(57)【要約】【課題】ウェハの搬送を可能としつつ、ウェハの温度分布の均一性を向上させる。【解決手段】ウェハ受け渡しステージＴＳ１および各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上にウェハ受け皿Ｈ０〜Ｈ７をそれぞれ載置し、ウェハ受け皿Ｈ１〜Ｈ７を介して各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上でウェハＷ１〜Ｗ７の成膜処理を行う。【選択図】      図１
2005038947.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搬送を行なう搬送ロボットと、
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、前記搬送ロボットにより搬送されたウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行う受け渡しアームと、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージ内に前記受け渡しアームを収容するアーム収容溝と、
前記デポステージ上に設けられ、前記ウェハの裏面に均一に接触可能なウェハ受け皿と、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージの温度を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搬送を行なう搬送ロボットと、
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、前記搬送ロボットにより搬送されたウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行う受け渡しアームと、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージ内に前記受け渡しアームを収容するアーム収容溝と、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージに設けられ、前記デポステージおよび前記受け渡しステージ上に突出可能なウェハ突き上げピンと、
前記デポステージおよび前記受け渡しステージの温度を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搬送を行なう搬送ロボットと、
前記処理チャンバ内に設けられた回転テーブルと、
前記回転テーブル上に設けられ、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、
前記回転テーブル上に設けられ、前記搬送ロボットにより搬送されたウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、
前記回転テーブルの温度を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】
ウェハの裏面に均一に接触可能なウェハ受け皿を複数のデポステージ上に載置するステップと、
前記ウェハ受け皿が載置されたデポステージ上にウェハを搬送するステップと、
前記デポステージの温度制御を行いながら、前記ウェハの成膜処理を行なうステップと、
前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記ウェハが載置されたウェハ受け皿を持ち上げるステップと、
前記受け渡しアームを回転させることにより、前記ウェハが載置されたウェハ受け皿を次のデポステージ上に搬送するステップと、
前記受け渡しアームを下降させることにより、前記デポステージに設けられたアーム収容溝に前記受け渡しアームを収容するステップとを備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
複数のデポステージ上にウェハを搬送するステップと、
前記デポステージ内に収容されたウェハ突き上げピンを上昇させることにより、前記ウェハを持ち上げるステップと、
前記デポステージの温度制御を行いながら、前記ウェハ突き上げピンで持ち上げられたウェハの成膜処理を行なうステップと、
前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記成膜処理されたウェハを前記受け渡しアームで持ち上げるステップと、
前記受け渡しアームを回転させることにより、前記成膜処理されたウェハを次のデポステージ上に搬送するステップと、
前記受け渡しアームを下降させることにより、前記デポステージに設けられたアーム収容溝に前記受け渡しアームを収容するステップを備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
複数のデポステージが設けられた回転テーブル上にウェハを搬送するステップと、
前記回転テーブルの温度制御を行いながら、前記ウェハの成膜処理を行なうステップと、
前記回転テーブルを回転させることにより、デポステージの位置を移動させるステップとを備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
半導体ウェハの裏面に均一に接触可能なウェハ受け皿を複数のデポステージ上に載置する工程と、
前記ウェハ受け皿が載置されたデポステージ上に半導体ウェハを搬送する工程と、
前記デポステージの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第１積層膜を形成する工程と、
前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記半導体ウェハが載置されたウェハ受け皿を持ち上げる工程と、
前記受け渡しアームを回転させることにより、前記半導体ウェハが載置されたウェハ受け皿を次のデポステージ上に搬送する工程と、
前記デポステージの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第２積層膜を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
複数のデポステージ上に半導体ウェハを搬送する工程と、
前記デポステージ内に収容されたウェハ突き上げピンを上昇させることにより、前記半導体ウェハを持ち上げる工程と、
前記デポステージの温度制御を行いながら、前記ウェハ突き上げピンで持ち上げられた半導体ウェハに第１積層膜を形成する工程と、
前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記成膜処理された半導体ウェハを前記受け渡しアームで持ち上げる工程と、
前記受け渡しアームを回転させることにより、前記成膜処理された半導体ウェハを次のデポステージ上に搬送する工程と、
前記デポステージの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第２積層膜を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
複数のデポステージが設けられた回転テーブル上に半導体ウェハを搬送する工程と、
前記回転テーブルの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第１積層膜を形成する工程と、
前記回転テーブルを回転させることにより、デポステージの位置を移動させる工程と、
前記回転テーブルの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第２積層膜を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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、成膜方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、成膜時のウェハの温度制御方法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、例えば、特許文献１に開示されているように、ウェハの温度制御を行いながら、ウェハの搬送を行えるようにするために、ウェハ受け渡しアームに加熱手段を設けたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３０４１９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の成膜装置では、ウェハはウェハ受け渡しアームに部分的に接触するように構成されている。このため、ウェハ受け渡しアーム上にウェハが配置された状態で、ウェハ上に成膜を行うと、ウェハの温度分布が不均一になり、膜厚均一性が劣化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ウェハの搬送を可能としつつ、ウェハの温度分布の均一性を向上させることが可能な成膜装置、成膜方法および半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００６】
