JP2006135296A - 半導体装置の製造方法および熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】水素ガスを使用した熱処理工程の安全性とスループットを向上させる。
【解決手段】ボートローディングステップと、処理室内に水素ガスを供給してウエハを熱処理する熱処理ステップと、熱処理後に処理室内に残留した水素ガスの除去を行う除去ステップと、熱処理後に処理室と予備室とを連通させる連通ステップと、ボートアンローディングステップと、熱処理後のウエハを冷却する冷却ステップとを備えており、連通ステップは処理室内に水素ガスが残留した状態かつ予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で行い、除去ステップとボートアンローディングステップまたは/および冷却ステップとを並行して実施する。除去ステップとボートアンローディングステップと冷却ステップとを並行して実施するので、安全を確保しつつスループットを向上させることができる。
【選択図】図4
【解決手段】ボートローディングステップと、処理室内に水素ガスを供給してウエハを熱処理する熱処理ステップと、熱処理後に処理室内に残留した水素ガスの除去を行う除去ステップと、熱処理後に処理室と予備室とを連通させる連通ステップと、ボートアンローディングステップと、熱処理後のウエハを冷却する冷却ステップとを備えており、連通ステップは処理室内に水素ガスが残留した状態かつ予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で行い、除去ステップとボートアンローディングステップまたは/および冷却ステップとを並行して実施する。除去ステップとボートアンローディングステップと冷却ステップとを並行して実施するので、安全を確保しつつスループットを向上させることができる。
【選択図】図4
Description
本発明は、半導体装置の製造方法および熱処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)の製造方法において、ICが作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)にイオン打ち込み後のキャリア活性化のためのアニール、多層配線工程の平坦化のためのリフロー、配線工程のメタル配線の自然酸化膜除去や酸化シリコンの未結合種(界面欠陥)の終端処理のための低温アニール、酸化、拡散および成膜等々の熱処理(thermal treatment )を施す熱処理工程および熱処理装置(furnace )に利用して有効な技術に関する。
ICの製造方法の所謂前工程における熱処理工程の実施には、バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置(以下、ホットウオール形熱処理装置という。)が、広く使用されている。
ホットウオール形熱処理装置は、処理室を形成するプロセスチューブと、プロセスチューブの外部に敷設されたヒータと、処理室内の温度の均一化および汚染低減のためにプロセスチューブとヒータとの間に敷設された均熱チューブ(均熱管)と、複数枚のウエハを互いに中心を揃えて整列させた状態で保持し処理室に対して搬入搬出するボートとを備えており、処理室内に炉口から搬入されたボート上のウエハ群をヒータによって加熱することにより、ウエハ群に熱処理を一括して施すように構成されている。例えば、特許文献1参照。
特開2004−14543号公報
ホットウオール形熱処理装置は、処理室を形成するプロセスチューブと、プロセスチューブの外部に敷設されたヒータと、処理室内の温度の均一化および汚染低減のためにプロセスチューブとヒータとの間に敷設された均熱チューブ(均熱管)と、複数枚のウエハを互いに中心を揃えて整列させた状態で保持し処理室に対して搬入搬出するボートとを備えており、処理室内に炉口から搬入されたボート上のウエハ群をヒータによって加熱することにより、ウエハ群に熱処理を一括して施すように構成されている。例えば、特許文献1参照。
従来のホットウオール形熱処理装置としては、ウエハをボートに移載するウエハ移載装置が処理室の下方に形成されたウエハ移載室に設置されており、ウエハ移載室が大気圧雰囲気に維持されるように構成されているもの(所謂オープン炉)、がある。
このようなホットウオール形熱処理装置において、水素ガスまたは重水素ガスが使用されてアニールされる場合には、ボートの処理室からの搬出ステップ(ボートアンローディングステップ)は、アニール後の処理室内の窒素ガス雰囲気への置換(以下、窒素ガスパージという。)の後に実施されている。
さらには、処理室内を窒素ガスパージした後に、処理室内を一度真空引きし、再度、窒素ガスを供給して大気圧に戻してから、ボートアンローディングステップが実施される場合、もある。
これは、アニール後に処理室内を窒素ガスパージしないでボートアンローディングすると、処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスがウエハ移載室からの大気(空気)と混ざることによって、爆発する危険性があるためである。
このようなホットウオール形熱処理装置において、水素ガスまたは重水素ガスが使用されてアニールされる場合には、ボートの処理室からの搬出ステップ(ボートアンローディングステップ)は、アニール後の処理室内の窒素ガス雰囲気への置換(以下、窒素ガスパージという。)の後に実施されている。
さらには、処理室内を窒素ガスパージした後に、処理室内を一度真空引きし、再度、窒素ガスを供給して大気圧に戻してから、ボートアンローディングステップが実施される場合、もある。
これは、アニール後に処理室内を窒素ガスパージしないでボートアンローディングすると、処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスがウエハ移載室からの大気(空気)と混ざることによって、爆発する危険性があるためである。
前述した従来のホットウオール形熱処理装置においては、窒素ガスパージや真空引きに時間が浪費されるために、スループットが低下するという問題点がある。
本発明の目的は、安全を確保しつつスループットを向上させることができる半導体装置の製造方法および熱処理装置を提供することにある。
本願が開示する発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)基板を予備室から処理室内に搬入する搬入ステップと、
前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスを供給して前記基板を熱処理する熱処理ステップと、
前記熱処理後に前記処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスの除去を行う除去ステップと、
前記熱処理後に前記処理室と前記予備室とを連通させる連通ステップと、
前記熱処理後の前記基板を前記処理室内から前記予備室へ搬出する搬出ステップと、
前記熱処理後の前記基板を冷却する冷却ステップと、を備えており、
前記連通ステップは、前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、前記予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で行い、前記除去ステップと、前記搬出ステップまたは/および前記冷却ステップとを並行して実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2)基板を熱処理する処理室と、
前記処理室に接続され前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスを供給する供給管と、 前記処理室に接続され前記処理室内に不活性ガスを供給する供給管と、
