JPWO2003012845A1 - 半導体製造装置及び半導体製造方法 - Google Patents

Abstract

半導体デバイスにおけるデュアルダマシン構造を構成するシード膜及び配線用金属薄膜を良好に形成するため、物理気相堆積（ＰＶＤ）法によるシード膜形成後にアニール処理を行い、その後に電気化学メッキ（ＥＣＰ）法により、配線用金属薄膜を形成する。このような目的のため、急速熱処理アニールチャンバを備えたＰＶＤシステム及び急速熱処理アニールチャンバを備えたＥＣＰシステムが開示されている。

Description

技術分野
本発明は半導体製造装置及び半導体製造方法に係り、特に、半導体ウェハ表面にデュアルダマシン構造を形成するために用いられる半導体製造装置及び半導体製造方法に関する。
背景技術
近年、集積回路等の半導体デバイスの製造工程においては、微細な金属配線用薄膜の加工の手間を削減し、製造歩留まりを向上させるためデュアルダマシン構造が採用されている。第２８図はデュアルダマシン構造の形成方法を説明するための図である。
第２８図に示されるように、ビアホール及び配線となるウェハの溝部５１に物理気相成長（ＰＶＤ）法等の成膜方法により金属のバリア膜５１及びシード膜５２を形成する。そして、電気化学堆積（ＥＣＰ）法等の堆積方法より溝部５１に埋め込まれる金属配線用薄膜５４を堆積させ、最後に化学機械研磨（ＣＭＰ）法により堆積部分を除去するということが行われている。
従来、このような工程で用いられる成膜方法としては、ウェハの加熱又はウェハ表面における分子運動で発生する熱により、ウェハ温度を１５０℃以上の比較的高温で処理する高温ＰＶＤ法が用いられていた。この方法によれば、ウェハを高温で処理することにより、粒子の形成、成長及び配列を促進し、その結果、安定した微細構造及び抵抗率とを有する薄膜を得ることが可能になる。
しかし、半導体デバイスの高集積化及び高性能化の要求に伴い、半導体デバイスの構造は微細化している。その結果、現在では、ウェハの溝部側壁に対するＰＶＤの堆積量はフィールドに対する堆積量と比べて非常に小さくなるように設定されており、より薄い薄膜を形成することが要望されている。この場合、上述した高温で薄膜形成を行うと、薄膜の凝集を引き起こすことがある。この問題に対処するため、薄膜の凝集が生じることなく且つ平滑性の優れた薄膜が得られるよう低温でウェハを処理する低温ＰＶＤ法が採用されている。
低温ＰＶＤ法で形成された銅薄膜は、室温での時間の経過に伴い薄膜の自己アニール即ち再結晶が進行し、これによって薄膜の抵抗率が低下することが知られている。室温で完全な自己アニールが完結するためには１００〜２００時間程度の時間が要することが報告されている。しかし、ウェハを加熱することにより、再結晶プロセスを促進することが可能である。例えば、ウェハを１５０℃程度で加熱することにより、通常の厚さの薄膜のアニールを３０秒未満で達成することができる。
しかし、半導体デバイスの製造工程においては、ＰＶＤ法によるシード膜の堆積とこれに引き続いて行われるＥＣＰ法による配線用金属薄膜の堆積工程との間の時間を厳密に制御することはできない。その結果、様々な抵抗率を有する様々な再結晶化段階のシード膜を有するウェハがＥＣＰ工程に搬入されることになる。
シード膜の結晶構造がＥＣＰ工程で堆積される配線用金属薄膜の特性にどのような影響を与えるか又はＥＣＰ工程で堆積される金属膜の欠陥にどのように関与しているかについては良くは知られていない。しかし、ＥＣＰ工程で形成される金属膜の基礎となるシード膜の微細構造が極めて重要な役割を演じることは広く認められている。
ＥＣＰ工程では、ウェハに形成されているシード膜の状態に応じ、様々な条件等を調整することが可能である。従って、シード膜の特性を一定とすれば、これに応じてＥＣＰ工程の条件を調整することによって、最終的に優れた製品を製造することが可能になる。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、シード膜となる金属薄膜を安定化させるアニールチャンバを備えた半導体製造装置及びシード膜となる金属薄膜を安定化させるアニール工程を備えた半導体製造方法を提供することを目的とする。
発明の開示
以上の目的を達成するため、本発明の半導体製造装置はウェハを搬送するウェハ搬送機構を有するメインフレームと、前記メインフレームに設けられ、前記ウェハにデュアルダマシン構造を形成する薄膜を形成する成膜チャンバと、前記メインフレームに設けられ、前記成膜チャンバで形成された薄膜をアニール処理するアニールチャンバとを備えている。
また、本発明の半導体製造方法は、ウェハを搬送するウェハ搬送機構を有するメインフレームに設けられた成膜チャンバで前記ウェハにデュアルダマシン構造を形成する薄膜を形成する成膜工程と、前記薄膜が形成されたウェハを前記メインフレームに設けられたアニールチャンバでアニール処理するアニール工程とを含んでいる。
本発明によれば、成膜工程で形成された薄膜にアニール処理を施すことにおり、薄膜の抵抗率を低下、安定化することが可能になる。従って、本発明を用いたデュアルダマシン構造の形成において、ＰＶＤ法で形成したシード膜上にＥＣＰ法で薄膜を形成する場合、ウェア全体に渡って電流密度を均一にすることができる。また、シード膜形成からＥＣＰ法による薄膜形成までの時間の経過によりシード膜の抵抗率が変化することがないので、特性が均一なＥＣＰ薄膜を形成することが可能になる。
また、シード膜の特定を安定化させることにより、シード膜上に形成されるＥＣＰ薄膜を安定化させ、欠陥を減少させることができる。さらに、シード膜の形成に先立ってバリア膜の形成された場合でも、シード膜の凝集を防止することが可能になる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の第１の形態について説明する。以下の形態では、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｉｎｃ．）により商標名エンデュラ（Ｅｎｄｕｒａ）として製造、販売されているＰＶＤシステムを例として説明する。
第１図は本発明の一実施形態である物理気相堆積（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）システム１００を示す。このＰＶＤシステム１００はクラスタツール（ｃｌｕｓｔｅｒ ｔｏｏｌ）と称される多チャンバ半導体処理システムである。このＰＶＤシステム１００は複数（本形態では２個）のチャンバの集合体（クラスタ）を備えている。このＰＶＤシステムはウェハに金属薄膜を形成するための金属化クラスタ１０２と、ウェハに金属薄膜を形成するための前処理を施す前金属化クラスタ１１２とを備えている。金属化クラスタ１０２と前金属化クラスタ１１２とは通過チャンバ１２２、１２４により分離されており、異なる真空度に調整することができる。また、各々のクラスタには、ウェハの移送を行うウェハ移送機構１１９、１２０が設けられている。
このＰＶＤシステム１００の動作はシーケンサ（コントローラ）１２６により制御されている。シーケンサ１２６は、中央処理装置（ＣＰＵ）１５０、メモリー１５２、支援回路１５４を含む汎用コンピュータである。ＣＰＵ１５０は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク等のメモリー１５２に蓄積されているプログラムに従って動作する。支援回路１５４は、電源、クロック回路、キャッシュ等を含む。ＣＰＵ１５０により実行されるプログラムは以下のようにＰＶＤシステム１００に様々な動作を行わせる。
前金属化クラスタ１１２は、ＰＶＤシステム１００に対しウェハの搬入、排出を行う２個のロードロックチャンバ１１４と、ウェハの配向とガス抜きを行う２個のウェハ配向／ガス抜きチャンバ１１６と、ウェハをスパッタ清浄化（ｓｐｕｔｔｅｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ）する２個の前清浄化チャンバ１１８、１２１とを備えている。これらのチャンバはユーザーの所望に応じた作用及び性能を有するものを用いることができる。
上記のようなＰＶＤシステム１００において、ウェハはロードロックチャンバ１１４内のウェハカセット１２８からＰＶＤシステム１００に搬入される。バッファーチャンバ１１３内のウェハ搬送機構１１９は、ウェハを一度に１枚ずつカセット１２８から前金属化クラスタ１１２内のチャャンバ１１６、１１８、１２２、１２４に搬送する。チャンバ間でウェハを輸送する際、ウェハはウェハ搬送機構１１９に設けられているウェハ搬送ブレード１３０上に載置される。一般的な処理工程では、ウェハは最初にウェハ配向／ガス抜きチャンバ１１６に搬入され、次に前清浄化チャンバ１１８に搬入される。
ウェハが前清浄化チャンバによる処理を経ると、ウェハは金属化処理を受け得る状態となり、バッファーチャンバ１１３内のウェハ搬送機構１１９はウェハを前清浄化チャンバ１１８から通過チャンバ１２２へ移動させる。その後、金属化クラスタ１０２のウェハ搬送機構１２０はウェハを処理チャンバに移動させる。
金属化クラスタ１０２は、処理チャンバ１０４、１０６、１０８、１１０、１２３及び通過チャンバ１２２、１２４を備えており、ウェハ移送機構１２０はこれらのチャンバに取り囲まれ、これらのチャンバに対しウェハを搬入、排出することができる。
