JP3281525B2 - ガス成分除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置 - Google Patents
ガス成分除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置Info
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- JP3281525B2 JP3281525B2 JP35179995A JP35179995A JP3281525B2 JP 3281525 B2 JP3281525 B2 JP 3281525B2 JP 35179995 A JP35179995 A JP 35179995A JP 35179995 A JP35179995 A JP 35179995A JP 3281525 B2 JP3281525 B2 JP 3281525B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の表面に付着しているガス成分を除去するガス成分
除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置に関
する。
ハ等の表面に付着しているガス成分を除去するガス成分
除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスにあっては、最
近の高密度化、高集積化の要請に応じて、回路構成を多
層配線構造にする傾向にあり、この場合、下層デバイス
と上層アルミ配線との接続部であるコンタクトホールや
下層アルミ配線と上層アルミ配線との接続部であるヴィ
アホールなどの埋め込み技術が、両者の電気的な接続を
はかるために重要になっている。コンタクトホールやヴ
ィアホールの埋め込みには、安価で導電性の良好な材
料、例えばアルミニウムを用いるのが好ましく、しか
も、ホールの埋め込みという技術的な制約からボイドの
発生をなくすためには方向性の高いスパッタによる成膜
でなく、ステップカバレジが良好なCVD(Chemi
cal VaporDeposition)による成膜
が望まれており、このような金属薄膜の成膜装置とし
て、例えば特開平6−267951号公報や特開平6−
283446号公報等に開示されている装置が知られて
いる。
近の高密度化、高集積化の要請に応じて、回路構成を多
層配線構造にする傾向にあり、この場合、下層デバイス
と上層アルミ配線との接続部であるコンタクトホールや
下層アルミ配線と上層アルミ配線との接続部であるヴィ
アホールなどの埋め込み技術が、両者の電気的な接続を
はかるために重要になっている。コンタクトホールやヴ
ィアホールの埋め込みには、安価で導電性の良好な材
料、例えばアルミニウムを用いるのが好ましく、しか
も、ホールの埋め込みという技術的な制約からボイドの
発生をなくすためには方向性の高いスパッタによる成膜
でなく、ステップカバレジが良好なCVD(Chemi
cal VaporDeposition)による成膜
が望まれており、このような金属薄膜の成膜装置とし
て、例えば特開平6−267951号公報や特開平6−
283446号公報等に開示されている装置が知られて
いる。
【0003】アルミ−CVD成膜を形成するためには、
処理ガスとしてAlを含有する各種有機金属ガスを用い
る。一般的には、DMAH(ジメチルアルミニウムハイ
ドライド)を用いるが、このDMAHは、常温では粘度
が8000〜10000cp(センチポアズ)程度と非
常に高くて水あめ状になっており、しかも、空気中の水
分や酸素と激しく反応して発火するために非常に取り扱
いが困難な物質である。
処理ガスとしてAlを含有する各種有機金属ガスを用い
る。一般的には、DMAH(ジメチルアルミニウムハイ
ドライド)を用いるが、このDMAHは、常温では粘度
が8000〜10000cp(センチポアズ)程度と非
常に高くて水あめ状になっており、しかも、空気中の水
分や酸素と激しく反応して発火するために非常に取り扱
いが困難な物質である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミニウ
ム膜を半導体ウエハに対して形成する場合には、アルミ
膜の電気的特性を高く維持するために半導体ウエハ表面
に付着している自然酸化膜をアルミニウムの成膜前に、
例えばエッチング等を用いて除去しなければならない。
自然酸化膜除去用のプリエッチングを行なう時には、一
般的には後工程の成膜においてブランケットアルミ膜を
成膜する場合にはエッチングガスとして、例えばH2 ガ
ス等を用いることから問題は生じないが、後工程の成膜
において穴埋めなどのセレクティブアルミ膜を成膜する
場合にはエッチングガスとして、例えばBCl3 ガス等
を用いる。この場合、このガス成分の内、特に、Clイ
オンはウエハ表面を腐食するなどして電気的特性を劣化
させる原因となることから、アルミ成膜前にはこのガス
成分を確実にウエハ表面から除去しなければならない。
ム膜を半導体ウエハに対して形成する場合には、アルミ
膜の電気的特性を高く維持するために半導体ウエハ表面
に付着している自然酸化膜をアルミニウムの成膜前に、
例えばエッチング等を用いて除去しなければならない。
自然酸化膜除去用のプリエッチングを行なう時には、一
般的には後工程の成膜においてブランケットアルミ膜を
成膜する場合にはエッチングガスとして、例えばH2 ガ
ス等を用いることから問題は生じないが、後工程の成膜
において穴埋めなどのセレクティブアルミ膜を成膜する
場合にはエッチングガスとして、例えばBCl3 ガス等
を用いる。この場合、このガス成分の内、特に、Clイ
オンはウエハ表面を腐食するなどして電気的特性を劣化
させる原因となることから、アルミ成膜前にはこのガス
成分を確実にウエハ表面から除去しなければならない。
【0005】しかしながら、このガス成分とウエハ表面
との結合エネルギはかなり高く、単にエッチング装置内
を高真空度に真空引きしただけでは、ウエハ表面に結合
しているガス成分を完全には除去することができないと
いう問題があった。特に、熱CVDによるアルミ成膜処
理の実現が望まれている現状において、その前処理であ
るプリエッチングにおいて上記したようなエッチングガ
スのウエハ面からの完全除去の実現が強く望まれてい
る。本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有
効に解決すべく創案されてものである。本発明の目的
は、被処理体の表面に付着しているガス成分を略完全に
除去することができるガス成分除去処理装置及びこれを
用いたクラスタツール装置を提供することにある。
との結合エネルギはかなり高く、単にエッチング装置内
を高真空度に真空引きしただけでは、ウエハ表面に結合
しているガス成分を完全には除去することができないと
いう問題があった。特に、熱CVDによるアルミ成膜処
理の実現が望まれている現状において、その前処理であ
るプリエッチングにおいて上記したようなエッチングガ
スのウエハ面からの完全除去の実現が強く望まれてい
る。本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有
効に解決すべく創案されてものである。本発明の目的
は、被処理体の表面に付着しているガス成分を略完全に
除去することができるガス成分除去処理装置及びこれを
用いたクラスタツール装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被処理体の表面に付着しているガス成
分を除去するためのガス成分除去処理装置において、前
記被処理体を載置する載置台を内部に有する真空引き可
能になされた処理容器と、前記載置台上の前記被処理体
を加熱する加熱手段と、前記載置台上の前記被処理体に
紫外線を照射して前記ガス成分を励起するための紫外線
照射手段とを備え、前記紫外線照射手段は、前記被処理
体に照射される紫外線量を面内に亘って均一化させるた
めのフィルタ手段を有するように構成する。
解決するために、被処理体の表面に付着しているガス成
分を除去するためのガス成分除去処理装置において、前
記被処理体を載置する載置台を内部に有する真空引き可
能になされた処理容器と、前記載置台上の前記被処理体
を加熱する加熱手段と、前記載置台上の前記被処理体に
紫外線を照射して前記ガス成分を励起するための紫外線
照射手段とを備え、前記紫外線照射手段は、前記被処理
体に照射される紫外線量を面内に亘って均一化させるた
めのフィルタ手段を有するように構成する。
【0007】これにより、処理容器内の載置台上に載置
された被処理体は、加熱手段により加熱されると同時に
紫外線照射手段からの紫外線によりその表面が照射され
る。この結果、被処理体の表面に付着している各種のガ
ス成分は高いエネルギ準位に励起されて被処理体表面と
の結合が断たれて離脱し、除去されることになる。ま
た、紫外線照射手段からの紫外線の強度は、所定の分布
を持つが、フィルタ手段を設けたので、この分布を被処
理体の面内方向に均一化させることが可能となり、処理
の面内均一性を確保することができる。ここで、紫外線
の強度を検出する紫外線検出手段を設け、この検出手段
で検出した紫外線強度が、ある所定の値以下に低下した
時には、報知手段によりその旨をオペレータに知らせ、