前記処理室に接続され前記処理室内を排気する排気管と、
前記処理室に隣接して気密に設けられた予備室と、
前記予備室に接続され前記予備室内に不活性ガスを供給する供給管と、
前記予備室に接続され前記予備室内を排気する排気管と、
前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブと、
前記熱処理後に、前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、前記予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で、前記炉口ゲートバルブを開いて前記処理室と前記予備室とを連通させ、前記処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスの除去と、熱処理後の前記基板の前記処理室内から前記予備室への搬出または/および熱処理後の前記基板の冷却とを並行して実施するように制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする熱処理装置。
(3)前記(1)において、前記除去ステップは、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開いた状態で、前記処理室または/および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内または/および前記予備室内に不活性ガスを供給しつつ前記処理室または/および前記予備室に接続された排気管から排気するステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(4)前記(1)において、前記除去ステップは、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開いた状態で、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記処理室に接続された排気管から排気するステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(5)前記(1)において、前記除去ステップは、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開いた状態で、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記予備室に接続された排気管から排気するステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(6)前記(5)において、前記搬出ステップ後に前記炉口ゲートバルブを閉じて前記処理室と前記予備室とを非連通とする非連通ステップをさらに有し、前記除去ステップは、前記炉口ゲートバルブを閉じた状態で、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記処理室および前記予備室に接続された排気管から排気するステップをさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(7)前記(1)において、前記熱処理後、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記予備室に接続された排気管から排気するとともに、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開き、その状態で前記熱処理後の前記基板を前記処理室から前記予備室へ搬出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(8)前記(7)において、前記熱処理後の前記基板を前記処理室から前記予備室へ搬出した後に、前記炉口ゲートバルブを閉じ、その状態で、前記処理室内および前記予備室内への不活性ガスの供給と前記予備室に接続された排気管による前記予備室内の排気を維持しつつ、前記処理室に接続された排気管による前記処理室内の排気も行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(9)前記(2)において、前記水素ガスまたは重水素ガスを排気可能な排気装置(水素ガスまたは重水素ガスの除害装置)をさらに有し、この排気装置は前記処理室内を排気する排気管に連通していることを特徴とする熱処理装置。
(10)前記(2)において、前記水素ガスまたは重水素ガスを排気可能な排気装置(水素ガスまたは重水素ガスの除害装置)をさらに有し、この排気装置は前記処理室内を排気する排気管と前記予備室内を排気する排気管の両方に連通していることを特徴とする熱処理装置。
(1)基板を予備室から処理室内に搬入する搬入ステップと、
前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスを供給して前記基板を熱処理する熱処理ステップと、
前記熱処理後に前記処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスの除去を行う除去ステップと、
前記熱処理後に前記処理室と前記予備室とを連通させる連通ステップと、
前記熱処理後の前記基板を前記処理室内から前記予備室へ搬出する搬出ステップと、
前記熱処理後の前記基板を冷却する冷却ステップと、を備えており、
前記連通ステップは、前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、前記予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で行い、前記除去ステップと、前記搬出ステップまたは/および前記冷却ステップとを並行して実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2)基板を熱処理する処理室と、
前記処理室に接続され前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスを供給する供給管と、 前記処理室に接続され前記処理室内に不活性ガスを供給する供給管と、
前記処理室に接続され前記処理室内を排気する排気管と、
前記処理室に隣接して気密に設けられた予備室と、
前記予備室に接続され前記予備室内に不活性ガスを供給する供給管と、
前記予備室に接続され前記予備室内を排気する排気管と、
前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブと、
前記熱処理後に、前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、前記予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で、前記炉口ゲートバルブを開いて前記処理室と前記予備室とを連通させ、前記処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスの除去と、熱処理後の前記基板の前記処理室内から前記予備室への搬出または/および熱処理後の前記基板の冷却とを並行して実施するように制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする熱処理装置。