処理チャンバ１０４、１１０にはウェハにバリア膜を形成するためのＰＶＤチャンバが設けられており、処理チャンバ１０６、１０８にはシード膜を形成するためのＰＶＤチャンバが設けられている。処理チャンバ１２３は補助チャンバであり、必要に応じ、アニールチャンバ等の他の機能を有するチャンバを設けることができる。尚、本発明に係る半導体製造装置においては処理チャンバとしてＰＶＤチャンバと共に又はこれに替えて他の種類の成膜チャンバ、例えば、化学気相堆積（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）チャンバ、非電解メッキチャンバ、ＡＬＤチャンバ等を設けることも可能である。
第２図は処理チャンバ１０４、１０６、１０８、１１０に設けられるＰＶＤチャンバの概略構成を示す。このＰＶＤチャンバはエンクロージャー１５０と、エンクロージャ１５０内で平行に設けられた陽極プレートと１５２と陰極プレート１５６が設けられている。陽極プレート１５２にはウェハＷを保持するウェハホルダが設けられていると共に、陰極プレート１５６には銅等の薄膜形成材料の円盤がプレートに貼着されたターゲット１５８がウェハＷに対向して設けられている。このようなＰＶＤチャンバにおいて、エンクロージャ１５０内を高真空にしてアルゴンガスを導入し、ウェハＷ側にプラス、ターゲット１５８側にマイナスの高電圧を印加すると高電界によりアルゴンガスがプラズマイオン化する。このプラズマイオンは電界で加速され、高運動エネルギーをもってターゲット１５８に衝突する。これによって、ターゲット１５８内の金属原子がアルゴンイオンに反跳されてターゲット１５８から飛び出し、この金属原子がウェハＷの表面に堆積して薄膜を形成する。
本発明に係る半導体製造装置において、ウェハＷの温度を低温に維持しながら薄膜形成を行う場合、温度制御装置によりウェハホルダの温度を制御する。この場合ウェハホルダの温度は１５０℃以下、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは５０℃以下であり、０℃以下に制御されることが最も好ましい。
ＰＶＤチャンバによるウェハ処理が完了すると、ウェハ搬送機構１２０はウェハを通過チャンバ１２２、１２４に移動させる。これらのチャンバは収容チャンバであってもよいが、通過チャンバにアニールチャンバを設け、ここで薄膜のアニール処理を行うことも可能である。ウェハはバッファーチャンバ１１３内のウェハ搬送機構１１９により通過チャンバ１２２、１２４から排出され、最終的に再びロードロックチャンバ１１４に収納され、最終的に物理気相堆積システムから取り出される。
第３図はＰＶＤチャンバにより形成された銅シード膜を安定化するための急速熱処理アニールチャンバの一例を示す。この急速熱処理アニールチャンバは、例えば、チャンバ１２３又はチャンバ１２４に配置することができる。
ＲＴＡチャンバ２００は、エンクロージャ２０２と、加熱プレート２０４と、ヒーター２０７と、複数のウェハ支持ピン２０６とを備えている。エンクロージャ２０２は、底部２０８と、側壁２１０と頂部２１２とを含む。冷却プレート２１３がエンクロージャの頂部の下部には冷却プレート２１３が配置されている。この冷却プレートはエンクロージャの頂部２１２の一部分として一体的に形成されていてもよい。エンクロージャーの底部２０８には反射絶縁盤２１４が設けられていることが好ましい。反射絶縁盤は、通常、５００℃以上の温度に耐熱性を有し、ヒーター２０７とエンクロージャ２０２との間で熱絶縁体として作用することのできる石英又はアルミナ等の材料で形成される。反射絶縁盤は２１４は熱を加熱プレートへ反射させるため金属等の反射性材料で被覆されいることが好ましい。
加熱プレート２０４はウェハと比べて大きな質量を有し、ＲＴＡチャンバ内の雰囲気ガス或いはウェハ材料と反応しない炭化珪素又は石英等の材料で形成されている。ヒーター２０７は抵抗性加熱要素又は伝導性／放射性熱源を含み、加熱されるプレートと反射絶縁盤の間に配置される。ヒーター２０７は電源２１６に連結されており、これによってヒーターを加熱するのに必要なエネルギーが供給される。底部及び反射絶縁盤を通して加熱プレートの中に延びている導管２２２の内部には熱電対２２０が配置されることが好ましい。熱電対２２０はコントローラに結合され、測定された温度をコントローラに供給する。コントローラは、測定された温度と予め設定されている所望のアニール温度とを比較して、ヒーターから供給される熱を制御する。
エンクロージャ２０２の側壁２１０にはエンクロージャを冷却する冷却部材２１８が設けられている。また、側壁２１０にはエンクロージャの温度を制御するための冷却溝（図示せず）が形成されていてもよい。頂部１２の内面に配置された冷却プレート２１３は冷却プレートの近傍に位置するウェハを冷却する。
ＲＴＡチャンバ２００の側壁２１０には、ウェハの搬入及び排出を行うためのスリットバルブ２２２が設けられている。スリットバルブ２２２はるエンクロージャの側壁の開口部２２４を選択的に密封することができる。移送機構は、開口部２２４を通してウェハをＲＴＡチャンバ内へ移送し、またＲＴＡチャンバ内からウェハを外へ移送する。
ウェハ支持ピン２０６は、好ましくは、石英、酸化アルミニウム又は炭化珪素等の耐熱性材料で形成されており、端部はテーパ形状に形成されている。ウェハ支持ピン２０６は加熱プレート２０４に形成された孔部又は熱及び酸化に耐性を有する材料で形成された筒状の導管２２６の中に配置されている。ウェハ支持ピン２０６はウェハ支持ピンを一体的に移動させるためのリフトプレート２２８に連結されている。リフトプレート２２８は、ＲＴＡチャンバ内でウェハを垂直方向に移動させるため、リフトプレートを移動させるリフトシャフト２３２を介してステッパモータ等のアクチュエータ２３０に連結されている。
ウェハをＲＴＡチャンバへ搬入する場合、スリットバルブ２２２が開口し、移送ロボットはウェハが配置されているロボットブレードを開口部２２４を通してＲＴＡチャンバの中へ挿入する。ロボットブレードはウェハをＲＴＡチャンバ内で加熱プレート２０４の上方に位置決めし、ウェハ支持ピンは上方へ延びウェハをロボットブレードの上へ持ち上げる。その後、ロボットブレードはＲＴＡチャンバから引き込められ、スリットバルブ２２２は開口部を閉鎖する。その後、ウェハ支持ピン２０６は、ウェハを加熱プレートから所望の距離まで下降させるために引き込められる。ウェハ支持ピン２０６はウェハを加熱プレートと直接接触させるため完全に引き込められてもよい。
アニールプロセス工程を所定のガス雰囲気中で行うため、エンクロージャ２０２の側壁２１０を通してガス導入管が２３６が配置されている。ガス導入管２３６は、ＲＴＡチャンバ内へのガスの流入を制御するためにバルブ２４０を通してガス源２３８に連結されている。エンクロージャの側壁の下部にはＲＴＡチャンバ内のガスを排出するためのガス排出口が形成されており、このガス排出口には外側からの大気の逆流を阻止するためのバルブ２４４が設けられている。ガス排出口はアニール処理の間にＲＴＡチャンバを所望の真空レベルまで排気するために真空ポンプ（図示せず）に連結されている。
アニール処理プロセスが完了した後、ウェハ支持ピン２０６は、ウェハをＲＴＡチャンバの外へ移送するためウェハ指示ピンにより持ち上げる。スリットバルブ２２２が開口し、移送ロボットのロボットブレードがＲＴＡチャンバ内のウェハの下方に挿入される。ウェハ支持ピンは引き込められウェハをロボットブレード上へさせ、その後、ウェハが細緻されたロボットブレードはＲＴＡチャンバの外へ引き込められる。移送ロボットは、その後、処理されたウェハをカセット１２８内へ移送する。
図４〜図１４は本実施形態のＰＶＤシステムに設けられるＲＴＡチャンバの他の例を示す図である。このＲＴＡチャンバは、例えば、チャンバ１２３又はチャンバ１２４に配置することができる。このＲＴＡチャンバ４００はハウジング４０１と、ハウジング４０１内に設けられた支持構造４１０を備えている。
図４及び図５に示されるように、ハウジングは上部を覆う上部ハウジング４０１ａと、底部と形成する下部ハウジング４０１ｂと、上部ハウジング４０１ａ及び下部ハウジング４０１ｂの間に設けられた中央ハウジング４０１ｃとを備え、これらが一体化して形成されている。各々のハウジング４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃには、ガスを導入するためのガス導入／排出口４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃが形成されている。また、中央ハウジングには、ＲＴＡチャンバ４００に対しウェハＷを搬入、排出するためのスリットバルブ（図示せず）が設けられたスリット開口部４０５が形成されている。このスリット開口部４０５は各クラスタ１０２、１１２のウェハ搬送機構１１９、１２０に対向するように形成されている。このスリット開口部は、ＲＴＡチャンバ４００がプロセスチャンバ１２３に設けられた場合のように、ウェハが１個所から搬入、排出される場合には１個形成される。また、ＲＴＡチャンバ４００が通過チャンバ１２４に設けられる場合のように、ウェハが２ヶ所から搬入、排出される場合には対向して２個形成される。この場合、金属化クラスタ１０２及び前金属化クラスタ１１２のウェハ搬送システム１１９、１２０の双方がＲＴＡチャンバ４００対しウェハを搬入、排出する。