紫外線ランプを交換する。これにより、常時、ある一定
値以上の紫外線強度を保つことができ、処理の不完全性
をなくすことが可能となる。
された被処理体は、加熱手段により加熱されると同時に
紫外線照射手段からの紫外線によりその表面が照射され
る。この結果、被処理体の表面に付着している各種のガ
ス成分は高いエネルギ準位に励起されて被処理体表面と
の結合が断たれて離脱し、除去されることになる。ま
た、紫外線照射手段からの紫外線の強度は、所定の分布
を持つが、フィルタ手段を設けたので、この分布を被処
理体の面内方向に均一化させることが可能となり、処理
の面内均一性を確保することができる。ここで、紫外線
の強度を検出する紫外線検出手段を設け、この検出手段
で検出した紫外線強度が、ある所定の値以下に低下した
時には、報知手段によりその旨をオペレータに知らせ、
紫外線ランプを交換する。これにより、常時、ある一定
値以上の紫外線強度を保つことができ、処理の不完全性
をなくすことが可能となる。
【0008】更に、このようなガス成分除去処理装置
を、被処理体の表面に成膜を形成する成膜処理装置と、
真空引き可能になされた共通搬送室を介して連結するこ
とにより、ガス成分除去処理後の被処理体を大気に晒す
ことなく、成膜処理装置内へ直接導入でき、従って、被
処理体表面に自然酸化膜や新たなガスを付着させること
なく金属成膜、例えばアルミニウム膜を熱CVDにより
形成することが可能となる。
を、被処理体の表面に成膜を形成する成膜処理装置と、
真空引き可能になされた共通搬送室を介して連結するこ
とにより、ガス成分除去処理後の被処理体を大気に晒す
ことなく、成膜処理装置内へ直接導入でき、従って、被
処理体表面に自然酸化膜や新たなガスを付着させること
なく金属成膜、例えばアルミニウム膜を熱CVDにより
形成することが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るガス成分除
去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置の一実
施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係
るクラスタツール装置を示す概略平面図、図2はガス成
分除去処理装置を示す構成図、図3は加熱ヒータユニッ
トのユニット装着板を示す平面図、図4は加熱ヒータユ
ニットの着脱状態を示す分解図、図5は紫外線照射手段
を示す側面図、図6は紫外線照射手段を示す平面図、図
7は成膜処理装置を示す構成図である。本実施例におい
ては被処理体として半導体ウエハを用い、この表面に金
属成膜としてアルミニウム膜を熱CVD処理により成膜
する場合を例にとって説明する。
去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置の一実
施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係
るクラスタツール装置を示す概略平面図、図2はガス成
分除去処理装置を示す構成図、図3は加熱ヒータユニッ
トのユニット装着板を示す平面図、図4は加熱ヒータユ
ニットの着脱状態を示す分解図、図5は紫外線照射手段
を示す側面図、図6は紫外線照射手段を示す平面図、図
7は成膜処理装置を示す構成図である。本実施例におい
ては被処理体として半導体ウエハを用い、この表面に金
属成膜としてアルミニウム膜を熱CVD処理により成膜
する場合を例にとって説明する。
【0010】図1に示すようにこのクラスタツール装置
2は、例えばアルミニウムより8角形の容器状になされ
た共通搬送室4をその中心に有しており、その周辺に、
第1及び第2カセット室6、8、水分除去処理装置1
0、本発明に係るガス成分除去処理装置12、酸化膜除
去処理装置14、第1及び第2の成膜処理装置16、1
8及び冷却処理装置20をそれぞれ開閉可能になされた
ゲートバルブG1〜G8を介して連結されている。
2は、例えばアルミニウムより8角形の容器状になされ
た共通搬送室4をその中心に有しており、その周辺に、
第1及び第2カセット室6、8、水分除去処理装置1
0、本発明に係るガス成分除去処理装置12、酸化膜除
去処理装置14、第1及び第2の成膜処理装置16、1
8及び冷却処理装置20をそれぞれ開閉可能になされた
ゲートバルブG1〜G8を介して連結されている。
【0011】水分除去処理装置10は、半導体ウエハを
加熱してこの表面に付着している水分等を除去する処理
装置であり、酸化膜除去処理装置14は水分除去後のウ
エハ表面に形成されている自然酸化膜をエッチングによ
り除去する処理装置であり、後工程のアルミニウム成膜
の種類によりエッチングガスとして例えばH2 ガス(ブ
ランケットの場合)やBCl3 ガス(セレクティブの場
合)等を用いる。本発明に係るガス成分除去処理装置1
2は、上記エッチングにて有害ガスを用いた場合に、ウ
エハ表面に残留するこのガス成分を加熱や紫外線照射に
よって完全に分離除去する処理装置であり、成膜処理装
置16、18はウエハ表面にアルミCVD成膜を施す処
理装置であり、冷却処理装置20は、成膜後のウエハを
ハンドリング温度まで冷却するための処理装置である。
上記第1及び第2カセット室6、8には、例えば25枚
のウエハWを収容し得るカセットCを搬入・搬出するゲ
ートドアGD1、GD2がそれぞれに開閉可能に設けら
れており、各カセット室6、8内にはカセット台(図示
せず)が昇降可能に設けられている。また、カセット室
6、8は、不活性ガス、例えばN2 ガスの供給と、真空
引きが可能になされている。
加熱してこの表面に付着している水分等を除去する処理
装置であり、酸化膜除去処理装置14は水分除去後のウ
エハ表面に形成されている自然酸化膜をエッチングによ
り除去する処理装置であり、後工程のアルミニウム成膜
の種類によりエッチングガスとして例えばH2 ガス(ブ
ランケットの場合)やBCl3 ガス(セレクティブの場
合)等を用いる。本発明に係るガス成分除去処理装置1
2は、上記エッチングにて有害ガスを用いた場合に、ウ
エハ表面に残留するこのガス成分を加熱や紫外線照射に
よって完全に分離除去する処理装置であり、成膜処理装
置16、18はウエハ表面にアルミCVD成膜を施す処
理装置であり、冷却処理装置20は、成膜後のウエハを
ハンドリング温度まで冷却するための処理装置である。
上記第1及び第2カセット室6、8には、例えば25枚
のウエハWを収容し得るカセットCを搬入・搬出するゲ
ートドアGD1、GD2がそれぞれに開閉可能に設けら
れており、各カセット室6、8内にはカセット台(図示
せず)が昇降可能に設けられている。また、カセット室
6、8は、不活性ガス、例えばN2 ガスの供給と、真空
引きが可能になされている。
【0012】共通搬送室4内には、内部に取り込んだウ
エハWの位置決めを行なう回転位置決め機構22と、ウ
エハWを保持した状態で屈伸及び回転可能になされた多
関節アーム機構よりなる搬送アーム24が配置されてお
り、これを屈伸、回転させることによって各装置や室間
に渡ってウエハを搬入・搬出し得るようになっている。
この共通搬送室4には不活性ガス、例えばN2 ガスを供
給するガス供給系19と、例えばターボ分子ポンプ21
とドライポンプ23を途中に介設した真空排気系25が
接続されており、内部を、高真空に真空引きできるよう
になっている。上記水分除去装置10は、真空引き可能
になされた処理容器内に、加熱ヒータを有する載置台
(図示せず)を設け、この載置台上にウエハWを載置し
た状態でこれを例えば300℃程度に加熱し、ウエハ表
面に付着している水分等を除去するようになっている。
エハWの位置決めを行なう回転位置決め機構22と、ウ
エハWを保持した状態で屈伸及び回転可能になされた多
関節アーム機構よりなる搬送アーム24が配置されてお
り、これを屈伸、回転させることによって各装置や室間
に渡ってウエハを搬入・搬出し得るようになっている。
この共通搬送室4には不活性ガス、例えばN2 ガスを供
給するガス供給系19と、例えばターボ分子ポンプ21
とドライポンプ23を途中に介設した真空排気系25が
接続されており、内部を、高真空に真空引きできるよう
になっている。上記水分除去装置10は、真空引き可能
になされた処理容器内に、加熱ヒータを有する載置台
(図示せず)を設け、この載置台上にウエハWを載置し
た状態でこれを例えば300℃程度に加熱し、ウエハ表
面に付着している水分等を除去するようになっている。
【0013】上記酸化膜除去処理装置10は、例えばR
IE(反応性イオンエッチング)プラズマ装置として構
成され、例えば13.56MHzの高周波を用いてプラ
ズマを立て、エッチングによりウエハ表面に付着してい
る自然酸化膜を除去するようになっている。ここで、後
工程にてブランケットアルミ膜を形成する場合には、エ
ッチングガスとしてH2 ガスを用いるが、セレクティブ
アルミ膜を形成する場合にはエッチングガスとして例え
ばBCl3 ガスを用いる。このBCl3 ガスを用いた場
合には、このBCl3 ガスがウエハ表面に付着したまま
アルミ成膜を行なうと、この電気的特性が劣化するの
で、このBCl3 ガスを完全に除去するために前述した
本発明に係るガス成分除去処理装置12を用いる。図2
に示すように本発明のガス成分除去処理装置10は、例
えばアルミニウムにより有底筒体状に成形された処理容
器26を有しており、この天井部は開放されて、ここに
