符号を付し、その詳細な説明は略す。
【００４０】図５のウェーハ処理装置は、ＣＶＤチャン
バ２０、ＰＶＤチャンバ３０、熱処理チャンバ４０、Ｔ
ｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０及びエッチングチャン
バ２６０で構成される真空処理チャンバの他に、酸素雰
囲気チャンバ３７０をさらに含む。前記酸素雰囲気チャ
ンバ３７０はゲート弁３７２を通じてトランスファチャ
ンバ１０と連通できる。
バ２０、ＰＶＤチャンバ３０、熱処理チャンバ４０、Ｔ
ｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０及びエッチングチャン
バ２６０で構成される真空処理チャンバの他に、酸素雰
囲気チャンバ３７０をさらに含む。前記酸素雰囲気チャ
ンバ３７０はゲート弁３７２を通じてトランスファチャ
ンバ１０と連通できる。
【００４１】図６は、前記酸素雰囲気チャンバ３７０の
構成をさらに具体的に説明するために示した図面であ
る。図６に示されたように、前記酸素雰囲気チャンバ３
７０は、排気ポンプ３５３を備える排気系３５４によっ
て真空排気が可能である。また、前記酸素雰囲気チャン
バ３７０には、その内部に酸素含有ガス４５６を供給す
るための第３ガス供給ライン３５６と、不活性ガス４５
８を供給するための第４ガス供給ライン３５８が連結さ
れている。
構成をさらに具体的に説明するために示した図面であ
る。図６に示されたように、前記酸素雰囲気チャンバ３
７０は、排気ポンプ３５３を備える排気系３５４によっ
て真空排気が可能である。また、前記酸素雰囲気チャン
バ３７０には、その内部に酸素含有ガス４５６を供給す
るための第３ガス供給ライン３５６と、不活性ガス４５
８を供給するための第４ガス供給ライン３５８が連結さ
れている。
【００４２】前記第３ガス供給ライン３５６を通じて供
給される酸素含有ガス４５６として、例えばＯ2、Ｏ3ま
たはＮ2Ｏを使用しうる。前記第３ガス供給ライン３５
６及び第４ガス供給ライン３５８を通じて供給されるガ
ス流量は各々流量調節器４５１、４５３及び開閉弁４５
２、４５４によって調節されうる。前記排気系３５４に
より真空状態が保たれる状態で、前記酸素雰囲気チャン
バ３７０内で前記第３ガス供給ライン３５６から供給さ
れる酸素含有ガスを使用してウェーハの酸化工程を行な
える。ウェーハの酸化程度は前記第３ガス供給ライン３
５６から供給される酸素含有ガスの供給量、すなわち酸
素の分圧と、供給時間とで調節されうる。
給される酸素含有ガス４５６として、例えばＯ2、Ｏ3ま
たはＮ2Ｏを使用しうる。前記第３ガス供給ライン３５
６及び第４ガス供給ライン３５８を通じて供給されるガ
ス流量は各々流量調節器４５１、４５３及び開閉弁４５
２、４５４によって調節されうる。前記排気系３５４に
より真空状態が保たれる状態で、前記酸素雰囲気チャン
バ３７０内で前記第３ガス供給ライン３５６から供給さ
れる酸素含有ガスを使用してウェーハの酸化工程を行な
える。ウェーハの酸化程度は前記第３ガス供給ライン３
５６から供給される酸素含有ガスの供給量、すなわち酸
素の分圧と、供給時間とで調節されうる。
【００４３】図７は、本発明の一実施形態に係るウェー
ハ処理方法を説明するためのフローチャートである。
ハ処理方法を説明するためのフローチャートである。
【００４４】図７を参照すれば、まずウェーハ上の任意
の位置でコンタクトホール領域またはビアホール領域
（以下、単に“コンタクトホール領域”と略称する）を
限定するように第１膜を形成する（段階５１０）。前記
第１膜は層間絶縁膜よりなる。または、前記第１膜はＴ
ｉＮ膜よりなる単一層、またはＴｉＮ膜を含む複合層よ
りなる。前記第１膜をＴｉＮ膜よりなる単一層、または
ＴｉＮ膜を含む複合層よりなる場合には、図４を参照し
て説明したようなウェーハ処理装置を使用して前記Ｔｉ
／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０内で前記第１膜を形成し
うる。
の位置でコンタクトホール領域またはビアホール領域
（以下、単に“コンタクトホール領域”と略称する）を
限定するように第１膜を形成する（段階５１０）。前記
第１膜は層間絶縁膜よりなる。または、前記第１膜はＴ
ｉＮ膜よりなる単一層、またはＴｉＮ膜を含む複合層よ
