WO2004079808A1 - 基板の処理システム及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板の処理システム及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Tadahiro Ohmi
Akinobu Teramoto
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Tokyo Electron Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing system and a semiconductor device manufacturing method.
  • the present invention relates to a substrate processing system and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • a film forming process for forming a gate insulating film and a gate electrode film on a wafer surface is performed.
  • the deposition process for the gut insulating film and the gut electrode film is usually performed under a reduced pressure environment by supplying raw materials to the wafer in gaseous or plasma state and depositing a thin film on the wafer surface by a chemical catalytic reaction on the wafer surface. It is used in equipment and film forming equipment such as sputtering equipment that sputters the film material by ion bombardment and physically deposits a thin film on the wafer surface.
  • a wafer cleaning process for removing impurities such as organic substances and metals attached to the wafer is performed. This is because if impurities are attached to the wafer, film formation is hindered by the impurities and a desired film is not formed on the wafer.
  • This cleaning process is performed by supplying a cleaning liquid to the wafer in a cleaning device provided independently of the film forming device.
  • the cleaning apparatus for example, after the wafer is cleaned with a cleaning liquid, the wafer is spun dry by rotating the wafer at a high speed (for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-202). 1 9 4 2 4).
  • the conventional wafer is cleaned using a cleaning liquid in the above-described cleaning apparatus, shaken off and dried, and then transferred to the above-described film forming apparatus to form a film.
  • the present invention has been made in view of such a point, and completely removes moisture adhering to a substrate such as a wafer by washing, and removes the moisture from the substrate to another film forming apparatus such as a film forming apparatus. It is an object of the present invention to provide a substrate processing system that can be transported to a processing apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device.
  • the substrate processing system of the present invention uses a cleaning liquid.
  • a cleaning device for cleaning the substrate, a moisture removing device for removing moisture attached to the substrate cleaned by the cleaning device, and a substrate for which the moisture has been removed by the moisture removing device is passed through a dry atmosphere for other processing of the substrate.
  • a transport unit for transporting to the device.
  • cleaning apparatus can be dried by the exclusive moisture removal apparatus, and the said dried board
  • the cleaning device may be connected to the moisture removing device, the moisture removing device may be connected to the transport unit, and the transport unit may be connected to the other processing device. In such a case, the continuous transfer of the substrate from the cleaning device to the moisture removal device, the transfer section, and other processing devices is smoothly performed.
  • the transfer unit may be connected to a loading / unloading unit for loading / unloading the substrate from / to the substrate processing system.
  • the moisture removing device may include a heating member for heating the substrate. In such a case, by heating the substrate, water adhering to the substrate and remaining water can be more reliably removed.
  • the heating member may heat the substrate by radiation. In this case, since heat can be supplied to the substrate from a distant position, the substrate surface is evenly heated without unevenness, and all the moisture in the substrate surface can be removed.
  • the moisture removing device may include a rotation mechanism for rotating the substrate.
  • this rotating mechanism for example, the substrate to which the high-temperature gas is supplied can be rotated to dry the substrate more evenly.
  • the moisture removing device may include a high-temperature gas supply unit that supplies a high-temperature gas to the substrate.
  • the high-temperature gas is a gas at least at a temperature higher than room temperature.
  • the high-temperature gas preferably has an oxygen content of 4 ppm or less.
  • the moisture removing device provided with the high-temperature gas supply section may have a rotating mechanism for rotating the substrate.
  • the moisture removing device may include a moisture concentration measuring member for measuring the moisture concentration in the moisture removing device.
  • a moisture concentration measuring member for measuring the moisture concentration in the moisture removing device.
  • the moisture removing device may include an exhaust portion for exhausting the inside of the moisture removing device, and the moisture concentration measuring member may be provided in the exhaust portion.
  • a shirt for opening and closing a transfer port of the substrate between the water removing device and the transfer unit, and a measurement result of the water concentration from the water concentration measurement unit are output.
  • a control unit that controls opening and closing of the shutter based on the measurement result the shirt can be opened only when, for example, the moisture concentration in the moisture removing device falls below a predetermined threshold. Therefore, the substrate does not pass through the moisture removing device before the moisture is sufficiently removed from the substrate, and the substrate with the remaining moisture can be prevented from being processed by another processing device.
  • the moisture removing device may include a decompression device for reducing the pressure inside the moisture removing device.
  • a decompression device for example, the pressure of the water removal device ⁇ can be reduced between the pressure in the cleaning device and the pressure in the transfer unit. Therefore, when the substrate is transferred to the cleaning device, the water removal device, and the transfer section in this order, the pressure is gradually reduced, and the load on the substrate due to the pressure fluctuation can be reduced.
  • the moisture removing device may be provided with a gas supply unit for supplying a gas other than oxygen gas to the entire inside of the moisture removing device.
  • the gas supply unit can maintain the inside of the moisture removing device in a low oxygen atmosphere, thereby preventing, for example, oxidation of the substrate in the moisture removing device and deterioration of the film on the substrate.
  • the transfer unit may include a casing that covers a transfer passage of the substrate, and the casing may include a dry gas supply unit that supplies a dry gas into the transfer passage. Supplying dry gas from this dry gas supply unit This keeps the casing in a dry atmosphere and prevents moisture from adhering to the substrate being transported.
  • the dry gas may be a gas other than oxygen gas.
  • the transfer section may be provided with a pressure reducing mechanism for reducing the atmosphere in the transfer passage.
  • the pressure reducing mechanism may include a control unit that can control the pressure in the transfer passage to be between the pressure in the other processing device and the pressure in the moisture removing device. That is, when the pressure in the transfer passage and P alpha, 2 [rho the pressure in the other processing unit, the pressure in the water removal apparatus and [rho 3, pressure reducing mechanism will [rho 2 rather P i rather [rho 3 May be provided. In such a case, for example, even if the processing in another processing unit is performed at a high degree of pressure reduction, the degree of pressure reduction can be increased in the order of the water removal unit, the transfer unit, and the other processing unit. The substrate can be prevented from being damaged.
  • the other processing apparatus may be a film forming apparatus for forming a film on a substrate.
  • the substrate from which moisture has been removed is carried into the film forming apparatus, so that the film forming process can be performed properly.
  • the substrate processing system provided with the film forming apparatus may further include a film thickness measuring member for measuring the film thickness of the film formed on the substrate in the film forming apparatus. With this film thickness measuring member, the film thickness of the film formed on the substrate can be inspected at an early stage. Therefore, if when the film is not properly formed, the substrate can be corrected the defect stopped immediately deposition apparatus prior to being manufactured on a large amount (Note that the other processing apparatus, etching It may be a device.
  • the cleaning device may be provided with an air supply unit that is covered with a housing and supplies gas other than oxygen gas into the housing. If moisture adheres to the substrate in the cleaning device, the moisture makes it easier for oxygen in the surrounding atmosphere to react with the substrate.
  • the cleaning device is provided with an air supply section and supplies a gas other than oxygen into the housing to reduce the inside of the housing to a low oxygen atmosphere. It can maintain and suppress the reaction between oxygen and the substrate. Therefore, for example, it is possible to prevent the film on the substrate from being oxidized and being deteriorated.
  • the substrate processing system described above may be configured so that the atmosphere in the entire substrate processing system can be controlled.
  • a cleaning device for cleaning a substrate using a cleaning liquid a water removing device for removing moisture attached to a substrate cleaned by the cleaning device, and a device for removing water by the water removing device.
  • a method of manufacturing a semiconductor device which processes a semiconductor substrate by using a substrate processing system including a transfer unit for transferring a substrate through a dry atmosphere to another processing apparatus of the substrate.
  • FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view schematically showing the configuration of the substrate processing system according to the present embodiment.
  • Fig. 2 is an explanatory view of a vertical cross section showing the outline of the configuration of the cleaning device.
  • Fig. 3 is an explanatory view of a vertical cross-section showing the outline of the configuration of the water removal device.
  • Figure 4 is a plan view of the chuck of the water removal device.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a longitudinal section schematically showing the configuration of the first film forming apparatus.
  • FIG. 6 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the configuration of the second film forming apparatus.
  • FIG. 7 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the configuration of a moisture removing device provided with a heater.
  • Figure 8 is an explanatory cross-sectional view schematically showing the configuration of a substrate processing system equipped with a film thickness measurement probe.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a substrate processing system 1 according to the present embodiment. You.
  • the substrate processing system 1 includes a loading / unloading unit 2 for loading / unloading the wafer W from the outside with respect to the processing system, a cleaning device 3 for cleaning the wafer W using a cleaning liquid, and water A water removing device 4 for removing water, two film forming devices 5 and 6 for forming a predetermined film on the wafer and W, and a wafer W between these devices and between each device and the loading / unloading section 2. It has a configuration in which a transport unit 7 for transport is integrally connected.
  • the transport unit 7 is connected to the positive side in the X direction of the loading / unloading unit 2 (the right side in FIG. 1).
  • the moisture removing device 4, the first film forming device 5, and the second film forming device 6 are connected to the positive side in the Y direction (upper side in FIG. 1), which is the back side of the transfer section 7.
  • the cleaning device 3 is connected to the back side of the water removing device 4. In other words, the water removal device 4 is arranged between the cleaning device 3 and the transport unit 7.
  • the loading / unloading section 2 has, for example, a configuration in which a cassette mounting table 10 and a transport chamber 11 are arranged in parallel in the X direction (the left-right direction in FIG. 1) to be integrated.
  • a hermetically sealed cassette 12 such as a FOUP (Front Ounified Pod) that accommodates, for example, 25 wafers “W” arranged in multiple stages.
  • FOUP Front Ounified Pod
  • two cassettes 12 can be placed on the cassette mounting table 10 along the Y direction (the vertical direction in Fig. 1).
  • the transfer chamber 11 is, for example, entirely covered with a case 13 so that clean gas can be supplied into the transfer chamber 11 and the transfer chamber 11 can be maintained in a clean atmosphere.
  • the transfer chamber 11 is provided with an alignment stage 14 for aligning the wafer W taken out from the cassette 12. Further, the transfer chamber 11 is provided with a wafer transfer body 15 for accessing the cassette 12, the alignment stage 14 and the transfer unit 7 and transferring the wafer W.
  • the transport section 7 has a transport path 20 long in the X direction, and one end of the transport path 20 on the negative side in the X direction is connected to the transport chamber 11 of the loading / unloading section 2.
  • the transfer section 7 has a casing 21 that covers the entire transfer path 20 and can seal the inside.