天井板28をネジ30により気密に着脱可能としてい
る。この天井板28の取付部にはシール性を確保する例
えばOリング32が介在される。
IE(反応性イオンエッチング)プラズマ装置として構
成され、例えば13.56MHzの高周波を用いてプラ
ズマを立て、エッチングによりウエハ表面に付着してい
る自然酸化膜を除去するようになっている。ここで、後
工程にてブランケットアルミ膜を形成する場合には、エ
ッチングガスとしてH2 ガスを用いるが、セレクティブ
アルミ膜を形成する場合にはエッチングガスとして例え
ばBCl3 ガスを用いる。このBCl3 ガスを用いた場
合には、このBCl3 ガスがウエハ表面に付着したまま
アルミ成膜を行なうと、この電気的特性が劣化するの
で、このBCl3 ガスを完全に除去するために前述した
本発明に係るガス成分除去処理装置12を用いる。図2
に示すように本発明のガス成分除去処理装置10は、例
えばアルミニウムにより有底筒体状に成形された処理容
器26を有しており、この天井部は開放されて、ここに
天井板28をネジ30により気密に着脱可能としてい
る。この天井板28の取付部にはシール性を確保する例
えばOリング32が介在される。
【0014】この処理容器26内の下部側壁には載置台
取付段部34が設けられており、ここに例えば図3に示
すような周縁部に径方向へ突出された3つのネジ孔形成
部36を有する例えばステンレス製のユニット装着板3
8がそれに形成されたネジ孔35を挿通するネジ42に
より、着脱可能に固定されており、このユニット装着板
38上に、例えば表面がSiCコートされたグラファイ
ト製の載置台40が設けられ、この上面にウエハWを載
置するようになっている。また、この装着板38には後
述するリフタピンを挿通するための3つのリフタピン孔
43が設けられている。上記載置台40の上面側の略全
面には、例えば全面がSiCコートされたカーボン製の
加熱手段、すなわち加熱ヒータ44が埋め込まれてお
り、ウエハWを所定の温度、例えば300℃程度に加熱
し得るようになっている。
取付段部34が設けられており、ここに例えば図3に示
すような周縁部に径方向へ突出された3つのネジ孔形成
部36を有する例えばステンレス製のユニット装着板3
8がそれに形成されたネジ孔35を挿通するネジ42に
より、着脱可能に固定されており、このユニット装着板
38上に、例えば表面がSiCコートされたグラファイ
ト製の載置台40が設けられ、この上面にウエハWを載
置するようになっている。また、この装着板38には後
述するリフタピンを挿通するための3つのリフタピン孔
43が設けられている。上記載置台40の上面側の略全
面には、例えば全面がSiCコートされたカーボン製の
加熱手段、すなわち加熱ヒータ44が埋め込まれてお
り、ウエハWを所定の温度、例えば300℃程度に加熱
し得るようになっている。
【0015】また、このユニット装着板38及び載置台
40を上下方向へ貫通して、上下方向へ昇降可能になさ
れたリフタピン46を設けており、ウエハWの搬入・搬
出時にウエハを載置台40の上方にて昇降し得るように
なっている。通常、このリフタピン46は、3本設けら
れ、ウエハ裏面を3点で支持するようになっている。ま
た、処理容器26の底部26Aには、開口部が段部状に
なされた端子ユニット取付孔47が開口して形成されて
おり、この取付孔47を気密に閉塞するようにシール部
材49を介して端子ユニット48が容器底部26Aの下
方よりネジ50により着脱可能に取り付けられている。
この端子ユニット48には、容器内外に貫通するように
なされた絶縁された2本の引出し端子52、52が設け
られており、これら端子52、52と上記ユニット装着
板38の下部に設けられて上記加熱ヒータ44に電気的
に通ずるヒータ端子54、54とを配線56により接続
している。
40を上下方向へ貫通して、上下方向へ昇降可能になさ
れたリフタピン46を設けており、ウエハWの搬入・搬
出時にウエハを載置台40の上方にて昇降し得るように
なっている。通常、このリフタピン46は、3本設けら
れ、ウエハ裏面を3点で支持するようになっている。ま
た、処理容器26の底部26Aには、開口部が段部状に
なされた端子ユニット取付孔47が開口して形成されて
おり、この取付孔47を気密に閉塞するようにシール部
材49を介して端子ユニット48が容器底部26Aの下
方よりネジ50により着脱可能に取り付けられている。
この端子ユニット48には、容器内外に貫通するように
なされた絶縁された2本の引出し端子52、52が設け
られており、これら端子52、52と上記ユニット装着
板38の下部に設けられて上記加熱ヒータ44に電気的
に通ずるヒータ端子54、54とを配線56により接続
している。
【0016】また、引出し端子52、52の下端は、ネ
ジ62により着脱可能になされた配線58、58を介し
てヒータ電源60に接続されており、必要に応じて加熱
ヒータ44に通電してウエハWを加熱するようになって
いる。そして、この端子ユニット48と上記ユニット装
着板38は、相方から延びる連結棒64、66をネジ6
8により連結することにより一体的に連結してる。従っ
て、図4に示すようにユニット装着板38を容器側へ固
定しているネジ42と端子ユニット48を底部26A側
へ固定しているネジ50を取り外すことにより、加熱ヒ
ータ44を含む載置台40と端子ユニット48とを一体
的に容器26から取り外し得るようになっている。ま
た、容器26の載置台取付段部34には、冷媒として例
えば冷却水を流してこれを冷却する冷却ジャケット70
が設けられる。また、容器26の側壁には不活性ガス、
例えばN2 ガスやH2 ガスを容器内へ導入するガス導入
ノズル72と容器内の雰囲気を排気する排気口73が設
けられ、この排気口73は、途中に開閉弁80、ターボ
分子ポンプ74及びドライポンプ76等を介設した真空
排気系78が接続される。また、他方の側壁には、ウエ
ハ搬出入口82が設けられ、ここに共通搬送室4との間
を連通・遮断する前記ゲートバルブG4を設けている。
ジ62により着脱可能になされた配線58、58を介し
てヒータ電源60に接続されており、必要に応じて加熱
ヒータ44に通電してウエハWを加熱するようになって
いる。そして、この端子ユニット48と上記ユニット装
着板38は、相方から延びる連結棒64、66をネジ6
8により連結することにより一体的に連結してる。従っ
て、図4に示すようにユニット装着板38を容器側へ固
定しているネジ42と端子ユニット48を底部26A側
へ固定しているネジ50を取り外すことにより、加熱ヒ
ータ44を含む載置台40と端子ユニット48とを一体
的に容器26から取り外し得るようになっている。ま
た、容器26の載置台取付段部34には、冷媒として例
えば冷却水を流してこれを冷却する冷却ジャケット70
が設けられる。また、容器26の側壁には不活性ガス、
例えばN2 ガスやH2 ガスを容器内へ導入するガス導入
ノズル72と容器内の雰囲気を排気する排気口73が設
けられ、この排気口73は、途中に開閉弁80、ターボ
分子ポンプ74及びドライポンプ76等を介設した真空
排気系78が接続される。また、他方の側壁には、ウエ
ハ搬出入口82が設けられ、ここに共通搬送室4との間
を連通・遮断する前記ゲートバルブG4を設けている。
【0017】そして、処理容器26の天井部28には以
下のように構成される本実施例の特徴とする紫外線照射
手段84が設けられる。具体的には、この天井部28に
は、大口径の紫外線透過孔86が開口して設けられてお
り、この透過孔86には紫外線に対して透明な材料、例
えば石英よりなる透過板88がシール部材90を介して
気密に設けている。この透過板88の上方全体を覆って
ランプ収容箱92が天井部上面に押さえ部材94及びシ
ール部材100を介してネジ96によって取付け固定さ
れており、容器内を気密に保持している。そして、この
ランプ収容箱92内に紫外線ランプ98が収容される。
下のように構成される本実施例の特徴とする紫外線照射
手段84が設けられる。具体的には、この天井部28に
は、大口径の紫外線透過孔86が開口して設けられてお
り、この透過孔86には紫外線に対して透明な材料、例
えば石英よりなる透過板88がシール部材90を介して
気密に設けている。この透過板88の上方全体を覆って
ランプ収容箱92が天井部上面に押さえ部材94及びシ
ール部材100を介してネジ96によって取付け固定さ
れており、容器内を気密に保持している。そして、この
ランプ収容箱92内に紫外線ランプ98が収容される。
【0018】図5及び図6にも示すようにこの紫外線ラ
ンプ98は、例えば3回折り曲げるようにして蛇行状に
屈曲されており、その基端部98Aをランプ収容箱92
内に掛け渡して設けたランプ取付板102に取り付け固
定している。このように屈曲されたランプ98を用いる
ことにより少ない本数で、すなわち本実施例では2本の
ランプ98でウエハ表面の全域をカバーしている。尚、
ランプ数は2本に限定されないのは勿論である。この紫
外線ランプ98から放出される紫外線UVの波長は、例
えば254nm程度に設定されており、ガス成分、特に
Clイオンに対して最も励起を生ぜしめ易い周波数に設
定されている。
ンプ98は、例えば3回折り曲げるようにして蛇行状に
屈曲されており、その基端部98Aをランプ収容箱92
内に掛け渡して設けたランプ取付板102に取り付け固
定している。このように屈曲されたランプ98を用いる
