(57)【要約】【課題】成膜時の待機時間を短縮しつつ、膜質の安定化を図る。【解決手段】ウェハＷを加熱するヒータＨ１をウェハ保持部２に設け、ロボットアーム３でウェハＷを処理チャンバ１１内に搬送しながら、ウェハＷを加熱する。【選択図】      図１
2004247555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜処理を行なう処理チャンバと、
前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、
前記ロードロック室と前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡し手段と、
前記受け渡し手段に設けられ、前記ウェハの予備加熱を行なう加熱手段とを備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
成膜処理を行なう処理チャンバと、
前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、
前記ロードロック室に設けられたウェハカセットと、
前記ロードロック室内に設けられ、前記ウェハカセットと前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡しロボットと、
前記受け渡しロボットに設けられ、前記ウェハを保持する受け渡しアームと、
前記受け渡しアームに設けられ、前記ウェハの予備加熱を行なうヒータと、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記成膜処理を段階的に行なわせる複数のデ
ポステージと、
前記処理チャンバ内の手前に設けられ、前記受け渡しアームにより受け渡されるウェハを一時的に載置する受け渡しステージとを備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
成膜処理を行なう処理チャンバと、
前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、
前記ロードロック室内に設けられ、前記ロードロック室と前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡し手段と、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記成膜処理を段階的に行なわせるデポステージと、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記受け渡し手段と前記デポステージとの間でウェハの受け渡しを仲介する受け渡しステージと、
前記デポステージと前記受け渡しステージの温度を独立制御する温度制御手段とを備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
成膜処理を行なう処理チャンバと、
前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、
前記ロードロック室に設けられたウェハカセットと、
前記ロードロック室内に設けられ、前記ウェハカセットと前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡しロボットと、
前記受け渡しロボットに設けられ、前記ウェハを保持する受け渡しアームと、前記処理チャンバ内に設けられ、前記成膜処理を段階的に行なわせる複数のデポステージと、
前記処理チャンバ内の手前に設けられ、前記受け渡しアームにより受け渡されるウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、
前記デポステージに設けられた第１のヒータと、
前記受け渡しステージに設けられた第２のヒータとを備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
ウェハの予備加熱を行いながら、前記ウェハを処理チャンバに搬入するステップと、
前記処理チャンバにて、前記予備加熱されたウェハの成膜処理を行なうステップとを備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
前記処理チャンバ内に搬入されたウェハを受け渡しステージ上に一時的に載置するステップと、
前記載置されたウェハを前記受け渡しステージ上で予備加熱するステップと、
前記予備加熱されたウェハをデポステージに移動させるステップと、
前記デポステージ上にて、前記移動されたウェハの成膜処理を行なうステップとを備えることを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成膜装置および成膜方法に関し、特に、ウェハの温度制御に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の成膜装置では、成膜時の膜質を安定化させるため、処理チャンバに搬入されたウェハが処理温度に達するまで待機してから、成膜を開始する方法があった。
図５は、従来の成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【０００３】
図５において、成膜装置には、ロードロック室７１および処理チャンバ８１が設けられ、ロードロック室７１と処理チャンバ８１とはゲートバルブＧＢ３１を介して連結されている。
ここで、ロードロック室７１には、複数のウェハＷを収納するウェハカセットＷＫ３１〜ＷＫ３３が設けられるとともに、ウェハカセットＷＫ３１〜ＷＫ３３と処理チャンバ８１との間でウェハＷの搬送を行なうロボットアーム７３が設けられ、ロボットアーム７３には、ウェハＷを保持するウェハ保持部７２が設けられている。
【０００４】