図６は支持構造４１０を示す。図６に示されるように、支持構造は、上部封止部材４３６及び下部封止部材４３４を有するプレート部材４０４を備えている。プレート部材の上方及び下方には、それぞれ上壁４１２及び底壁４１４が設けられており、この上壁４１２及び底壁４１４は垂直支持部材４１６よりプレート部材４０４と連結されている。このような構造によって、上壁４１２とプレート部材４０４の間に上部チャンバ４３０が形成され、プレート部材４０４と底壁４１４の間に下部チャンバ４３２が形成される。支持構造４１０は、ＲＴＡチャンバ４００の外部に位置するリフトモータに連結されたリニアガイドを有する昇降機構４４０により上昇し又は下降することができる。支持構造が上昇した時の状態は図４に示されており、支持構造が下降した時の状態は図５に示されている。
図７は支持構造４１０が上昇した場合のプレート部材４０４及び上部封止部材４３６の状態を示す。図７において、上部ハウジング４０１ａの下端部には、外側に向かって伸びる外側フランジ部４１８と内側に伸びる内側フランジ部４２６が形成されている。外側フランジ４１８は中央ケーシングの上端部と連結されている。また、プレート部材４０４の上部封止部材４３６は内側フランジ４２６の底面４２６ａに接触している。これによって、上部チャンバ４３０は上部ケーシング４０１ａ内で密閉される。このとき、下部チャンバ４３２は、図４に示されるように、スリット開口部を介してクラスタと連絡した状態にある。この状態でウェハ搬送機構１１９、１２０はウェハＷが載置されたブレード１３０、１３４をスリット開口部からＲＴＡチャンバ４００内に搬入する。
図８は支持構造が下降した場合のプレート部材４０４及び下部封止部材４３４の関係を示す。図８において、下部ハウジングの上端部には、外側に向かって伸びる外側フランジ部４２０と内側に伸びる内側フランジ部４２８が形成されている。外側フランジ部４２０は中央ケーシング４０１Ｃの下端部と連結されている。また、下部封止部材４３４は内側フランジ４２８の上面４２８ａに接触している。これによって、下部チャンバ４３２は下部ケーシング４０１ｂ内で密閉される。このとき、上部チャンバ４３２は、図５に示されるように、スリット開口部を介してクラスタと連絡した状態にある。この状態でウェハ搬送機構はウェハＷが載置されたブレード１３０、１３４をスリット開口部からＲＴＡチャンバ４００内に搬入する。
図９はＲＴＡチャンバ４００の内部構造を示す。図９において、上部チャンバ４３０及び下部チャンバ４３２の各々には、ウェハＷを載置するための上部ウェハ支持ピン４４７及び下部ウェハ支持ピン４４９が設けられている。上部チャンバ４３０には、上部ウェハ支持ピン４４７を支持するための上部ウェハ支持フープ４４６が設けられている。また、下部チャンバ４３２には、ピン４４９を支持するための下部ウェハ支持フープ４４８が設けられている。
上部ウェハ支持フープ４４６及び下部ウェハ支持フープ４４８は、互いに独立して操作可能である。上部支持フープ４４６は上部伝達連結部４５０に接続されている。上部伝達連結部４５０は、上部伝達連結部４５０を上下方向に往復運動させる上部アクチュエータプレート４５４に連結されている。上部伝達連結部４５０は開口４５６を介して上部支持プレート４１２を貫通している。上部アクチュエータプレート４５４はじゃばら５１８の伸縮運動に従って上下動させられる。
同様に、下部ウェハ支持フープ４４８は下部伝達連結部４５２に連結されている。下部伝達連結部４５２は下部アクチュエータプレート４６０に連結されている。下部伝達連結部４５２は開口４６２を介して下部支持プレートを貫通している。上部アクチュエータプレート４５４はじゃばら５１５の伸縮運動に従って上下動させられる。
制御要素４８０は下部伝達連結部４５２の動きを制御し、下部ウェハ支持フープ４４８及び下部ウェハ支持ピン４４９を垂直方向に移動させる。同様の方法で、制御要素（図示せず）は上部伝達連結部４５０の動きを制御し、上部ウェハ支持フープ部材４４６及び上部ウェハ支持ピン４４７を垂直方向に移動させる。
図１０及び図１１は、各々、上部支持フープ４４６の斜視図及び正面図である。上部ウェハ支持フープ４４６は上部ウェハ支持ピン４４７を支持する。上部支持フープは上部伝達連結部４５０によって上部アクチュエータプレート４５４に連結されている。
図１２及び図１３は、各々、下部ウェハ支持フープ４４８の斜視図及び側面図である。下部ウェハ支持フープ４４８は下部ウェハ支持ピン４４９を支持する。下部支持フープは下部伝達連結部４５２によって下部アクチュエータプレート４６０に連結されている。
上記の構成のＲＴＡチャンバ４００にウェハを搬入する場合、ウェハＷが載置されたブレート１３０、１３４が上部チャンバ４３０又は下部チャンバ４３２内に挿入されると、ウェハ支持ピン４４７、４４９がウェハの下方より上昇し、ウェハをブレードより持ち上げ、ウェハＷがブレード１３０、１３４からウェハ支持ピン４４７、４４９に受け渡される。その後、ブレード２２０、２２２は上部チャンバ４３０又は下部チャンバ４３２から引き出される。ウェハＷを排出する場合、ウェハＷを支持しているウェハ支持ピン４４７、４４９はチャンバ４３０、４３２内に挿入されたブレード１３０、１３４の高さ位置まで下降し、ウェハＷをウェハ支持ピン４４７、４４９からブレード２２０、２２２に引き渡す。その後、ウェハＷが載置されたブレード１３０、１３４はチャンバ４３０、４３２から引出される。
図１４は本実施形態で用いられるＲＴＡチャンバ４００の構成を示す断面図である。図１４に示されるように、上部チャンバ４３０及び下部チャンバ４３２は、各々ウェハの急速熱アニールを行うためのアニール要素を備えている。上部チャンバ４３０には加熱手段及び冷却手段が設けられている。即ち、上部チャンバ４３０には加熱プレート５０２と、加熱プレート５０２を加熱するためのヒータ５０６が設けられている。また、上部チャンバの上壁には冷却プレート５０４が上壁の一部として一体的に形成されている。この冷却手段は冷却シャワーヘッドであっても良い。また、反射絶縁盤（図示せず）がチャンバ内に配置されていても良い。反射絶縁盤は、通常、５００℃以上の高温に耐性を有する水晶、アルミナ又は他の物質で形成されており、ヒータ５０６とプレート部材４０４間で、熱絶縁体として作用する。絶縁体は熱をヒータプレート５０４に向けて反射する物質で覆われていても良い。
加熱プレート５０２は、好ましくは、処理されるウェハと比べて大きな質量を有し、シリコンカーバイド、水晶又はＲＴＡチャンバ内の雰囲気ガス又はウェハと反応しない他の物質で形成されていることが好ましい。ヒータ５０６は、典型的には、抵抗性加熱源又は伝導性／放射性熱源を備えており、加熱されるプレートと反射絶縁盤の間に配置される。ヒータ５０６はヒータを加熱するためのエネルギーを供給する電源（図示せず）に連結されている。ヒータに対する電源エネルギーは、例えば、システムコントローラ（シーケンサ１１８）により制御されている。
下部チャンバ４３２は冷却手段及び加熱手段が設けられている。冷却プレート５０５は、下部チャンバの上壁、即ち、プレート部材４０４の底部と連結され或は一体化されている。加熱プレート５０８及びヒータ５１０は、上部チャンバ４３０に設けられているものと同一である。
上記の構成を有するＲＴＡチャンバ４００の上部チャンバ４３０及び下部チャンバ４３２において、ウェハＷはウェハ支持ピン４４７、４４９の動きにより上下方向に移動される。これによって、ウェハＷは加熱プレートまたは冷却プレートに接近又は接触されることにより、加熱、冷却が行われる。
上記のようなＲＴＡチャンバ４００を用いることにより、１のチャンバで２枚のウェエを同時に処理することができるので、処理の効率化を図ることができる。
次に、本発明の半導体製造装置の他の形態である電気メッキシステムについて説明する。
第１５図は、本発明を実施する際に使用される電気メッキシステムプラットフォーム２００の斜視図である。第１６図は本発明の電気メッキシステムプラットフォーム２００の概略図である。第１５図及び第１６図において、電気メッキシステムプラットフォーム２００は、装填ステーション２１０、高速熱処理アニール（ＲＴＡ）チャンバ２１１、回転−すすぎ−乾燥（ＳＲＤ）ステーション２１２及びメインフレーム２１４を備えている。この電気メッキシステムプラットフォーム２００は、プレキシガラスパネル等の材料で形成されたパネルで囲まれた清浄な環境に配置されている。メインフレーム２１４は、メインフレーム搬送ステーション２１６と、複数の処理ステーション２１８とを備えている。各処理ステーション２１８は、１以上の処理セル２４０を含む。電解液補給システム２２０は、電気メッキシステムプラットフォーム２００に隣接して配置され、処理セル２４０の各々に接続されて電気メッキプロセスで使用された電解液を循環させている。電解メッキシステムプラットフォーム２００はマイクロプロセッサ等の制御システム２２２を備えている。
この電気メッキシステムにおいて、ＲＴＡチャンバはＰＶＤチャンバで形成されたシード膜がアニールされていない場合に、シード膜をアニールするために用いられる。これによって、抵抗率の安定したシード膜を有するウェハにメッキすことが可能になる。