  • the transfer path 20 is provided with a rail 22 extending along the transfer path 20.
  • a stage 23 is provided on the rail 22.
  • the stage 23 can be moved in the X direction on the rail 22 by a motor (not shown) mounted on the rail 22.
  • a wafer transfer mechanism 25 is provided on the stage 23.
  • the wafer carrying mechanism 25 is movable along the X direction by the stage 23.
  • the transport mechanism 25 has two holding members 26 that hold the W, and an articulated arm 27 that supports the holding member 26 and that can move forward and backward in a predetermined horizontal direction. .
  • the arm 27 is self-rotating in the ⁇ direction around the vertical axis, and can turn the holding member 26 in a predetermined direction. Therefore, the wafer W transfer mechanism 25 is moved to the front of each of the loading / unloading section 2, the moisture removing apparatus 4, and the film forming apparatuses 5 and 6 connected to the transfer section 7, and the holding member 26 is moved horizontally.
  • the wafer W can be carried into and out of the carry-in / out section 2, the water removal unit 4, and the film forming units 5 and 6, respectively.
  • a gas supply as a dry gas supply unit for supplying a dry gas having a water concentration of, for example, 1.2% or less, preferably 0.1 ppm or less into the transfer passage 20 is provided in the casing 21 of the transfer unit 7.
  • Tube 30 is connected.
  • the gas supply pipe 30 communicates with a gas supply source 31 installed outside the transfer unit 7, and the dry gas is supplied from the gas supply source 31.
  • a valve 32 and a mass flow controller 33 are connected to the gas supply pipe 30, and a gas at a predetermined pressure is supplied into the transfer passage 20.
  • a gas other than oxygen gas for example, nitrogen gas is used as the dry gas.
  • the casing 21 of the transfer section 7 is connected to an exhaust pipe 35 leading to an exhaust device 34 such as a vacuum pump installed outside the casing 21 ⁇
  • the exhaust device 34 is provided with a control unit 36 that can control the exhaust pressure, and can reduce the pressure in the casing 21 to a predetermined pressure.
  • the exhaust device 34, the exhaust pipe 35, and the control unit 36 constitute a pressure reducing mechanism.
  • a transfer port 40 for transferring W is provided, and the transfer port 40 is provided with a gate valve 41.
  • the atmosphere of the transfer chamber 11 and the atmosphere of the transfer section ⁇ ⁇ ⁇ can be shut off.
  • the moisture removing device 4 As described above, the moisture removing device 4, the film forming devices 5 and 6 are connected to the rear side of the transport portion 7 in order from the loading / unloading portion 2 side along the longitudinal direction (X direction).
  • Transfer ports 50, 51, and 52 for the wafer W are provided at the connection between the transfer section 7 and each of the devices 4 to 6, and a gate valve is provided at each of the transfer ports 50 to 52. 53, 54, 55 are provided.
  • the atmosphere between the transfer section 7 and each of the devices 4 to 6 can be shut off by the gate valves 53 to 55.
  • a transfer port 56 and a gate valve 57 are also provided at the connection between the water removing device 4 and the cleaning device 3 located on the back side of the water removing device 4.
  • the cleaning device 3 is provided with a chuck 61 for holding the wafer W horizontally in a housing 60 as shown in FIG. 2, for example.
  • the chuck 61 can suction-hold the wafer W by, for example, a suction mechanism (not shown).
  • the check 61 is rotatable by a rotary motor 62.
  • the rotating motor 62 can rotate the wafer W on the chuck 61 at a predetermined speed.
  • a cup 63 surrounding the chuck 61 is provided outside the chuck 61.
  • the cup 63 has a substantially cylindrical shape with an open top and a bottom. The liquid scattered from the wafer W due to the rotation is received and collected by the cup 63.
  • a discharge port 64 is provided, and the liquid recovered in the cup 63 is discharged from the discharge port 64.
  • the cleaning nozzle 65 for supplying the cleaning liquid to the wafer W can be moved from a standby position outside the cup 63 to a processing position on the chuck 61 by, for example, a moving arm (not shown).
  • the cleaning nozzle 65 has, for example, an elongated shape longer than the diameter of the wafer W, and a plurality of discharge holes 66 are linearly arranged at the bottom along the longitudinal direction.
  • the cleaning nozzle 65 is connected to a supply pipe 68 that communicates with a cleaning liquid supply source 67 installed outside the housing 60.
  • a gas supply pipe H as an air supply unit communicating with a gas supply device 69 installed outside the case 60 is connected to the case 60.
  • the gas supply device 69 can supply a gas other than oxygen gas, for example, nitrogen gas into the housing 60 through the gas supply pipe H. Therefore, by supplying this nitrogen gas, the inside of the housing 60 can be made a low oxygen atmosphere.
  • the moisture removing device 4 has a housing 70 that can be hermetically sealed and has a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
  • a chuck 71 that supports the wafer W horizontally is provided in the housing 70.
  • the chuck 71 is provided closer to the gate valve 53 to which the transfer unit 7 is connected than the center of the housing 70.
  • the chuck 71 is formed, for example, in a substantially cylindrical shape having an open upper surface, and has an annular horizontal upper end 71 a when viewed from a plane.
  • the chuck 71 supports the peripheral portion of the wafer W at the upper end 71a.
  • a plurality of pins 72 are provided to prevent the wafer W from being displaced in the horizontal direction.
  • the pins 72 are provided at equal intervals along the outer shape of the wafer W placed on the upper end 71a, and the pins 72 By holding down the sides from outside Thus, the displacement of the wafer W can be prevented.
  • the chuck 71 is rotatable around a vertical axis by a rotating motor 73 as shown in FIG. 3, and the wafer W held by the chuck 71 can rotate at a predetermined speed.
  • the chuck W 1 and the rotary motor 73 constitute a rotating mechanism for the wafer W.
  • a first gas supply nozzle 74 for supplying a high-temperature gas to the surface of the wafer W is provided at a position on the chuck 71 opposite to the wafer W.
  • the first gas supply nozzles 74 are provided at equal distances from the center of the wafer W, for example, at two locations.
  • a second gas supply nozzle 75 is provided in the hollow portion inside the chuck 71. On the upper surface of the second gas supply nozzle 75, for example, two gas outlets 75a are provided, and high-temperature gas can be supplied to the back surface of the wafer W supported by the chuck 71.
  • the gas outlets ⁇ 5a are provided at equal intervals on the same circumference with the center of the wafer W as the center when viewed from above.
  • the first gas supply nozzle 74 and the second gas supply nozzle 75 are used as a high-temperature gas supply unit.
  • a gas supply pipe 77 connected to a gas supply device 76 is connected to the first and second gas supply nozzles 74 and 75.
  • the gas supply pipe 77 is provided with a valve 78 and a mass flow controller 79, so that a predetermined amount of high-temperature gas can be ejected from the first and second gas supply nozzles 74, 75.
  • the gas supply device 76 is provided with, for example, a high-temperature gas heating mechanism 80. Therefore, the gas is heated to a high temperature in the gas supply device 76, and the high-temperature gas at a predetermined temperature can be ejected from the first and second gas supply nozzles 74, 75.
  • a nitrogen gas that does not react with the surface of the wafer W for example, has an oxygen content of 4 ppm or less is used.
  • Gas is supplied to the housing 70 to supply gas to the entire inside of the housing 70.
  • a mouth 80 is provided.
  • the gas supply port 80 is connected to a supply pipe 82 serving as a gas supply unit that communicates with a gas supply source 81 installed outside the housing 70.
  • the supply pipe 82 is provided with a valve 83 and a mass flow controller 84.
  • the gas introduced from the gas supply port 80 is of the same type as the high-temperature gas ejected from the first and second gas supply nozzles 74, 75. Nitrogen gas with an oxygen concentration of 4 ppm or less is used.
  • an exhaust pipe 86 serving as an exhaust part connected to a pressure reducing device 85 such as a pump installed outside the casing 70 is connected.
  • a pressure reducing device 85 such as a pump installed outside the casing 70
  • the exhaust pipe 86 is provided with a moisture concentration sensor 87 as a moisture concentration measuring member.
  • the measurement result of the moisture concentration sensor 87 can be output to the control unit 88 that controls the opening and closing of the gate pulp 53 as, for example, a shirt.
  • the control unit 88 controls opening and closing of the gate valve 83 based on, for example, the moisture concentration in the housing 70. Therefore, the control unit 88 can open the gate valve 53 when, for example, the moisture concentration in the housing 70 becomes equal to or less than a preset threshold value.
  • a wafer carrier 90 for transferring the wafer W between the chuck 71 and the cleaning device 3 is provided adjacent to the chuck 71 and closer to the cleaning device 3 than the center of the housing 70.
  • the wafer carrier 90 has, for example, a holding member 91 that holds the wafer W, and an articulated arm 92 that supports the holding member 91 and linearly moves back and forth.
  • the arm 92 is rotatable so that the direction of the holding member 91 can be changed. Therefore, the wafer W on the chuck 71 can be supported by the holding member 91 and changed direction, and the wafer W can be transferred into the cleaning device 3 through the transfer port 56.
  • the first film forming apparatus 5 is, for example, using a plasma on the surface of the wafer W. This is a plasma processing apparatus for forming an insulating film.
  • the first film forming apparatus 5, for example, as shown in FIG. 5, has a cylindrical vacuum vessel 100 with an open top and a bottom. At the opening on the upper surface of the vacuum vessel 100, a disk-shaped gas supply unit 101 is provided so as to cover the opening.
  • the lower surface of the gas supply unit 1 0 1 is formed with a plurality of gas supply holes 1 0 1 a, the reaction gas introduced into the gas supply unit 1 0 1, for example, silane (S i H 4) gas It is supplied in a vacuum into the vacuum vessel 100.
  • An antenna 102 is provided above the gas supply unit 101.
  • the antenna 102 is connected to a coaxial waveguide 104 communicating with a microwave supply device 103 installed outside the vacuum vessel 100.
  • the antenna 102 has a plurality of through-holes 102 a in the vertical direction.
  • the microwave transmitted from the microwave supply device 103 through the coaxial waveguide 104 is used for the antenna 102.
  • the gas is radiated into the vacuum vessel 100 through the through hole 102 a and the gas supply unit 101. By this microwave radiation, a plasma generation region P can be formed in the upper part of the vacuum vessel 100.
  • a mounting table 106 for mounting the wafer W is provided in the vacuum vessel 100 at a position facing the gas supply unit 101.