りなる。前記第１膜をＴｉＮ膜よりなる単一層、または
ＴｉＮ膜を含む複合層よりなる場合には、図４を参照し
て説明したようなウェーハ処理装置を使用して前記Ｔｉ
／ＴｉＮ膜専用チャンバ２５０内で前記第１膜を形成し
うる。
【００４５】その後、図１を参照して説明したようなウ
ェーハ処理装置に含まれた真空処理チャンバのうち前記
ＣＶＤチャンバ２０またはＰＶＤチャンバ３０を使用
し、前記第１膜上に所定の膜、例えばＡｌ膜またはＴｉ
膜を形成する（段階５２０）。次いで、図１及び図３を
参照して説明したような前記ロードロックチャンバ５０
内で前記所定の膜を酸化させる（段階５３０）。
ェーハ処理装置に含まれた真空処理チャンバのうち前記
ＣＶＤチャンバ２０またはＰＶＤチャンバ３０を使用
し、前記第１膜上に所定の膜、例えばＡｌ膜またはＴｉ
膜を形成する（段階５２０）。次いで、図１及び図３を
参照して説明したような前記ロードロックチャンバ５０
内で前記所定の膜を酸化させる（段階５３０）。
【００４６】前記所定の膜を酸化させるために、前記ロ
ードロックチャンバ５０内にＯ2、Ｏ3またはＮ2Ｏより
なる酸素含有ガス、または酸素含有ガスと不活性ガスと
の混合ガスを供給し、前記ロードロックチャンバ５０の
内部を酸素含有雰囲気に保つ。前記酸化段階は常温〜２
００℃以下の温度で行なわれる。その後、必要に応じて
前記ＣＶＤチャンバ２０またはＰＶＤチャンバ３０を用
いたＡｌ膜の形成段階と、前記熱処理チャンバ４０を用
いたリフロー段階を経て金属配線を形成しうる。
ードロックチャンバ５０内にＯ2、Ｏ3またはＮ2Ｏより
なる酸素含有ガス、または酸素含有ガスと不活性ガスと
の混合ガスを供給し、前記ロードロックチャンバ５０の
内部を酸素含有雰囲気に保つ。前記酸化段階は常温〜２
００℃以下の温度で行なわれる。その後、必要に応じて
前記ＣＶＤチャンバ２０またはＰＶＤチャンバ３０を用
いたＡｌ膜の形成段階と、前記熱処理チャンバ４０を用
いたリフロー段階を経て金属配線を形成しうる。
【００４７】図８は本発明の他の実施形態に係るウェー
ハ処理方法を説明するためのフローチャートである。
ハ処理方法を説明するためのフローチャートである。
【００４８】図８を参照すれば、まずウェーハ上の任意
の位置でコンタクトホール領域を限定するように第１膜
を形成する（段階６１０）。図７の説明と同様に、前記
第１膜は層間絶縁膜、ＴｉＮ膜よりなる単一層、または
ＴｉＮ膜を含む複合層よりなりうる。
の位置でコンタクトホール領域を限定するように第１膜
を形成する（段階６１０）。図７の説明と同様に、前記
第１膜は層間絶縁膜、ＴｉＮ膜よりなる単一層、または
ＴｉＮ膜を含む複合層よりなりうる。
【００４９】その後、図５と同一なウェーハ処理装置に
含まれた真空処理チャンバのうち前記ＣＶＤチャンバ２
０またはＰＶＤチャンバ３０を使用し、前記第１膜上に
所定の膜、例えばＡｌ膜またはＴｉ膜を形成する（段階
６２０）。次いで、図５及び図６の説明のような酸素雰
囲気チャンバ３７０内で前記所定の膜を酸化させる（段
階６３０）。
含まれた真空処理チャンバのうち前記ＣＶＤチャンバ２
０またはＰＶＤチャンバ３０を使用し、前記第１膜上に
所定の膜、例えばＡｌ膜またはＴｉ膜を形成する（段階
６２０）。次いで、図５及び図６の説明のような酸素雰
囲気チャンバ３７０内で前記所定の膜を酸化させる（段
階６３０）。
【００５０】前記所定の膜を酸化させるために、前記酸
素雰囲気チャンバ３７０内に酸素含有ガス、または酸素
含有ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給し、前記酸素
雰囲気チャンバ３７０の内部を酸素含有雰囲気に保つ。
前記酸化段階は、常温〜２００℃以下の温度で行なわれ
る。その後、必要に応じて前記ＣＶＤチャンバ２０また
はＰＶＤチャンバ３０を用いたＡｌ膜の形成段階と、前
記熱処理チャンバ４０を用いたリフロー段階を経て金属
配線を形成する。
素雰囲気チャンバ３７０内に酸素含有ガス、または酸素
含有ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給し、前記酸素
雰囲気チャンバ３７０の内部を酸素含有雰囲気に保つ。
前記酸化段階は、常温〜２００℃以下の温度で行なわれ
る。その後、必要に応じて前記ＣＶＤチャンバ２０また
はＰＶＤチャンバ３０を用いたＡｌ膜の形成段階と、前