装填ステーション２１０は、１以上のウエハカセット受取領城２２４、１以上の装填ステーション搬送ロボット２２８及び少なくとも１つのウエハ配向器（ｏｒｉｅｎｔｏｒ）２３０を備えている。装填ステーション２１０に含まれるウエハカセット受取領域、装填ステーション搬送ロボット２２８及びウエハ配向器の数はシステムの所望の仕様に応じて設定される。第１５図及び第１６図に示されるように、装填ステーション２１０は、２つのウエハカセット受取領域２２４、２つの装填ステーション搬送ロボット２２８及び１つのウエハ配向器２３０を含む。ウエハ２３４を含むウエハカセット２３２は、ウエハカセット受取領域２２４へとロードされて、ウエハ２３４を電気メッキシステムプラットフォームへと導入する。装填ステーション搬送ロボット２２８は、ウエハカセット２３２とウエハ配向器２３０との間でウエハ２３４を搬送する。装填ステーション搬送ロボット２２８は、当該分野にて公知の典型的な搬送ロボッとを備えている。ウエハ配向器２３０は、所望の向きに各ウエハ２３４を配置して、ウエハが適切に処理されることを保証する。装填ステーション中継ロボット２２８も、装填ステーション２１０とＳＲＤステーション２１２との間で、さらに装填ステーション２１０と熱処理アニールチャンバ２１１との間で、ウエハ２３４を搬送する。
第１７図は、リンス及び溶解液導導入口を組み込む本発明の回転−すすぎ−乾燥（ＳＲＤ）モジュールの概略斜視図である。第１８図は、第１７図の回転−すすぎ−乾燥（ＳＲＤ）モジュールの側断面図であり、流体導導入口の間に鉛直に配置された処理位置での基板を示す。好ましくは、ＳＲＤステーション２１２は、１つ以上のＳＲＤモジュール２３６と１つ以上のウエハ通過カセット２３８とを含む。好ましくは、ＳＲＤステーション２１２は、装填ステーション搬送ロボット２２８の数に相当する２つのＳＲＤモジュール２３６を含み、ウエハ通過カセット２３８は、各ＳＲＤモジュール２３６の上方に配置されている。ウエハ通過カセット２３８は、装填ステーション２１０とメインフレーム２１４との間でウエハの搬送を容易にする。ウエハ通過カセット２３８は、メインフレーム搬送ステーション２１６のロボットと装填ステーション搬送ロボット２２８との両方に対してアクセスを行う。
第１及び第２流体導導入口は、複数のノズルと、複数の流体導導入口及び装着位置と、接合部材３５３の使用を含む複数の方位を含む。各流体導導入口は、様々な位置でＳＲＤモジュールへと延在させても良い。例えば、流体が、基板の端部に沿ってＳＲＤモジュールの周囲に向けて戻る角度になることが必要な場合、ノズルは、半径方向内向きに延長させてもよく、ノズルからの放出は、ＳＲＤモジュールの周囲に向けて戻される。
一実施例において、基板は、ＳＲＤモジュールにて上向きに配置されたものの堆積面に装着される。以下に説明するように、かかる構成に対して、第１流体導導入口は、多くの場合は脱イオン水やアルコールなどからなるリンス液を導く。その結果、基板の背面は、下向きに装着され、第２流体導導入口を経て流れる流体は、溶解される材料に依存する、塩酸、硫酸、リン酸、フッ化水素酸又は他の溶解液等の酸等の溶解液である。選択的には、所望のプロセスが処理済みの基板をリンスする時は、第１流体及び第２流体は共に脱イオン水やアルコールなどリンス液である。
流体は、一般に、スプレーパターンで供給される。このパターンは、必要な特定ノズルスプレーパターンに依存して変化し、フランジェット、円錐形などのパターンを含んでも良い。各流体導導入口を流れる第１及び第２流体の１つのスプレーパターンは、第１流体がリンス液の時、２００ｍｍウエハに対して、圧力が約１０〜約１５ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（約７０４〜約１０５６ｇ／ｃｍ^２）、且つ流速が約１〜約３ガロン／分（ｇｐｍ）（約３．７８５〜約１１．３５５リットル／分）のファンパターンである。
この装置は、基板のエッジに沿った不要な堆積を除去でき、エッジ除外領域を形成する。ノズルの配向及び配置、流体の流速、基板の回転速度、並びに流体の化学組成を調整することによって、不要な堆積も同様に基板のエッジ及び／又はエッジ除外領域から除去することもできる。このように、前側面の堆積材料の溶解の実質的な防止は、基板のエッジやエッジ除外領域を必ずしも含まない。又、前側面での堆積材料の溶解の防止は、少なくとも溶解の防止を含むことを意図し、故に、堆積材料を有する前側が商業値を超えて損なわれることはない。
エッジ除外領域溶解処理を行う１つの方法は、基板の背面に溶解液を行き渡らせつつ、約１００〜約１０００ｒｐｍ等の低速でディスクを回転させることである。遠心力によって、溶解液は基板のエッジまで移動し、流体の表面張力によりエッジの周囲に流体の層を形成する。故に、溶解液は、基板のエッジ領域において背面から前側まで重なり合う。基板の回転速度及び溶解液の流速は、前側でのオーバーラップの範囲を決定するために使用される。例えば、回転速度の減少や流れの増加は、反対側、例えば前側へ流体を殆どオーバーラップさせない。更に、前側へ供給されるリンス液の流速及び流れ角度は、溶解液の層を基板のエッジ及び／又は前側の上にオフセットするように調整される。場合によっては、溶解液は、エッジ及び／又はエッジ除外領域除去を得るためのリンス液が無い状態で最初に使用しても良く、上記本発明のリンス・溶解プロセスが続く。
ＳＲＤモジュール２３８は、装填ステーション２１０とメインフレーム２１４との間に接続される。メインフレーム２１４は、一般に、メインフレーム搬送ステーション２１６と、複数の処理ステーション２１８とを備えている。第１５図及び第１６図を参照すると、メインフレーム２１４は、２つの処理ステーション２１８を含み、各処理ステーション２１８は、２つの処理セル２４０を有する。メインフレーム搬送ステーション２１６は、メインフレーム搬送ロボット２４２を含む。好ましくは、メインフレーム搬送ロボット２４２は、複数の各ロボットアーム２４４からなり、このロボットアーム２４４は、処理ステーション２１８及びＳＲＤステーション２１２においてウエハの独立したアクセスを行う。第１６図に示すように、メインフレーム搬送ロボット２４２は、２つのロボットアーム２４４を有し、処理ステーション２１８毎の処理セル２４０の個数に相当する。各ロボットアーム２４４は、ウエハ搬送中にウエハを保持するロボットブレード２４６を含む。好ましくは、各ロボットアーム２４４は、他のアームとは独立に操作でき、システムでのウエハの独立した搬送を容易にする。又は、ロボットアーム２４４は、１のロボットが伸長すると他のロボットアームが収縮するようなリンク状態で動作する。
好ましくは、メインフレーム搬送ステーション２１６は、フリッパロボット２４８を含む。このロボット２４８は、メインフレーム搬送ロボット２４２のロボットブレード２４６での上向き位置から、ウエハの下向き処理を必要とするプロセスセル２４０用の下向き位置へのウエハの搬送を容易にする。フリッパロボット２４８は、本体２５０を含む。本体２５０は、フリッパロボットアーム２５２に沿う水平軸に沿った回転運動を行うフリッパロボットアーム２５２及び本体２５０の鉛直軸に対して鉛直及び回転運動の両方を行う。好ましくは、真空吸引ハンドルが、フリッパロボットアーム２５２の末端部に配置され、ウエハがフリッパロボット２４８によって裏返されて搬送されるとき、ウエハを保持する。フリッパロボット２４８は、ウエハ２３４を下向き処理のために処理セル２４０へと配置する。電気メッキ処理セルの詳細を以下に説明する。
第１８図は、本発明の電気メッキプロセスセル４００の断面図である。第１８図に示される電気めっきプロセスセル４００は第１５図及び第１６図に示される電気メッキプロセスセル２４０と同一である。プロセスセル４００は、一般に、ヘッドアセンブリ４１０と、プロセスキット４２０及び電解液捕集器４４０とを備えている。好ましくは、電解液捕集器４４０は開口部４４３上のメインフレーム２１４の本体部４４２上に固定されており、開口部４４３はプロセスキット４２０の配置のための位置を規定している。電解液捕集器４４０は内壁４４６と、外壁４４８及び壁部と連結している底部４４７とを含んでいる。電解液排排出口４４９は電解液捕集器４４０の底部４４７を介して配置されており、チューブ、ホース、パイプ又は他の液体移送連結部を介して電解液補給システム２２０（第１５図に示す）に連結されている。
ヘッドアセンブリ４１０は、一般的にウェハホルダアセンブリ４５０とウェハアセンブリアクチュエータ４５８とを備えている。ウェハアセンブリアクチュエータ４５８は、装着プレート４６０上に装着されており、装着プレート４６０を介して下方に伸びているヘッドアセンブリシャフト４６２を含む。ヘドアセンブリシャフト４６２の下端部はウェハフォルダアセンブリ４５０に連結されており、ウェハホルダアセンブリ４５０をウエハ処理位置及びウェハ装填位置に位置させる。ウェハホルダアセンブリ４５０は、一般的には、ウェハホルダ４６４と陰極接触リング４６６とを備えている。
第２０図は本発明の陰極接触リング４６６の一実施形態の断面図である。一般的に、接触リング４６６は、複数の導伝部が配置された環状の本体部を備えている。第２０図に示されているリングのデザインは単に説明のためのものである。他の実施例においてショルダー部７４６は実質的に垂直角を含む急激な角度であってもよく、これによってフランジ７６２及び基板受取表面は実質的に標準的になる。選択的に接触リング４６６は実質的に平坦であることができこれによってショルダ部７６４を除去することができる。しかしながら、以下に述べる理由により、好ましい実施例は第２０図に示されるショルダ部７６４またはこの変形を含む。