また、処理チャンバ８１には、複数のウェハＷを載置するウェハ載置台８２が設けられ、ウェハ載置台８２には、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１およびデポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７が設けられるとともに、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１および各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７にウェハＷを順次搬送するウェハ搬送アーム８３が設けられている。
【０００５】
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１は、処理チャンバ８１内の手前に設けられ、ロボットアーム７３により受け渡されるウェハＷを一時的に載置する。また、デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７は、各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７にウェハＷを順次搬送させて成膜処理を段階的に行なわせる。
また、ウェハ載置台８２には、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１およびデポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７を一括して加熱するヒータＨ３１が設けられ、ヒータＨ３１には、ヒータＨ３１の温度を制御する温度制御装置８４が接続されている。
【０００６】
そして、ロボットアーム７３は、ウェハカセットＷＫ３１〜ＷＫ３３からウェハＷを取り出し、ウェハＷをウェハ保持部７２で保持しながら、処理チャンバ８１内に搬入し、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１上に載置する。
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１およびデポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７は、ヒータＨ３１により３５０℃程度に設定され、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１上に載置されたウェハＷは、ウェハＷの温度が処理温度になるまでウェハ受け渡しステージＴＳ３１上で待機させられる。
【０００７】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１上に載置されたウェハＷの温度が処理温度に達すると、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１および各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７上に載置されているウェハＷはウェハ搬送アーム８３により持ち上げられる。
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１上に載置されていたウェハＷは、ウェハ搬送アーム８３によりデポステージＤＳ３１上に搬送されるとともに、各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３６上に載置されていたウェハＷはデポステージＤＳ３２〜ＤＳ３７にそれぞれ移され、デポステージＤＳ３７上に載置されていたウェハＷはウェハ受け渡しステージＴＳ３１に戻される。
【０００８】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１に戻されたウェハＷは、ロボットアーム７３により処理チャンバ８１から搬出されるとともに、各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７上に搬送されたウェハＷは、各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７上で成膜処理がそれぞれ行われる。
ここで、ウェハ載置台８２には、例えば、７個のデポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７が設けられているものとすると、各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７上では、１／７の膜厚分の成膜処理がそれぞれ行なわれる。
【０００９】
すなわち、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１上に載置されたウェハＷは、各デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７上に順次搬送されることで、７段階に分けて成膜処理が行なわれ、７層分の成膜処理が終了すると、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１に戻されて、処理チャンバ８１から搬出される。
従来の成膜方法で成膜した場合の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【００１０】
図６において、絶縁層９１上には、下層Ａｌ配線層９２が形成され、さらに、層間絶縁膜９３、平坦化膜９４および層間絶縁膜９５を介して上層Ａｌ配線層９６が形成されている。
そして、層間絶縁膜９３、９５には開口部９３´、９５´がそれぞれ形成され、開口部９３´、９５´を介して下層Ａｌ配線層９２と上層Ａｌ配線層９６とが接続されている。
【００１１】
ここで、層間絶縁膜９５は、例えば、ＴＥＯＳ膜から構成され、図５の成膜装置により、７段階に分けて成膜処理が行なわれる。
すなわち、層間絶縁膜９５全体の厚みがＤとすると、層間絶縁膜９５は、厚みがそれぞれＤ／７の第１層目積層膜９５ａ、第２層目積層膜９５ｂ、第３層目積層膜９５ｃ、第４層目積層膜９５ｄ、第５層目積層膜９５ｅ、第６層目積層膜９５ｆおよび第７層目積層膜９５ｇから構成される。
【００１２】