記熱処理チャンバ４０を用いたリフロー段階を経て金属
配線を形成する。
【００５１】前述したように、金属配線の形成工程中に
必要な酸化工程をロードロックチャンバまたは酸素雰囲
気チャンバを用いて行なえば、金属配線の形成工程中に
酸化工程のために一体型クラスターツールタイプのウェ
ーハ処理装置内でウェーハを取り出して大気中に露出さ
せたり、他の酸化装置に移動させるための段階を省ける
ので、ウェーハの汚染を抑制し、かつスループットを向
上させうる。
必要な酸化工程をロードロックチャンバまたは酸素雰囲
気チャンバを用いて行なえば、金属配線の形成工程中に
酸化工程のために一体型クラスターツールタイプのウェ
ーハ処理装置内でウェーハを取り出して大気中に露出さ
せたり、他の酸化装置に移動させるための段階を省ける
ので、ウェーハの汚染を抑制し、かつスループットを向
上させうる。
【００５２】
【発明の効果】本発明では、半導体素子製造のための金
属配線の形成に必要な全工程を一体型インサイチュクラ
スターツールタイプのウェーハ処理装置内で行なえる。
特に、本発明に係るウェーハ処理装置は、酸化工程を行
なえるように酸素含有雰囲気に保つロードロックチャン
バまたは酸素雰囲気チャンバを具備している。
属配線の形成に必要な全工程を一体型インサイチュクラ
スターツールタイプのウェーハ処理装置内で行なえる。
特に、本発明に係るウェーハ処理装置は、酸化工程を行
なえるように酸素含有雰囲気に保つロードロックチャン
バまたは酸素雰囲気チャンバを具備している。
【００５３】したがって、金属配線の形成工程途中に酸
化工程のために一体型インサイチュクラスターツールタ
イプのウェーハ処理装置内でウェーハを取り出して大気
中に露出させたり、他の酸化装置に移動させるための段
階を省略できるので、ウェーハの汚染を抑制し、かつス
ループットを向上させうる。
化工程のために一体型インサイチュクラスターツールタ
イプのウェーハ処理装置内でウェーハを取り出して大気
中に露出させたり、他の酸化装置に移動させるための段
階を省略できるので、ウェーハの汚染を抑制し、かつス
ループットを向上させうる。
【００５４】以上、本発明を望ましい実施形態を挙げて
詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定され
ず、本発明の技術的思想の範囲内で当業者によって多様
な変形が可能である。
詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定され
ず、本発明の技術的思想の範囲内で当業者によって多様
な変形が可能である。
【図１】 本発明の一実施形態に係る一体型クラスター
ツールタイプのウェーハ処理装置の要部構成を概略的に
示す図面である。
ツールタイプのウェーハ処理装置の要部構成を概略的に
示す図面である。
【図２Ａ】 本発明の一実施形態に係るウェーハ処理装
置に含まれた熱処理チャンバの構成を示す図面である。
置に含まれた熱処理チャンバの構成を示す図面である。
【図２Ｂ】 本発明の一実施形態に係るウェーハ処理装
置に含まれた熱処理チャンバの構成を示す図面である。
置に含まれた熱処理チャンバの構成を示す図面である。
【図３】 本発明の一実施形態に係るウェーハ処理装置
に含まれたロードロックチャンバの構成を示す図面であ
る。
に含まれたロードロックチャンバの構成を示す図面であ
る。
【図４】 本発明の他の実施形態に係る一体型クラスタ
ーツールタイプのウェーハ処理装置の要部構成を概略的
に示す図面である。
ーツールタイプのウェーハ処理装置の要部構成を概略的
に示す図面である。
【図５】 本発明のさらに他の実施形態に係る一体型ク
ラスターツールタイプのウェーハ処理装置の要部構成を
概略的に示す図面である。
ラスターツールタイプのウェーハ処理装置の要部構成を
概略的に示す図面である。
【図６】 本発明のさらに他の実施形態に係るウェーハ
処理装置に含まれた酸素雰囲気チャンバの構成をより具
体的に説明するための図面である。
処理装置に含まれた酸素雰囲気チャンバの構成をより具
体的に説明するための図面である。
【図７】 本発明の一実施形態に係るウェーハ処理方法
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図８】 本発明の他の実施形態に係るウェーハ処理方
法を説明するためのフローチャートである。