  • the mounting table 106 has a built-in heater 108 that generates heat when supplied with power from the AC power supply 107, and the wafer W on the mounting table 106 is heated by the heat generated by the heater 108. Can be heated.
  • a gas supply pipe 109 is connected near the upper part of the side wall of the vacuum vessel 100.
  • the plurality of gas supply pipes 109 are provided annularly, for example, along the inner peripheral surface of the vacuum vessel 100.
  • the gas supply pipes 109 are connected to a supply source 110 of a reaction gas such as an oxygen gas or a rare gas.
  • the gas supply pipes 109 and the reaction gas from the gas supply unit 101 are connected to each other.
  • the second film forming apparatus 6 is, for example, a CVD processing apparatus for forming a gate electrode film on the wafer W.
  • the second film forming apparatus 6 has a housing 1 capable of sealing inside as shown in FIG. In the housing 120, there is provided a mounting table 121 on which the wafer W is mounted.
  • the mounting table 122 has a built-in heater 123 that generates heat when supplied with power from an AC power supply 122 installed outside the housing 120.
  • the heater 123 generates heat.
  • the wafer W on the table 1 2 1 can be heated.
  • the mounting table 122 is provided with a rotating mechanism (not shown), and can rotate the wafer W on the mounting table 121 at a predetermined rotation speed.
  • a gas supply head 124 for supplying a reaction gas to the entire surface of the wafer W is provided at an upper part in the housing 120 and opposed to the mounting table 121. .
  • the gas supply head 124 is formed, for example, in a substantially circular shape.
  • On the lower surface of the gas supply head 124 a number of gas outlets 125 are formed.
  • a gas introduction pipe 127 connected to a gas supply device 126 installed outside the housing 120 is connected.
  • silane gas is used as the gas supplied from the gas supply device 126.
  • the lower part of the housing 120 is connected to an exhaust pipe 129 connected to an exhaust device 128 such as a vacuum pump.
  • the exhaust from the exhaust pipe 129 causes the inside of the housing 120 to be exhausted.
  • the atmosphere can be exhausted and the pressure inside the housing 120 can be reduced.
  • the loading / unloading section 2, the transport section 7, the cleaning apparatus 3, the moisture removal chamber 4, the first film forming apparatus 5 and the second film forming apparatus constituting the substrate processing system 1 are individually provided. Since the atmosphere can be controlled, the entire atmosphere in the substrate processing system 1 can be controlled.
  • the substrate processing system 1 is configured as described above. Next, the operation of the substrate processing system 1 will be described.
  • transfer unit The dried nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe 30 to the casing 21 of 7, and the inside of the transfer section 7 is maintained in a dry low oxygen atmosphere.
  • air is exhausted from the exhaust pipe 35, and the pressure in the transfer section 7 is reduced to a predetermined pressure.
  • the pressure in the transfer unit 7 is maintained at a pressure higher than the pressure in the first film forming apparatus 5 and the second film forming apparatus 6.
  • the film forming process in the first film forming apparatus 5 is performed at about 1.33 Pa to 665 Pa, and is performed in the second film forming apparatus 6. deposition process, 1. 3 3 P a ⁇ 1 3 3 0 P a place at about Runode, inside conveyor 7 is higher than that, for example 1 3 3 xl 0 2 vacuum atmosphere of about P a Will be maintained.
  • Nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe H into the housing 60 of the cleaning device 3, and the inside of the housing 60 is maintained in a low oxygen atmosphere.
  • the inside of the washing unit 3 is maintained at, for example, normal pressure, and the inside of the moisture removing unit 4 is evacuated from the exhaust pipe 86 so that the pressure between the pressure of the transfer unit 7 and the washing unit 3 is 133 ⁇ 10.
  • the pressure is maintained at about 2 Pa to normal pressure.
  • Nitrogen gas is constantly supplied from the gas supply port 80 into the moisture removing device 4, and the inside of the moisture removing device 4 is maintained in a low oxygen atmosphere.
  • the pressure inside the transfer chamber 11 is maintained at almost normal pressure.
  • the plurality of gate valves 41, 53, 54, 55, 57 in the substrate processing system 1 are normally closed, and are opened only when the wafer W passes.
  • one unprocessed wafer W is taken out of the cassette 12 by the wafer carrier 15, and is transferred to the alignment stage 14. Conveyed.
  • the wafer W, which has been aligned in the alignment stage 14, is transferred into the transfer section 7 through the transfer port 40, and transferred to the wafer transfer mechanism 25.
  • the wafer W transferred to the wafer transfer mechanism 25 is transferred from the transfer port 50 into the moisture removal device 4 and transferred to the chuck 71. Then, it is received by the chuck 7 1
  • the transferred wafer W is transferred to the cleaning device 3 by the wafer transfer body 90.
  • the cleaning device 3 by supplying the cleaning liquid to the wafer W while rotating the wafer W in a low oxygen atmosphere, impurities such as organic substances are washed off from the wafer W.
  • the cleaned wafer W is transported by the wafer carrier 90 into the moisture removing device 4 while being maintained in a low oxygen atmosphere, and is supported on the chuck 71 as shown in FIG. .
  • the chuck 71 When the wafer W is supported on the chuck 71, the chuck 71 is rotated by the rotating motor 73, and the wafer W is rotated at a speed of, for example, 200 rpm or more, preferably 300 rpm or more. Rotated. Subsequently, high-temperature, for example, nitrogen gas of about 50 ° C to 100 ° C is ejected from the first gas supply nozzle 74 and the second gas supply nozzle 75, and the surface of the rotating wafer W is discharged. Hot gas is sprayed on the backside. The spray of the high-temperature gas evaporates and removes the water adhering to both sides of the wafer W.
  • high-temperature for example, nitrogen gas of about 50 ° C to 100 ° C is ejected from the first gas supply nozzle 74 and the second gas supply nozzle 75, and the surface of the rotating wafer W is discharged. Hot gas is sprayed on the backside. The spray of the high-temperature gas evaporates and remove
  • the total supply amount of the high-temperature gas blown to the wafer W is calculated, for example, by calculating the molecular weight of water adhering to the wafer W from the relative humidity in the room and calculating the heat amount required to evaporate the water having the molecular weight. You may ask for it.
  • the control unit 88 constantly monitors the water concentration in the moisture removing device 4 by the moisture concentration sensor 87. For example, when supplying the high-temperature gas, the moisture concentration in the moisture removing device 4 is set in advance. It is performed until it falls below the threshold value. When the moisture concentration falls below the threshold, the supply of high-temperature gas is stopped, and the rotation of the wafer W is also stopped. In addition, the control unit 88 opens the gate valve 53 by using the fact that the moisture concentration falls below the threshold value as a trigger.
  • the wafer transfer mechanism 25 moves the rail 22 onto the first film forming apparatus.
  • the wafer W is moved to the front of 5, and the wafer W is loaded into the first film forming apparatus 5 from the transfer port 51 '. During this time, the wafer W passes through the dry atmosphere, so that moisture does not adhere to the wafer W.
  • the wafer W transferred to the first film forming apparatus 5 is placed on the mounting table 106, and the pressure in the vacuum vessel 100 is reduced.
  • 0 1 reactive gas such as oxygen gas Ya silane (S i H 4) gas is subjected fed from the reactive gas into a plasma by the microwave. Then, the plasma causes a chemical reaction on the surface of the wafer W, and a gate insulating film such as a silicon oxide film is formed on the surface of the wafer W.
  • the wafer W on which the gate insulating film is formed is transferred to the transfer unit 7 by the wafer transfer mechanism 25, and transferred to the second film forming apparatus 6 through the transfer unit 7.
  • a reaction gas for example, a silane gas
  • a silane gas is supplied to the wafer W while the pressure in the housing 120 is reduced and the wafer W is heated, so that a chemical reaction is performed on the surface of the wafer W.
  • a gate electrode film made of polycrystalline silicon or a metal material such as TaN, Ta, W, and TiN is formed on the wafer W.
  • the wafer W is unloaded to the transfer section 7 by the wafer transfer mechanism 25 and transferred to the vicinity of the transfer chamber 11 through the transfer section 7. Then, the wafer is transferred into the transfer chamber 11 through the transfer port 40 and returned to the cassette 12 by the wafer transfer body 15. Thus, a series of cleaning and film forming processes for wafer W are completed.
  • the moisture removing device 4 is provided next to the cleaning device 3, and the transport unit 7 having the transport path 20 from the moisture removing device 4 to the first film forming device 5 is provided. Since the drying atmosphere can be maintained, the water can be sufficiently removed from the wafer W in the water removing device 4 and the wafer W can be transferred to the first film forming device 5 while maintaining the state. . As a result, the film formation process can be performed with moisture removed completely from the wafer W. The treatment is carried out properly without being hindered by moisture.
  • the first gas supply nozzle 74 and the second gas supply nozzle 75 are provided in the water removal device 4, high-temperature nitrogen gas is supplied to both sides of the wafer W, and the water is completely removed from the wafer W. Can be removed. At this time, since the wafer W is rotated by the rotating motor 73, the high-temperature gas is evenly supplied to the entire surface of the wafer W, and the water can be more reliably removed. In addition, since nitrogen gas with an oxygen content of 4 ppm or less was used as the high-temperature gas, oxidation of the wafer W was prevented, and deterioration of the surface layer of the wafer was prevented.
  • the gas supply pipe H is provided in the cleaning device 3, the inside of the housing 60 of the cleaning device 3 is set to a low oxygen atmosphere, and the gas supply pipe 82 is also provided in the water removing device 4, and the casing 70 is provided. Since the inside of the chamber is in a low-oxygen atmosphere, the wafer W can be maintained in a low-oxygen atmosphere throughout the period from when moisture is attached to the wafer W by the cleaning device 3 until the moisture is removed by the moisture removing device 4. . As a result, it is possible to prevent the wafer W, which has become apt to react with oxygen due to adhesion of moisture, from reacting with oxygen. In other words, it is possible to prevent the wafer W from being oxidized and the surface film of the wafer from being altered.
  • the moisture concentration sensor 87 is provided in the exhaust pipe 86 of the moisture removing device 4, it is possible to detect that moisture has disappeared in the moisture removing device 4, that is, that the wafer W has run out of moisture.
  • a control unit 88 is provided to control the opening and closing of the gate valve 53 based on the measurement results of the moisture concentration sensor 87, so that the gate valve 53 is opened shortly before water is removed from the wafer W.