ことにより少ない本数で、すなわち本実施例では2本の
ランプ98でウエハ表面の全域をカバーしている。尚、
ランプ数は2本に限定されないのは勿論である。この紫
外線ランプ98から放出される紫外線UVの波長は、例
えば254nm程度に設定されており、ガス成分、特に
Clイオンに対して最も励起を生ぜしめ易い周波数に設
定されている。
【0019】各紫外線ランプ98の上方及び側方には、
これらを囲むようにして例えばアルミニウム製の反射ミ
ラー104が、ランプ収容箱92の内壁面より延びる支
持プレート106に取り付け固定することにより設けら
れており、上方や側方に放射される紫外線を反射してウ
エハ側へ向けるようになっている。また、ランプ収容箱
92の天井部には、回転モータ108により回転駆動す
る冷却ファン110が複数個、図示例では2個設けられ
ると共に収容箱92の側壁には通気孔112が設けられ
ており、冷却ファン110を回転させることにより内部
の暖まった空気を通気孔112より排出して、紫外線ラ
ンプ98を冷却し得るようになっている。
これらを囲むようにして例えばアルミニウム製の反射ミ
ラー104が、ランプ収容箱92の内壁面より延びる支
持プレート106に取り付け固定することにより設けら
れており、上方や側方に放射される紫外線を反射してウ
エハ側へ向けるようになっている。また、ランプ収容箱
92の天井部には、回転モータ108により回転駆動す
る冷却ファン110が複数個、図示例では2個設けられ
ると共に収容箱92の側壁には通気孔112が設けられ
ており、冷却ファン110を回転させることにより内部
の暖まった空気を通気孔112より排出して、紫外線ラ
ンプ98を冷却し得るようになっている。
【0020】そして、上記ランプ取付板102には、各
ランプ98から放出される紫外線の強度を検出するため
の紫外線検出手段としての紫外線検出器114が設けら
れており、この検出器114の検出値を例えばマイクロ
コンピュータ等よりなる判定部116へ入力している。
この判定部116では、検出値と予め定められた設定値
とを比較してランプの良否を判断するようになってい
る。判定部116には、例えばディスプレイよりなる報
知手段117が接続されており、判定部116での判断
結果を上記報知手段117を介してオペレータに知らせ
るようになっている。
ランプ98から放出される紫外線の強度を検出するため
の紫外線検出手段としての紫外線検出器114が設けら
れており、この検出器114の検出値を例えばマイクロ
コンピュータ等よりなる判定部116へ入力している。
この判定部116では、検出値と予め定められた設定値
とを比較してランプの良否を判断するようになってい
る。判定部116には、例えばディスプレイよりなる報
知手段117が接続されており、判定部116での判断
結果を上記報知手段117を介してオペレータに知らせ
るようになっている。
【0021】ここで、上記紫外線検出器114は、紫外
線ランプ98の数に対応させた数だけ対応させて設けら
れており、個々のランプ98の紫外線強度を検出するよ
うになっている。ここで、紫外線ランプ98の仕様は、
例えば入力電源は、周波数が50Hzで100V、電流
が2.5Aで光強度が30mW/cm2 程度のものを用
いる。このように、半導体ウエハWを、ランプ98から
の紫外線UVにより照射すると同時に載置台40に設け
た加熱ヒータ44により所定の温度、例えば300℃程
度に加熱することによって、ウエハ表面に付着している
Clイオン等を励起させてウエハ表面から分離し得るよ
うになっている。また、この場合、必要に応じて、ガス
導入ノズル72から処理容器26内へN2 ガスとH2 ガ
スを供給し得るようになっている。
線ランプ98の数に対応させた数だけ対応させて設けら
れており、個々のランプ98の紫外線強度を検出するよ
うになっている。ここで、紫外線ランプ98の仕様は、
例えば入力電源は、周波数が50Hzで100V、電流
が2.5Aで光強度が30mW/cm2 程度のものを用
いる。このように、半導体ウエハWを、ランプ98から
の紫外線UVにより照射すると同時に載置台40に設け
た加熱ヒータ44により所定の温度、例えば300℃程
度に加熱することによって、ウエハ表面に付着している
Clイオン等を励起させてウエハ表面から分離し得るよ
うになっている。また、この場合、必要に応じて、ガス
導入ノズル72から処理容器26内へN2 ガスとH2 ガ
スを供給し得るようになっている。
【0022】次に、図7に基づいて成膜処理装置16、
18について説明する。両成膜処理装置16、18は、
全く同様に構成されているので、ここでは代表として第
1の成膜処理装置16を例にとって説明し、第2の成膜
処理装置18の構成の説明は省略する。成膜処理装置1
6は、熱CVD成膜装置として構成され、例えばアルミ
ニウムにより円筒体状に成形された処理容器118を有
している。この処理容器118の底部118Aの中心部
には、給電線挿通孔120が形成されると共に周辺部に
は、真空引きポンプ、例えばターボ分子ポンプ122及
びドライポンプ124を介設した真空排気系126に接
続された排気口130が設けられており、容器内部を真
空引き可能としている。
18について説明する。両成膜処理装置16、18は、
全く同様に構成されているので、ここでは代表として第
1の成膜処理装置16を例にとって説明し、第2の成膜
処理装置18の構成の説明は省略する。成膜処理装置1
6は、熱CVD成膜装置として構成され、例えばアルミ
ニウムにより円筒体状に成形された処理容器118を有
している。この処理容器118の底部118Aの中心部
には、給電線挿通孔120が形成されると共に周辺部に
は、真空引きポンプ、例えばターボ分子ポンプ122及
びドライポンプ124を介設した真空排気系126に接
続された排気口130が設けられており、容器内部を真
空引き可能としている。
【0023】この処理容器118内には、例えばアルミ
ナ製の円板状の載置台132が設けられ、この載置台1
32の下面中央部には下方に延びる円筒状の脚部134
が一体的に形成され、この脚部134の下端は上記容器
底部118Aの給電線挿通孔120の周辺部にOリング
等のシール部材138を介在させてボルト140等を用
いて気密に取り付け固定される。
ナ製の円板状の載置台132が設けられ、この載置台1
32の下面中央部には下方に延びる円筒状の脚部134
が一体的に形成され、この脚部134の下端は上記容器
底部118Aの給電線挿通孔120の周辺部にOリング
等のシール部材138を介在させてボルト140等を用
いて気密に取り付け固定される。
【0024】上記載置台132の上部全面には、例え
ば、SiCによりコーティングされたカーボン製の抵抗
発熱体142が埋め込まれており、この上面側に載置さ
れる被処理体としての半導体ウエハWを所望の温度に加
熱し得るようになっている。この載置台132の上面に
は、内部に銅などの導電板(図示せず)を埋め込んだ薄
いセラミック製の静電チャック144を設けており、こ
の静電チャック144が発生すクーロン力により、この
上面にウエハWを吸着保持するようになっている。尚、
静電チャック144に代えて、メカニカルクランプを用
いてウエハWを保持するようにしてもよいし、またこれ
を設けなくてもよい。上記抵抗発熱体142には、絶縁
されたリード線146が接続され、このリード線146
は、円筒状の脚部134内及び給電線挿通孔120を通
って外へ引き出され、開閉スイッチ148を介して給電
部150に接続される。また、静電チャック144の図
示しない導電板には、絶縁されたリード線152が接続
され、このリード線152も円筒状の脚部134内及び
給電線挿通孔120を通って外へ引き出され、開閉スイ
ッチ154を介して高圧直流電源156に接続される。
ば、SiCによりコーティングされたカーボン製の抵抗
発熱体142が埋め込まれており、この上面側に載置さ
れる被処理体としての半導体ウエハWを所望の温度に加
熱し得るようになっている。この載置台132の上面に
は、内部に銅などの導電板(図示せず)を埋め込んだ薄
いセラミック製の静電チャック144を設けており、こ
の静電チャック144が発生すクーロン力により、この
上面にウエハWを吸着保持するようになっている。尚、
静電チャック144に代えて、メカニカルクランプを用
いてウエハWを保持するようにしてもよいし、またこれ
を設けなくてもよい。上記抵抗発熱体142には、絶縁
されたリード線146が接続され、このリード線146
は、円筒状の脚部134内及び給電線挿通孔120を通
って外へ引き出され、開閉スイッチ148を介して給電
部150に接続される。また、静電チャック144の図
示しない導電板には、絶縁されたリード線152が接続
され、このリード線152も円筒状の脚部134内及び
給電線挿通孔120を通って外へ引き出され、開閉スイ
ッチ154を介して高圧直流電源156に接続される。
【0025】載置台132及び静電チャック144の周
辺部の所定の位置には、複数のリフタ孔158が上下方
向に貫通させて設けられており、このリフタ孔158内
に上下方向に昇降可能にウエハリフタピン160が収容
されており、ウエハWの搬入・搬出時に図示しない昇降
機構によりリフタピン160を昇降させることにより、
ウエハWを持ち上げたり、持ち下げたりするようになっ
ている。このようなウエハリフタピン160は、一般的
にはウエハ周縁部に対応させて3本設けられる。