法を説明するためのフローチャートである。
２２、３２、４２、５２、６２ ゲート弁 １０ トランスファチャンバ １２ ブレード １４ ウェーハハンドリングロボット ２０、３０、４０ 真空処理チャンバ ２０ ＣＶＤチャンバ ３０ ＰＶＤチャンバ ４０ 熱処理チャンバ ５０ ロードロックチャンバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｓ 21/90 Ａ Ｃ (72)発明者 李 明範 大韓民国ソウル特別市松坡区可楽洞95−１ 番地錦湖アパート108棟1505号 (72)発明者 尹 周栄 大韓民国ソウル特別市陽川区新亭１洞312 番地木洞アパート922棟903号 (72)発明者 崔 吉鉉 大韓民国京畿道城南市盆唐区盆唐洞38番地 セッビョルマウル友邦アパート302棟602号 Ｆターム(参考） 4K029 AA06 BA03 BA17 BA23 BA60 BB02 BC03 BD02 CA05 DC34 DC35 DC39 KA01 KA09 4K030 AA11 BA02 BA18 BA38 BB13 CA04 FA10 GA12 KA28 LA15 4M104 BB02 BB14 DD33 DD39 DD44 DD46 DD78 DD88 HH20 5F033 HH08 HH09 HH18 HH33 JJ01 JJ08 JJ09 JJ18 JJ33 KK01 KK03 KK07 MM05 MM08 MM13 NN06 NN07 PP06 PP07 PP11 PP15 PP22 QQ09 QQ11 QQ37 QQ73 QQ75 QQ85 QQ89 QQ94 QQ98 RR03 XX00
Claims (65)
- 【請求項１】 真空排気可能であり、複数のゲート弁を
有するトランスファチャンバと、 前記複数のゲート弁のうちの１つを通じて各々前記トラ
ンスファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャンバ
と、 真空排気可能であり、前記トランスファチャンバからウ
ェーハの搬入及び搬送が容易になるように前記トランス
ファチャンバに連通可能なロードロックチャンバと、 前記ロードロックチャンバの内部に酸素含有ガスを供給
するために前記ロードロックチャンバに連通可能な第１
ガス供給ラインを含むことを特徴とするウェーハ処理装
置。 - 【請求項２】 前記ロードロックチャンバの内部に不活
性ガスを供給するために前記ロードロックチャンバに連
結可能な第２ガス供給ラインを含むことを特徴とする請
求項１に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３】 前記ロードロックチャンバ内に供給され
る酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3及びＮ2Ｏのうちから選択
される少なくとも何れか１つであることを特徴とする請
求項１に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項４】 前記複数の真空処理チャンバはＣＶＤチ
ャンバを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェー
ハ処理装置。 - 【請求項５】 前記ＣＶＤチャンバはＡｌ膜またはＡｌ
合金膜の形成のためのチャンバであることを特徴とする
請求項４に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項６】 前記複数の真空処理チャンバはＰＶＤチ
ャンバを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェー
ハ処理装置。 - 【請求項７】 前記ＰＶＤチャンバはＡｌ膜またはＡｌ
合金膜の形成のためのチャンバであることを特徴とする
請求項６に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項８】 前記複数の真空処理チャンバは熱処理チ
ャンバを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェー
ハ処理装置。 - 【請求項９】 前記熱処理チャンバは、 昇降可能であり、ウェーハを支持するための支持面を備
えたペデスタルと、 前記ペデスタルの昇降によって前記支持面を含む所定の