そして、第１層目積層膜９５ａがデポステージＤＳ３１上で積層され、第２層目積層膜９５ｂがデポステージＤＳ３２上で積層され、第３層目積層膜９５ｃがデポステージＤＳ３３上で積層され、第４層目積層膜９５ｄがデポステージＤＳ３４上で積層され、第５層目積層膜９５ｅがデポステージＤＳ３５上で積層され、第６層目積層膜９５ｆがデポステージＤＳ３６上で積層され、第７層目積層膜９５ｇがデポステージＤＳ３７上で積層される。
【００１３】
これにより、処理チャンバ８１内のデポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７を全て使って、１枚のウェハＷ上に層間絶縁膜９５を形成することができ、層間絶縁膜９５の膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウェハＷが処理チャンバ８１内に搬送され、ウェハＷが処理温度に達する前に成膜処理を開始すると、ウェハＷの温度が低いために、デポステージＤＳ３１上で成膜される第１層目積層膜９５ａの膜質が粗くなる。
そして、開口部９５´を形成するために、層間絶縁膜９５にエッチング処理を行なうと、第１層目積層膜９５ａが剥ぎ取られ、層間絶縁膜９５に段差９７が発生するため、上層Ａｌ配線層９６に段切れ９８が発生する。
【００１５】
このため、従来の成膜装置では、ウェハＷの温度が処理温度になるまで、ウェハ受け渡しステージＴＳ３１上でウェハＷを待機させる必要があり、ウェハＷの温度が処理温度になるまでには１０秒程度要するため、デポステージＤＳ３１〜ＤＳ３７上で行なわれる成膜処理が滞り、スループットが低下するという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、成膜時の待機時間を短縮しつつ、膜質均一性を向上させることが可能な成膜装置および成膜方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の成膜装置によれば、成膜処理を行なう処理チャンバと、前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、前記ロードロック室と前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡し手段と、前記受け渡し手段に設けられ、前記ウェハの予備加熱を行なう加熱手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、ウェハを加熱しながら、ロードロック室から処理チャンバへウェハを搬送することができ、ウェハの温度が既に処理温度に達した状態で、処理チャンバ内にウェハにウェハを搬入することができる。
このため、ウェハを処理温度に加熱するために、処理チャンバ内でウェハを待機させる必要がなくなり、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
【００１９】
また、請求項２記載の成膜装置によれば、成膜処理を行なう処理チャンバと、前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、前記ロードロック室に設けられたウェハカセットと、前記ロードロック室内に設けられ、前記ウェハカセットと前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡しロボットと、前記受け渡しロボットに設けられ、前記ウェハを保持する受け渡しアームと、前記受け渡しアームに設けられ、前記ウェハの予備加熱を行なうヒータと、前記処理チャンバ内に設けられ、前記成膜処理を段階的に行なわせる複数のデポステージと、前記処理チャンバ内の手前に設けられ、前記受け渡しアームにより受け渡されるウェハを一時的に載置する受け渡しステージとを備えることを特徴とする。
【００２０】
これにより、ウェハの温度が既に処理温度に達した状態で、受け渡しステージ上にウェハを載置することができ、ウェハの温度を処理温度に加熱するために、受け渡しステージ上でウェハを待機させる必要がなくなる。
このため、ウェハの加熱処理に要する時間を低減しつつ、処理チャンバ内のデポステージを全て使って、１枚のウェハ上に絶縁膜を形成することができ、スループットの低下を抑制しつつ、絶縁膜の膜質の均一性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、請求項３記載の成膜装置によれば、成膜処理を行なう処理チャンバと、前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、前記ロードロック室内に設けられ、前記ロードロック室と前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡し手段と、前記処理チャンバ内に設けられ、前記成膜処理を段階的に行なわせるデポステージと、前記処理チャンバ内に設けられ、前記受け渡し手段と前記デポステージとの間でウェハの受け渡しを仲介する受け渡しステージと、前記デポステージと前記受け渡しステージの温度を独立制御する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、デポステージ上の温度に比べて受け渡しステージ上の温度を高温に設定することができ、受け渡しステージ上でウェハを急速加熱することができる。
このため、ウェハを処理温度に加熱するために、受け渡しステージ上での待機時間を減らすことが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、請求項４記載の成膜装置によれば、成膜処理を行なう処理チャンバと、前記処理チャンバに連結されたロードロック室と、前記ロードロック室に設けられたウェハカセットと、前記ロードロック室内に設けられ、前記ウェハカセットと前記処理チャンバとの間でウェハの受け渡しを行なう受け渡しロボットと、前記受け渡しロボットに設けられ、前記ウェハを保持する受け渡しアームと、前記処理チャンバ内に設けられ、前記成膜処理を段階的に行なわせる複数のデポステージと、前記処理チャンバ内の手前に設けられ、前記受け渡しアームにより受け渡されるウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、前記デポステージに設けられた第１のヒータと、前記受け渡しステージに設けられた第２のヒータとを備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、デポステージと受け渡しステージの温度を独立制御することが可能となり、デポステージ上の温度に比べて受け渡しステージ上の温度を高温に設定することができる。