  • the wafer W can be prevented from being transferred to the film forming apparatus 5.
  • the transfer unit 7 is provided with a decompression mechanism equipped with an exhaust pipe 35 and an exhaust unit 34, the pressure in the transfer unit 7 is controlled by the And can be lower than the pressure in the water removal device 4. In this way, when the wafer W is transferred to the first film forming apparatus 5 where the processing is performed under a high pressure, the wafer W is gradually adjusted to a reduced pressure atmosphere. I can go. As a result, breakage of the wafer W due to sudden pressure fluctuations can be prevented. In this regard, since the water removing unit 4 is also maintained at a pressure lower than the normal pressure of the cleaning unit 3, the surrounding atmosphere is gradually reduced even when the wafer W is transferred from the cleaning unit 3 to the transfer unit 7. I can go.
  • the heating may be performed using a heater as a heating member for heating the wafer W by radiant heat.
  • a heater as a heating member for heating the wafer W by radiant heat.
  • heaters 101 that generate heat when supplied from an AC power supply 100 are arranged on the upper surface and the lower surface of the wafer W.
  • the heater 101 is arranged at a position where it does not come into contact with the wafer W.
  • radiant heat is supplied from the heater 101 to both surfaces of the wafer W while rotating the wafer W, and the wafer W is heated.
  • the heating member for heating the wafer W is not limited to a heater, but may be an infrared lamp or a material that uses heat conduction for heating the wafer W by blowing heated gas.
  • the substrate processing system 1 described in the above embodiment may include a film thickness measuring member for measuring the film thickness of the film formed by the film forming apparatus.
  • a film thickness measuring probe 110 as a film thickness measuring member for measuring a film thickness using a laser beam is provided on a transport path 20 in the transport unit 7.
  • the film thickness measuring probe 110 is mounted, for example, on the upper surface of the casing 21 so that it can irradiate the laser beam from above to below. Then, for example, when the wafer W on which the gate insulating film has been formed in the first film forming apparatus 5 is transferred to the second film forming apparatus 6 through the transfer section 7, the film thickness measuring probe 1 By 10, the thickness of the gate insulating film is measured.
  • the film thickness of the good electrode film is measured by the film thickness measuring probe 110.
  • a film thickness inspection can be performed in the same system as the film forming apparatus.
  • a defect in the film thickness can be detected at an early stage, for example, by immediately stopping the film forming apparatus and modifying the recipe, it is possible to suppress the production of a large number of defective wafers W.
  • the installation position of the film thickness measurement probe is not limited to the transfer section 7, and may be provided, for example, in each film forming apparatus.
  • the present invention is not limited to this example, and can take various aspects.
  • the arrangement of the cleaning device 3, the moisture removing device 4, the first film forming device 5 and the second film forming device 6 in the substrate processing system 1 can be arbitrarily changed.
  • the first film forming apparatus 5 and the second film forming apparatus 6 are not limited to apparatuses for forming a gate insulating film and a gate electrode film, but may be apparatuses for forming other films, for example, a sputtering apparatus. And so on.
  • the number of film forming devices is not limited to two, but can be selected as desired.
  • the substrate processing system 1 includes, instead of the first and second film forming apparatuses, other processing apparatuses such as a metal forming apparatus using CVD or PVD, a barrier metal forming apparatus, and a jetting apparatus. It may be provided.
  • the etching apparatus may use, for example, a plasma having a configuration similar to that of the first film forming apparatus 5.
  • the substrate applied to the present invention is not limited to a wafer, and may be another substrate such as a glass substrate for LCD or photomask.
  • the substrate processing system of the present invention is not limited to the manufacture of the semiconductor device having the gate insulating film and the gate electrode film as described above, but may be used for the manufacture of other semiconductor devices.
  • the washed substrate can be transported to the next processing apparatus with the water removed, so that the processing can be performed properly without being hindered by the water, and the yield can be improved.
  • the present invention is useful in a substrate processing system equipped with a cleaning apparatus, in which water adhering to a substrate is completely removed by cleaning, and the substrate is transferred to a film forming apparatus with the water removed. .

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Description

. 明細書
基板の処理システム及び半導体装置の製造方法 技術分野
本発明は， 基板の処理システム及び半導体装置の製造方法に関する。 発明の背景