第１９図を参照して導伝部７６５はフランジ７６２上に円環状に配置された複数の外部電気接触パッド７８０と基板受取表面７６８の部分上に配置された内部電気接触パッド７７２とパッド７７２，７８０が互いにリンクしている複数の埋め込み型導伝性コネクタ７７６により規定されている。導伝部７６５は絶縁体７７０により互いに分離されており、この絶縁体７７０はポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テフロン（商標名）、テフゼル（商標名）のようなプラスチック又はアルミナ（ＡＬ２Ｏ３）又は他のセラミクスのような絶縁体であることができる。外部接触パッド７８０は電源（図示せず）に連結されており、処理の間コネクタ７７６を介して内部接触パッド７７２に電流及び電圧を供給する。順番に、内部接触パッド７７２は基板の周辺部の回りに対して接触を維持することによって基板に電流及び電圧を供給する。従って、操作においては、導伝部７６５は電気的に基板と接続されている別々の電流路として作用する。
低い抵抗率及び逆から言えば高い伝導率は良いメッキに直接的に関係する。低い低効率を得るために、導伝部７６５は好ましくは、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ステンレススチール又は他の導伝性物質で作られる。低い低効率及び低い接触抵抗は、導伝部７６５を導電性物質でコーティングすることにより達成されることができる。従って、導伝部７６５は、例えば、銅（銅の抵抗率は約２×１０^−８Ωｍである）で形成することができ、白金（白金の抵抗率は約１０．６×１０^−８Ωｍである）でコーティングされることができる。ステンレススチール、モリブデン（Ｍｏ）、Ｃｕ及びＴｉのような導伝性ベース物質上に窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ロジウム（Ｒｈ）、Ａｕ、Ｃｕ又はＡｇのようなコーティングもまた可能である。さらに、接触パッド７７２、７８０は典型的には伝導性コネクタ７７６に結合された別のユニットであるため、接触パッド７７２、７８０はＣＵのようなひとつの物質で形成することができ、導伝部７６５はステンレススチールのような他の物質で形成することができる。パッド７７２、１８０と導伝性コネクタ７７６のいずれか一方又は双方は、導伝性物質でコーティングすることができる。追加的に、メッキの再現性は絶縁体として作用する酸化物により不利な影響を受けるので、内部接触パッド７７２は、好ましくは、Ｐｔ、Ａｇ又はＡｕのような酸化に対して抵抗性のある物質で形成される。
コンタクト物質の作用に加えて、各々の回路の総抵抗は内部接触パッド７７２のジオメトリ及び形状及び接触リング４６６に供給される力により影響を受ける。これらの要因は、内部接触パッド７７２と基板受取表面７６８の境界において、これらの表面の粗さに起因する圧縮抵抗Ｒ_ＣＲを規定する。一般的に、適用される力が増大すると、明確な領域もまた増大する。順番に明確な領域はＲ_ＣＲに逆方向に関連し、これによって明確な領域の増大はＲ_ＣＲの減少という結果になる。従って、全体的な抵抗を最小化するためには、力を最大化することが好ましい。操作において加えられる最大の力は基板の産出強度によって制限され、これは過度の力及び結果として生じる圧力のもとでダメージを受ける。
しかしながら、圧力は力と面積に関連するので、最大の耐え得る力もまた内部接触パッド７７２のジオメトリに依存する。従って、接触パッド７７２は第２０図のような平坦な上面を有することができるが、他の形状もまた有利に用いられることができる。当業者であれば、有利に用いることができる形状を容易に認識することができるであろう。接触のジオメトリ、力及び抵抗の関係についてより詳細な記述は、キニース．イー．ピトネイ（Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｅ．Ｐｉｔｎｅｙ）著、ザ．ジェイ．エム．ネイ社（Ｔｈｅ Ｊ．Ｍ．Ｎｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ）、１９７３年のネイコンタクトマニュアル（Ｎｅｙ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍａｎｕａｌ）により与えられ、これは引用により全体として本明細書に一体化される。
コネクタ７７６の数は必要な接触パッド７７２（第２０図に示す）の特定の所望の数によって変えることができる。２００ｍｍ基板の場合、好ましくは少なくとも２４個のコネクタ７７６が３６０度に渡って、同等に間隔を介して配置される。しかしながら、コネクタの数が臨界レベルに達すると接触リング４６６との関係で基板のコンプライアンスは不利な影響を受ける。したがって、２４個以上のコネクタ７７６を使うことができるものの接触の同等性は、接触パッド７７２のトポグラフィー及び基板の硬さに応じて事実上減少する。同様に、２４個以下のコネクタ７７６を用いることができるが、電流はかなり限定され、局在化され、これは悪いメッキの結果に通ずることになる。本発明の寸法は特定の用途（例えば３００ｍｍ基板）のため容易に変えることができるので、至適な数はスケールと実施例の変更に応じて容易に決定される。
第１９図は接触リング４６６のための電気回路の可能な形態を表す単純化された略図である。導伝体７６５の間に均一に電流を分配するため、外部抵抗７００は導伝性部材７６５の各々と直列に連結されている。好ましくは、外部抵抗７００（Ｒ_ＥＸＴ）の抵抗値は回路の他の構成要素の抵抗よりもかなり大きい。各々の伝導性部材７６５を通じる電気回路は電源７０２と直列に連結されている要素の各々の抵抗により表される。Ｒ_Ｅは電解液の抵抗を表し、これは典型的には陽極及び陰極接触リング間の距離及び電解液化学物質の組成に依存する。したがって、Ｒ_Ａは基板メッキ表面７５４近傍の電解液の抵抗を表す。Ｒｓは基板メッキ表面７５４の抵抗を表し、Ｒ_Ｃは陰極導電性部材７６５と、内部接触パッド７７２及び基板メッキ表面７５４の境界面における圧縮抵抗を表す。一般的に、外部抵抗器（Ｒ_ＥＸＴ）の抵抗値は少なくともΣＲ（ΣＲはＲ_Ｅ、Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｓ、Ｒ_Ｃの総和に等しい。）である。好ましくは、外部抵抗（Ｒ_ＥＸＴ）の抵抗値はΣＲよりかなり大きいので、ΣＲは無視できるものであり、各々の直列回路の抵抗はＲ_ＥＸＴに近づく。
典型的には、一つの電源は陰極接触リング４６６の外部接触パッド７８０の全てに連結されており、これによって内部接触パッド７７２を通じた並列回路が形成される。しかしながら、内部接触パッド基板境界の抵抗値は各々の内部接触パッド７７２により変化するので、最も抵抗値の低い場所においてより多くの電流が流れ、その結果、より多くのメッキが生じる。しかしながら、各々の伝導性部材７６５に対して外部抵抗を直列に配置することにより、各々の伝導性部材７６５を通過する電流値又は量は、主として外部抵抗の値によって制御されることになる。その結果、内部接触パッド７７２の各々の間の電気的特性の変化は、基板上の電流の分配に影響せず、均一な電流密度がメッキ表面を通じて生じ、これによって均一なメッキ厚さが得られる。外部抵抗はまたプロセスシーケンスの異なる基板間での均一な電流の分配を提供する。
好ましくは、ウェハホルダ４６４は陰極接触リング４６６の上方に位置しており、ウェハの後方に圧力を提供する袋状アセンブリ４７０を備えており、これによってウェハメッキ表面と陰極接触リング４６６の電気的な接触が可能となる。膨らませることが可能な袋状アセンブリ４７０は、ウェハホルダプレート８３２上に配置されている。ウェハホルダプレート８３２の下面に配置されている袋状部材８３６は、其れゆえ、その間に置かれている基板８２１と共に、陰極接触リング４６６上の接触部の反対方向に近接して位置する。流体源８３８はガス又は液体のような流体を袋状部材８３６に供給し、これによって袋状部材８３６は異なる程度で膨らむ。
第２０図Ａを参照すると、実質的に円形リング状のマニホルド８４６は円環状凹部８４０内に配置されている。このマニホルド８４６は装着レールを含み、内部ショルダ８４８と外部ショルダ８５０の間に配置されている。装着レール８５２は円環状装着チャンネル８４３に少なくとも部分的に挿入されるように適用される。マニホルド８４６内に形成された複数の流体排出口８５４は導入口８４２と袋状部材８３６の間の連絡を提供する。Ｏ−リングのようなシール８３７は導入口８２４及び排出口８５４と共に整列して円環状のマニホルドチャンネル８４３内に配置され、ウェハホルダプレート８３２より固定され気密性シールが可能となる。ネジのような従来の止め具（図示せず）は、マニホール８４６及びウェハホルダプレート８３２に形成された貫通孔（図示せず）と共同してこれを通じてウェハホルダプレート８３２にマニホルド８４６を固定するために用いられることができる。
