(57)【要約】【課題】  半導体装置の製造効率を向上させることができるようにした半導体装置の製造装置を提供する。【解決手段】  ウエーハ上に形成された層間絶縁膜をドライエッチングして半導体装置を製造する装置であって、層間絶縁膜が形成されたウエーハを収容し、当該層間絶縁膜をプラズマ雰囲気中でドライエッチングするための第２チャンバ２０と、レジストパターンをアッシングするための第３チャンバ３０と、アッシング後のウエーハを収容し、当該ウエーハを所定条件で熱処理するための第４チャンバ４０と、これら第２〜第４チャンバ２０，３０，４０間でウエーハを受け渡しする搬送アーム９を備えた搬送室７とを有するものである。【選択図】  図１
2006108470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハ上に形成された被エッチング膜をドライエッチングして半導体装置を製造する装置であって、
前記被エッチング膜が形成された前記ウエーハを収容し、当該被エッチング膜をプラズマ雰囲気中でドライエッチングするためのエッチング用チャンバと、
前記ドライエッチング後に前記ウエーハを収容し、当該ウエーハを所定条件で熱処理するための熱処理用チャンバと、
前記熱処理用チャンバと前記エッチング用チャンバとの両方に臨んで、前記熱処理用チャンバとの間及び、前記エッチング用チャンバとの間でそれぞれ前記ウエーハの受け渡しをするための共通の搬送室と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
レジストパターンをアッシングして除去するためのアッシング用チャンバを備え、
前記搬送室は、前記アッシング用チャンバとの間で前記ウエーハの受け渡しするために、前記アッシング用チャンバに臨んでいることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
前記熱処理用チャンバ内では、前記ウエーハをランプ加熱方式で熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造装置に関し、特に、プラズマを用いたドライエッチングが行われるエッチング用チャンバと、プラズマダメージの除去を目的とした熱処理が行われる熱処理用チャンバとを備えたマルチチャンバ方式のドライエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程で、ウエーハ上に形成された層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する場合には、この層間絶縁膜上にコンタクトホール形成領域の上方のみを開口し、その他の領域の上方を覆うレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクに層間絶縁膜をドライエッチングする。このドライエッチングには、例えばプラズマを利用したマルチチャンバ方式の枚葉処理装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特にコンタクトホールを形成する場合には、そのオーバエッチングによって、ウエーハの表面もプラズマ雰囲気に晒され、プラズマダメージ（プラズマに起因する結晶構造の損傷）を受けてしまう。このようなプラズマダメージをウエーハにそのまま残しておくと、このウエーハに形成されるトランジスタのスレショールド電圧（Ｖｔｈ）特性が、その設計値に対して変動してしまう可能性が高くなる。
【０００４】
そこで、コンタクトホールを形成した後で、バッチあるいは枚葉式の熱処理装置を用いてウエーハを熱処理し、ウエーハからプラズマダメージを取り除く。これにより、Ｖｔｈ特性の変動を抑えることが可能である。
【特許文献１】特開２００３−２３０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来例に係る半導体装置の製造工程では、プラズマ雰囲気中でのドライエッチング（以下、「プラズマエッチング」という。）工程と、プラズマダメージの除去を目的とした熱処理工程とを、それぞれ別々の装置を用いて行っていた。これら２つの処理を行うためには、ドライエッチング装置から熱処理装置へウエーハを搬送しなければならないが、これら２つの装置はそれぞれ別々の装置であり、両方の装置に跨るウエーハの搬送には時間がかかった。