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおける前工程では， 例えば ウェハ表面にゲー ト絶縁膜ゃゲー ト電極膜を形成する成膜処理が行われ ている。
このグート絶縁膜やグート電極膜などの成膜処理は， 通常減圧環境 下で， ウェハに対し原料をガス状態又はプラズマ状態で供給し， ウェハ 表面における化学触媒反応によってウェハ表面に薄膜を堆積させる C V D装置や， 膜材料をイオン衝撃によってスパッタさせて， ウェハ表面に 物理的に薄膜を堆積させるスパッタリ ング装置などの成膜装置で行われ ている。
ところで， これらの成膜装置においてウェハに成膜処理が施される 前には， ウェハに付着している有機物や金属などの不純物を除去するゥ ェハの洗浄処理が行われる。これは，ウェハに不純物が付着していると， 当該不純物によつて膜形成が妨げられてウェハに所望の膜が形成されな いためである。 この洗浄処理は， 上記成膜装置と独立して設けられた洗 浄装置において，ウェハに洗浄液を供給することによって行われている。 また， 洗浄装置では， 例えばウェハを洗浄液で洗浄した後に， ウェハを 高速回転させて乾燥させる， ウェハの振り切り乾燥が行われている （例 えば， 日本国特許公開公報特開 2 0 0 2— 2 1 9 4 2 4号）。
したがって， 従来ウェハは， 上記洗浄装置において洗浄液を用いて 洗浄され， 振り切り乾燥された後， 上記成膜装置に搬送されて成膜され ていた。
しかしながら， 上述した洗浄装置で行われる振り切り乾燥では， 実 際には， ウェハに付着した水分が完全に除去されていなかった。 また， 洗浄装置から成膜装置にウェハを搬送する際に， ウェハに大気中の水分 が付着することがあった。 このよ う にウェハ上に水分が残っている状態 で成膜処理が行われると， その水分が上述の成膜装置における膜形成を 妨害し， 良質の膜が形成されない。 特に近年， 数 n m程度にまで薄膜化 が進んでいるため， 僅かな水分の付着であっても膜形成に大きな影響を 及ぼす。 また洗浄装置には， 洗浄液を用いない乾式のものもあるが， 湿 式に比べて一般的に洗浄能力が低く， そもそも不純物を十分に除去でき ないという問題がある。 それ故， 洗浄装置は， 湿式を用いる方が望まし レヽ o 発明の開示 .
本発明は， かかる点に鑑みてなされたものであり， 洗浄により ゥェ ハなどの基板に付着した水分を完全に除去し， 当該基板を水分を除去し た状態で成膜装置などの他の処理装置に搬送するこ とのできる基板の処 理システム及び半導体装置の製造方法を提供することをその目的とする < 上記目的を達成するため， 本発明の基板の処理システムは， 洗浄液 を用いて基板を洗浄する洗浄装置と， 前記洗浄装置で洗浄された基板に 付着した水分を除去する水分除去装置と， 前記水分除去装置で水分の除 去された基板を乾燥雰囲気内を通して基板の他の処理装置に搬送するた めの搬送部と， を備えたことを特徴とする。
本発明によれば， 洗浄装置で洗浄された基板を専用の水分除去装置 で乾燥し， 当該乾燥された基板を乾燥雰囲気内を通して他の処理装置に 搬送できる。 したがって， 基板から水分を完全に除去し， 当該水分を除 去した状態で基板を搬送し， 他の処理装置において基板を処理できる。 この結果， 基板の搬送先の処理装置において水分に妨げられない適正な 処理を行う ことができる。
前記洗浄装置には， 前記水分除去装置が接続され， 前記水分除去装 置には， 前記搬送部が接続され， 前記搬送部には， 前記他の処理装置が 接続されていてもよい。 かかる場合， 洗浄装置から水分除去装置， 搬送 部及ぴ他の処理装置に続く基板の連続搬送が円滑に行われる。 なお， 前 記搬送部には， この基板の処理システムに対し外部から基板を搬入出す るための搬入出部が接続されていてもよい。
前記水分除去装置は， 基板を加熱するための加熱部材を有していて もよい。 かかる場合， 基板を加熱するこ とによって， 基板に付着してレ、 る水分をよ り確実に除去することができる。
前記加熱部材は， 輻射によって基板を加熱するものであってもよい。 この場合， 基板に対して離れた位置から熱を供給できるので， 基板表面 が均等に斑なく加熱され， 基板面内の水分を残らず除去することができ る。
前記水分除去装置は， 基板を回転させるための回転機構を備えてい てもよい。 この回転機構により， 例えば高温ガスが供給されている基板 を回転させ， 基板をよ り均等に乾燥させることができる。
前記水分除去装置は， 基板に高温ガスを供給する高温ガス供給部を 備えていてもよい。 かかる場合に， 高温ガスによって基板表面に付着し た水分を確実に除去するこ とができる。 なお， 前記高温ガスとは， 少な く とも常温より も高い温度のガスをいう。 前記高温ガスは， 酸素の含有 量が 4 p p m以下であることが好ましい。 なお， この高温ガス供給部を 備えた水分除去装置は， 基板を回転させるための回転機構を備えていて もよい。
前記水分除去装置は， 当該水分除去装置内の水分濃度を測定する水 分濃度測定部材を備えていてもよい。 この場合， 例えば水分除去中に水 分除去装置内の水分濃度を測定することによって， 例えば基板上に水分 が無く なつたことを確認できる。 この結果， 水分の除去をより確実に行 う ことができる。 なお， 前記水分除去装置は， 当該水分除去装置内を排 気するための排気部を備え， 前記水分濃度測定部材は， 前記排気部に設 けられていてもよレ、。
また， 本発明の基板の処理システムは， 前記水分除去装置と前記搬 送部との間の基板の搬送口を開閉するシャツタと， 前記水分濃度測定部 材からの水分濃度の測定結果が出力され， 当該測定結果に基づいて前記 シャ ツタの開閉を制御する制御部と， をさらに備えていてもよい。 この 場合， 例えば水分除去装置内の水分濃度が所定のしきい値以下になった ときに限り， シャツタを開放することができる。 したがって， 基板から 水分が十分に除去される前に基板が過って水分除去装置から搬出される ことはなく， 水分が残っている基板が他の処理装置で処理されることを 防止できる。
前記水分除去装置は， 当該水分除去装置内を減圧する減圧装置を備 えていてもよい。 この減圧装置によ り， 例えば水分除去装置內の圧力を 洗浄装置内の圧力と搬送部内の圧力との間に減圧できる。 したがって， 基板を洗浄装置， 水分除去装置及び搬送部に順に搬送する際に， 次第に 減圧されていき， 圧力変動による基板への負担を低減できる。
前記水分除去装置には， 当該水分除去装置内の全体に酸素ガス以外 のガスを供給するためのガス供給部が設けられていてもよい。 このガス 供給部により， 水分除去装置内を低酸素雰囲気に維持できるので， 例え ば水分除去装置内で基板が酸化されて基板上の膜が変質することを防止 できる。
前記搬送部は， 基板の搬送通路を覆うケーシングを備え， 前記ケー シングには， 前記搬送通路内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給部が設 けられていてもよい。 この乾燥気体供給部から乾燥気体を供給すること によって， ケーシング内を乾燥雰囲気に維持し， 搬送中の基板に水分が 付着することを防止できる。 なお， 前記乾燥気体は， 酸素ガス以外の気 体であってもよい。
前記搬送部には， 前記搬送通路内の雰囲気を減圧する減圧機構が設 けられていてもよい。 また， 前記減圧機構は， 前記搬送通路内の圧力が 前記他の処理装置内の圧力と前記水分除去装置内の圧力の間になるよう に制御できる制御部を備えていてもよレ、。 つまり， 搬送通路内の圧力を P α , 他の処理装置内の圧力を Ρ 2， 水分除去装置内の圧力を Ρ 3と した 場合， 減圧機構は， Ρ 2く P iく Ρ 3になるよ うに制御する制御部を備え ていてもよい。 かかる場合， 例えば他の処理装置における処理が高い減 圧度で行われても， 水分除去装置， 搬送部， 他の処理装置の順に減圧度 を上げることができるので， 急激な減圧変動によつて基板が破損するこ とを防止できる。
前記他の処理装置は， 基板上に膜を形成する成膜装置であってもよ い。 かかる場合， 成膜装置には， 水分が除去された状態の基板が搬入さ れるので， 成膜処理を適正に行う ことができる。 また， この成膜装置を 備えた基板の処理システムは， 前記成膜装置において基板上に形成され た膜の膜厚を測定する膜厚測定部材をさ らに備えていてもよい。 この膜 厚測定部材により， 基板上に形成された膜の膜厚を早期に検査できる。 したがって， 仮に膜が適正に形成されていない場合には， 当該基板が大 量に製造される前に直ちに成膜装置を停止してその不具合を修正できる ( なお， 前記他の処理装置は， エッチング装置であってもよい。
さ らに， 前記洗浄装置は， 筐体で覆われており， 酸素ガス以外のガ スを前記筐体内に供給する給気部を備えていてもよい。 洗浄装置におい て， 基板に水分が付着すると， 当該水分により周辺雰囲気中の酸素が基 板と反応しやすく なる。 本発明のよ うに洗浄装置が給気部を備え， 筐体 内に酸素以外のガスを供給するこ とによって， 筐体内を低酸素雰囲気に 維持し， 酸素と基板との反応を抑制することができる。 したがって， 例 えば基板上の膜が酸化されて膜が変質することを抑制できる。 また， 前 記基板の処理システムは， この基板の処理システム内の全体を雰囲気制 御できるよ うに構成されていてもよい。
また， 本発明によれば， 洗浄液を用いて基板を洗浄する洗浄装置と， 前記洗浄装置で洗浄された基板に付着した水分を除去する水分除去装置 と， 前記水分除去装置で水分の除去された基板を乾燥雰囲気内を通して 基板の他の処理装置に搬送するための搬送部と， を備える基板の処理シ ステムを用いて， 半導体基板を処理する半導体装置の製造方法が提供さ れる。 図面の簡単な説明
図 1は， 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す横 断面の説明図である。
図 2は， 洗浄装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
図 3は， 水分除去装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
図 4は， 水分除去装置のチャックの平面図である。
図 5は， 第 1の成膜装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 図 6は， 第 2の成膜装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 図 7は， ヒータを備えた水分除去装置の構成の概略を示す縦断面の説明 図である。
図 8は， 膜厚測定用プローブを備えた基板処理システムの構成の概略を 示す横断面の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下， 本発明の好ましい実施の形態について説明する。 図 1は， 本 実施の形態にかかる基板処理システム 1の構成の概略を示す平面図であ る。
基板処理システム 1は， この処理システムに対して外部からウェハ Wを搬入出するための搬入出部 2 と， 洗浄液を用いてウェハ Wを洗浄す る洗浄装置 3 と，ウェハ Wに付着した水分を除去する水分除去装置 4 と， ゥェソ、 W上に所定の膜を形成する 2台の成膜装置 5， 6 と， これらの装 置間， 及ぴ各装置と搬入出部 2間のウェハ Wの搬送を行うための搬送部 7 とを一体に接続した構成を有している。
例えば搬入出部 2の X方向正方向側 （図 1の右側） に搬送部 7が接 続されている。 搬送部 7の背面側である Y方向正方向側 （図 1の上側） に， 水分除去装置 4 と， 第 1の成膜装置 5及び第 2の成膜装置 6が接続 されている。 水分除去装置 4のさらに背面側には， 洗浄装置 3が接続さ れている。 つまり， 水分除去装置 4は， 洗浄装置 3 と搬送部 7 との間に 配置されている。