辺部の所定の位置には、複数のリフタ孔158が上下方
向に貫通させて設けられており、このリフタ孔158内
に上下方向に昇降可能にウエハリフタピン160が収容
されており、ウエハWの搬入・搬出時に図示しない昇降
機構によりリフタピン160を昇降させることにより、
ウエハWを持ち上げたり、持ち下げたりするようになっ
ている。このようなウエハリフタピン160は、一般的
にはウエハ周縁部に対応させて3本設けられる。
【0026】また、処理容器118の天井部には、シャ
ワーヘッド162が一体的に設けられた天井板164が
Oリング等のシール部材166を介して気密に取り付け
られており、上記シャワーヘッド162は載置台132
の上面の略全面を覆うように対向させて設けられる。こ
のシャワーヘッド162は処理容器118内に処理ガス
をシャワー状に導入するものであり、シャワーヘッド1
62の下面の噴射面168には処理7スを噴出するため
の多数の噴射孔168Aが形成される。
ワーヘッド162が一体的に設けられた天井板164が
Oリング等のシール部材166を介して気密に取り付け
られており、上記シャワーヘッド162は載置台132
の上面の略全面を覆うように対向させて設けられる。こ
のシャワーヘッド162は処理容器118内に処理ガス
をシャワー状に導入するものであり、シャワーヘッド1
62の下面の噴射面168には処理7スを噴出するため
の多数の噴射孔168Aが形成される。
【0026】天井板164には、シャワーヘッド162
に処理ガスを導入するガス導入ポート170が設けられ
ており、この導入ポート170には処理ガスを流す供給
通路172が接続されている。そして、このシャワーヘ
ッド162内には、供給通路172から供給された処理
ガスを拡散する目的で、多数の拡散孔174を有する第
1の拡散板176と、この下方に位置させて第2の拡散
板178がそれぞれ設けられている。
に処理ガスを導入するガス導入ポート170が設けられ
ており、この導入ポート170には処理ガスを流す供給
通路172が接続されている。そして、このシャワーヘ
ッド162内には、供給通路172から供給された処理
ガスを拡散する目的で、多数の拡散孔174を有する第
1の拡散板176と、この下方に位置させて第2の拡散
板178がそれぞれ設けられている。
【0028】また、処理容器118の側壁には、壁面を
冷却するために例えば冷媒を流す冷却ジャケット180
が設けられており、これに例えば50℃程度の温水を冷
媒として流すようになっている。また、この容器118
の側壁の一部には、ウエハ搬出入口182が設けられ、
ここに共通搬送室4との間を連通・遮断する前記ゲート
バルブG6を設けている。
冷却するために例えば冷媒を流す冷却ジャケット180
が設けられており、これに例えば50℃程度の温水を冷
媒として流すようになっている。また、この容器118
の側壁の一部には、ウエハ搬出入口182が設けられ、
ここに共通搬送室4との間を連通・遮断する前記ゲート
バルブG6を設けている。
【0029】一方、アルミCVDに使用する処理ガスは
DMAHを気化させて用いるが、前述のようにこのDM
AHは、常温では粘度が8000〜10000cpと高
く、水あめ状となっているので、このままでは精度の高
い流量制御下での供給は難しい。そこで、本実施例にお
いては、DMAHよりなる原料液体182をタンク18
4内に収容し、上記供給通路172の端部をこの原料液
体182中に浸漬する。また、タンク184内の液面上
には、例えば3kgf/cm2 程度の圧力のArガスを
充填したArボンベ186に接続された圧送管188の
端部を位置させ、このArのガス圧で原料液体を圧送す
るようになっている。
DMAHを気化させて用いるが、前述のようにこのDM
AHは、常温では粘度が8000〜10000cpと高
く、水あめ状となっているので、このままでは精度の高
い流量制御下での供給は難しい。そこで、本実施例にお
いては、DMAHよりなる原料液体182をタンク18
4内に収容し、上記供給通路172の端部をこの原料液
体182中に浸漬する。また、タンク184内の液面上
には、例えば3kgf/cm2 程度の圧力のArガスを
充填したArボンベ186に接続された圧送管188の
端部を位置させ、このArのガス圧で原料液体を圧送す
るようになっている。
【0030】また、この供給通路172の途中には液体
用マスフローコントローラ190及びH2 ガスを気化ガ
ス兼キャリアガスとする気化器192を順次介設してこ
こで液体DMAHを気化させて処理容器118内へ供給
するようになっている。この気化器192よりも下流側
の供給通路172には、再液化防止用の例えばテープヒ
ータ194(図中破線で示す)が設けられており、これ
を所定の温度、例えば65℃程度に加熱している。冷却
処理装置20は、内部に冷却ジャケットを有する載置台
(図示せず)を設けてあり、上記成膜処理により温度上
昇したウエハWを所定のハンドリング温度まで低下させ
る装置である。
用マスフローコントローラ190及びH2 ガスを気化ガ
ス兼キャリアガスとする気化器192を順次介設してこ
こで液体DMAHを気化させて処理容器118内へ供給
するようになっている。この気化器192よりも下流側
の供給通路172には、再液化防止用の例えばテープヒ
ータ194(図中破線で示す)が設けられており、これ
を所定の温度、例えば65℃程度に加熱している。冷却
処理装置20は、内部に冷却ジャケットを有する載置台
(図示せず)を設けてあり、上記成膜処理により温度上
昇したウエハWを所定のハンドリング温度まで低下させ
る装置である。
【0031】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、図1に基づいて半導体ウ
エハWの全体の流れから説明する。まず、アルミニウム
成膜は空気や水分と容易に反応して酸化膜を形成するこ
とから共通搬送室4を含む各処理装置10、12、1
4、16、18、20は、未使用時にはベース圧として
例えば5×10-6Torr程度の高い真空度に維持され
て、自然酸化膜の形成を防止している。外部より、未処
理の半導体ウエハWをカセットCに収容した状態で、ゲ
ートドア1を介して例えば第1カセット室6内へ搬入す
ると、これを密閉して第1カセット室6内を上記したベ
ース圧まで真空引きする。ベース圧に到達したならば、
ゲートバルブG1を開にして予めベース圧に維持されて
いる共通搬送室4内の搬送アーム24を伸ばして未処理
のウエハWを一枚取り出し、これを回転位置決め機構2
2によりウエハのオリエンテーションフラットを検出す
ることにより位置合わせする。位置合わせ後のウエハW
は、再度搬送アーム24を用いて開状態になされたゲー
トバルブG3を介して予めベース圧になされた水分除去
処理装置10内へ搬入され、ここでウエハWを加熱する
ことによりウエハ表面に付着している水分等を気化させ
て除去する。
動作について説明する。まず、図1に基づいて半導体ウ
エハWの全体の流れから説明する。まず、アルミニウム
成膜は空気や水分と容易に反応して酸化膜を形成するこ
とから共通搬送室4を含む各処理装置10、12、1
4、16、18、20は、未使用時にはベース圧として
例えば5×10-6Torr程度の高い真空度に維持され
て、自然酸化膜の形成を防止している。外部より、未処
理の半導体ウエハWをカセットCに収容した状態で、ゲ
ートドア1を介して例えば第1カセット室6内へ搬入す
ると、これを密閉して第1カセット室6内を上記したベ
ース圧まで真空引きする。ベース圧に到達したならば、
ゲートバルブG1を開にして予めベース圧に維持されて
いる共通搬送室4内の搬送アーム24を伸ばして未処理
のウエハWを一枚取り出し、これを回転位置決め機構2
2によりウエハのオリエンテーションフラットを検出す
ることにより位置合わせする。位置合わせ後のウエハW
は、再度搬送アーム24を用いて開状態になされたゲー
トバルブG3を介して予めベース圧になされた水分除去
処理装置10内へ搬入され、ここでウエハWを加熱する
ことによりウエハ表面に付着している水分等を気化させ
て除去する。
【0032】水分除去後のウエハWは、次に、ゲートバ
ルブG5を介して予めベース圧に維持されている酸化膜
除去処理装置14内へ搬入され、ここで、エッチングに
よりウエハ表面に付着している自然酸化膜を除去する。
ここで、後工程にてセレクティブのアルミニウム膜を形
成する場合には、エッチングガスとして例えばBCl3
ガスを用い、ブランケットのアルミニウム膜を成膜する
場合にはエッチングガスとして例えばH2 ガスを用い
る。エッチングガスとしてBCl3 ガスを用いた場合に
はClイオンやBイオン、特にClイオンがアルミニウ
ム膜の電気的特性に悪影響を与えることからこれらのイ
オンをウエハ面から完全に除去しなければならない。そ
こで、BCl3 ガスを用いたエッチング後のウエハW
は、次に、ゲートバルブG4を介して予めベース圧にな
された本発明に係るガス成分除去処理装置12内に搬入
され、ここで加熱と紫外線照射によりClイオンを励起
させて、これらをウエハ表面から離脱させて排除する。
ルブG5を介して予めベース圧に維持されている酸化膜
除去処理装置14内へ搬入され、ここで、エッチングに
よりウエハ表面に付着している自然酸化膜を除去する。
ここで、後工程にてセレクティブのアルミニウム膜を形
成する場合には、エッチングガスとして例えばBCl3