このため、受け渡しステージ上でウェハを急速加熱することができ、ウェハを処理温度に加熱するために、受け渡しステージ上での待機時間を減らすことが可能となることから、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、請求項５記載の成膜方法によれば、ウェハの予備加熱を行いながら、前記ウェハを処理チャンバに搬入するステップと、前記処理チャンバにて、前記予備加熱されたウェハの成膜処理を行なうステップとを備えることを特徴とする。これにより、ウェハを処理チャンバに搬入するための時間を使って、ウェハを処理温度に加熱することができ、ウェハを処理温度に加熱するための待機時間を低減することが可能となることから、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
【００２６】
また、請求項６記載の成膜方法によれば、前記処理チャンバ内に搬入されたウェハを受け渡しステージ上に一時的に載置するステップと、前記載置されたウェハを前記受け渡しステージ上で予備加熱するステップと、前記予備加熱されたウェハをデポステージに移動させるステップと、前記デポステージ上にて、前記移動されたウェハの成膜処理を行なうステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
これにより、受け渡しステージ上の温度をデポステージ上の温度に比べて高温に設定して、受け渡しステージ上でウェハを急速加熱することができ、ウェハを処理温度に加熱するための待機時間を低減することが可能となることから、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る成膜装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【００２９】
図１において、成膜装置には、ロードロック室１および処理チャンバ１１が設けられ、ロードロック室１と処理チャンバ１１とはゲートバルブＧＢ１を介して連結されている。
ここで、ロードロック室１には、複数のウェハＷを収納するウェハカセットＷＫ１〜ＷＫ３が設けられるとともに、ウェハカセットＷＫ１〜ＷＫ３と処理チャンバ１１との間でウェハＷの搬送を行なうロボットアーム３が設けられ、ロボットアーム３には、ウェハＷを保持するウェハ保持部２が設けられている。
【００３０】
また、ウェハ保持部２には、ウェハＷを加熱するヒータＨ１が設けられ、ヒータＨ１には、ヒータＨ１の温度を制御する温度制御装置４が接続されている。
また、処理チャンバ１１には、複数のウェハＷを載置するウェハ載置台１２が設けられ、ウェハ載置台１２には、ウェハ受け渡しステージＴＳ１およびデポステージＤＳ１〜ＤＳ７が設けられるとともに、ウェハ受け渡しステージＴＳ１および各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７にウェハＷを順次搬送するウェハ搬送アーム８３が設けられている。
【００３１】
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ１は、処理チャンバ１１内の手前に設けられ、ロボットアーム３により受け渡されるウェハＷを一時的に載置する。また、デポステージＤＳ１〜ＤＳ７は、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７にウェハＷを順次搬送させて成膜処理を段階的に行なわせる。
また、ウェハ載置台１２には、ウェハ受け渡しステージＴＳ１およびデポステージＤＳ１〜ＤＳ７を一括して加熱するヒータＨ１が設けられ、ヒータＨ１には、ヒータＨ１の温度を制御する温度制御装置１４が接続されている。
【００３２】
そして、ロボットアーム３は、ウェハカセットＷＫ１〜ＷＫ３からウェハＷを取り出し、ウェハＷをウェハ保持部２で保持しながら、処理チャンバ１１内に搬入し、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置する。
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ１およびデポステージＤＳ１〜ＤＳ７は、ヒータＨ１により３５０℃程度に設定され、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置されるウェハＷは、ロボットアーム３によるウェハＷの搬送時に、ウェハ保持部２に設けられたヒータＨ１により加熱される。
【００３３】
このため、ウェハＷの温度が既に処理温度に達した状態で、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上にウェハＷを載置することができ、ウェハＷの温度を処理温度に加熱するために、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上でウェハＷを待機させる必要がなくなる。
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上にウェハＷが載置されると、ウェハ受け渡しステージＴＳ１および各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上に載置されているウェハＷはウェハ搬送アーム１３により持ち上げられる。