第２０図を参照すると、各々の端部に円環状のリップシール８５６又はノズルを有する延伸された実質的に略環状の部材として袋状部材８３６が部分的に示されている。第２０図Ａにおいて、リップシール８５６は内部ホルダ８４８及び外部ショルダ８５０上に配置されて示されている。袋状部材８３６の部分は、環状凹部８４０よりわずかに小さい幅（数ｍｍ）を有するマニホルド８４６によって円環状凹部８４０の壁に押圧されている。従って、マニホルド８４６、袋状部材８３６及び環状凹部８４０は共同して流体の漏れないシールを形成する。流体の損失を防止するため、袋状部材８３６は、好ましくは、電解液に対して化学的に不活性であり信頼できる柔軟性を有するシリコンラバー又はこれに匹敵するようなエラストマーのような流体非浸透性物質で構成される。必要な場合、柔軟性カバリング８５７は袋状部材８３６上に配置され、接着剤又は熱接着の方法により固定される。カバリング８５７は、好ましくは、適した物質により補強されることができる弾性物質により構成される。一実施例において、カバーリング８５７及び袋状部材８３６は同一の物質で構成される。カバーリング８５７は袋状部材が破裂する傾向がある特定の適用を有している。選択的に、袋状部材８３６の厚さはその製造の間増加させることができ、これによって穴が開く傾向を減少させることができる。導入口８４２及び排出口８５４の正確な数は特定の応用に従い、本発明から逸脱することなく変えることができる。
操作において、基板８２１はウェハホルダプレート８３２の底部に固定することにより容器本体８０２内に導かれる。このことは、ポンプシステム１５９を用いポート８４１を介して基板８２１とウェハホルダプレート８３２の間の空間を空にすることにより達成することができる。袋状部材８３６は、その後、流体源８３８から空気又は水のような流体を導入口８４２へ供給することにより膨張させられる。流体は、マニホルド排出口８５４を介して袋状部材８３６内に供給され、これによって基板８２１は陰極接触リング４６６の接触部に対して均一に押圧される。そして、電気メッキプロセスが実行される。電解液が基板８２１に向かってプロセスキット４２０内に供給され、露出している基板メッキ表面８２０と接触する。電源は陰極接触リング４６６を介して基板メッキ表面８２０に負のバイアスを提供する。電解液は基板メッキ表面８２０を横切って流れるので、電解液中のイオンは表面８２０に引き寄せられ、表面８２０上に堆積し、所望の膜を形成する。
袋状部材８３６の柔軟性により袋状部材８３６は変形し基板裏面の粗さと陰極接触リング４６６の接触部を収容し、これによって導伝性陰極接触リング４６６の不整列を和らげる。柔軟性のある袋状部材８３６は、基板８２１の裏面の周辺部において液体が漏れないシールを確立することによって、電解液が基板８２１の裏面を汚染することを防止する。一旦、膨張すると、均一な圧力が陰極接触リング４６６に向かって下方に供給され、これによって基板８２１と陰極接触リング４６６が接触するすべての場所において実質的に均等な力が達成される。この力は流体源８３８から供給される圧力の作用として変えることができる。さらに、袋状アセンブリ４７０の有効性は陰極接触リング４６６の構成に依存しない。
袋状部材８３６によって基板８２１に伝達される力は可変であるので、接触リング４６６により供給される流れの調整を行なうことが可能である。以下に述べるように、酸化物層は陰極接触リング４６６の上に形成することができ、流れを制約するように働く。しかしながら、袋状部材８３６の圧力の増加は酸化により流れの抑制を妨げる。圧力が増加すると、柔軟性酸化層は妥協し陰極接触リング４６６と基板８２１の間の優れた接触が生ずる。この容量における袋状部材８３６の有効性は陰極接触リング４６６のジオメトリを変更することにより向上させることができる。例えば、ナイフの端部状のジオメトリは鈍く丸められた端部又は平坦な端部より、より容易に酸化層を貫通する傾向がある。
上述のように、袋状部材８３６が膨張している間の連続的な裏面の真空吸引は必要とされず、実際に、基板８０２は歪み又は曲がる原因となり、望ましくない堆積の結果を生じさせる。しかしながら、処理される基板の「弓なり」効果を生じさせるために、基板８２０に上面の圧力を提供することは望ましい。このような弓なりは優れた堆積を生じさせると決定されている。したがって、ポンピングシステム８５９は、選択的に基板の裏面に対して吸引又は圧力状態を与えることができる。２００ｍｍウェハについては、基板を弓なりにさせるためには、５ｐｓｉまでの裏面圧力が好ましい。基板は、典型的には、ある程度の柔軟性を示すので、上面圧力は基板が弓なりとなる又は電解液の流れの上流側に向かって突出する形状となる原因となる。弓なりの程度はポンピングシステム８５９により提供される圧力にしたがって可変である。
電気メッキプロセスセル４００の断面図である第１８図を参照すると、ウェハホルダアセンブリ４５０はプロセスキット４２０の上方に位置している。プロセスキット４２０は、一般的に、ボール４３０、容器本体４７２、陽極アセンブリ４７４及びフィルタ４７６を備えている。好ましくは、陽極アセンブリ４７４は容器本体４７２の下方に配置されており、容器本体４７２の下部に接続されており、フィルタ４７６は陽極アセンブリ４７４と容器本体４７２の中間に配置されている。容器本体４７２は、好ましくは、セラミクス、プラスチック、プレキシガラス（アクリル）、レキサン、ＰＶＣ、ＣＰＶＣ、及びＰＶＤＦのような電気的絶縁物質により形成された円筒状部材である。選択的に、容器本体４７２は、ステンレススチール、ニッケル、チタンのような金属で形成することができ、これはテフロン、ＰＶＤＦ、プラスチック、ラバー及びこれらの組み合わせであって、電解液中で溶解せず、電極（即ち、電気メッキシステムの陽極及び陰極）から電気的に絶縁することができるもののような絶縁層により被覆されている。容器本体４７２は好ましくは、システムにより処理されるウェハのウェハメッキ表面及び形状に従い、典型的には円形又は矩形に従うようにサイズ決めされ適用される。容器本体４７２の好ましい実施例は、ウェハの直径と同一の寸法かわずかに大きな寸法の内径を有するセラミクス性の円筒状チューブを備える。発明者は、容器本体のサイズがウェハメッキ表面のサイズとほぼ等しい場合には、典型的な電気メッキシステムで典型的に必要とされる回転運動は均一なメッキ結果を得るためには必要とされないことを発見した。
容器本体４７２の上部は放射状に外側に向かって伸びており、円環状の堰４７８を形成している。堰４７８は電解液捕集器４４０の内壁４４６の上方に伸びており、電解液が電解液補集器４４０に流れ込むことを可能としている。堰４７８の上面は、好ましくは、陰極接触リング４６６の下面と一致する。好ましくは、堰４７８の上面は内側円環状平坦部４８０と、中間傾斜部４８２と外側傾斜部４８４を含む。ウェハが処理位置に位置している場合には、ウェハメッキ表面は容器本体４７２の円筒状開口の上部に位置しており、電解液の流れのギャップが陰極接触リング４６６の下面と堰４７８の上面との間に形成される。陰極積極リング４６６の底面は堰４７８の内側平坦部４８０及び中央傾斜部の上方に配置されている。外側傾斜部４８４は下方に向かって傾斜しており、これによって電解液が電解液捕集器４４０に流れ込むことを可能にしている。
容器本体４７２の下部は放射状に外側に向かって伸びており、容器本体４７２をボール４３０に固定するための下部円環フランジ４８６を形成している。円環フランジ４８６の外側の寸法（即ち、円周）は、開口４４４及び電解液捕集器４４０の円周より小さく、これによって電気メッキプロセスセル４００からプロセスキット４２０を除去し交換することが可能になる。好ましくは、複数のボルト４０８が円環状フランジ４８６上に固定的に配置され、ボール４３０のマッチングボルトホールを介して下方に伸びている。複数の取り外し可能な止め具ナット４９０はプロセスキット４２０をボール４３０に固定する。エラストマＯ−リングのようなシールが容器本体４７２とボール４３０の間であって、ボルト４８８から放射状に内側に配置されており、プロセスキット４２０からの漏れを防止する。ナット／ボルトのコンビネーションはメンテナンスの際にプロセスキット４２０の要素を迅速かつ容易に取り外したり交換したりすることを可能にする。
好ましくは、フィルター４７６は容器本体４７２の下部開口に取り付けられており、これを完全に覆っており、陽極アセンブリ４７４はフィルタ４７６の下方に配置されている。スペーサ４９２はフィルタ４７６と陽極アセンブリ４７４との間に配置されている。好ましくは、フィルタ４７６とスペーサ４９２と陽極アセンブリ４７４はネジ及び／又はボルトのような取り外し可能な止め具を用いて容器本体４７２の下面に留められている。選択的に、フィルタ４７６とスペーサ４９２及び陽極アセンブリ４７４はボール４３０に取り外し可能な状態で固定されている。
陽極アセンブリ４７４は、好ましくは、電解液中で金属源となる消費性陽極を含んでいる。選択的に、陽極アセンブリ４７４は非消費性陽極を含んでおり、メッキされる金属は電解液補給システム６００から電解液の範囲内で供給される。第１９図に示されるように、陽極アセンブリ４７４は浸透性の陽極エンクロージャ４９４を有する自己閉鎖モジュールであり、これは好ましくは銅のような電気メッキされる金属と同じ金属で形成される。選択的に、陽極エンクロージャ４９４は、セラミクス又は集合体のような浸透性物質で形成される。銅の電気化学メッキのための高純度の銅のような可溶性金属４９６は、陽極エンクロージャ内に配置される。可溶性金属４９６は、好ましくは、金属粒子、ワイヤー又は穴が形成されたシートを含む。穴が形成された陰極エンクロージャは、浸透性陽極エンクロージャ内において溶解金属によって発生された粒子を保持するフィルターとして作用する。非消費性陽極と比較した場合、消費性（即ち、可溶性）陽極アセンブリ４７４はガス発生なしの電解液を提供し、電解液中に金属を連続的に補給する必要性を最小化する。