空間を開閉可能に前記ペデスタルの上部に設けられたカ
バーと、 前記ウェーハを加熱させるための加熱装置とを含むこと
を特徴とする請求項８に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１０】 前記加熱装置は、 前記ペデスタルに連結している第１加熱装置と、 前記カバーに連結している第２加熱装置とを含むことを
特徴とする請求項９に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１１】 前記加熱装置は抵抗コイルよりなるこ
とを特徴とする請求項９に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１２】 前記複数の真空処理チャンバはＴｉ
膜、ＴｉＮ膜またはこれらの複合膜を形成するためのＴ
ｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバを含むことを特徴とする請求
項１に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１３】 前記Ｔｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバはＣ
ＶＤチャンバよりなることを特徴とする請求項１２に記
載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１４】 前記Ｔｉ／ＴｉＮ膜専用チャンバはＰ
ＶＤチャンバよりなることを特徴とする請求項１２に記
載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１５】 前記複数の真空処理チャンバはエッチ
ングチャンバをさらに含むことを特徴とする請求項１に
記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１６】 前記エッチングチャンバはＲＦパワー
ソースを用いるプラズマエッチングチャンバであること
を特徴とする請求項１５に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１７】 前記エッチングチャンバはＥＣＲエッ
チングチャンバであることを特徴とする請求項１５に記
載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１８】 前記複数のゲート弁のうち何れか１つ
を通じて前記トランスファチャンバと連通可能な酸素雰
囲気チャンバをさらに含むことを特徴とする請求項１に
記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項１９】 前記酸素雰囲気チャンバには、 前記酸素雰囲気チャンバの内部に酸素含有ガスを供給す
るための第３ガス供給ラインと、 前記酸素雰囲気チャンバの内部に不活性ガスを供給する
ための第４ガス供給ラインが連結していることを特徴と
する請求項１８に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項２０】 前記第３ガス供給ラインにより前記酸
素雰囲気チャンバ内に供給される酸素含有ガスはＯ2、
Ｏ3またはＮ2Ｏを含むことを特徴とする請求項１９に記
載のウェーハ処理装置。 - 【請求項２１】 前記ロードロックチャンバから搬入さ
れたウェーハの予熱及び脱ガスを行なうために前記ロー
ドロックチャンバと前記トランスファチャンバとの間に
設けられている脱ガスチャンバと、 前記トランスファチャンバから搬入されたウェーハを冷
却させるために前記ロードロックチャンバと前記トラン
スファチャンバとの間に設けられる冷却チャンバとをさ
らに含むことを特徴とする請求項１に記載のウェーハ処
理装置。 - 【請求項２２】 真空排気され、複数のゲート弁を有す
るトランスファチャンバと、 前記複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて各々前記
トランスファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャ
ンバと、 前記複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて前記トラ