(3)前記(1)において、前記除去ステップは、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開いた状態で、前記処理室または/および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内または/および前記予備室内に不活性ガスを供給しつつ前記処理室または/および前記予備室に接続された排気管から排気するステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(4)前記(1)において、前記除去ステップは、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開いた状態で、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記処理室に接続された排気管から排気するステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(5)前記(1)において、前記除去ステップは、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開いた状態で、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記予備室に接続された排気管から排気するステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(6)前記(5)において、前記搬出ステップ後に前記炉口ゲートバルブを閉じて前記処理室と前記予備室とを非連通とする非連通ステップをさらに有し、前記除去ステップは、前記炉口ゲートバルブを閉じた状態で、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記処理室および前記予備室に接続された排気管から排気するステップをさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(7)前記(1)において、前記熱処理後、前記処理室および前記予備室に接続された供給管から前記処理室内および前記予備室内にそれぞれ不活性ガスを供給しつつ前記予備室に接続された排気管から排気するとともに、前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブを開き、その状態で前記熱処理後の前記基板を前記処理室から前記予備室へ搬出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(8)前記(7)において、前記熱処理後の前記基板を前記処理室から前記予備室へ搬出した後に、前記炉口ゲートバルブを閉じ、その状態で、前記処理室内および前記予備室内への不活性ガスの供給と前記予備室に接続された排気管による前記予備室内の排気を維持しつつ、前記処理室に接続された排気管による前記処理室内の排気も行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(9)前記(2)において、前記水素ガスまたは重水素ガスを排気可能な排気装置(水素ガスまたは重水素ガスの除害装置)をさらに有し、この排気装置は前記処理室内を排気する排気管に連通していることを特徴とする熱処理装置。
(10)前記(2)において、前記水素ガスまたは重水素ガスを排気可能な排気装置(水素ガスまたは重水素ガスの除害装置)をさらに有し、この排気装置は前記処理室内を排気する排気管と前記予備室内を排気する排気管の両方に連通していることを特徴とする熱処理装置。
前記(1)によれば、連通ステップは処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で実施され、除去ステップと搬出ステップまたは/および冷却ステップとが並行して実施されるので、安全を確保しつつスループットを向上させることができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、図1および図2に示されているように、本発明に係る熱処理装置は、ICの製造方法におけるメタル配線の自然酸化膜除去や酸化シリコンの未結合種(界面欠陥)の終端処理等を実施するバッチ式縦形ホットウオール形アニール装置(以下、アニール装置という。)10として構成されている。
図1および図2に示されたアニール装置10は、ロードロック方式(ゲートバルブ等の隔離バルブを用いて処理室と予備室とを隔離し、処理室への空気の流入を防止したり、温度や圧力等の外乱を小さくして処理を安定化させる方式)の熱処理装置として構成されている。
すなわち、アニール装置10は略直方体の箱形状に構築された筐体11を備えており、筐体11は少なくとも大気圧および大気圧未満(減圧)の気密を維持可能な気密室を形成している。筐体11の気密室はロードロック方式の予備室であって、ボートが処理室への搬入搬出に対して待機する待機室12を構成している。
図1に示されているように、待機室12の正面壁にはウエハ搬入搬出口13が開設されており、ウエハ搬入搬出口13はゲートバルブ14によって開閉されるように構成されている。
すなわち、アニール装置10は略直方体の箱形状に構築された筐体11を備えており、筐体11は少なくとも大気圧および大気圧未満(減圧)の気密を維持可能な気密室を形成している。筐体11の気密室はロードロック方式の予備室であって、ボートが処理室への搬入搬出に対して待機する待機室12を構成している。
図1に示されているように、待機室12の正面壁にはウエハ搬入搬出口13が開設されており、ウエハ搬入搬出口13はゲートバルブ14によって開閉されるように構成されている。
待機室12の天井壁にはボート搬入搬出口15が開設されており、待機室12の天井壁の上には、ヒータユニット16がボート搬入搬出口15を被覆するように垂直に設置されている。
ヒータユニット16はステンレス鋼板等によって形成されたケース17と、断熱材によって円筒形状に形成されてケース17内に据え付けられた断熱槽18と、電気抵抗発熱体等によって形成されて断熱槽18の内周面に敷設されたヒータ19とを備えている。ヒータ19は温度コントローラによってシーケンス制御およびフィードバック制御されるように構成されている。
ヒータユニット16はステンレス鋼板等によって形成されたケース17と、断熱材によって円筒形状に形成されてケース17内に据え付けられた断熱槽18と、電気抵抗発熱体等によって形成されて断熱槽18の内周面に敷設されたヒータ19とを備えている。ヒータ19は温度コントローラによってシーケンス制御およびフィードバック制御されるように構成されている。
ヒータ19の内側には均熱チューブ20がヒータ19と同心円状に配されて筐体11の上に垂直に立脚されており、均熱チューブ20の内側にはプロセスチューブ21が均熱チューブ20と同心円状に配置されている。
均熱チューブ20は炭化シリコン(SiC)または石英(SiO2 )が使用されて、外径がヒータ19の内径よりも小さく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、プロセスチューブ21にその外側を取り囲むように同心円状に被せられている。
均熱チューブ20はボート搬入搬出口15に同心円状に配置されて、筐体11の待機室12の天井壁に支持されている。
均熱チューブ20は炭化シリコン(SiC)または石英(SiO2 )が使用されて、外径がヒータ19の内径よりも小さく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、プロセスチューブ21にその外側を取り囲むように同心円状に被せられている。
均熱チューブ20はボート搬入搬出口15に同心円状に配置されて、筐体11の待機室12の天井壁に支持されている。
プロセスチューブ21は石英が使用されて、外径が均熱チューブ20の内径よりも小さく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ21はボート搬入搬出口15を貫通するようにボート搬入搬出口15と同心円状に配置されて、筐体11の天井壁に固定された支持具21Aにより支持されている。
プロセスチューブ21の筒中空部によって処理室22が形成されており、処理室22はボートによって略水平姿勢で垂直方向に整列した状態に保持された複数枚のウエハを収容することができるように構成されている。