陽極接触部４９８は陽極エンクロージャ内に挿入され、電源から可溶性金属４９６への電気的な接続を提供する。好ましくは、陽極接触部４９８は、チタン、白金及び白金コートされたステンレススチールのような電解液に不溶な伝導性物質で形成される。陽極接触部４９８はボール４３０を介して延び、電源と連結される。好ましくは、陽極接触部４９８は陽極接触部４９８をボール４３０に固定するための止め具ナット４９９のためのネジ部４９７を含み、弾性体ワッシャーのようなシール部材がプロセスキット４２０からの漏れを防止するために、止め具ナット４９９とボール４３０との間に配置されている。
ボール４３０は、一般的には、円筒部５０２と底部５０４とを備えている。上部円環状フランジ５０６は円筒部５０２の上部から放射状に外側に伸びている。上部円環状フランジ５０６は容器本体４７２の下部円環状フランジと連結するためのボルトに適合する複数の穴５０８を含む。ボール４３０の上部円環状フランジと容器本体４７２の下部円環状フランジ４８６を固定するため、ボルトは穴５０８に挿入され、止め具ナット４９０がボルト４８８に留められる。好ましくは、上部円環状フランジの外形（即ち、外周）は、下部円環状フランジ４８６の外形寸法（外周）とほとんど同じである。好ましくは、ボール４３０の上部円環状フランジ５０６の下面は、プロセスキット４２０がメインフレーム２１４に位置しているときには、メインフレーム２１４のサポートフランジ上に位置している。
円筒部５０２の内周は陽極アセンブリ４７４とフィルタ４７６を収容する。好ましくは、フィルタ４７６及び陽極アセンブリ４７４の外側寸法は円筒部５０２の内側寸法よりわずかに小さく、これによって、電解液の実質的な部分がフィルタ４７６を流れる前に最初に陽極アセンブリ４７４を流れるようになる。ボール４３０の底部５０４は電解液導入口５１０を含み、これは電解液補給システム２２０からの電解液供給ラインと連結している。好ましくは、陽極アセンブリ４７４はボール４３０の円筒部５０２の約中央に配置され、これによって、陽極アセンブリ４７４と底部５０４の電解液導入口５１０との間に電解液が流れるためのギャップを提供する。
電解液導入口５１０と電解液供給ラインは、好ましくは、開放可能なコネクタによって連結されており、プロセスキット４２０を容易に取り外して交換することが可能になる。プロセスキット４２０がメンテナンスを必要とする場合には、電解液はプロセスキット４２０から排出され、電解液供給ラインにおける電解液の流れが中断され排出される。電解液供給ラインのコネクタは電解液導入口５１０から開放され、陽極アセンブリ４７４との電気的接続もまた中断される。ヘッドアセンブリ４１０は上昇または回転され、プロセスキット４２０を取り外すためのクリアランスが提供される。プロセスキット４２０はその後、メインフレーム２１４から取り外され、メインフレーム２１４内に新しい、或いは、修理されたプロセスキットが配置される。
選択的には、ボール４３０はメインフレーム２１４のサポートフランジ上に固定されることができ、容器本体７４２は陽極及びフィルターと共にメンテナンスのために除去される。この場合、陽極アセンブリ４７４と容器本体４７２をボール４０３に固定するためのナットが除去され、これによって陽極アセンブリ４７４と陽気本体４７２を取り外すことが可能になる。新しい又は修理された陽極アセンブリ４７４及び容器本体４７２がメインフレーム２１４内で交換され、ボール４３０に固定される。
以上のようなＥＣＰシステムを用いることにより、ＰＶＤシステムで形成された銅シード膜のようなシード膜上に配線用銅膜のようなＥＰＣ膜を形成することができる。特に、低温ＰＶＤ法で形成されたシード膜がアニール処理されていない場合、本ＥＣＰシステムに設けられたＲＴＡチャンバでアニール処理することにより、良好な配線用銅膜を形成することがかの可能なる。
次に、本発明の半導体製造装置におけるＲＴＡチャンバによるアニール処理の効果について説明する。以下の説明において、シード膜は、ＰＶＤチャンバにおいて、バイアス電力３００Ｗ、ＲＦ１３．５６ＭＨｚ、ＤＣ２４ｋＷで形成されたものを示す。
第２１図は低温ＰＶＤ法で形成された厚さ４０オングストロームの銅シード膜を有するシリコンウェハの断面写真であり、（Ａ）はアニール処理がなされていないものを示し、（Ｂ）は処理温度２５０℃で９０秒間加熱した後、処理温度−４０℃で９０秒間冷却するアニール処理がなされているものを示す。尚、処理温度とはウェハに熱処理を施す手段（加熱・冷却プレート、ウェハホルダ等）の制御された温度をいう。第２１図より、いずれの場合にも薄膜の凝集が生ぜず、平滑性に優れた薄膜形成がなされていることが判る。
第２２図はバイアス３００Ｗで形成された窒化タンタル／タンタルのバリア膜上に低温ＰＶＤ法で形成された厚さ４０オングストロームの銅シード膜の抵抗率を示すグラフである。アニール処理は所定温度で９０秒間加熱した後、−４０℃で９０秒間冷却することにより行った。第２２図より、１００℃以上、特に１５０℃以上の温度でアニール処理を施すことにより、銅シード膜の低効率が低下し、安定化することが判る。
第２３図はバイアス３００Ｗの窒化タンタル／タンタルのバリア膜上に厚さ４０オングストロームの銅シード膜を形成した後、ＥＣＰ法により堆積させた銅薄膜の抵抗率を示すグラフである。アニール処理は銅シード膜形成後、ウェハを１５０℃で９０秒間加熱した後、−４０℃で９０秒間冷却することにより行った。第２３図より、銅シード膜のアニール処理によりこれに引き続いて形成されるＥＰＣ銅膜の抵抗率が安定化することが明らかになった。
第２４図はバリア膜上に形成された厚さ厚さ４０オングストロームの銅シード膜の＜１１１＞ピークを示すグラフである。第２４図よりアニール処理によりピーク値が上昇することが判る。以上の結果から、アニール処理により結晶性の良好なシード膜が得られることが判った。
第２５図はバリア膜上に形成された厚さ厚さ４０オングストロームの銅シード膜の＜１１１＞回折強度曲線半値全幅角（ＦＷＨＭ）を示すグラフである。第２５図より、アニールにより半値全幅角が減少していることが判る。
第２６図は、シード膜形成後にＥＣＰ法で堆積された銅薄膜の＜１１１＞強度及び＜１１１＞含有率を示すグラフである。図中、棒グラフは＜１１１＞強度を示し、折線グラフは＜１１１＞含有率を示す。この結果から、アニール処理により、歪みが少なく結晶性が良好で、しかも結晶方位が揃っているシード膜が得られることが判った。
第２７図は銅シード膜上にＥＣＰ法で形成した銅薄膜中の欠陥数を示す。第２７図より銅シード膜にアニール処理を施すことにより、最終的なＥＣＰ銅薄膜の欠陥数を大幅に低減することができることが判る。
以上の結果から、本発明の効果は明らかであった。
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ＰＶＤシステムのクラスタの数や各クラスタにおけるチャンバの数は上述した形態に限定されず増減することができる。また、各クラスタにおいて配置される処理チャンバの種類や配置方法、更にはウェハ処理のシーケンスも変更することが可能である。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、本発明の半導体製造装置及び半導体製造方法によれば、成膜工程で形成された薄膜にアニール処理を施すことにおり、薄膜の抵抗率を低下、安定化することが可能になる。従って、本発明を用いたデュアルダマシン構造の形成において、ＰＶＤ法で形成したシード膜上にＥＣＰ法で配線用金属薄膜を形成する場合、ウェア全体に渡って電流密度を均一にすることが可能になる。また、シード膜形成から配線用金属薄膜形成までの時間の経過によりシード膜の抵抗率が変化することがないので、特性が均一な配線用金属薄膜を形成することが可能になる。
また、シード膜の特定を安定化させることにより、シード膜上に形成される配線用金属薄膜を安定化させ、欠陥を減少させることが可能になる。さらに、シード膜の形成に先立ってバリア膜の形成された場合でも、シード膜の凝集を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施形成である物理気相堆積（ＰＶＤ）システムの概略を示す図であり、
第２図は本発明の実施形成である物理気相堆積（ＰＶＤ）システムで用いられるＰＶＤチャンバの概略を示す図であり、
第３図は本発明の実施形成である物理気相堆積（ＰＶＤ）システムで用いられる急速熱処理アニール（ＲＴＡ）チャンバの概略を示す図であり、
第４図は本発明の実施形成である物理気相堆積（ＰＶＤ）システムで用いられる急速熱処理アニール（ＲＴＡ）チャンバの他の例の概略を示す図であり、
第５図は本発明の実施形成である物理気相堆積（ＰＶＤ）システムで用いられる急速熱処理アニール（ＲＴＡ）チャンバの他の例の概略を示す図であり、
第６図は支持構造の概要を示す図であり、
第７図は支持構造と上部ハウジングの関係を示す図であり、
第８図は支持構造と下部ハウジングの関係を示す図であり、
第９図はＲＴＡチャンバの内部構造を示す斜視図であり、