搬入出部 2は， 例えばカセッ ト載置台 1 0 と搬送チヤンバ 1 1 とが X方向（図 1の左右方向）に並列されて一体となった構成を有している。 カセッ ト載置台 1 0には， 例えば 2 5枚のウェハ" Wを多段に配置させて 収容する F OU P (F r o n t O e n i n g U n i f i e d P o d ) などの密閉性を有するカセッ ト 1 2が載置できる。 カセッ ト載置 台 1 0には， カセッ ト 1 2を Y方向 (図 1の上下方向） に沿って， 例え ば 2つ載置できる。
搬送チヤンバ 1 1は， 例えば全体がケース 1 3に覆われており， 搬 送チャンバ 1 1 内に清浄な気体を供給し， 搬送チャンバ 1 1内を清浄な 雰囲気に維持できる。 搬送チヤンバ 1 1には， カセッ ト 1 2力 ら取り出 されたウェハ Wの位置合わせを行ぅァライメ ン トステージ 1 4が設けら れている。 さらに搬送チャンバ 1 1 には， カセッ ト 1 2， ァライメント ステージ 1 4及ぴ搬送部 7に対しアクセスしウェハ Wを搬送するウェハ 搬送体 1 5が設けられている。 搬送部 7は， X方向沿って長い搬送通路 2 0を有し， 搬送通路 2 0 の X方向負方向側の一端部は， 搬入出部 2の搬送チヤンバ 1 1 に接続さ れている。 搬送部 7は， 搬送通路 2 0 の全体を覆い， 内部を密閉可能な ケーシング 2 1 を備えている。 搬送通路 2 0には， 搬送通路 2 0に沿つ て延びるレール 2 2が設けられている。 レール 2 2上には， ステージ 2 3が設けられており， このステージ 2 3は， レール 2 2に取り付けられ た図示しないモータによってレール 2 2上を X方向に移動可能である。 ステージ 2 3上には， ウェハ搬送機構 2 5が設けられている。 ウェハ搬 送機構 2 5は， ステージ 2 3によって X方向に沿って移動自在である。
ゥヱハ搬送機構 2 5は， ゥヱハ Wを保持する 2本の保持部材 2 6 と， 当該保持部材 2 6を支持し所定の水平方向に進退自在な多関節型のァー ム 2 7を備えている。 このアーム 2 7は， 垂直軸周りの έ方向に回転自 在であり， 保持部材 2 6を所定の方向に向けることができる。 したがつ て， ウェハ W搬送機構 2 5は, 搬送部 7に接続された搬入出部 2， 水分 除去装置 4 , 成膜装置 5， 6 の各正面に移動し， 保持部材 2 6を水平方 向に進退させるこ と によって， 搬入出部 2， 水分除去装置 4及ぴ成膜装 置 5， 6に対しそれぞれゥェハ Wを搬入出することができる。
搬送部 7 のケーシング 2 1には， 搬送通路 2 0内に例えば水分濃度 が 1 . 2 %以下， 好ましく は 0 . 1 p p m以下の乾燥気体を供給する乾 燥気体供給部と してのガス供給管 3 0が接続されている。 ガス供給管 3 0は， 搬送部 7 の外部に設置されたガス供給源 3 1 に通じており， 乾燥 気体はこのガス供給源 3 1から供給される。 ガス供給管 3 0には， バル ブ 3 2， マスフローコン ト ローラ 3 3が接続されており， 搬送通路 2 0 内には， 所定の圧力のガスが供給される。 なお， 本実施の形態では， 乾 燥気体と して， 酸素ガス以外のガス， 例えば窒素ガスが用いられる。
搬送部 7のケーシング 2 1には， ケーシング 2 1の外部に設置され た真空ポンプなどの排気装置 3 4に通じる排気管 3 5が接続されている < 排気装置 3 4には， 排気圧を制御できる制御部 3 6が設けられており， ケーシング 2 1内を所定の圧力にまで減圧できる。 なお， 本実施の形態 では， 排気装置 3 4， 排気管 3 5及び制御部 3 6によ り減圧機構が構成 されている。
搬送部 7 と搬送チャンバ 1 1 との接続部には， ゥヱハ Wを搬送する ための搬送口 4 0が設けられており， この搬送口 4 0には， ゲー トバル ブ 4 1が設けられている。 このゲー トバルブ 4 1によって， 搬送チヤン バ 1 1 の雰囲気と搬送部 Ί との雰囲気を遮断できる。
上述したよ うに搬送部 7の背面側には， 水分除去装置 4， 成膜装置 5 , 6が長手方向 ( X方向) に沿つて搬入出部 2側から順に接続されて いる。 搬送部 7 と各装置 4〜 6 との接続部には， それぞれウェハ Wの搬 送口 5 0 , 5 1， 5 2が設けられており， 各搬送口 5 0〜 5 2には， ゲ ートバルブ 5 3， 5 4， 5 5が設けられている。 この各ゲー トバルブ 5 3〜 5 5によって， 搬送部 7 と各装置 4〜 6 との雰囲気を遮断できる。 また， 水分除去装置 4の背面側に位置する水分除去装置 4 と洗浄装置 3 との接続部にも，搬送口 5 6 とそのゲ一トバルブ 5 7が設けられている。
洗浄装置 3は， 例えば図 2に示すよ うに筐体 6 0内に， ウェハ Wを 水平に保持するチヤック 6 1 を備えている。 チャック 6 1 は， 例えば図 示しない吸着機構により ウェハ Wを吸着保持することができる。 チヤッ ク 6 1 は， 回転モータ 6 2によって回転可能に構成されている。 この回 転モータ 6 2によって, チャック 6 1上のウェハ Wを所定の速度で回転 できる。 チャック 6 1の外方側には， チャック 6 1の周り を囲むカップ 6 3が設けられている。 カップ 6 3は， 上面が開口 し有底の略円筒形状 を有している。 回転により ウェハ Wから飛散する液体は， このカップ 6 3により受け止められ回収される。 カップ 6 3 の底部には， 例えば排出 口 6 4が設けられており， カップ 6 3で回収した液体は， 排出口 6 4か ら排出される。 ウェハ Wに洗浄液を供給する洗浄ノズル 6 5は， カップ 6 3 の外側 の待機位置からチヤック 6 1上の処理位置まで， 例えば図示しない移動 アームによって移動できる。 洗浄ノズル 6 5は， 例えばウェハ Wの直径 より長い細長形状を有し， その底部には， 長手方向に沿って複数の吐出 孔 6 6が直線状に並設されている。 洗浄ノズル 6 5には， 筐体 6 0の外 部に設置された洗浄液供給源 6 7に連通する供給管 6 8が接続されてい る。 したがって， 洗浄液供給源 6 7からの洗浄液が洗浄ノズル 6 5に供 給されると， ウェハ Wの直径より長い直線状に配置された各吐出孔 6 6 から洗浄液が吐出される。 そして, ウェハ Wを回転させながら， ウェハ W全面に洗浄液を供給することによって， ウェハ Wの表面に付着した不 純物を洗い落とすことができる。 また， 筐体 6 0には， 筐体 6 0の外部 に設置されたガス供給装置 6 9に連通する給気部と してのガス給気管 H が接続されている。 ガス供給装置 6 9は， ガス給気管 Hを通じて筐体 6 0内に酸素ガス以外のガス， 例えば窒素ガスを供給することができる。 したがって， この窒素ガスの供給によって, 筐体 6 0内を低酸素雰囲気 にすることができる。
水分除去装置 4は， 図 3に示すように内部が密閉可能で， 外形が略 直方体形状の筐体 7 0を有している。 筐体 7 0内には， ウェハ Wを水平 に支持するチャック 7 1が設けられている。 チャック 7 1 は， 筐体 7 0 の中心よ り も搬送部 7が接続されたゲートバルブ 5 3側に設けられてい る。 チャック 7 1は， 例えば上面が開口 した略円筒形状に形成されてお り， 平面から見て環状で水平の上端部 7 1 aを有している。 チャック 7 1 は， この上端部 7 1 aでウェハ Wの周縁部を支持する。 チャック 7 1 の上端部 7 1 a には， ウェハ Wの水平方向の位置ずれを防止するピン 7 2が複数立設されている。 ピン 7 2は， 例えば図 4に示すよ うに上端部 7 1 a上に載置されたウェハ Wの外形に沿った位置に等間隔に設けられ ており， 各ピン 7 2によ り ウェハ Wの側面を外方から抑えることによつ てウェハ Wの位置ずれを防止できる。 チャック 7 1 は， 図 3に示すよ う に回転モータ 7 3により垂直軸周りに回転自在であり， チャック 7 1 に 保持されたウェハ Wは， 所定の速度で回転できる。 なお， 本実施の形態 においては， チャック 7 1 と回転モータ 7 3によってウェハ Wの回転機 構を構成している。
チャック 7 1上のゥェハ Wに対向する位置には， ゥェハ Wの表面に 高温ガスを供給する第 1 のガス供給ノズル 7 4が設けられている。 第 1 のガス供給ノズル 7 4は， ウェハ Wの中心から等距離離れた， 例えば 2 箇所に設けられている。 チャック 7 1の内側の中空部には， 第 2のガス 供給ノズル 7 5が設けられている。 第 2のガス供給ノズル 7 5の上面に は， 例えば 2つのガス吹き出し口 7 5 aが設けられており， チャック 7 1 に支持されたウェハ Wの裏面に高温ガスを供給できる。 ガス吹き出し 口 Ί 5 aは， 図 4に示すよ うに平面から見てウェハ Wの中心部を円心と する同一円周上に等間隔に設けられている。 なお， 本実施の形態におい て， 第 1のガス供給ノズル 7 4 と第 2のガス供給ノズル 7 5が高温ガス 供給部と して用いられている。
第 1及ぴ第 2のガス供給ノズル 7 4， 7 5には， 図 3に示すよ うに ガス供給装置 7 6に連通したガス供給管 7 7が接続されている。 ガス供 給管 7 7には， バルブ 7 8， マスフローコン トローラ 7 9が設けられて おり， 第 1及び第 2のガス供給ノズル 7 4 , 7 5からは所定量の高温ガ スを噴出できる。 また， ガス供給装置 7 6は， 例えば高温ガスの加熱機 構 8 0を備えている。 したがって， ガス供給装置 7 6においてガスを高 温にし， 第 1及び第 2のガス供給ノズル 7 4， 7 5からは所定温度の高 温ガスを噴出できる。なお，本実施の形態では， 高温ガスの種類と して， ウェハ Wの表面と反応しない， 例えば酸素含有量が 4 p p m以下の窒素 ガスが用いられている。
また， 筐体 7 0には， 筐体 7 0内の全体にガスを供給するガス供給 口 8 0が設けられている。 ガス供給口 8 0には， 筐体 7 0の外部に設置 されたガス供給源 8 1に連通するガス供給部と しての供給管 8 2が接続 • されている。 供給管 8 2には， バルブ 8 3， マスフローコントローラ 8 4が設けられている。 なお， 本実施の形態では， ガス供給口 8 0から導 入されるガスと して， 前記第 1及ぴ第 2のガス供給ノズル 7 4， 7 5か ら噴出される高温ガスと同じ種類の酸素濃度が 4 p p m以下の窒素ガス が用いられている。
筐体 7 0の底部には， 筐体 7 0の外部に設置されたポンプなどの減 圧装置 8 5に連通した排気部と しての排気管 8 6が接続されている。 こ の排気管 8 6によって，筐体 7 0内の窒素ガスを排気するこ とができる。 また， 排気管 8 6からの排気によって筐体 7 0内を減圧させることがで きる。 排気管 8 6には， 水分濃度測定部材と しての水分濃度センサ 8 7 が設けられている。 水分濃度センサ 8 7の測定結果は， 例えばシャツタ と してのゲートパルプ 5 3の開閉を制御する制御部 8 8に出力できる。 制御部 8 8は， 例えば筐体 7 0内の水分濃度に基づいてゲートバルブ 8 3の開閉を制御する。 したがって， 制御部 8 8は， 例えば筐体 7 0内の 水分濃度が予め設定されたしきい値以下になった時にゲー トバルブ 5 3 を開放することができる。