ガスを用い、ブランケットのアルミニウム膜を成膜する
場合にはエッチングガスとして例えばH2 ガスを用い
る。エッチングガスとしてBCl3 ガスを用いた場合に
はClイオンやBイオン、特にClイオンがアルミニウ
ム膜の電気的特性に悪影響を与えることからこれらのイ
オンをウエハ面から完全に除去しなければならない。そ
こで、BCl3 ガスを用いたエッチング後のウエハW
は、次に、ゲートバルブG4を介して予めベース圧にな
された本発明に係るガス成分除去処理装置12内に搬入
され、ここで加熱と紫外線照射によりClイオンを励起
させて、これらをウエハ表面から離脱させて排除する。
【0033】ガス成分が除去されたウエハWは次に、予
めベース圧になされている第1或いは第2の成膜処理装
置16または18内にゲートバルブG6或いはG7を介
して導入される。このように2つの成膜処理装置16、
18を設けた理由は、成膜処理に要する時間に鑑みてス
ループットを向上させるためである。また、先の酸化除
去処理装置14にてエッチングガスとしてBCl3 ガス
ではなくてH2 ガスを用いた場合には、ウエハはガス成
分除去処理装置12を経ることなく、直接この第1或い
は第2成膜処理装置に搬入されることになる。成膜処理
装置16または18内に搬入されたウエハには、処理ガ
スとして例えばDMAH(ジメチルアルミニウムハイド
ライド)を気化させたガスが用いられ、ここでCVD処
理により所定の温度でアルミニウム膜が成膜されること
になる。
めベース圧になされている第1或いは第2の成膜処理装
置16または18内にゲートバルブG6或いはG7を介
して導入される。このように2つの成膜処理装置16、
18を設けた理由は、成膜処理に要する時間に鑑みてス
ループットを向上させるためである。また、先の酸化除
去処理装置14にてエッチングガスとしてBCl3 ガス
ではなくてH2 ガスを用いた場合には、ウエハはガス成
分除去処理装置12を経ることなく、直接この第1或い
は第2成膜処理装置に搬入されることになる。成膜処理
装置16または18内に搬入されたウエハには、処理ガ
スとして例えばDMAH(ジメチルアルミニウムハイド
ライド)を気化させたガスが用いられ、ここでCVD処
理により所定の温度でアルミニウム膜が成膜されること
になる。
【0034】アルミニウム膜の成膜後のウエハWは、次
に、ゲートバルブG8を介して予めベース圧に維持され
ている冷却処理装置20内に搬入され、ここで所定のハ
ンドリング温度まで冷却される。そして、この処理済み
のウエハWは、次にゲートバルブG2を介して予めベー
ス圧に維持されている第2カセット室8内のカセットC
に収容されることになる。このようにして、未処理のウ
エハは順次流されて処理が行なわれ、比較的長い処理時
間を要する成膜処理時においては、空いている方の成膜
処理装置を用いてスループットを向上させる。
に、ゲートバルブG8を介して予めベース圧に維持され
ている冷却処理装置20内に搬入され、ここで所定のハ
ンドリング温度まで冷却される。そして、この処理済み
のウエハWは、次にゲートバルブG2を介して予めベー
ス圧に維持されている第2カセット室8内のカセットC
に収容されることになる。このようにして、未処理のウ
エハは順次流されて処理が行なわれ、比較的長い処理時
間を要する成膜処理時においては、空いている方の成膜
処理装置を用いてスループットを向上させる。
【0035】次に、図2乃至図6を参照してガス成分除
去処理について説明する。図2において載置台40上に
載されたウエハWは、加熱ヒータ44により所定の温
度、例えば300℃程度に加熱されると同時にその上方
に位置する紫外線照射手段84の紫外線ランプ98から
例えば波長が254nmの紫外線UVを放出し、この紫
外線は透過板88を透過してウエハ表面を照射する。加
熱ヒータ44による加熱と紫外線の照射による相乗効果
で、ウエハ表面に付着しているBCl3 分子、Bイオ
ン、Clイオン等のガス成分は高いエネルギ順位に励起
され、これがウエハ表面との結合エネルギ以上となって
ウエハ表面から離脱し排気系78から吸引されて排除さ
れる。
去処理について説明する。図2において載置台40上に
載されたウエハWは、加熱ヒータ44により所定の温
度、例えば300℃程度に加熱されると同時にその上方
に位置する紫外線照射手段84の紫外線ランプ98から
例えば波長が254nmの紫外線UVを放出し、この紫
外線は透過板88を透過してウエハ表面を照射する。加
熱ヒータ44による加熱と紫外線の照射による相乗効果
で、ウエハ表面に付着しているBCl3 分子、Bイオ
ン、Clイオン等のガス成分は高いエネルギ順位に励起
され、これがウエハ表面との結合エネルギ以上となって
ウエハ表面から離脱し排気系78から吸引されて排除さ
れる。
【0036】この時、処理容器26内は、H2 ガス或い
はN2 ガス雰囲気になされ、プロセス圧力は5m〜15
0mTorr程度に維持される。この場合、処理容器2
6内を例えばH2 ガスで数10mTorr程度の圧力に
設定することにより、Clイオンの除去効率及び酸化防
止効率を向上させることができる。プロセス時間は、プ
ロセス温度や紫外線UVの強度にもよるが、上述のよう
に波長が254nmで30mW/cm2 の光強度の場合
には、180秒程度処理を行なう。ここでガス成分を効
率的に除去するためには、ウエハの加熱温度は150℃
〜300℃の範囲が望ましく、また、紫外線の強度は2
0mW/cm2 〜50mW/cm2 の範囲が好ましく、
これよりも弱すぎるとガス成分の分離が不十分となり、
強すぎるとトランジスタを破壊するなどの問題が生じて
しまう。
はN2 ガス雰囲気になされ、プロセス圧力は5m〜15
0mTorr程度に維持される。この場合、処理容器2
6内を例えばH2 ガスで数10mTorr程度の圧力に
設定することにより、Clイオンの除去効率及び酸化防
止効率を向上させることができる。プロセス時間は、プ
ロセス温度や紫外線UVの強度にもよるが、上述のよう
に波長が254nmで30mW/cm2 の光強度の場合
には、180秒程度処理を行なう。ここでガス成分を効
率的に除去するためには、ウエハの加熱温度は150℃
〜300℃の範囲が望ましく、また、紫外線の強度は2
0mW/cm2 〜50mW/cm2 の範囲が好ましく、
これよりも弱すぎるとガス成分の分離が不十分となり、
強すぎるとトランジスタを破壊するなどの問題が生じて
しまう。
【0037】また、紫外線UVの照射に際しては、紫外
線ランプ98の上方及び側方に照射される紫外線は、ラ
ンプ98を取り囲む反射ミラー104に反射されてウエ
ハ表面側に向けられるので、その照射効率を高く維持す
ることができる。また、個々のランプ98から放出され
る紫外線UVの強度は、個々のランプ98に対応させて
設けた紫外線検出器114により検出されて、その検出
値が判定部116にて所定の基準値と比較される。判断
の結果、検出値が基準値よりも小さくなった時には、そ
の旨が報知手段117に表示され、オペレータに知らせ
るので、オペレータは、これを認識して経年変化等によ
って紫外線量の少なくなった紫外線ランプを新たな紫外
線ランプと交換する。これにより、常に一定量以上の紫
外線を放出させることができ、ウエハ間における処理の
均一性を確保できるのみならず、紫外線不足に伴うガス
成分除去処理の不完全さをなくし、ウエハ表面からのガ
ス成分の除去を略確実に行なうことが可能となる。尚、
報知手段117は、ここではディスプレイを用いたが、
オペレータに知覚させ得る手段ならばどのようなもので
もよく、例えば点滅ランプ、警報ブザー等の視覚や聴覚
に訴え得るものを用いることができる。
線ランプ98の上方及び側方に照射される紫外線は、ラ
ンプ98を取り囲む反射ミラー104に反射されてウエ
ハ表面側に向けられるので、その照射効率を高く維持す
ることができる。また、個々のランプ98から放出され
る紫外線UVの強度は、個々のランプ98に対応させて
設けた紫外線検出器114により検出されて、その検出
値が判定部116にて所定の基準値と比較される。判断
の結果、検出値が基準値よりも小さくなった時には、そ
の旨が報知手段117に表示され、オペレータに知らせ
るので、オペレータは、これを認識して経年変化等によ
って紫外線量の少なくなった紫外線ランプを新たな紫外
線ランプと交換する。これにより、常に一定量以上の紫
外線を放出させることができ、ウエハ間における処理の
均一性を確保できるのみならず、紫外線不足に伴うガス
成分除去処理の不完全さをなくし、ウエハ表面からのガ
ス成分の除去を略確実に行なうことが可能となる。尚、
報知手段117は、ここではディスプレイを用いたが、
オペレータに知覚させ得る手段ならばどのようなもので
もよく、例えば点滅ランプ、警報ブザー等の視覚や聴覚
に訴え得るものを用いることができる。
【0038】ここで紫外線ランプ98としては、例えば
蛇行状に屈曲させたものを用いているので、ウエハ表面
全域をカバーするのに必要とするランプ使用数を少なく
でき、その分、個々のランプに対応して設ける紫外線検
出器114の必要数も少なくでき、コストダウンに寄与
することが可能となる。また、ランプ収容箱92の天井
部に設けた冷却ファン110を回転駆動させることによ
り、収容箱92内の暖まった空気は通気孔112を介し
て外へ排出されるので、紫外線ランプ98は適切に冷却
され、これが過度に加熱することはない。