第１０図は上部支持フープを示す斜視図であり、
第１１図は上部支持フープを示す側面図であり
第１２図は下部支持フープを示す斜視図であり、
第１３図は下部支持フープを示す側面図であり
図１４はＲＴＡチャンバの断面図である。
第１５図は本発明の電気メッキシステムプラットホームの斜視図であり、
第１６図は本発明の電気メッキシステムプラットホームの概略図であり、
第１７図は本発明の回転−濯ぎ−乾燥（ＳＲＤ）モジュールの概略を示す斜視図であり、
第１８図は本発明の電気メッキプロセスセルの断面図であり、
第１９図は各々の接触ピンを通じた電気メッキシステムを表す電気回路の簡略化された略図であり、
第２０図は本発明のウェハアッセンブリ４５０の断面図であり、袋状領域の拡大断面図であり、
第２１図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜を有するシリコンウェハの断面写真であり、
第２２図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜の抵抗率を示すグラフであり、
第２３図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜上に形成されたＥＣＰ薄膜の抵抗率を示すグラフであり、
第２４図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜の＜１１１＞ピークを示すグラフであり、
第２５図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜の＜１１１＞ＦＷＨＭを示すグラフであり、
第２６図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜上に形成されたＥＣＰ薄膜の＜１１１＞強度と＜１１１＞含有率を示すグラフであり、
第２７図はＰＶＤ法で形成された銅シード膜上に形成されたＥＣＰ薄膜の欠陥数を示すグラフであり、
第２８図は半導体デバイスにおけるデュアルダマシン構造の形成方法を説明するための図である。

Claims (38)

1. ウェハを搬送するウェハ搬送機構を有するメインフレームと、
   前記メインフレームに設けられ、前記ウェハにデュアルダマシン構造を形成する薄膜を形成する成膜チャンバと、
   前記メインフレームに設けられ、前記成膜チャンバで形成された薄膜をアニール処理するアニールチャンバとを備えた半導体製造装置。
2. 前記成膜チャンバは前記ウェハの処理温度が１５０℃以下の状態で薄膜を形成する低温成膜チャンバである請求項１記載の半導体製造装置。
3. 前記成膜チャンバは、銅、銅合金、タンタル、窒化タンタル、タングステン及びコバルトの少なくともいずれか１の薄膜を形成する物理気相堆積チャンバである請求項１又は２記載の半導体製造装置。
4. 前記成膜チャンバは銅薄膜を形成する非電解堆積チャンバである請求項１又は２記載の半導体製造装置。
5. 前記成膜チャンバは銅薄膜を形成する化学気相堆積チャンバである請求項１又は２記載の半導体製造装置。
6. 前記成膜チャンバは銅膜を形成する原子層堆積チャンバである請求項１又は２記載の半導体製造装置。
7. 前記成膜チャンバは前記デュアルダマシン構造を形成するバリア膜及びシード膜の少なくともいずれか１の膜を形成する請求項１〜６のいずれか１項記載の半導体製造装置。
8. 前記成膜チャンバは前記デュアルダマシン構造の径の半分以下の厚さを有する薄膜を形成する請求項１〜７のいずれか１項記載の半導体製造装置。
9. 前記アニールチャンバはウェハを加熱するための加熱手段と、ウェハを冷却するための冷却手段とを有する請求項１〜８のいずれか１項記載の半導体製造装置。
10. 前記アニールチャンバは前記ウェハの処理温度が１２０℃以上の状態で前記ウェハを加熱処理する請求項１〜９のいずれか１項記載の半導体製造装置。
11. 前記アニールチャンバは薄膜形成時における前記ウェハの処理温度より５０℃以上高い処理温度で前記薄膜を加熱処理する請求項１〜９のいずれか１項記載の半導体製造装置。
12. 前記アニールチャンバは前記加熱処理されたウェハを前記ウェハの処理温度が３０℃以下の状態で冷却処理する請求項１０又は１１記載の半導体製造装置。
13. ウェハを搬送するウェハ搬送機構を有するメインフレームに設けられた成膜チャンバで前記ウェハにデュアルダマシン構造を形成する薄膜を形成する成膜工程と、
    前記薄膜が形成されたウェハを前記メインフレームに設けられたアニールチャンバでアニール処理するアニール工程とを含む半導体製造方法。
14. 前記成膜工程は前記ウェハの処理温度が１５０℃以下の状態で薄膜を形成する請求項１３記載の半導体製造方法。
15. 前記成膜工程は、銅、銅合金、タンタル、窒化タンタル、タングステン及びコバルトのいずれか１の薄膜を物理気相堆積法で形成するものである請求項１３又は１４記載の半導体製造方法。
16. 前記成膜工程は銅薄膜を非電解メッキ法で形成するものである請求項１３又は１４記載の半導体製造方法。
17. 前記成膜工程は銅薄膜を化学気相堆積法で形成するものである請求項又は１３又は１４記載の半導体製造方法。
18. 前記成膜工程は銅薄膜を原子層堆積法で形成するものである請求項１３又は１４記載の半導体製造方法。
19. 前記成膜工程は前記デュアルダマシン構造におけるバリア膜及びシード膜の少なくともいずれか一方を形成するものである請求項１３〜１８のいずれか１項記載の半導体製造方法。
20. 前記成膜工程は前記デュアルダマシン構造の大きさの半分以下の厚さの薄膜を形成するものである請求項１３〜１９のいずれか１項記載の半導体製造方法。
21. 前記アニール工程はウェハを加熱する加熱工程と、前記加熱されたウェハを冷却する冷却工程とを有する請求項１３〜２０のいずれか１項記載の半導体製造方法。
22. 前記アニール工程は前記ウェハの処理温度が１２０℃以上の状態で前記ウェハを加熱処理する工程を含む請求項１３〜２１のいずれか１項記載の半導体製造方法。
23. 前記アニール工程は薄膜形成時における前記ウェハの処理温度より５０℃以上高い処理温度で前記薄膜を加熱処理する工程を含む請求項１３〜２１のいずれか１項記載の半導体製造方法。
24. 前記アニール工程は前記加熱処理されたウェハを前記ウェハの処理温度が３０℃以下の状態で前記冷却処理する工程を含む請求項２２又は２３記載の半導体製造方法。
25. 前記アニール処理されたウェハに電気化学堆積及び非電解堆積のいずれかの方法により金属薄膜を形成する工程を含む請求項１３〜２４のいずれか１項記載の半導体製造方法。
26. 前記アニール処理されたウェハを化学機械研磨する工程を含む請求項１３〜２５のいずれか１項記載の半導体製造方法。
27. ウェハを搬送するウェハ搬送ロボットを有するメインフレームと、
    前記メインフレームに設けられ、前記ウェハに形成されたシード膜上に金属配線用薄膜を形成する成膜装置と、
    前記メインフレームに設けられ、前記成膜装置における前記金属配線用薄膜の形成前に前記ウェハに形成された前記シード膜をアニール処理するアニール装置を備えた半導体製造装置。
28. 前記成膜装置は電気化学メッキ装置である特許請求の範囲第２７項記載の半導体製造装置。
29. 前記アニール装置は前記ウェハを加熱するための加熱手段と、前記ウェハを冷却するための冷却手段とを有する特許請求の範囲第２７項又は第２８項記載の半導体製造装置。
30. 前記アニールチャンバの前記ウェハの処理温度が１２０℃以上の状態で前記ウェハを加熱処理する特許請求の範囲第２７項〜第２９項のいずれか１項記載の半導体製造装置。
31. 前記アニールチャンバは前記シード膜の形成時における前記ウェハの処理温度より５０℃以上高い処理温度で前記薄膜を加熱処理する請求項１〜９のいずれか１項記載の半導体製造装置。
32. 前記アニールチャンバは前記加熱処理されたウェハを前記ウェハの処理温度が３０℃以下の状態で冷却処理する請求項１０又は１１記載の半導体製造装置。
33. ウェハを搬送するウェハ搬送ロボットを有するメインフレームに設けられたアニール装置で前記ウェハに形成されたシード膜をアニール処理するアニール工程と、
    前記メインフレームに設けられた成膜装置で前記アニール処理されたウェハに形成されたシード膜上に金属配線用薄膜を形成する薄膜形成工程とを含む半導体製造方法。
34. 前記成膜装置は電気化学メッキ装置である特許請求の範囲第２７項記載の半導体製造方法。
35. 前記アニール工程は前記ウェハを加熱するための加熱工程と、前記ウェハを冷却するための冷却工程とを有する特許請求の範囲第３３項又は第３４項記載の半導体製造方法。
36. 前記アニール工程は前記ウェハの処理温度が１２０℃以上の状態で前記ウェハ加熱処理する特許請求の範囲第３３項〜第３５項のいずれか１項記載の半導体製造方法。
37. 前記アニールチャンバは前記シード膜の形成時における前記ウェハの処理温度より５０℃以上高い処理温度で前記ウェハを加熱処理する特許請求の範囲第３３〜第３５項のいずれか１項記載の半導体製造装置。
38. 前記アニールチャンバは前記加熱処理されたウェハをウェハの処理温度が３０℃以下の状態で冷却処理する特許請求の範囲第３６項又は第３７記載の半導体製造方法。

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