プロセスチューブ21の下端開口はウエハを出し入れするための炉口23を構成しており、プロセスチューブ21の内径は取り扱うべきウエハの最大外径(例えば、300mm)よりも大きくなるように設定されている。
図1および図2に示されているように、ボートが処理室22から搬出されている時には、炉口23は炉口ゲートバルブであるシャッタ24によって閉塞されるように構成されている。
プロセスチューブ21の筒中空部によって処理室22が形成されており、処理室22はボートによって略水平姿勢で垂直方向に整列した状態に保持された複数枚のウエハを収容することができるように構成されている。
プロセスチューブ21の下端開口はウエハを出し入れするための炉口23を構成しており、プロセスチューブ21の内径は取り扱うべきウエハの最大外径(例えば、300mm)よりも大きくなるように設定されている。
図1および図2に示されているように、ボートが処理室22から搬出されている時には、炉口23は炉口ゲートバルブであるシャッタ24によって閉塞されるように構成されている。
図2に示されているように、プロセスチューブ21の下端部には処理室22内を排気する処理室用排気管25が接続されており、処理室用排気管25は真空ポンプや制御弁等によって構成された処理室用排気装置26に接続されている。
この処理室用排気管25により、減圧排気ラインとしてのメイン排気ラインが構成されている。メイン排気ラインにはスロー排気ラインが接続され、さらには、スロー排気ラインの接続箇所よりも上流側には常圧排気ラインが接続されている。
プロセスチューブ21の下端部には、処理室22内に水素ガスまたは重水素ガス(以下、水素ガスという。)を供給する水素ガス供給管27と、不活性ガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給管28とがそれぞれ接続されている。
水素ガス供給管27には水素ガスを供給するための水素ガス供給装置29が接続されており、窒素ガス供給管28には窒素ガスを供給するための処理室用窒素ガス供給装置30が接続されている。
便宜上、図2においては、水素ガス供給管27と処理室用排気管25とは上下にずらして図示しているが、実際には周方向にずらして配管されている。
この処理室用排気管25により、減圧排気ラインとしてのメイン排気ラインが構成されている。メイン排気ラインにはスロー排気ラインが接続され、さらには、スロー排気ラインの接続箇所よりも上流側には常圧排気ラインが接続されている。
プロセスチューブ21の下端部には、処理室22内に水素ガスまたは重水素ガス(以下、水素ガスという。)を供給する水素ガス供給管27と、不活性ガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給管28とがそれぞれ接続されている。
水素ガス供給管27には水素ガスを供給するための水素ガス供給装置29が接続されており、窒素ガス供給管28には窒素ガスを供給するための処理室用窒素ガス供給装置30が接続されている。
便宜上、図2においては、水素ガス供給管27と処理室用排気管25とは上下にずらして図示しているが、実際には周方向にずらして配管されている。
図1に示されているように、待機室12のウエハ搬入搬出口13側には移載室31Aが隣接して形成されており、移載室31Aにはウエハ移載装置(wafer transfer equipment )31が設置されている。
ウエハ移載装置31は複数枚または一枚のウエハ1をウエハ搬入搬出口13から搬入して、ボート41に移載するように構成されている。
ウエハ移載装置31は複数枚または一枚のウエハ1をウエハ搬入搬出口13から搬入して、ボート41に移載するように構成されている。
図2に示されているように、待機室12には送りねじ軸装置によって構成されたボートエレベータ33が設置されている。すなわち、ボートエレベータ33は待機室12の内部に垂直に立脚されて回転自在に支承された送りねじ軸34と、待機室12の外部に設置されて送りねじ軸34を回転駆動するモータ35と、送りねじ軸34に噛合されて送りねじ軸34の回転に伴って昇降する昇降台36と、昇降台36に水平に突設された支持アーム37とを備えている。
支持アーム37の先端部には炉口23を閉塞する炉口蓋としてのシールキャップ39がベース38を介して水平に支持されている。シールキャップ39はプロセスチューブ21の外径と略等しい円盤形状に構築されている。
シールキャップ39の中心線上には、略円筒形状に形成されたボート41が垂直に立脚されて、円筒形状に形成された断熱キャップ40を介して支持されるようになっている。断熱キャップ40はボート41をシールキャップ39から持ち上げることにより、ボート41を温度制御が不安定な炉口23の付近から離間させるようになっている。
ボート41は複数枚のウエハ1を中心を揃えて水平に整列させた状態で保持することができるように構成されている。
支持アーム37の先端部には炉口23を閉塞する炉口蓋としてのシールキャップ39がベース38を介して水平に支持されている。シールキャップ39はプロセスチューブ21の外径と略等しい円盤形状に構築されている。
シールキャップ39の中心線上には、略円筒形状に形成されたボート41が垂直に立脚されて、円筒形状に形成された断熱キャップ40を介して支持されるようになっている。断熱キャップ40はボート41をシールキャップ39から持ち上げることにより、ボート41を温度制御が不安定な炉口23の付近から離間させるようになっている。
ボート41は複数枚のウエハ1を中心を揃えて水平に整列させた状態で保持することができるように構成されている。
図2および図3に示されているように、筐体11には待機室12内に不活性ガスを供給する待機室用供給管51と、待機室12内を排気する待機室用排気管52とがそれぞれ接続されている。
待機室用供給管51には不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための待機室用窒素ガス供給装置53が接続されている。
待機室用排気管52には、真空ポンプや制御弁等によって構成された待機室用排気装置54が接続されている。この待機室用排気管52により、減圧排気ラインが構成されている。減圧排気ラインにはスロー排気ラインが接続され、さらには、スロー排気ラインの接続箇所よりも上流側には常圧排気ラインが接続されている。
なお、常圧排気ラインは減圧排気ラインとは別に設けるようにしてもよい。すなわち、常圧排気ラインは減圧排気ラインに接続させるのではなく、筐体11に直接接続させるようにしてもよい。
待機室用供給管51には不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための待機室用窒素ガス供給装置53が接続されている。
待機室用排気管52には、真空ポンプや制御弁等によって構成された待機室用排気装置54が接続されている。この待機室用排気管52により、減圧排気ラインが構成されている。減圧排気ラインにはスロー排気ラインが接続され、さらには、スロー排気ラインの接続箇所よりも上流側には常圧排気ラインが接続されている。
なお、常圧排気ラインは減圧排気ラインとは別に設けるようにしてもよい。すなわち、常圧排気ラインは減圧排気ラインに接続させるのではなく、筐体11に直接接続させるようにしてもよい。
処理室用排気装置26、水素ガス供給装置29、処理室用窒素ガス供給装置30、待機室用窒素ガス供給装置53および待機室用排気装置54は、コントローラ55によって制御されるように構成されている。
コントローラ55は、アニール後のウエハの処理室22から待機室12への搬出開始前に待機室12内を窒素ガス雰囲気に維持しておき、アニール後に処理室22内に残留した水素ガスの除去と、アニール後のウエハの処理室22から待機室12への搬出または/およびアニール後のウエハの冷却とを並行して実施するように構成されている。