ンスファチャンバと連通可能な酸素雰囲気チャンバと、 前記酸素雰囲気チャンバの内部に酸素含有ガスを供給す
るために前記酸素雰囲気チャンバに連通可能な第１ガス
供給ラインと、 真空排気が可能であり、前記トランスファチャンバから
ウェーハの搬入及び搬送が容易になるように前記トラン
スファチャンバに連通可能なロードロックチャンバとを
含むことを特徴とするウェーハ処理装置。 - 【請求項２３】 前記酸素雰囲気チャンバお内部に不活
性ガスを供給するために前記酸素雰囲気チャンバと連通
可能な第２ガス供給ラインを含むことを特徴とする請求
項２２に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項２４】 前記酸素雰囲気チャンバ内に供給され
る酸素含有ガスはＯ 2、Ｏ3及びＮ2Ｏのうち少なくとも
何れか１つを含むことを特徴とする請求項２２に記載の
ウェーハ処理装置。 - 【請求項２５】 前記複数の真空処理チャンバはＣＶＤ
チャンバを含むことを特徴とする請求項２２に記載のウ
ェーハ処理装置。 - 【請求項２６】 前記ＣＶＤチャンバはＡｌ膜またはＡ
ｌ合金膜の形成のためのチャンバであることを特徴とす
る請求項２５に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項２７】 前記複数の真空処理チャンバはＰＶＤ
チャンバを含むことを特徴とする請求項２２に記載のウ
ェーハ処理装置。 - 【請求項２８】 前記ＰＶＤチャンバはＡｌ膜またはＡ
ｌ合金膜の形成のためのチャンバであることを特徴とす
る請求項２７に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項２９】 前記複数の真空処理チャンバは熱処理
チャンバを含むことを特徴とする請求項２２に記載のウ
ェーハ処理装置。 - 【請求項３０】 前記熱処理チャンバは、 昇降可能であり、ウェーハを支持するための支持面を備
えたペデスタルと、 前記ペデスタルの昇降によって前記支持面を含む所定空
間を開閉可能に前記ペデスタルの上部に設けられたカバ
ーと、 前記ウェーハを加熱させるための加熱装置を含むことを
特徴とする請求項２９に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３１】 前記加熱装置は、前記ペデスタルに連
結されている第１加熱装置と、 前記カバーに連結されている第２加熱装置とを含むこと
を特徴とする請求項３０に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３２】 前記加熱装置は抵抗コイルよりなるこ
とを特徴とする請求項３０に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３３】 前記複数の真空処理チャンバはＴｉ
膜、ＴｉＮ膜またはこれらの複合膜を形成するためのＴ
ｉ／ＴｉＮ膜専用のチャンバをさらに含むことを特徴と
する請求項２２に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３４】 前記Ｔｉ／ＴｉＮ膜専用のチャンバは
ＣＶＤチャンバよりなることを特徴とする請求項３３に
記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３５】 前記Ｔｉ／ＴｉＮ膜専用のチャンバは
ＰＶＤチャンバよりなることを特徴とする請求項３３に
記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３６】 前記複数の真空処理チャンバはエッチ
ングチャンバをさらに含むことを特徴とする請求項２２
に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３７】 前記エッチングチャンバはＲＦパワー
ソースを用いるプラズマエッチングチャンバであること
を特徴とする請求項３６に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３８】 前記エッチングチャンバはＥＣＲエッ
チングチャンバであることを特徴とする請求項３６に記
載のウェーハ処理装置。 - 【請求項３９】 前記ロードロックチャンバから搬入さ
れたウェーハの予熱及び脱ガスを行なうために前記ロー
ドロックチャンバと前記トランスファチャンバとの間に