蛇行状に屈曲させたものを用いているので、ウエハ表面
全域をカバーするのに必要とするランプ使用数を少なく
でき、その分、個々のランプに対応して設ける紫外線検
出器114の必要数も少なくでき、コストダウンに寄与
することが可能となる。また、ランプ収容箱92の天井
部に設けた冷却ファン110を回転駆動させることによ
り、収容箱92内の暖まった空気は通気孔112を介し
て外へ排出されるので、紫外線ランプ98は適切に冷却
され、これが過度に加熱することはない。
【0039】また、ガス成分除去処理装置10のメンテ
ナンスを行なう場合には、処理容器26の天井板28を
取り外した状態において、図4に示すようにユニット装
着板38を載置台取付段部34に取付け固定しているネ
ジ42を抜き、且つ端子ユニット48を容器底部26A
に取付け固定しているネジ50を抜いた状態で、ユニッ
ト装着板38を上方に引き上げれば、これに連結棒6
6、64を介して一体的に連結されている端子ユニット
48も一体的に取り出すことができる。尚、この時、ヒ
ータ電源60と引出し端子52とを接続する配線58を
予め外しておくのは勿論である。このように載置台40
を支持するユニット装着板38と端子ユニット48とを
一体的に取り外すことができるので、加熱ヒータ44や
載置台40或いは端子ユニット48のメンテナンス作業
を容易に行なうことが可能となる。また、処理前におい
ては、前述のように処理容器26内は真空排気系78に
より5×10-6Torr程度のベース圧に維持されてお
り、搬入されたウエハ表面に自然酸化膜が付着すること
を防止している。
ナンスを行なう場合には、処理容器26の天井板28を
取り外した状態において、図4に示すようにユニット装
着板38を載置台取付段部34に取付け固定しているネ
ジ42を抜き、且つ端子ユニット48を容器底部26A
に取付け固定しているネジ50を抜いた状態で、ユニッ
ト装着板38を上方に引き上げれば、これに連結棒6
6、64を介して一体的に連結されている端子ユニット
48も一体的に取り出すことができる。尚、この時、ヒ
ータ電源60と引出し端子52とを接続する配線58を
予め外しておくのは勿論である。このように載置台40
を支持するユニット装着板38と端子ユニット48とを
一体的に取り外すことができるので、加熱ヒータ44や
載置台40或いは端子ユニット48のメンテナンス作業
を容易に行なうことが可能となる。また、処理前におい
ては、前述のように処理容器26内は真空排気系78に
より5×10-6Torr程度のベース圧に維持されてお
り、搬入されたウエハ表面に自然酸化膜が付着すること
を防止している。
【0040】次に、図7を参照してアルミニウム膜の成
膜処理について説明する。図7において載置台132上
に載置されたガス成分除去後のウエハWは、静電チャッ
ク144からのクーロン力により吸着保持されている。
この状態でウエハWを抵抗発熱体142により所定のプ
ロセス温度、例えば200℃に加熱すると同時に処理ガ
スとしてDMAHの気化ガスをシャワーヘッド162か
ら処理容器118内に導入し、ウエハ表面にアルミニウ
ムのCVD成膜を行なう。この時、プロセス圧力は、例
えば0.1〜20Torr程度に維持し、DMAHは気
体換算で例えば100SCCM程度供給する。
膜処理について説明する。図7において載置台132上
に載置されたガス成分除去後のウエハWは、静電チャッ
ク144からのクーロン力により吸着保持されている。
この状態でウエハWを抵抗発熱体142により所定のプ
ロセス温度、例えば200℃に加熱すると同時に処理ガ
スとしてDMAHの気化ガスをシャワーヘッド162か
ら処理容器118内に導入し、ウエハ表面にアルミニウ
ムのCVD成膜を行なう。この時、プロセス圧力は、例
えば0.1〜20Torr程度に維持し、DMAHは気
体換算で例えば100SCCM程度供給する。
【0041】処理ガスの供給に際しては、原料液体18
2をタンク184から圧送し、これを気化器192にて
気化ガス兼キャリアガスであるH2 ガスにより気化させ
て、発生した気化ガスを上述のように処理容器118内
へ導入する。また、成膜中においては、処理容器118
の側壁に設けた冷却ジャケット180に例えば50℃程
度の冷媒を流し、これを安全温度まで冷却する。ここで
も処理前においては、前述のように処理容器172内は
真空排気系179により5×10-6Torr程度のベー
ス圧に維持されており、搬入されたウエハの表面に自然
酸化膜が付着することを防止している。また、成膜後に
おいても同様に、再度、5×10-6Torrのベース圧
まで真空引きする。従って、成膜直後のアルミニウム膜
に自然酸化膜が付着することを極力抑制することができ
る。
2をタンク184から圧送し、これを気化器192にて
気化ガス兼キャリアガスであるH2 ガスにより気化させ
て、発生した気化ガスを上述のように処理容器118内
へ導入する。また、成膜中においては、処理容器118
の側壁に設けた冷却ジャケット180に例えば50℃程
度の冷媒を流し、これを安全温度まで冷却する。ここで
も処理前においては、前述のように処理容器172内は
真空排気系179により5×10-6Torr程度のベー
ス圧に維持されており、搬入されたウエハの表面に自然
酸化膜が付着することを防止している。また、成膜後に
おいても同様に、再度、5×10-6Torrのベース圧
まで真空引きする。従って、成膜直後のアルミニウム膜
に自然酸化膜が付着することを極力抑制することができ
る。
【0042】上記実施例のガス成分除去装置10に用い
た紫外線ランプ98は、一般的には、図8(A)に示す
ようにランプ98の中心部の紫外線の強度がその周辺部
よりも大きくなるので、ウエハWの中心側により多くの
紫外線が照射されることになる。そこで、これを防止す
るために、図8(A)に示すように紫外線ランプ98の
下方の中心部に、ウエハWの直径よりも小さな直径の例
えば紫外線半透過材製のフィルタ手段196を設けて、
ウエハ中心部における紫外線量を少し抑制するようにし
てもよい。これによれば、図8(B)に示すようにウエ
ハ中心部の紫外線の強度は少し抑制され、その結果、ウ
エハ面内に略均一強度の紫外線を照射することができ、
ウエハ面内の処理の均一性を更に向上させることができ
る。このフィルタ手段196の直径や厚さは、処理すべ
きウエハの直径やランプ強度に依存して設計し、紫外線
の強度分布がウエハ面内に亘って略同一値となるように
適性値を求める。
た紫外線ランプ98は、一般的には、図8(A)に示す
ようにランプ98の中心部の紫外線の強度がその周辺部
よりも大きくなるので、ウエハWの中心側により多くの
紫外線が照射されることになる。そこで、これを防止す
るために、図8(A)に示すように紫外線ランプ98の
下方の中心部に、ウエハWの直径よりも小さな直径の例
えば紫外線半透過材製のフィルタ手段196を設けて、
ウエハ中心部における紫外線量を少し抑制するようにし
てもよい。これによれば、図8(B)に示すようにウエ
ハ中心部の紫外線の強度は少し抑制され、その結果、ウ
エハ面内に略均一強度の紫外線を照射することができ、
ウエハ面内の処理の均一性を更に向上させることができ
る。このフィルタ手段196の直径や厚さは、処理すべ
きウエハの直径やランプ強度に依存して設計し、紫外線
の強度分布がウエハ面内に亘って略同一値となるように
適性値を求める。
【0043】また、金属成膜としてはアルミニウム膜を
成膜する場合に限定されず、他の成膜、例えばTi,T
iN,W,Cu等を成膜する場合にも適用することがで
きる。更には、半導体ウエハに成膜する場合に限られ
ず、他の被処理体、例えばLCD基板やガラス基板に成
膜する場合にも適用できるのは勿論である。
成膜する場合に限定されず、他の成膜、例えばTi,T
iN,W,Cu等を成膜する場合にも適用することがで
きる。更には、半導体ウエハに成膜する場合に限られ
ず、他の被処理体、例えばLCD基板やガラス基板に成
膜する場合にも適用できるのは勿論である。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明のガス成分除
去装置及びこれを用いたクラスタツール装置によれば、
次のように優れた作用効果を発揮することができる。被
処理体を加熱手段により加熱すると同時に紫外線照射手
段からの紫外線をその表面に照射するようにしたので、
これらの相乗効果により被処理体の表面に付着している
ガス成分、例えばBCl3 等を励起してこれを被処理体
表面から効率的に分離させて排除することができる。従
って、この表面に形成される例えばアルミニウム膜等の
金属成膜の電気的特性が劣化することを防止することが
できる。また、紫外線照射手段に所定のフィルタ手段を
設けたので、紫外線強度が大きくなる傾向にある被処理
体中心部における紫外線強度を抑制して被処理体の面内
略均一となるように紫外線強度を分布させることがで
き、処理の面内均一性を高めることができる。また、紫
外線検出手段と報知手段を設けることにより、経年変化
等により劣化した紫外線ランプの寿命を知ることがで
き、紫外線照射不足によるガス成分除去処理が不十分と
なることを防止でき、ガス成分除去処理を略確実に行な
うことができる。
去装置及びこれを用いたクラスタツール装置によれば、
次のように優れた作用効果を発揮することができる。被
処理体を加熱手段により加熱すると同時に紫外線照射手
段からの紫外線をその表面に照射するようにしたので、