【００３４】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置されていたウェハＷは、ウェハ搬送アーム１３によりデポステージＤＳ上に搬送されるとともに、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ６上に載置されていたウェハＷはデポステージＤＳ２〜ＤＳ７にそれぞれ移され、デポステージＤＳ７上に載置されていたウェハＷはウェハ受け渡しステージＴＳ１に戻される。
【００３５】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１に戻されたウェハＷは、ロボットアーム３により処理チャンバ１１から搬出されるとともに、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上に搬送されたウェハＷは、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上で成膜処理がそれぞれ行われる。
ここで、ウェハ載置台１２には、例えば、７個のデポステージＤＳ１〜ＤＳ７が設けられているものとすると、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上では、１／７の膜厚分の成膜処理がそれぞれ行なわれる。
【００３６】
すなわち、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置されたウェハＷは、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上に順次搬送されることで、７段階に分けて成膜処理が行なわれ、７層分の成膜処理が終了すると、ウェハ受け渡しステージＴＳ１に戻されて、処理チャンバ１１から搬出される。
図２は、図１の成膜方法で成膜した場合の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【００３７】
図２において、絶縁層２１上には、下層Ａｌ配線層２２が形成され、さらに、層間絶縁膜２３、平坦化膜２４および層間絶縁膜２５を介して上層Ａｌ配線層２６が形成されている。
そして、層間絶縁膜２３、２５には開口部２３´、２５´がそれぞれ形成され、開口部２３´、２５´を介して下層Ａｌ配線層２２と上層Ａｌ配線層２６とが接続されている。
【００３８】
ここで、層間絶縁膜２５は、例えば、ＴＥＯＳ膜から構成され、図１の成膜装置により、７段階に分けて成膜処理が行なわれる。
すなわち、層間絶縁膜２５全体の厚みがＤとすると、層間絶縁膜２５は、厚みがそれぞれＤ／７の第１層目積層膜２５ａ、第２層目積層膜２５ｂ、第３層目積層膜２５ｃ、第４層目積層膜２５ｄ、第５層目積層膜２５ｅ、第６層目積層膜２５ｆおよび第７層目積層膜２５ｇから構成される。
【００３９】
そして、第１層目積層膜２５ａをデポステージＤＳ１上で積層し、第２層目積層膜２５ｂをデポステージＤＳ２上で積層し、第３層目積層膜２５ｃをデポステージＤＳ３上で積層し、第４層目積層膜２５ｄをデポステージＤＳ４上で積層し、第５層目積層膜２５ｅをデポステージＤＳ５上で積層し、第６層目積層膜２５ｆをデポステージＤＳ６上で積層し、第７層目積層膜２５ｇをデポステージＤＳ７上で積層する。
【００４０】
ここで、ウェハＷが処理チャンバ１１内に搬送された時には、図１のヒータＨ１によりウェハＷが既に加熱されているので、ウェハＷの直ちに開始した場合においても、デポステージＤＳ１上で成膜される第１層目積層膜２５ａの膜質が粗くなることを防止することができる。
このため、ウェハＷの加熱処理に要する時間を低減しつつ、処理チャンバ１１内のデポステージＤＳ１〜ＤＳ７を全て使って、１枚のウェハＷ上に層間絶縁膜２５を形成することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、層間絶縁膜２５の膜質の均一性を向上させることが可能となる。
【００４１】
図３は、本発明の第２実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す平面図である。
図３において、成膜装置には、ロードロック室３１および処理チャンバ４１が設けられ、ロードロック室３１と処理チャンバ４１とはゲートバルブＧＢ１１を介して連結されている。
【００４２】
ここで、ロードロック室３１には、複数のウェハＷを収納するウェハカセットＷＫ１１〜ＷＫ１３が設けられるとともに、ウェハカセットＷＫ１１〜ＷＫ１３と処理チャンバ４１との間でウェハＷの搬送を行なうロボットアーム３３が設けられ、ロボットアーム３３には、ウェハＷを保持するウェハ保持部３２が設けられている。
【００４３】
また、処理チャンバ４１には、複数のウェハＷを載置するウェハ載置台４２が設けられ、ウェハ載置台４２には、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１およびデポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７が設けられるとともに、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１および各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７にウェハＷを順次搬送するウェハ搬送アーム４３が設けられている。
【００４４】
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１は、処理チャンバ４１内の手前に設けられ、ロボットアーム３３により受け渡されるウェハＷを一時的に載置する。また、デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７は、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７にウェハＷを順次搬送させて成膜処理を段階的に行なわせる。
また、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７およびウェハ受け渡しステージＴＳ１１には、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７およびウェハ受け渡しステージＴＳ１１を独立して加熱するヒータＨ１１〜１８がそれぞれ設けられ、各ヒータＨ１１〜１８には、各ヒータＨ１１〜１８の温度を独立に制御する温度制御装置４４が接続されている。