設けられる脱ガスチャンバと、 前記トランスファチャンバから搬入されたウェーハを冷
却させるために前記ロードロックチャンバと前記トラン
スファチャンバとの間に設けられる冷却チャンバとをさ
らに含むことを特徴とする請求項２２に記載のウェーハ
処理装置。 - 【請求項４０】 複数のゲート弁のうち何れか１つによ
り複数の真空処理チャンバを真空排気可能なトランスフ
ァチャンバに連通させる段階と、 前記トランスファチャンバに真空排気可能なロードロッ
クチャンバを連通させる段階と、 前記ロードロックチャンバに酸素含有ガスを供給するた
めに前記ロードロックチャンバに第１ガス供給ラインを
連通させる段階と、 前記複数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真空処
理チャンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する段階
と、 前記ロードロックチャンバ内で前記ウェーハ上の所定の
膜を酸化させる段階とを含むことを特徴とするウェーハ
処理方法。 - 【請求項４１】 前記酸化段階はＯ2、Ｏ2及びＮ2Ｏの
うち少なくとも何れか１つを含む酸素含有ガス雰囲気下
で行なわれることを特徴とする請求項４０に記載のウェ
ーハ処理方法。 - 【請求項４２】 前記酸化段階はＯ2、Ｏ3及びＮ2Ｏの
うち少なくとも何れか１つを含む酸素含有ガスと不活性
ガスとの混合ガス雰囲気下で行なわれることを特徴とす
る請求項４０に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項４３】 前記酸化段階は常温〜２００℃以下の
温度で行なわれることを特徴とする請求項４０に記載の
ウェーハ処理方法。 - 【請求項４４】 前記所定の膜はＡｌ膜であることを特
徴とする請求項４０に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項４５】 前記所定の膜はＴｉ膜であることを特
徴とする請求項４０に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項４６】 前記所定の膜を形成する段階の前に前
記ウェーハ上の任意の位置でコンタクトホール領域を限
定するように第１膜を形成する段階をさらに含み、前記
所定の膜は前記コンタクトホール領域を覆わないように
前記第１膜上に形成されることを特徴とする請求項４０
に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項４７】 前記第１膜は層間絶縁膜であることを
特徴とする請求項４６に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項４８】 前記第１膜はＴｉＮ膜よりなる単一
層、またはＴｉＮ膜を含む複合層よりなることを特徴と
する請求項４６に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項４９】 複数のゲート弁を通じて複数の真空処
理チャンバに真空排気可能なトランスファチャンバを連
通させる段階と、 前記複数のゲート弁のうち何れか１つを通じて前記トラ
ンスファチャンバに酸素雰囲気チャンバを連通させる段
階と、 前記酸素雰囲気チャンバに酸素含有ガスを供給するため
に前記酸素雰囲気チャンバに第１ガス供給ラインを連通
させる段階と、 前記トランスファチャンバからウェーハの搬入及び搬送
を容易にするために前記トランスファチャンバに真空排
気可能なロードロックチャンバを連通させる段階と、 前記複数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真空処
理チャンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する段階
と、 前記酸素雰囲気チャンバ内で前記ウェーハ上の所定の膜
を酸化させる段階とを含むことを特徴とするウェーハ処
理方法。 - 【請求項５０】 前記酸化段階はＯ2、Ｏ3及びＮ2Ｏの
うち選択される少なくとも何れか１つを含む酸素含有ガ
ス雰囲気下で行なわれることを特徴とする請求項４９に
記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５１】 前記酸化段階はＯ2、Ｏ3及びＮ2Ｏの