そのため、半導体装置の製造工程の効率化が妨げられているという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、半導体装置の製造効率を向上させることができるようにした半導体装置の製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の半導体装置の製造装置は、ウエーハ上に形成された被エッチング膜をドライエッチングして半導体装置を製造する装置であって、前記被エッチング膜が形成された前記ウエーハを収容し、当該被エッチング膜をプラズマ雰囲気中でドライエッチングするためのエッチング用チャンバと、前記ドライエッチング後に前記ウエーハを収容し、当該ウエーハを所定条件で熱処理するための熱処理用チャンバと、前記熱処理用チャンバと前記エッチング用チャンバとの両方に臨んで、前記熱処理用チャンバとの間及び、前記エッチング用チャンバとの間でそれぞれ前記ウエーハの受け渡しをするための共通の搬送室と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、被エッチング膜とは、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）膜等からなる層間絶縁膜のことである。また、所定条件としては、例えば、処理温度を３００℃以上に設定し、処理ガスとしてＮ２、Ａｒ及び微量のＨ２を含む混合ガスを用いる条件が挙げられる。
発明１の半導体装置の製造装置によれば、エッチング用チャンバと、熱処理用チャンバと、搬送室とが一体となって製造装置を構成しているので、ドライエッチング工程と熱処理工程との間のウエーハの搬送にそれほど時間がかからず、これらの処理工程を連続的に行うことが可能である。これにより、半導体装置の製造効率を向上させることができる。
【０００９】
〔発明２〕  発明２の半導体装置の製造装置は、発明１の半導体装置の製造装置において、レジストパターンをアッシングして除去するためのアッシング用チャンバを備え、前記搬送室は、前記アッシング用チャンバとの間で前記ウエーハの受け渡しするために、前記アッシング用チャンバに臨んでいることを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成であれば、エッチング用チャンバと、熱処理用チャンバと、アッシング用チャンバと、搬送室とが一体となって製造装置を構成しているので、ドライエッチング工程と、アッシング工程と、熱処理工程との間のウエーハの搬送にそれほど時間がかからず、これらの処理工程を連続的に行うことが可能である。
例えば、被エッチング膜上にレジストパターンが形成されており、このレジストパターンをマスクに被エッチング膜をドライエッチングする場合には、ドライエッチング工程と、アッシング工程と、熱処理工程とを連続的に行うことが可能である。また、被エッチング膜上にレジストパターンが形成されていない場合には、ドライエッチング工程と、熱処理工程とを連続的に行うことが可能である。
【００１１】
〔発明３〕  発明３の半導体装置の製造装置は、発明１又は発明２の半導体装置の製造装置において、前記熱処理用チャンバ内では、前記ウエーハをランプ加熱方式で熱処理することを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成であれば、熱処理用チャンバ内でウエーハを高速で昇降温させることができるので、その処理時間を最小限にすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体装置の製造装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るドライエッチング装置１００の構成例を示す概念図である。
図１に示すように、このドライエッチング装置１００は、ロードロック室１と、第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０と、搬送室７と、搬送アーム９と、図示しない真空ポンプとを有し、搬送室７の周りにロードロック室１と、第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０とを配置したマルチチャンバ方式の枚葉処理装置である。
【００１４】
図１に示すロードロック室１は、ウエーハをドライエッチング装置１００内に搬入出するための処理室である。このロードロック室１には、ローダ３とアンローダ５とが設けられている。また、第１チャンバ１０は、ドライエッチング前のウエーハのオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という。）を位置合わせするための処理室である。この第１チャンバ１０内で、ウエーハのＯＦは例えば搬送室７側に向けられる。
【００１５】