チャック 7 1 の隣であって， 筐体 7 0の中央部よ り も洗浄装置 3側 には， チャック 7 1 と洗浄装置 3 との間のウェハ Wの搬送を行う ウェハ 搬送体 9 0が設けられている。 ウェハ搬送体 9 0は， 例えばウェハ Wを 保持する保持部材 9 1 と， 当該保持部材 9 1 を支持し直線的に進退させ る多関節型のアーム 9 2を有している。アーム 9 2は，回転自在であり， 保持部材 9 1 の向きを変えることができる。 したがって， チャック 7 1 上のウェハ Wを保持部材 9 1で支持し向きを変えて， ウェハ Wを搬送口 5 6を通じて洗浄装置 3内に搬送することができる。
第 1 の成膜装置 5は， 例えばプラズマを用いてウェハ Wの表面にゲ 一ト絶縁膜を形成するためのプラズマ処理装置である。 第 1の成膜装置 5は， 例えば図 5に示すよ うに上面が開口し， 有底円筒状の真空容器 1 0 0を有している。 真空容器 1 0 0の上面の開口部には， 円盤形状で中 空のガス供給部 1 0 1が前記開口部を塞ぐよ うに設けられている。 ガス 供給部 1 0 1の下面には，多数のガス供給孔 1 0 1 aが形成されており， ガス供給部 1 0 1内に導入される反応ガス， 例えばシラン （ S i H 4 ) ガスが真空容器 1 0 0内にシャヮー状に供給される。 ガス供給部 1 0 1 の上側には， アンテナ 1 0 2が設けられている。 アンテナ 1 0 2には， 真空容器 1 0 0の外部に設置されたマイクロ波供給装置 1 0 3に連通す る同軸導波管 1 0 4が接続されている。 アンテナ 1 0 2は， 垂直方向の 複数の貫通孔 1 0 2 a を備えており， マイクロ波供給装置 1 0 3から同 軸導波管 1 0 4を通じて伝搬されたマイクロ波は， アンテナ 1 0 2の貫 通孔 1 0 2 a， ガス供給部 1 0 1 を介して真空容器 1 0 0内に放射され る。 このマイクロ波の放射により， 真空容器 1 0 0の上部にプラズマ発 生領域 Pを形成できる。
真空容器 1 0 0内であって， ガス供給部 1 0 1 に対向する位置には， ウェハ Wを載置する載置台 1 0 6が設けられている。載置台 1 0 6には， 例えば交流電源 1 0 7からの給電によって発熱するヒータ 1 0 8が内蔵 されており， このヒータ 1 0 8の発熱によつて載置台 1 0 6上のウェハ Wを加熱できる。 真空容器 1 0 0の側壁の上部付近には， ガス供給管 1 0 9が接続されている。 このガス供給管 1 0 9は， 例えば真空容器 1 0 0の内周面に沿って環状に複数設けられている。 ガス供給管 1 0 9は， 例えば酸素ガスや希ガス等の反応ガスの供給源 1 1 0に接続されている, この各ガス供給管 1 0 9 と前記ガス供給部 1 0 1からの反応ガスの導入 によって， プラズマ発生領域 Pに反応ガスが供給され， アンテナ 1 0 2 からのマイクロ波によって反応ガスがプラズマ化される。 真空容器 1 0 0の底部には， ターボ分子ポンプなどの排気装置 1 1 1に通じる排気管 1 1 2に接続されており，真空容器 1 0 0内は所定の圧力に減圧できる。 次に， 第 2の成膜装置 6の構成を説明する。 第 2の成膜装置 6は， 例えばウェハ Wにゲート電極膜を形成するための C V D処理装置である t 第 2の成膜装置 6は， 図 6に示すよ うに内部を密閉可能な筐体 1 2 0を 有し， 筐体 1 2 0内には， ウェハ Wを載置する載置台 1 2 1が設けられ ている。 載置台 1 2 1は， 筐体 1 2 0の外部に設置された交流電源 1 2 2からの給電によって発熱するヒータ 1 2 3が内蔵されている， このヒ ータ 1 2 3の発熱によって载置台 1 2 1上のウェハ Wを加熱できる。 ま た， 載置台 1 2 1 には， 図示しない回転機構が設けられてお.り， 載置台 1 2 1上のウェハ Wを所定の回転速度で回転できる。
筐体 1 2 0内の上部であって， 載置台 1 2 1に対向する位置には， ウェハ Wの表面全面に反応ガスを供給するためのガス供給へッ ド 1 2 4 が設けられている。 ガス供給ヘッ ド 1 2 4は， 例えば略円简形状に形成 されている。 ガス供給ヘッ ド 1 2 4の下面には， 多数のガス噴出口 1 2 5が形成されている。 ガス供給ヘッ ド 1 2 4の上面の中央部には， 筐体 1 2 0 の外部に設置されたガス供給装置 1 2 6に連通するガス導入管 1 2 7が接続されている。 本実施の形態では， ガス供給装置 1 2 6から供 給されるガスと して, 例えばシランガスが用いられる。
筐体 1 2 0の下部には， 真空ポンプなどの排気装置 1 2 8に通じる 排気管 1 2 9が接続されており，この排気管 1 2 9からの排気によって， 筐体 1 2 0内の雰囲気を排出したり， 筐体 1 2 0内を減圧できる。
以上のように， 基板処理システム 1 を構成する搬入出部 2， 搬送部 7， 洗浄装置 3， 水分除去室 4 , 第 1 の成膜装置 5及び第 2の成膜装置 は， 各々で個別に雰囲気制御できるので， 結果的に基板処理システム 1 内の全体を雰囲気制御できる。
基板処理システム 1は， 以上のように構成されており， 次に基板処 理システム 1 の作用について説明する。 ウェハ Wの処理時には， 搬送部 7のケーシング 2 1 にガス供給管 3 0から乾燥した窒素ガスが供給され, 搬送部 7内が乾燥した低酸素雰囲気に維持される。 また， 排気管 3 5か ら排気が行われ， 搬送部 7内は所定の圧力に減圧される。 例えば搬送部 7内の圧力は， 第 1の成膜装置 5 と第 2の成膜装置 6内の圧力より も高 い圧力に維持される。 本実施の形態においては， 第 1の成膜装置 5にお ける成膜処理は， 1 . 3 3 P a〜 6 6 5 P a程度で行われ， 第 2の成膜 装置 6にお—ける成膜処理は， 1 . 3 3 P a〜 1 3 3 0 P a程度で行われ るので， 搬送部 7内は， それより も高い， 例えば 1 3 3 x l 0 2 P a程度 の減圧雰囲気に維持される。
洗浄装置 3の筐体 6 0内には， ガス給気管 Hから窒素ガスが供給さ れ， 筐体 6 0内が低酸素雰囲気に維持される。 洗浄装置 3内は， 例えば 常圧に維持され，水分除去装置 4内は，排気管 8 6からの排気によって， 搬送部 7の圧力と洗浄装置 3の圧力との間の 1 3 3 X 1 0 2 P a〜常圧 程度の圧力に維持される。 この結果， ウェハ Wの搬送順の洗浄装置 3， 水分除去装置 4， 搬送部 7 , 第 1 の成膜装置 5の順に減圧度が高く なつ ている。 また， 水分除去装置 4内には， ガス供給口 8 0から窒素ガスが 常時供給されており， 水分除去装置 4内は， 低酸素雰囲気に維持されて いる。なお，搬送チヤンバ 1 1内の圧力は， ほぼ常圧に維持されている。 基板処理システム 1 内の複数のゲー トバルブ 4 1 , 5 3， 5 4， 5 5 , 5 7は，通常は閉鎖されており，ウェハ Wが通過する時のみ開放される。
そして， カセッ ト載置台 1 0にカセッ ト 1 2が載置されると， ゥェ ハ搬送体 1 5によりカセッ ト 1 2から未処理のウェハ Wが 1枚取り出さ れ， ァライメントステージ 1 4に搬送される。 ァライメントステージ 1 4において位置合わせの行われたウェハ Wは， 搬送口 4 0を通じて搬送 部 7内に搬送され， ウェハ搬送機構 2 5に受け渡される。 ウェハ搬送機 構 2 5に受け渡されたウェハ Wは， 搬送口 5 0から水分除去装置 4内に 搬送され， チャック 7 1に受け渡される。 そして， チャック 7 1 に受け 渡されたウェハ Wは， ウェハ搬送体 9 0によつて洗浄装置 3に搬送され る。
洗浄装置 3では， 低酸素雰囲気の下， ウェハ Wを回転させながらゥ ェハ Wに洗浄液を供給することによって， ウェハ Wから有機物等の不純 物が洗い落とされる。 洗浄が終了したウェハ Wは， 低酸素雰囲気内に維 持された状態で， ウェハ搬送体 9 0によって水分除去装置 4内に搬送さ れ， 図 3に示すよ うにチャック 7 1上に支持される。
チャック 7 1上にウェハ Wが支持されると， 回転モータ 7 3により チャック 7 1が回転され， ウェハ Wが， 例えば 2 0 0 0 r p m以上， 好 ましく は 3 0 0 0 r p m以上の速度で回転される。 続いて第 1のガス供 給ノズル 7 4 と第 2のガス供給ノズル 7 5から高温， 例えば 5 0 °C〜 1 0 0 °C程度の窒素ガスが噴出され， 回転しているウェハ Wの表面と裏面 に高温ガスが吹き付けられる。 この高温ガスの吹き付けによって， ゥェ ハ Wの両面に付着していた水分が蒸発し除去される。 このとき， ウェハ Wに吹き付けられる高温ガスの総供給量は， 例えば室内の相対湿度から ウェハ Wに付着している水分の分子量を算出し， 当該分子量の水分を蒸 発させるのに必要な熱量から求めるよ うにしてもよい。
制御部 8 8では， 水分濃度センサ 8 7により水分除去装置 4内の水 分濃度を常時モニタ リ ングしており， 例えば上記高温ガスの供給は， 水 分除去装置 4内の水分濃度が予め設定しておいたしきい値以下に低下す るまで行われる。 水分濃度がしきい値よ り下がると， 高温ガスの供給が 停止され， ウェハ Wの回転も停止される。 また， 水分濃度がしきい値よ り も下がったことをト リガと して， 制御部 8 8によ りゲー トバルブ 5 3 が開放される。
ゲートバルブ 5 3が開放されると， ウェハ搬送機構 2 5の保持部材
2 6が水分除去装置 4内に進入し， ウェハ Wを受け取って搬送部 7に搬 出する。 その後ウェハ搬送機構 2 5は， レール 2 2上を第 1の成膜装置 5の正面まで移動し， 搬送口 5 1'からウェハ Wを第 1の成膜装置 5内に 搬入する。 この間， ウェハ Wは， 乾燥雰囲気内を通過するので， ウェハ Wに水分が付着することはない。
第 1の成膜装置 5に搬送されたゥヱハ Wは， 載置台 1 0 6上に載置 され， 真空容器 1 0 0内を減圧した状態で， ガス供給管 1 0 9やガス供 給部 1 0 1から酸素ガスゃシラン （ S i H 4 ) ガスなどの反応ガスが供 給され，当該反応ガスがマイクロ波によってプラズマ化される。そして， 当該プラズマによってウェハ Wの表面で化学反応が起こ り， ウェハ W 表面にシリ コン酸化膜等のゲート絶縁膜が形成される。 ゲート絶縁膜が 形成されたウェハ Wは，ウェハ搬送機構 2 5により搬送部 7に搬送され， 搬送部 7を通じて第 2の成膜装置 6に搬送される。
第 2の成膜装置 6では， 筐体 1 2 0内を減圧し， ウェハ Wを加熱し た状態で，ウェハ Wに対し反応ガスである例えばシランガスが供給され， ウェハ Wの表面で化学反応を起こさせてウェハ W上に多結晶シリ コン若 しく は T a N , T a ,， W， T i Nなどのメタル材料等のゲート電極膜が 形成される。
ゲー ト電極膜が形成されると， ゥェハ Wは， ウェハ搬送機構 2 5に よつて搬送部 7に搬出され， 搬送部 7を通じて搬送チヤンバ 1 1の近傍 まで搬送される。 そして, 搬送口 4 0を通じて搬送チヤンバ 1 1内に搬 送され， ウェハ搬送体 1 5によってカセッ ト 1 2に戻される。 こ う して 一連のゥェハ Wの洗浄及ぴ成膜処理が終了する。
以上の実施の形態によれば， 洗浄装置 3の隣に水分除去装置 4を設 置し， 水分除去装置 4から第 1の成膜装置 5までの搬送通路 2 0を有す る搬送部 7を乾燥雰囲気に維持できるよ'うにしたので， 水分除去装置 4 においてウェハ Wから水分を十分に除去し， その状態を維持しながらゥ ェハ Wを第 1の成膜装置 5に搬送することができる。 この結果， ウェハ Wから水分を完全に取り除いた状態で成膜処理を行う ことができ， 成膜 処理が水分に妨げられるこどなく適正に行われる。