コントローラ55は、アニール後のウエハの処理室22から待機室12への搬出開始前に待機室12内を窒素ガス雰囲気に維持しておき、アニール後に処理室22内に残留した水素ガスの除去と、アニール後のウエハの処理室22から待機室12への搬出または/およびアニール後のウエハの冷却とを並行して実施するように構成されている。
次に、本発明の一実施形態であるICの製造方法を、前記構成に係るアニール装置を使用して、メタル配線の自然酸化膜を除去する場合について、図4および図5に即して説明する。
図4および図5に示されているウエハチャージングステップにおいて、これから処理すべき複数枚のウエハ1はウエハ移載装置31のツィーザ32によって掬い取られて、待機室12において待機しているボート41に図1および図2に示されているように移載される。
この際、プロセスチューブ21の炉口23はシャッタ24によって閉塞されている。
また、処理室22内および待機室12内には窒素ガスが窒素ガス供給管28および待機室用供給管51からそれぞれ供給されつつ、処理室22内および待機室12内が処理室用排気管25の常圧排気ラインおよび待機室用排気管52の常圧排気ラインによってそれぞれ排気されている。すなわち、処理室22内および待機室12内は窒素ガスによって予めパージされている。
なお、処理室22については、ボートローディングステップが完了するまで、この状態を維持する。このとき、図5に示されているように、減圧排気ラインによる処理室22内および待機室12内の排気はいずれも行われていない。
この際、プロセスチューブ21の炉口23はシャッタ24によって閉塞されている。
また、処理室22内および待機室12内には窒素ガスが窒素ガス供給管28および待機室用供給管51からそれぞれ供給されつつ、処理室22内および待機室12内が処理室用排気管25の常圧排気ラインおよび待機室用排気管52の常圧排気ラインによってそれぞれ排気されている。すなわち、処理室22内および待機室12内は窒素ガスによって予めパージされている。
なお、処理室22については、ボートローディングステップが完了するまで、この状態を維持する。このとき、図5に示されているように、減圧排気ラインによる処理室22内および待機室12内の排気はいずれも行われていない。
所定の枚数のウエハ1がボート41に装填されると、図4および図5に示されたサイクルパージステップにおいて、待機室12内のサイクルパージが行われる。このサイクルパージステップにおいては、待機室12内への窒素ガスの供給と排気とがサイクリックに実行される。
なお、図5に示されているように、この排気ラインとしては待機室用排気管52の減圧排気ラインが用いられ、排気力源としては待機室用排気装置54が用いられる。
待機室12内のサイクルパージステップの終了後に、窒素ガスパージステップにおいて、待機室12内が待機室12内への窒素ガスの供給によって大気圧に戻されるとともに、待機室12内の窒素ガスパージが実行される。
待機室12内が大気圧に復帰した後には、図5に示されているように、待機室12内に窒素ガスが待機室用供給管51を通じて供給されつつ、待機室12内の排気が待機室用排気管52の常圧排気ラインによって実行される。
なお、待機室12については熱処理ステップが完了するまで、この状態を維持する。
待機室12内の窒素ガスパージステップの終了後に、ボートローディングステップにおいて、ボート41はボートエレベータ33によって上昇されてプロセスチューブ21の炉口23から処理室22内に搬入(ボートローディング)される。
この際、図5に示されているように、処理室22内および待機室12内には、窒素ガスが窒素ガス供給管28および待機室用供給管51によってそれぞれ供給されつつ、処理室22内および待機室12内が常圧排気ラインによってそれぞれ排気される。
なお、図5に示されているように、この排気ラインとしては待機室用排気管52の減圧排気ラインが用いられ、排気力源としては待機室用排気装置54が用いられる。
待機室12内のサイクルパージステップの終了後に、窒素ガスパージステップにおいて、待機室12内が待機室12内への窒素ガスの供給によって大気圧に戻されるとともに、待機室12内の窒素ガスパージが実行される。
待機室12内が大気圧に復帰した後には、図5に示されているように、待機室12内に窒素ガスが待機室用供給管51を通じて供給されつつ、待機室12内の排気が待機室用排気管52の常圧排気ラインによって実行される。
なお、待機室12については熱処理ステップが完了するまで、この状態を維持する。
待機室12内の窒素ガスパージステップの終了後に、ボートローディングステップにおいて、ボート41はボートエレベータ33によって上昇されてプロセスチューブ21の炉口23から処理室22内に搬入(ボートローディング)される。
この際、図5に示されているように、処理室22内および待機室12内には、窒素ガスが窒素ガス供給管28および待機室用供給管51によってそれぞれ供給されつつ、処理室22内および待機室12内が常圧排気ラインによってそれぞれ排気される。
そして、図3に示されているように、ボート41が処理室22内に完全に搬入されると、炉口23がシールキャップ39によって気密封止される。
この状態で、ボート41は処理室22に存置される。
この状態で、ボート41は処理室22に存置される。
ボートローディングステップ後に、処理室用排気装置26および処理室用窒素ガス供給装置30がコントローラ55によって制御されることにより、処理室22内が処理室用排気管25に接続された減圧排気ラインとしてのスロー排気ライン(図示せず)によってスローバキュームが行われる。
このスローバキュームステップにおいては、図5に示されているように、処理室22内には窒素ガスが窒素ガス供給管28を通じて供給されつつ、処理室22内が処理室用排気管25のスロー排気ラインによって排気される。
その後に、図5に示されているように、窒素ガス供給管28を通じた窒素ガスの供給が停止され、処理室用排気管25の減圧排気ラインとしてのメイン排気ラインによりメインバキュームが行われる。
所定の時間経過後に、リークチエックされる。
このスローバキュームステップにおいては、図5に示されているように、処理室22内には窒素ガスが窒素ガス供給管28を通じて供給されつつ、処理室22内が処理室用排気管25のスロー排気ラインによって排気される。
その後に、図5に示されているように、窒素ガス供給管28を通じた窒素ガスの供給が停止され、処理室用排気管25の減圧排気ラインとしてのメイン排気ラインによりメインバキュームが行われる。
所定の時間経過後に、リークチエックされる。
他方、図4に示されているように、昇温ステップが開始するまでは、処理室22内の温度は予め設定されたスタンバイ温度である50〜500℃に維持されている。
図4に示されているように、メインバキュームの開始とともに、昇温ステップが開始される。メインバキュームおよびリークチェックは昇温ステップと並行して行われる。
処理室22内の温度が所定の処理温度である100〜500℃に達すると、温度は一定に維持される。
図4に示されているように、メインバキュームの開始とともに、昇温ステップが開始される。メインバキュームおよびリークチェックは昇温ステップと並行して行われる。
処理室22内の温度が所定の処理温度である100〜500℃に達すると、温度は一定に維持される。
リークチェック後に、処理室用窒素ガス供給装置30がコントローラ55によって制御されることにより、図5に示されているように、窒素ガスが処理室22内に窒素ガス供給管28を経由して供給され、処理室22内が窒素ガスパージされる。
処理室22内が窒素ガスパージされ、温度が安定すると、処理室用排気装置26や処理室用窒素ガス供給装置30および水素ガス供給装置29がコントローラ55によって制御されることにより、図5に示されているように、水素ガスが水素ガス供給管27を経由して処理室22内に供給される。
処理室22内に水素ガス供給管27から供給された水素ガスは、処理室22内を流下して処理室用排気管25によって排気される。
なお、処理条件は、例えば、次の通りである。