図１に示す第２チャンバ２０は、ウエーハ上に形成された被エッチング膜をプラズマ雰囲気中でドライエッチング（即ち、プラズマエッチング）するための処理室である。ここで、被エッチング膜とは、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）膜等からなる層間絶縁膜のことである。
この第２チャンバ２０内では、例えば、コンタクトホール形成領域の上方のみを開口し、その他の領域の上方を覆うレジストパターン（以下、「コンタクトホール形成用のレジストパターン」という。）をマスクに、層間絶縁膜のエッチング処理が行われる。また、第３チャンバ３０は、レジストパターンをアッシングして除去するための処理室である。
【００１６】
図１に示す第４チャンバ４０は、主に第２チャンバ２０でプラズマダメージを受けたウエーハを熱処理するための処理室である。この第４チャンバ４０内での熱処理方式は、例えばランプ加熱方式（ＲＴＡ）である。熱処理方式をＲＴＡとすることで、ウエーハを高速で昇降温させることができ、その処理時間を最小限にすることができる。
また、搬送室７は、ロードロック室１と、第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０との間で、ウエーハを受け渡しするための搬送アーム９を備えた処理室である。この搬送室７とロードロック室１、及び、搬送室７と第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０とがそれぞれ面する部分には、それぞれシャッタ（図示せず）が設けられている。これらのシャッタは、搬送アーム９によってウエーハの搬入出が行われるときだけ開放され、それ以外のときは閉じている。
【００１７】
このドライエッチング装置では、図示しない真空ポンプによって、ロードロック室１と、第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０と、搬送室７とがそれぞれが排気され、それぞれの内部がほぼ真空状態に保たれる。
図２はドライエッチング装置１００による製品処理の概要を示すフローチャートである。ここでは、図１に示したドライエッチング装置１００を用いて、ウエーハ上の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、その後、このウエーハを熱処理する場合を想定する。
【００１８】
まず始めに、図２のステップ（Ｓ）１で、コンタクトホール形成用のレジストパターンが形成されたウエーハをロードロック室１のローダ３に配置する。ここでは、例えば２５枚（１ロット）のウエーハをローダ３に配置する。ウエーハを配置した後、図２のステップ（Ｓ）２へ進む。
ステップ（Ｓ）２では、搬送アーム９によって、ロードロック室１からウエーハを１枚取り出し、取り出したウエーハを第１チャンバ１０内に搬入する。そして、この第１チャンバ１０内で、ウエーハのＯＦ合わせを行う。次に、図２のステップ（Ｓ）３へ進む。
【００１９】
ステップ（Ｓ）３では、搬送アーム９によって、第１チャンバ１０内からウエーハを搬出し、搬出したウエーハを第２チャンバ２０内に搬入する。この第２チャンバ２０内では、コンタクトホール形成用のレジストパターンをマスクに層間絶縁膜をプラズマエッチングして、ウエーハの表面に至るコンタクトホールを形成する。次に、図２のステップ（Ｓ）４へ進む。
【００２０】
ステップ（Ｓ）４では、層間絶縁膜上にレジストパターンが有るか無いかを判断する。この判断は、例えばドライエッチング装置１００に入力された製品処理のレシピーに基づいて、ドライエッチング装置１００の制御部（図示せず）が行う。ここでは、層間絶縁膜上にコンタクトホール形成用のレジストパターンが形成されているので、図２のステップ（Ｓ）５へ進む
ステップ（Ｓ）５では、搬送アーム９によって、第２チャンバ２０内からウエーハを搬出し、搬出したウエーハを第３チャンバ３０内に搬入する。この第３チャンバ３０内で、コンタクトホール形成用のレジストパターンがＯ２プラズマによってアッシングされて、除去される。次に、図２のステップ（Ｓ）６へ進む。
【００２１】
ステップ（Ｓ）６では、搬送アーム９によって、第３チャンバ３０内からウエーハを搬出し、搬出したウエーハを第４チャンバ４０内に搬入する。第４チャンバ４０内では、プラズマダメージの除去を目的に、ウエーハを例えばＲＴＡで熱処理する。ＲＴＡの処理条件は、例えば、処理温度は３００℃以上、処理ガスはＮ２、Ａｒ及び微量のＨ２を含む混合ガスである。この熱処理を行った後、図２のステップ（Ｓ）７へ進む。
【００２２】