水分除去装置 4に， 第 1 のガス供給ノズル 7 4 と第 2のガス供給ノ ズル 7 5を設けたので， ウェハ Wの両面に高温の窒素ガスを供給し， ゥ ヱハ Wから完全に水分を除去することができる。 このとき， 回転モータ 7 3によ り ウェハ Wを回転させるよ うにしたので， ウェハ Wの全面に高 温のガスが満遍なく供給され， 水分をより確実に除去できる。 また， 高 温のガスには， 酸素の含有量が 4 p p m以下の窒素ガスが用いられたの で， ウェハ Wの酸化を防止し， ウェハ表層膜の変質を防止できる。 さ ら に， 洗浄装置 3にガス給気管 Hを設け， 洗浄装置 3の筐体 6 0内を低酸 素雰囲気にし， さらに水分除去装置 4にもガス供給管 8 2を設け， ケー シング 7 0内を低酸素雰囲気にしたので， 洗浄装置 3でゥェハ Wに水分 が付着してから水分除去装置 4で水分が除去されるまでの間， ウェハ W を始終低酸素雰囲気内に維持することができる。 この結果， 水分が付着 して酸素と反応し易く なったウェハ Wが酸素と反応することを防止でき る。 つまり ウェハ Wが酸化され， ウェハの表層膜が変質することが防止 できる。
水分除去装置 4の排気管 8 6に水分濃度センサ 8 7を設けたので， 水分除去装置 4内に水分が無く なったこと， すなわちウェハ Wに水分が 無く なつたことを検出できる。 また， 水分濃度センサ 8 7の計測結果に 基づいてゲートバルブ 5 3 の開閉を制御する制御部 8 8を備えたので， ウェハ Wから水分が除去される前に過ってゲー トバルブ 5 3が開放され ウェハ Wが成膜装置 5に搬送されることが防止できる。
搬送部 7に， 排気管 3 5や排気装置 3 4を備えた減圧機構を設けた ので， 搬送部 7内の圧力を第 1の成膜装置 5及び第 2の成膜装置 6内の 圧力より も高く，水分除去装置 4内の圧力より も低くすることができる。 こ うすることにより， 高い減圧状態で処理の行われる第 1の成膜装置 5 にウェハ Wを搬送する際に， ウェハ Wを段階的に減圧雰囲気に慣らして いく ことができる。 この結果， 急激な圧力変動によるウェハ Wの破損を 防止できる。 この点， 水分除去装置 4も洗浄装置 3の常圧より も低い圧 力に維持したので， ウェハ Wが洗浄装置 3から搬送部 7に搬送される際 にも， 周辺雰囲気を徐々に減圧していく ことができる。
以上の実施の形態では， 水分除去装置 4内における水分の除去を第
1及び第 2のガス供給ノズル 7 4， 7 5からの高温ガスを用いて行って いたが， ゥェハ Wを輻射熱によつて加熱する加熱部材と してのヒータを 用いて行ってもよい。 かかる場合， 例えば図 7に示すよ うに， ウェハ W の上面側と下面側に， 交流電源 1 0 0からの給電によ り発熱するヒータ 1 0 1が配置される。 このヒータ 1 0 1 は， ウェハ Wと非接触になる位 置に配置されている。 そして， ウェハ Wに付着した水分を除去する際に は， ウェハ Wを回転しながら， ウェハ Wの両面にヒータ 1 0 1 から輻射 熱が供給されてウェハ Wが加熱される。 かかる場合， ウェハ Wが輻射熱 によって加熱されるので， 熱がゥヱハ W全面に偏り無く より確実に供給 され， ウェハ Wに付着した水分を残らず除去できる。 なお， ウェハ Wを 加熱する加熱部材は， ヒータに限られず， 赤外線ランプや， 加熱された ガスを吹き付けることによってウェハ Wを加熱する熱伝導を利用したも のであってもよい。
以上の実施の形態で記載した基板処理システム 1 は， 成膜装置で形 成された膜の膜厚を測定する膜厚測定部材を備えていてもよい。 例えば 図 8に示すように搬送部 7内の搬送通路 2 0上に， レーザ光を用いて膜 厚を測定する膜厚測定部材と しての膜厚測定用プローブ 1 1 0が設けら れる。 膜厚測定用プローブ 1 1 0は， 例えばケーシング 2 1 の上面に取 り付けられ， 上方から下方に向けてレーザ光を照射できるよ うになって いる。 そして， 例えば第 1 の成膜装置 5でゲート絶縁膜が形成されたゥ ェハ Wが搬送部 7を通って第 2の成膜装置 6に搬送される際に， 膜厚測 定用プローブ 1 1 0によってゲート絶縁膜の膜厚が測定される。 また， 第 2の成膜装置 6においてゲート電極膜が形成されたウェハ Wが搬入出 部 2に搬送される際に， 膜厚測定プローブ 1 1 0によってグート電極膜 の膜厚が測定される。 かかる基板処理システム 1によれば， 成膜装置と 同じシステム内で膜厚検査を行うことができる。 また， 膜厚の不具合を 早期に検出することができるので， 例えば直ちに成膜装置を停止させて レシピを修正することによって， 不良のウェハ Wが大量に製造されるこ とを抑制できる。 なお， 膜厚測定用プローブの設置位置は， 搬送部 7に 限られず， 例えば各成膜装置内に設けてもよい。
以上， 本発明の実施の形態の一例について説明したが， 本発明はこ の例に限らず種々の態様を採り うるものである。 例えば基板処理システ ム 1における洗浄装置 3 , 水分除去装置 4， 第 1 の成膜装置 5及ぴ第 2 の成膜装置 6の配置は， 任意に変更でき る。 また， 第 1 の成膜装置 5や 第 2の成膜装置 6は， ゲート絶縁膜， ゲート電極膜を成膜する装置に限 られず， 他の膜を成膜する装置， 例えばスパッタ リ ング装置等であって もよい。 また， 成膜装置の数も 2台に限られず， 任意に選択できる。 さ らに， 基板処理システム 1 には， 第 1及び第 2 の成膜装置に代えて， C V D或いは P V Dを用いたメ タル形成装置， バリアメ タル形成装置， ェ ツチング装置等の他の処理装置を設けてもよい。 かかる場合， エツチン グ装置は， 例えば前記第 1の成膜装置 5 と同様の構成を有するプラズマ を用いたものであってもよい。 本発明に適用される基板は， ウェハに限 られず， L C D , フォ トマスク用のガラス基板等の他の基板であっても よい。 また， 本発明の基板処理システムは， 上述したようなゲー ト絶縁 膜， ゲー ト電極膜を有する半導体装置の製造に限られず， 他の半導体装 置の製造にも用いてもよい。
本発明によれば， 洗浄された基板を， 水分を除去した状態で次の処 理装置に搬送できるので， 当該処理装置において水分に妨げられない適 正な処理が行われ， 歩留まりの向上が図られる。 また， 洗浄装置のよ う な湿式の装置と， 水分を缣ぅ乾式の装置を同じシステム内に配置し， 連 続処理することができるので， スループッ トの向上が図られる。 産業上の利用可能性
本発明は， 洗浄装置を備えた基板の処理システムにおいて， 洗浄に より基板に付着した水分を完全に除去し， 当該基板を水分を除去した状 態で成膜装置に搬送する際に有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 基板の処理システムであって，
洗浄液を用いて基板を洗浄する洗浄装置と，
前記洗浄装置で洗浄された基板に付着した水分を除去する水分除去装置 と，
前記水分除去装置で水分の除去された基板を乾燥雰囲気内を通して基板 の他の処理装置に搬送するための搬送部と， を備える。
2 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって，
前記洗浄装置には， 前記水分除去装置が接続され，
前記水分除去装置には， 前記搬送部が接続され，
前記搬送部には， 前記他の処理装置が接続されている。
3 . ク レーム 2の基板の処理システムであって，
前記搬送部には， この基板の処理システムに対し外部から基板を搬入出 するための搬入出部が接続されている。
4 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は， 基板を加熱するための加熱部材を有する。
5 . ク レーム 4の基板の処理システムであって，
前記加熱部材は， 輻射によって基板を加熱するものである。
6 . ク レーム 4の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は， 基板を回転させるための回転機構を備える。
7 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は， 基板に高温ガスを供給する高温ガス供給部を備え る。
8 . ク レーム 7の基板の処理システムであって，
前記高温ガスには， 酸素の含有量が 4 p ； m以下のものが用いられてい る。
9. ク レーム 7の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は， 基板を回転させるための回転機構を備える。
1 0. ク レーム 1の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は， 当該水分除去装置内の水分濃度を測定する水分濃 度測定部材を備える。
1 1. ク レーム 1 0の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は， 当該水分除去装置内を排気するための排気部を備 え，
前記水分濃度測定部材は， 前記排気部に設けられている。
1 2. ク レーム 1 0の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置と前記搬送部との間の基板の搬送口を開閉するシャッ タと ,
前記水分濃度測定部材からの水分濃度の測定結果が出力され， 当該測定 結果に基づいて前記シャツタの開閉を制御する制御部と， をさらに備え
1 3. ク レーム 1の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置は，当該水分除去装置内を減圧する減圧装置を備える。
1 4. ク レーム 1の基板の処理システムであって，
前記水分除去装置には， 当該水分除去装置内の全体に酸素ガス以外のガ スを供給するためのガス供給部が設けられている。
1 5. ク レーム 1の基板の処理システムであって，
前記搬送部は， 基板の搬送通路を覆うケーシングを備え，
前記ケーシングには， 前記搬送通路内に乾燥気体を供給する乾燥気体供 給部が設けられている。
1 6. ク レーム 1 5の基板の処理システムであって，
前記乾燥気体は， 酸素ガス以外の気体である。
1 7 . ク レーム 1 5の基板の処理システムであって，
前記搬送部には， 前記搬送通路内の雰囲気を減圧する減圧機構が設けら れている。
1 8 . ク レーム 1 7の基板の処理システムであって，
前記減圧機構は， 前記搬送通路内の圧力が前記他の処理装置内の圧力と 前記水分除去装置内の圧力の間になるよ うに制御できる制御部を備える,
1 9 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって，
前記他の処理装置は， 基板上に膜を形成する成膜装置である。
2 0 . ク レーム 1 9の基板の処理システムであって，
前記成膜装置において基板上に形成された膜の膜厚を測定する膜厚測定 部材を備える。
2 1 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって，
前記他の処理装置は， エッチング装置である。
2 2 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって,
前記洗浄装置は， 筐体で覆われており， 酸素ガス以外のガスを前記筐体 内に供給する給気部を備える。
2 3 . ク レーム 1 の基板の処理システムであって，
前記基板の処理システムは， この基板の処理システム内の全体を雰囲気 制御できるように構成されている。
2 4 . 洗浄液を用いて基板を洗浄する洗浄装置と， 前記洗浄装置で 洗浄された基板に付着した水分を除去する水分除去装置と， 前記水分除 去装置で水分の除去された基板を乾燥雰囲気内を通して基板の他の処理 装置に搬送するための搬送部と，を備える基板の処理システムを用いて，. 半導体基板を処理する半導体装置の製造方法。
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