うち選択される少なくとも何れか１つを含む酸素含有ガ
スと不活性ガスとの混合ガス雰囲気下で行なわれること
を特徴とする請求項４９に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５２】 前記酸化段階は常温〜２００℃以下の
温度で行なわれることを特徴とする請求項４９に記載の
ウェーハ処理方法。 - 【請求項５３】 前記所定の膜はＡｌ膜であることを特
徴とする請求項４９に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５４】 前記所定の膜はＴｉ膜であることを特
徴とする請求項４９に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５５】 前記所定の膜を形成する段階の前に、
前記ウェーハ上の任意の位置でコンタクトホール領域を
限定するように第１膜を形成する段階をさらに含み、前
記所定の膜は、前記コンタクトホール領域を覆わないよ
うに前記第１膜上に形成することを特徴とする請求項４
９に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５６】 前記第１膜は層間絶縁膜であることを
特徴とする請求項５５に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５７】 前記第１膜はＴｉＮ膜よりなる単一
層、またはＴｉＮ膜を含む複合層よりなることを特徴と
する請求項５５に記載のウェーハ処理方法。 - 【請求項５８】 真空排気可能であり、複数のゲート弁
を有するトランスファチャンバと、 前記複数のゲート弁のうち１つを通じて各々前記トラン
スファチャンバと連通可能な複数の真空処理チャンバ
と、 真空排気可能であり、前記トランスファチャンバからウ
ェーハの搬入及び搬送が容易になるように前記トランス
ファチャンバに連通可能なロードロックチャンバを含む
ことを特徴とするウェーハ処理装置。 - 【請求項５９】 前記複数の真空処理チャンバはコンタ
クトホールを処理するためのチャンバであることを特徴
とする請求項５８に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項６０】 前記複数の真空処理チャンバはビアホ
ールを処理するためのチャンバであることを特徴とする
請求項５８に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項６１】 真空排気可能なトランスファチャンバ
と、 各々前記トランスファチャンバと連通可能な複数の真空
処理チャンバと、 真空排気可能であり、酸素含有ガスで充填されるように
構成され、前記トランスファチャンバからウェーハの搬
入及び搬送が容易になるように前記トランスファチャン
バに連通可能なロードロックチャンバとを含むことを特
徴とするウェーハ処理装置。 - 【請求項６２】 前記複数の真空処理チャンバはコンタ
クトホールを処理するためのチャンバであることを特徴
とする請求項６１に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項６３】 前記複数の真空処理チャンバはビアホ
ールを処理するためのチャンバであることを特徴とする
請求項６１に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項６４】 前記ロードロックチャンバの内部に酸
素含有ガスを供給するために、前記ロードロックチャン
バに連通可能な第１ガス供給ラインをさらに含むことを
特徴とする請求項６１に記載のウェーハ処理装置。 - 【請求項６５】 複数の真空処理チャンバをトランスフ
ァチャンバに連通させる段階と、 前記トランスファチャンバに真空排気可能なロードロッ
クチャンバを連通させる段階と、 前記ロードロックチャンバに酸素含有ガスを供給するた
めに前記ロードロックチャンバに第１ガス供給ラインを
連通させる段階と、 前記複数の真空処理チャンバのうち何れか１つの真空処
理チャンバ内でウェーハ上に所定の膜を形成する段階
と、 前記ロードロックチャンバ内で前記ウェーハ上の所定の
膜を酸化させる段階とを含むことを特徴とするウェーハ
処理方法。
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