【００４５】
そして、ロボットアーム３３は、ウェハカセットＷＫ１１〜ＷＫ１３からウェハＷを取り出し、ウェハＷをウェハ保持部３２で保持しながら、処理チャンバ４１内に搬入し、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上に載置する。
ここで、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７は、ヒータＨ１１〜Ｈ１７により、例えば、３５０℃程度に設定され、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１は、ヒータＨ１８により、例えば、４５０℃程度に設定される。
【００４６】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上に載置されたウェハＷは、ウェハＷの温度が処理温度になるまで、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上で待機させられる。
ここで、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７とウェハ受け渡しステージＴＳ１１の温度を独立制御することにより、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上の温度に比べてウェハ受け渡しステージＴＳ１１上の温度を高温に設定することができる。
【００４７】
このため、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上でウェハＷを急速加熱することができ、ウェハＷを処理温度に加熱するために、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上での待機時間を減らすことが可能となることから、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上に載置されたウェハＷが処理温度に達すると、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１および各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上に載置されているウェハＷはウェハ搬送アーム４３により持ち上げられる。
【００４８】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上に載置されていたウェハＷは、ウェハ搬送アーム４３によりデポステージＤＳ１１上に搬送されるとともに、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１６上に載置されていたウェハＷはデポステージＤＳ１２〜ＤＳ１７にそれぞれ移され、デポステージＤＳ１７上に載置されていたウェハＷはウェハ受け渡しステージＴＳ１１に戻される。
【００４９】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１に戻されたウェハＷは、ロボットアーム３３により処理チャンバ４１から搬出されるとともに、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上に搬送されたウェハＷは、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上で成膜処理がそれぞれ行われる。
図４は、本発明の第３実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【００５０】
図４において、成膜装置には、ロードロック室５１および処理チャンバ６１が設けられ、ロードロック室５１と処理チャンバ６１とはゲートバルブＧＢ２１を介して連結されている。
ここで、ロードロック室５１には、複数のウェハＷを収納するウェハカセットＷＫ２１〜ＷＫ２３が設けられるとともに、ウェハカセットＷＫ２１〜ＷＫ２３と処理チャンバ５１との間でウェハＷの搬送を行なうロボットアーム５３が設けられ、ロボットアーム５３には、ウェハＷを保持するウェハ保持部５２が設けられている。
【００５１】
また、処理チャンバ６１には、複数のウェハＷを載置するウェハ載置台６２が設けられ、ウェハ載置台６２には、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１およびデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７が設けられるとともに、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１および各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７にウェハＷを順次搬送するウェハ搬送アーム６３が設けられている。
【００５２】
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１は、処理チャンバ６１内の手前に設けられ、ロボットアーム５３により受け渡されるウェハＷを一時的に載置する。また、デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７は、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７にウェハＷを順次搬送させて成膜処理を段階的に行なわせる。
また、ウェハ載置台６２には、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７を一括して加熱するヒータＨ２１が設けられ、ヒータＨ２１には、ヒータＨ２１の温度を制御する温度制御装置６４ａが接続されるとともに、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１には、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１を独自に加熱するヒータＨ２２が設けられ、ヒータＨ２２には、ヒータＨ２２の温度を独立に制御する温度制御装置６４ｂが接続されている。