処理温度は100〜500℃、圧力は10000Pa以上、水素ガスの流量は1〜15slm(スタンダード・リットル毎分)、である。
処理室22内に水素ガス供給管27から供給された水素ガスは、処理室22内を流下して処理室用排気管25によって排気される。
なお、処理条件は、例えば、次の通りである。
処理温度は100〜500℃、圧力は10000Pa以上、水素ガスの流量は1〜15slm(スタンダード・リットル毎分)、である。
図4に示されているように、予め設定された熱処理ステップの処理時間が経過すると、処理室22内の温度は予め設定された降温ステップの温度シーケンスをもって降温されて行く。
そして、処理室22の温度が予め設定されたスタンバイ温度である50〜500℃になると、一定に維持される。
そして、処理室22の温度が予め設定されたスタンバイ温度である50〜500℃になると、一定に維持される。
本実施の形態においては、図4および図5に示されているように、降温ステップが開始されると同時に、ボートアンローディングステップが開始される。
なお、アンローディングステップ開始前に、予め、待機室12内を窒素ガス雰囲気に維持しておく。
本実施の形態においては、図5に示されているように、待機室12内には窒素ガスが待機室用供給管51を経由して待機室用窒素ガス供給装置53によって常に供給されている。
ボート41の下降に際しては、処理室用排気装置26および処理室用窒素ガス供給装置30がコントローラ55によって制御されることによって、処理室22内の圧力は待機室12内の圧力と窒素ガスパージによって均衡される。
すなわち、図5に示されているように、処理室22内には窒素ガスが処理室用窒素ガス供給装置30によって窒素ガス供給管28を通じて供給されつつ、処理室22内が処理室用排気管25の常圧排気ラインを通じて排気される。
また、予め窒素ガスパージされた待機室12には、待機室用排気装置54および待機室用窒素ガス供給装置53がコントローラ55によって制御されることにより、図5に示されているように、窒素ガスが待機室用供給管51を通じて供給され続ける。
なお、図5に示されているように、ボートアンローディングステップにおいては、待機室12内は常圧排気ラインおよび減圧排気ラインのいずれによっても排気されない。
なお、アンローディングステップ開始前に、予め、待機室12内を窒素ガス雰囲気に維持しておく。
本実施の形態においては、図5に示されているように、待機室12内には窒素ガスが待機室用供給管51を経由して待機室用窒素ガス供給装置53によって常に供給されている。
ボート41の下降に際しては、処理室用排気装置26および処理室用窒素ガス供給装置30がコントローラ55によって制御されることによって、処理室22内の圧力は待機室12内の圧力と窒素ガスパージによって均衡される。
すなわち、図5に示されているように、処理室22内には窒素ガスが処理室用窒素ガス供給装置30によって窒素ガス供給管28を通じて供給されつつ、処理室22内が処理室用排気管25の常圧排気ラインを通じて排気される。
また、予め窒素ガスパージされた待機室12には、待機室用排気装置54および待機室用窒素ガス供給装置53がコントローラ55によって制御されることにより、図5に示されているように、窒素ガスが待機室用供給管51を通じて供給され続ける。
なお、図5に示されているように、ボートアンローディングステップにおいては、待機室12内は常圧排気ラインおよび減圧排気ラインのいずれによっても排気されない。
ところで、ボートアンローディングステップが開始されると、シールキャップ39が炉口23を開放した状態になるため、処理室22と待機室12とは連通した状態になる。
処理室22と待機室12とが連通すると、処理室22に残留した水素ガスが待機室12に流れ込んで待機室12内に大気が、万一存在していた場合、その大気と混ざる状態になるために、爆発の原因になる。
しかし、本実施の形態においては、待機室12内は予め窒素ガスパージされているとともに、新鮮な窒素ガスが強制的に流通されることにより、待機室12に流れ込んだ水素ガスが空気と混ざることはないので、爆発が発生することはない。
また、高温になったウエハ1が新鮮な窒素ガスに常に接触することにより、ウエハ1は効率よく冷却されることになるので、冷却ステップが並行して実施されることになる。
本実施の形態では、ボートアンローディングステップの開始と同時に、図5に示されているように、待機室用排気管52に接続された常圧排気ラインからの排気を停止し、窒素ガス供給管28および待機室用供給管51から窒素ガスを処理室22内および待機室12内に供給しつつ、処理室用排気管25から排気を行う。
この際、本実施の形態のように、処理室22の処理室用排気管25だけで排気してもよいし、待機室12の待機室用排気管52だけで排気してもよいし、処理室22の処理室用排気管25と待機室12の待機室用排気管52との両方で排気してもよい。
両方で排気する場合は、ガス置換効率が上がるというメリットがある。
なお、通常、待機室用排気管52の減圧排気ラインは、ボートローディングステップ時の酸素濃度を下げる際に使用する窒素ガス排気ラインであり、実ガス(水素または重水素)は排気することができない構成になっている。当然、常圧排気ラインも実ガスは排気することができない構成になっている。
しかし、これらの排気ラインのいずれか一方もしくは両方を実ガス排気可能な構造に構成することにより、待機室用排気管52からも水素または重水素を排気することが可能となる。
処理室22と待機室12とが連通すると、処理室22に残留した水素ガスが待機室12に流れ込んで待機室12内に大気が、万一存在していた場合、その大気と混ざる状態になるために、爆発の原因になる。
しかし、本実施の形態においては、待機室12内は予め窒素ガスパージされているとともに、新鮮な窒素ガスが強制的に流通されることにより、待機室12に流れ込んだ水素ガスが空気と混ざることはないので、爆発が発生することはない。
また、高温になったウエハ1が新鮮な窒素ガスに常に接触することにより、ウエハ1は効率よく冷却されることになるので、冷却ステップが並行して実施されることになる。
本実施の形態では、ボートアンローディングステップの開始と同時に、図5に示されているように、待機室用排気管52に接続された常圧排気ラインからの排気を停止し、窒素ガス供給管28および待機室用供給管51から窒素ガスを処理室22内および待機室12内に供給しつつ、処理室用排気管25から排気を行う。
この際、本実施の形態のように、処理室22の処理室用排気管25だけで排気してもよいし、待機室12の待機室用排気管52だけで排気してもよいし、処理室22の処理室用排気管25と待機室12の待機室用排気管52との両方で排気してもよい。
両方で排気する場合は、ガス置換効率が上がるというメリットがある。
なお、通常、待機室用排気管52の減圧排気ラインは、ボートローディングステップ時の酸素濃度を下げる際に使用する窒素ガス排気ラインであり、実ガス(水素または重水素)は排気することができない構成になっている。当然、常圧排気ラインも実ガスは排気することができない構成になっている。
しかし、これらの排気ラインのいずれか一方もしくは両方を実ガス排気可能な構造に構成することにより、待機室用排気管52からも水素または重水素を排気することが可能となる。
ボート41が待機室12に搬出され、処理室22および待機室12内の残留水素濃度が所定の濃度以下となると、図5に示されているように、処理室22の炉口23はシャッタ24によって閉塞される(図1および図2参照)。
その後、ウエハディスチャージングステップにおいて、処理済みのウエハ1がボート41からウエハ移載装置31によって脱装(ディスチャージング)される。このとき、図5に示されているように、待機室12内には窒素ガスが待機室用供給管51を通じて供給されつつ、待機室12内が待機室用排気管52の常圧排気ラインを通じて排気される。