これらの相乗効果により被処理体の表面に付着している
ガス成分、例えばBCl3 等を励起してこれを被処理体
表面から効率的に分離させて排除することができる。従
って、この表面に形成される例えばアルミニウム膜等の
金属成膜の電気的特性が劣化することを防止することが
できる。また、紫外線照射手段に所定のフィルタ手段を
設けたので、紫外線強度が大きくなる傾向にある被処理
体中心部における紫外線強度を抑制して被処理体の面内
略均一となるように紫外線強度を分布させることがで
き、処理の面内均一性を高めることができる。また、紫
外線検出手段と報知手段を設けることにより、経年変化
等により劣化した紫外線ランプの寿命を知ることがで
き、紫外線照射不足によるガス成分除去処理が不十分と
なることを防止でき、ガス成分除去処理を略確実に行な
うことができる。
【0045】更に、屈曲変形した紫外線ランプを使用す
ることにより使用ランプ数を少なくでき、それに対応し
て使用する紫外線検出手段の使用数も少なくできるので
コスト削減に寄与することができる。 更に、このような
ガス成分除去処理装置を成膜処理装置と共にクラスタツ
ール装置に組み込むことにより、ガス成分除去後の被処
理体を大気に晒すことなく、これに金属成膜を施すこと
ができ、従って、被処理体にガスや水分が再付着するこ
とがないので、金属成膜の電気的特性を一層向上させる
ことができる。
ることにより使用ランプ数を少なくでき、それに対応し
て使用する紫外線検出手段の使用数も少なくできるので
コスト削減に寄与することができる。 更に、このような
ガス成分除去処理装置を成膜処理装置と共にクラスタツ
ール装置に組み込むことにより、ガス成分除去後の被処
理体を大気に晒すことなく、これに金属成膜を施すこと
ができ、従って、被処理体にガスや水分が再付着するこ
とがないので、金属成膜の電気的特性を一層向上させる
ことができる。
【図1】本発明に係るクラスタツール装置を示す概略平
面図平面図である。
面図平面図である。
【図2】ガス成分除去処理装置を示す構成図である。
【図3】加熱ヒータユニットのユニット装着板を示す平
面図である。
面図である。
【図4】加熱ヒータユニットの着脱状態を示す分解図で
ある。
ある。
【図5】紫外線照射手段を示す側面図である。
【図6】紫外線照射手段を示す平面図である。
【図7】成膜処理装置を示す構成図である。
【図8】フィルタ手段を設けた時の紫外線の強度分布を
示す図である。
示す図である。
2 クラスタツール装置 4 共通搬送室 10 水分除去処理装置 12 ガス成分除去処理装置 14 酸化膜除去処理装置 16 第1の成膜処理装置 18 第2の成膜処理装置 20 冷却処理装置 26 処理容器 40 載置台 44 加熱ヒータ(加熱手段) 84 紫外線照射手段 85 透過板 98 紫外線ランプ 114 紫外線検出器(紫外線検出手段) 116 判定部 117 報知手段 196 フィルタ手段 W 半導体ウエハ(被処理体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 哲 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の1 東京エレクトロン山梨株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−99247(JP,A) 特開 平4−214868(JP,A) 特開 昭60−76116(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/285 H02L 21/302 H01L 21/31 - 21/32
Claims (5)
- 【請求項1】 被処理体の表面に付着しているガス成分
を除去するためのガス成分除去処理装置において、前記
被処理体を載置する載置台を内部に有する真空引き可能
になされた処理容器と、前記載置台上の前記被処理体を
加熱する加熱手段と、前記載置台上の前記被処理体に紫
外線を照射して前記ガス成分を励起するための紫外線照
射手段とを備え、 前記紫外線照射手段は、前記被処理体に照射される紫外
線量を面内に亘って均一化させるためのフィルタ手段を
有する ように構成したことを特徴とするガス成分除去処
理装置。 - 【請求項2】 前記紫外線照射手段は、屈曲成形された
紫外線ランプを有することを特徴とする請求項1記載の
ガス成分除去処理装置。 - 【請求項3】 前記紫外線照射手段の紫外線の強度を検
出する紫外線検出手段と、この紫外線検出手段の検出値
が所定の値以下になったことに応答してその旨を知らせ
る報知手段とを備えるように構成したことを特徴とする
請求項1または2記載のガス成分除去処理装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいづれかに記載された
ガス成分除去処理装置と、ガス成分除去処理後の前記被
処理体の表面に熱CVDにより金属成膜を形成する成膜
処理装置とを、真空引き可能になされた共通搬送室によ
り連結するように構成したことを特徴とするクラスタツ
ール装置。 - 【請求項5】 前記金属成膜は、アルミニウム膜である
ことを特徴とする請求項4記載のクラスタツール装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35179995A JP3281525B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | ガス成分除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置 |
TW085116148A TW490727B (en) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Clustered tool apparatus |
KR1019960074144A KR100449115B1 (ko) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | 클러스터툴장치,대상물에알루미늄막을형성하는성막방법및가스성분제거처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35179995A JP3281525B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | ガス成分除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09186110A JPH09186110A (ja) | 1997-07-15 |
JP3281525B2 true JP3281525B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=18419691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35179995A Expired - Fee Related JP3281525B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | ガス成分除去処理装置及びこれを用いたクラスタツール装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3281525B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4741769B2 (ja) * | 1999-07-26 | 2011-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2009260377A (ja) * | 2001-12-25 | 2009-11-05 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び処理装置 |
JP2008235678A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Ushio Inc | 紫外線照射器、紫外線照射装置及び膜質改質方法 |
JP2011023663A (ja) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Ulvac Japan Ltd | 真空処理装置 |
KR102659437B1 (ko) * | 2018-07-24 | 2024-04-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 디스플레이 장치 제조 방법 및 디스플레이 장치 제조 시스템 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP35179995A patent/JP3281525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09186110A (ja) | 1997-07-15 |
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---|---|---|---|
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