【００５３】
そして、ロボットアーム５３は、ウェハカセットＷＫ２１〜ＷＫ２３からウェハＷを取り出し、ウェハＷをウェハ保持部５２で保持しながら、処理チャンバ６１内に搬入し、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上に載置する。
ここで、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７は、ヒータＨ２１により、例えば、３５０℃程度に設定され、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１は、ヒータＨ２２により、例えば、４５０℃程度に設定される。
【００５４】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上に載置されたウェハＷは、ウェハＷの温度が処理温度になるまで、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上で待機させられる。
ここで、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７とウェハ受け渡しステージＴＳ２１の温度を独立制御することにより、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上の温度に比べてウェハ受け渡しステージＴＳ２１上の温度を高温に設定することができる。
【００５５】
このため、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上でウェハＷを急速加熱することができ、ウェハＷを処理温度に加熱するために、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上での待機時間を減らすことが可能となることから、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上に載置されたウェハＷが処理温度に達すると、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１および各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上に載置されているウェハＷはウェハ搬送アーム６３により持ち上げられる。
【００５６】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上に載置されていたウェハＷは、ウェハ搬送アーム６３によりデポステージＤＳ２１上に搬送されるとともに、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２６上に載置されていたウェハＷはデポステージＤＳ２２〜ＤＳ２７にそれぞれ移され、デポステージＤＳ２７上に載置されていたウェハＷはウェハ受け渡しステージＴＳ２１に戻される。
【００５７】
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１に戻されたウェハＷは、ロボットアーム５３により処理チャンバ６１から搬出されるとともに、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上に搬送されたウェハＷは、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上で成膜処理がそれぞれ行われる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成膜処理を行なうための加熱手段とは別個に、ウェハを予備加熱するための加熱手段を設けることにより、ウェハを処理温度に加熱するための待機時間を低減することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、膜質均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１の成膜方法で成膜した場合の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】従来の成膜装置の概略構成を示す平面図である。
【図６】従来の成膜方法で成膜した場合の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１、３１、５１  ロードロック室、２、３２、５２  ウェハ保持部、３、３３、５３  ロボットアーム、４、１４、４４、６４ａ、６４ｂ  温度制御装置、Ｗウェハ、ＷＫ１〜ＷＫ３、ＷＫ１１〜ＷＫ１３、ＷＫ２１〜ＷＫ２３  ウェハカセット、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ１１〜Ｈ１８、Ｈ２１、Ｈ２２  ヒータ、１１、４１、６１  処理チャンバ、１２、４２、６２  ウェハ載置台、１３、４３、６３  ウェハ搬送アーム、ＧＢ１、ＧＢ１１、ＧＢ２１  ゲートバルブ、ＴＳ１、ＴＳ１１、ＴＳ２１  ウェハ受け渡しステージ、ＤＳ１〜ＤＳ７、ＤＳ１１〜ＤＳ１７、ＤＳ２１〜ＤＳ２７  デポステージ、２１  絶縁層、２２  下層Ａｌ配線層、２３、２５  層間絶縁膜、２４  平坦化膜、２６  上層Ａｌ配線層、２３´、２５´  開口部  ２５ａ  第１層目積層膜、２５ｂ  第２層目積層膜、２５ｃ  第３層目積層膜、２５ｄ  第４層目積層膜、２５ｅ  第５層目積層膜、２５ｆ  第６層目積層膜、２５ｇ  第７層目積層膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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