ステップ（Ｓ）７では、搬送アーム９によって、第４チャンバ４０内からウエーハを搬出し、搬出したウエーハをアンローダ５に配置する。このアンローダ５に
ウエーハが次々と配置され、その枚数が例えば２５枚に到達すると、ロードロック室１の真空状態が解除され、２５枚のウエーハはドライエッチング装置１００の外へ搬出される。これにより、図２のフローチャートを終了する。
【００２３】
なお、図２のステップ（Ｓ）４で、層間絶縁膜上にレジストパターンが無い場合には、アッシング処理は不要なので、ステップ（Ｓ）６へ進む。レジストパターンが無い場合としては、例えば、層間絶縁膜のエッチバック工程等が考えられる。
ところで、図１に示すドライエッチング装置１００は枚葉処理装置であるから、第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０内での各処理を同時に、並行して行うことが可能である。例えば、２５枚のウエーハの中で、Ｎｏ．２５からＮｏ．１の順にウエーハを処理する場合には、第４チャンバ４０内でＮｏ．２４のウエーハを熱処理している間、第３チャンバ３０内ではＮｏ．２３のウエーハをアッシング処理し、第２チャンバ２０内ではＮｏ．２２のウエーハをプラズマエッチング処理し、第１チャンバ１０内ではＮｏ．２１のウエーハをＯＦ合わせすることが可能である。
【００２４】
このように、本発明の実施形態に係るドライエッチング装置１００によれば、プラズマエッチング用の第２チャンバ２０と、アッシング用の第３チャンバ３０と、熱処理用の第４チャンバ４０と、搬送室７とが一体となって装置を構成している。従って、従来技術と比べて、プラズマエッチング工程と、アッシング工程と、熱処理工程との間でのウエーハの搬送にそれほど時間がかからず、これらの処理工程を連続的に行うことが可能である。これにより、半導体装置の製造効率を向上させることができる。
【００２５】
例えば、層間絶縁膜膜上にレジストパターンが形成されており、このレジストパターンをマスクに層間絶縁膜をプラズマエッチングする場合には、プラズマエッチング工程と、アッシング工程と、熱処理工程とを連続的に行うことが可能である。また、層間絶縁膜上にレジストパターンが形成されていない場合には、プラズマエッチング工程と、熱処理工程とを連続的に行うことが可能である。
【００２６】
また、従来技術では、少なくとも層間絶縁膜に対するプラズマエッチングと、ウエーハに対する熱処理とをそれぞれ別々の装置を用いて行っていたが、本発明の実施形態に係るドライエッチング装置１００では、それらの機能を１台の装置内に集約したので、ローダ３や、アンローダ５、搬送アーム９等を共有することができる。従って、従来技術と比べて、製造装置の占有面積を小さくすることが可能である。
【００２７】
この実施形態では、第２チャンバ２０が本発明のエッチング用チャンバに対応し、第３チャンバ３０が本発明のアッシング用チャンバに対応している。また、第４チャンバ４０が本発明の熱処理用チャンバに対応し、ドライエッチング装置１００が本発明の半導体装置の製造装置に対応している。
なお、図１では、ドライエッチング装置１００に第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０をそれぞれ１つずつ設ける場合を示したが、これら第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０の数は１つずつに限られるものではない。第１〜第４チャンバ１０，２０，３０，４０での処理時間に応じて、その数を選択的に増やしても良い。例えば、図１に示したドライエッチング装置１００において、第２チャンバ２０内でのプラズマエッチングの処理時間が長く、プラズマエッチングがドライエッチング装置１００全体の処理を律速するような場合には、第２チャンバ２０の数を２つにしても良い。これにより、ドライエッチング装置１００による製品処理の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態に係るドライエッチング装置１００の構成例を示す概念図。
【図２】ドライエッチング装置１００による製品処理の概要を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２９】
１  ロードロック室、３  ローダ、５  アンローダ、７  搬送室、９  搬送アーム、１０  第１チャンバ、２０  第２チャンバ、３０  第３チャンバ、４０  第４チャンバ、１００  ドライエッチング装置
【図１】
2006108470.tif 000003
【図２】
2006108470.tif 000004