その後、ウエハディスチャージングステップにおいて、処理済みのウエハ1がボート41からウエハ移載装置31によって脱装(ディスチャージング)される。このとき、図5に示されているように、待機室12内には窒素ガスが待機室用供給管51を通じて供給されつつ、待機室12内が待機室用排気管52の常圧排気ラインを通じて排気される。
本実施の形態によれば、次の効果を得ることができる。
1) ボートアンローディングステップの開始前に待機室内を予め窒素ガスパージしておき、ボートアンローディングステップの開始とともに、処理室内および予備室内を窒素ガスパージすることにより、処理室内から待機室内に流れ込んだ水素ガスが空気と混ざるのを未然に防止することができるので、爆発が発生するのを未然に防止することができる。
2) ボートアンローディングステップの開始とともに、処理室内および予備室内を窒素ガスパージすることにより、新鮮な窒素ガスを高温になったウエハに常に接触させることができるので、ウエハを効率よく冷却することができる。
3) ボートアンローディングステップの開始前に待機室内を予め窒素ガスパージしておき、ボートアンローディングステップの開始とともに、処理室内および予備室内を窒素ガスパージすることにより、処理室内に残留した水素の除去ステップと、ボートアンローディングステップと、ウエハ冷却ステップとを並行して実施することができるので、安全を確保しつつ、アニール装置ひいてはICの製造方法のスループットを向上させることができる。
例えば、熱処理ステップ後からボートアンローディングステップ後まで、従来は80分かかっていたのを、本実施の形態によれば、30分以下に短縮することができる。
例えば、熱処理ステップ後からボートアンローディングステップ後まで、従来は80分かかっていたのを、本実施の形態によれば、30分以下に短縮することができる。
4) 炉口ゲートバルブであるシャッタは開いたままの状態で、処理室に接続された排気管よりガスを排出しつつ、窒素ガスにてパージするようにしており、窒素ガスパージが完了するまでこの状態を維持するようにしているので、この間は常時、待機室内から処理室内へ向かう方向にガスが流れることとなる。本実施の形態におけるロードロックタイプの装置はロードロック室としての待機室に接続された供給管から大流量の冷却用窒素ガスを供給することができ、大流量の窒素ガスパージが可能なため、それを利用して処理室内の窒素ガス置換も同時に行うことができる。
図6は本発明の第二の実施の形態であるアニール装置を示す縦断面図である。
図7は本発明の第二の実施の形態であるICの製造方法における窒素ガスパージステップのシーケンスを示すタイミングチャートである。
図7は本発明の第二の実施の形態であるICの製造方法における窒素ガスパージステップのシーケンスを示すタイミングチャートである。
本実施の形態に係るアニール装置が前記実施の形態に係るアニール装置と異なる点は、処理室用排気管25には第一止め弁61を介して処理室用排気装置26が接続されている点、待機室用排気管52には第二止め弁62を介して処理室用排気装置26が接続されている点、処理室用排気管25には第三止め弁63を介して水素ガス除外装置65が接続されている点、待機室12内を排気する第二の待機室用排気管66には、第四止め弁64を介して水素ガス除外装置65が接続されている点、水素ガスおよび窒素ガスが共に処理室用ガス供給管27Aから供給される点、である。
以上の構成に係るアニール装置を使用した本発明の第二の実施の形態であるICの製造方法を、図4および図7に即して説明する。
なお、本実施の形態に係るICの製造方法が前記実施の形態に係るICの製造方法と異なる点は、主に、ボートアンローディングステップ、窒素ガスパージステップおよび冷却ステップであるので、これらのステップのシーケンスについて説明する。
但し、温度シーケンスは図4に示された第一の実施の形態と同じである。
なお、本実施の形態に係るICの製造方法が前記実施の形態に係るICの製造方法と異なる点は、主に、ボートアンローディングステップ、窒素ガスパージステップおよび冷却ステップであるので、これらのステップのシーケンスについて説明する。
但し、温度シーケンスは図4に示された第一の実施の形態と同じである。
本実施の形態においても、降温ステップ(図4参照)が開始されると同時に、ボートアンローディングステップが図7に示されているように開始される。
また、ボートアンローディングステップ開始前に、待機室12内は窒素ガス雰囲気に維持した状態とされる。
熱処理ステップ後、第一止め弁61、第二止め弁62および第三止め弁63が閉じられ、第四止め弁64が開かれ、窒素ガスが処理室用窒素ガス供給装置30より処理室用ガス供給管27Aを通して供給されるとともに、待機室用窒素ガス供給装置53より待機室用窒素ガス供給管51を通して供給される。
同時に、ボート41が処理室22から搬出(ボートアンローディング)されるとともにシールキャップ39が開かれる。
また、ボートアンローディングステップ開始前に、待機室12内は窒素ガス雰囲気に維持した状態とされる。
熱処理ステップ後、第一止め弁61、第二止め弁62および第三止め弁63が閉じられ、第四止め弁64が開かれ、窒素ガスが処理室用窒素ガス供給装置30より処理室用ガス供給管27Aを通して供給されるとともに、待機室用窒素ガス供給装置53より待機室用窒素ガス供給管51を通して供給される。
同時に、ボート41が処理室22から搬出(ボートアンローディング)されるとともにシールキャップ39が開かれる。
図6に示されているように、ボート41が待機室12に搬出されたら、シャッタ24が閉じられ、第三止め弁63が開かれる。なお、第四止め弁64は開状態が維持される。
次の処理に備えるために、処理室22内には処理室用窒素ガス供給装置30より処理室用ガス供給管27Aを通して窒素ガスが供給されつつ、処理室用排気管25より水素ガス除外装置65へ向けて排気された状態が維持されることにより、水素ガスの除去が継続して行われる。
待機室12内には待機室用窒素ガス供給装置53より待機室用供給管51を通して窒素ガスが供給されつつ、第二の待機室用排気管66より水素ガス除外装置65へ向けて排気された状態が維持されることにより、処理済みウエハ1の冷却と水素ガスの除去が継続して行われる。
次の処理に備えるために、処理室22内には処理室用窒素ガス供給装置30より処理室用ガス供給管27Aを通して窒素ガスが供給されつつ、処理室用排気管25より水素ガス除外装置65へ向けて排気された状態が維持されることにより、水素ガスの除去が継続して行われる。
待機室12内には待機室用窒素ガス供給装置53より待機室用供給管51を通して窒素ガスが供給されつつ、第二の待機室用排気管66より水素ガス除外装置65へ向けて排気された状態が維持されることにより、処理済みウエハ1の冷却と水素ガスの除去が継続して行われる。
処理室22および待機室12内の残留水素濃度が所定の濃度以下となるとともに、ウエハ1の冷却が終了すると、ウエハディスチャージングステップにおいて、処理済みのウエハ1がボート41からウエハ移載装置31によってディスチャージングされる。
本実施の形態によれば、前記実施の形態の効果に加えて、次の効果が得られる。
前記した第一の実施の形態においては、シャッタ24が開いた状態で窒素ガスパージが行われており、待機室12内から処理室22内に向かう方向にガスが流れて、待機室12内の雰囲気がそのまま処理室22内に入り込むために、処理室22内を汚染させてしまう懸念がある。
しかし、本実施の形態によれば、それを防止することができる。
すなわち、まず、シールキャップ39およびシャッタ24が開いた状態での窒素ガスパージにおいては、処理室22内から待機室12内に向かう方向に排気ガスが流れるために、待機室12内の雰囲気が処理室22内に入り込むことがない。
次に、ボートアンローディングにおけるウエハ搬出後に速やかに、すなわち、窒素ガスパージが完了する前にシャッタ24が閉じられ、シャッタ24が閉じた状態で処理室22内および待機室12内の窒素ガスパージがそれぞれ続行されるので、このときも、待機室12内の雰囲気が処理室22内に入り込むことはない。
さらに、本実施の形態の場合には、待機室12内の水素ガスの濃度が低下すれば、処理室22内の水素ガス濃度が低下していなくても、処理済みウエハのボートからのディスチャージングおよび次に処理するウエハのボートへのチャージングが可能な状態になる。
この場合には、処理室22内については、次の処理までに水素ガス濃度を低下させればよいという運用も可能であり、全体としての処理時間を短縮することができる。
前記した第一の実施の形態においては、シャッタ24が開いた状態で窒素ガスパージが行われており、待機室12内から処理室22内に向かう方向にガスが流れて、待機室12内の雰囲気がそのまま処理室22内に入り込むために、処理室22内を汚染させてしまう懸念がある。
しかし、本実施の形態によれば、それを防止することができる。
すなわち、まず、シールキャップ39およびシャッタ24が開いた状態での窒素ガスパージにおいては、処理室22内から待機室12内に向かう方向に排気ガスが流れるために、待機室12内の雰囲気が処理室22内に入り込むことがない。
次に、ボートアンローディングにおけるウエハ搬出後に速やかに、すなわち、窒素ガスパージが完了する前にシャッタ24が閉じられ、シャッタ24が閉じた状態で処理室22内および待機室12内の窒素ガスパージがそれぞれ続行されるので、このときも、待機室12内の雰囲気が処理室22内に入り込むことはない。
さらに、本実施の形態の場合には、待機室12内の水素ガスの濃度が低下すれば、処理室22内の水素ガス濃度が低下していなくても、処理済みウエハのボートからのディスチャージングおよび次に処理するウエハのボートへのチャージングが可能な状態になる。
この場合には、処理室22内については、次の処理までに水素ガス濃度を低下させればよいという運用も可能であり、全体としての処理時間を短縮することができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、処理室用窒素ガス供給装置と待機室用窒素ガス供給装置とは、共用するように構成してもよい。
本発明は、メタル配線の自然酸化膜を除去する場合について適用するに限らず、酸化シリコンの未結合種(界面欠陥)の終端処理のような水素ガスまたは重水素ガスを使用する熱処理全般に適用することができる。
本発明は、バッチ式縦形ホットウオール形アニール装置に限らず、水素ガスまたは重水素ガスを使用する熱処理装置全般に適用することができる。
さらには、本発明は、ウエハの熱処理に限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、SOG(システム・オン・ガラス)、光ディスクおよび磁気ディスク等の熱処理にも適用することができる。
1…ウエハ(基板)、10…ホットウオール形アニール装置(熱処理装置)、11…筐体、12…待機室(予備室)、13…ウエハ搬入搬出口、14…ゲートバルブ、15…ボート搬入搬出口、16…ヒータユニット、17…ケース、18…断熱槽、19…ヒータ、20…均熱チューブ、21…プロセスチューブ、22…処理室、23…炉口、24…シャッタ(炉口ゲートバルブ)、25…処理室用排気管、26…処理室用排気装置、27…水素ガス(水素ガスまたは重水素ガス)供給管、28…窒素ガス(不活性ガス)供給管、29…水素ガス供給装置、30…処理室用窒素ガス供給装置、31A…移載室、31…ウエハ移載装置、32…ツィーザ、33…ボートエレベータ、34…送りねじ軸、35…モータ、36…昇降台、37…支持アーム、38…ベース、39…シールキャップ(炉口ゲートバルブ)、40…断熱キャップ、41…ボート、51…待機室用供給管、52…待機室用排気管、53…待機室用窒素ガス供給装置、54…待機室用排気装置、55…コントローラ(制御手段)、27A…処理室用ガス供給管、61、62、63、64…止め弁、65…水素ガス除外装置、66…第二の待機室用排気管。
Claims (2)
- 基板を予備室から処理室内に搬入する搬入ステップと、
前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスを供給して前記基板を熱処理する熱処理ステップと、
前記熱処理後に前記処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスの除去を行う除去ステップと、
前記熱処理後に前記処理室と前記予備室とを連通させる連通ステップと、
前記熱処理後の前記基板を前記処理室内から前記予備室へ搬出する搬出ステップと、
前記熱処理後の前記基板を冷却する冷却ステップと、を備えており、
前記連通ステップは、前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、前記予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で行い、前記除去ステップと、前記搬出ステップまたは/および前記冷却ステップとを並行して実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板を熱処理する処理室と、
前記処理室に接続され前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスを供給する供給管と、 前記処理室に接続され前記処理室内に不活性ガスを供給する供給管と、
前記処理室に接続され前記処理室内を排気する排気管と、
前記処理室に隣接して気密に設けられた予備室と、
前記予備室に接続され前記予備室内に不活性ガスを供給する供給管と、
前記予備室に接続され前記予備室内を排気する排気管と、
前記処理室内と前記予備室内との間を気密にシールする炉口ゲートバルブと、
前記熱処理後に、前記処理室内に水素ガスまたは重水素ガスが残留した状態で、かつ、前記予備室内を不活性ガス雰囲気とした状態で、前記炉口ゲートバルブを開いて前記処理室と前記予備室とを連通させ、前記処理室内に残留した水素ガスまたは重水素ガスの除去と、熱処理後の前記基板の前記処理室内から前記予備室への搬出または/および熱処理後の前記基板の冷却とを並行して実施するように制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005219950A JP2006135296A (ja) | 2004-10-04 | 2005-07-29 | 半導体装置の製造方法および熱処理装置 |
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Cited By (1)
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CN111370284A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-03 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体热处理设备的清扫方法 |
-
2005
- 2005-07-29 JP JP2005219950A patent/JP2006135296A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111370284A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-03 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体热处理设备的清扫方法 |
CN111370284B (zh) * | 2020-03-13 | 2022-12-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体热处理设备的清扫方法 |
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