【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、本発明の一態様に係る成膜装置によれば、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搬送を行なう搬送ロボットと、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、前記搬送ロボットにより搬送されたウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、前記デポステージおよび前記受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行う受け渡しアームと、前記デポステージおよび前記受け渡しステージ内に前記受け渡しアームを収容するアーム収容溝と、前記デポステージ上に設けられ、前記ウェハの裏面に均一に接触可能なウェハ受け皿と、前記デポステージおよび前記受け渡しステージの温度を制御する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ウェハ受け皿を介してウェハをデポステージ上に載置することが可能となるとともに、ウェハ受け皿を介してウェハを持ち上げることが可能となる。このため、受け渡しアームを収容するアーム収容溝がデポステージ上に形成されている場合においても、ウェハの裏面をウェハ受け皿に均一に接触させつつ、ウェハの成膜処理を行うことが可能となるとともに、受け渡しアームを用いることで、デポステージおよび受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行うことが可能となる。この結果、ウェハの成膜処理を行う際のウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る成膜装置によれば、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搬送を行なう搬送ロボットと、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、前記搬送ロボットにより搬送されたウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、前記デポステージおよび前記受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行う受け渡しアームと、前記デポステージおよび前記受け渡しステージ内に前記受け渡しアームを収容するアーム収容溝と、前記デポステージおよび前記受け渡しステージに設けられ、前記デポステージおよび前記受け渡しステージ上に突出可能なウェハ突き上げピンと、前記デポステージおよび前記受け渡しステージの温度を制御する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、ウェハ突き上げピンを介してウェハを持ち上げることが可能となり、デポステージにウェハを接触させることなく、ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、受け渡しアームを収容するアーム収容溝がデポステージ上に形成されている場合においても、アーム収容溝による温度むらの影響を避けつつ、ウェハの成膜処理を行うことが可能となるとともに、受け渡しアームを用いることで、デポステージおよび受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行うことが可能となる。この結果、ウェハの成膜処理を行う際のウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る成膜装置によれば、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搬送を行なう搬送ロボットと、前記処理チャンバ内に設けられた回転テーブルと、前記回転テーブル上に設けられ、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、前記回転テーブル上に設けられ、前記搬送ロボットにより搬送されたウェハを一時的に載置する受け渡しステージと、前記回転テーブルの温度を制御する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、ウェハをデポステージに接触させたまま、次のデポステージの位置にウェハを移動させることが可能となり、デポステージ間でウェハを受け渡すための受け渡しアームを処理チャンバに設ける必要がなくなることから、受け渡しアームを収容するアーム収容溝をデポステージ上に形成する必要がなくなる。このため、次のデポステージの位置にウェハを移動させることを可能としつつ、デポステージの表面を平坦化することが可能となり、ウェハの裏面をデポステージに均一に接触させつつ、ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。この結果、ウェハの成膜処理を行う際のウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、次のデポステージの位置にウェハを移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る成膜方法によれば、ウェハの裏面に均一に接触可能なウェハ受け皿を複数のデポステージ上に載置するステップと、前記ウェハ受け皿が載置されたデポステージ上にウェハを搬送するステップと、前記デポステージの温度制御を行いながら、前記ウェハの成膜処理を行なうステップと、前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記ウェハが載置されたウェハ受け皿を持ち上げるステップと、前記受け渡しアームを回転させることにより、前記ウェハが載置されたウェハ受け皿を次のデポステージ上に搬送するステップと、前記受け渡しアームを下降させることにより、前記デポステージに設けられたアーム収容溝に前記受け渡しアームを収容するステップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、受け渡しアームを用いることで、デポステージおよび受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行うことが可能となるとともに、受け渡しアームを収容するアーム収容溝がデポステージ上に形成されている場合においても、ウェハの裏面をウェハ受け皿に均一に接触させつつ、ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、ウェハの成膜処理を行う際のウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る成膜方法によれば、複数のデポステージ上にウェハを搬送するステップと、前記デポステージ内に収容されたウェハ突き上げピンを上昇させることにより、前記ウェハを持ち上げるステップと、前記デポステージの温度制御を行いながら、前記ウェハ突き上げピンで持ち上げられたウェハの成膜処理を行なうステップと、前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記成膜処理されたウェハを前記受け渡しアームで持ち上げるステップと、前記受け渡しアームを回転させることにより、前記成膜処理されたウェハを次のデポステージ上に搬送するステップと、前記受け渡しアームを下降させることにより、前記デポステージに設けられたアーム収容溝に前記受け渡しアームを収容するステップとを備えることを特徴とする。
【００１５】
これにより、受け渡しアームを用いることで、デポステージおよび受け渡しステージ間でウェハの受け渡しを行うことが可能となるとともに、ウェハ突き上げピンを介してウェハを持ち上げることが可能となり、アーム収容溝による温度むらの影響を避けつつ、ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、ウェハの成膜処理を行う際のウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る成膜方法によれば、複数のデポステージが設けられた回転テーブル上にウェハを搬送するステップと、前記回転テーブルの温度制御を行いながら、前記ウェハの成膜処理を行なうステップと、前記回転テーブルを回転させることにより、デポステージの位置を移動させるステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、ウェハをデポステージに接触させたまま、次のデポステージの位置にウェハを移動させることが可能となり、ウェハの裏面をデポステージに均一に接触させることを可能としつつ、ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、ウェハの成膜処理を行う際のウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、次のデポステージの位置にウェハを移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの裏面に均一に接触可能なウェハ受け皿を複数のデポステージ上に載置する工程と、前記ウェハ受け皿が載置されたデポステージ上に半導体ウェハを搬送する工程と、前記デポステージの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第１積層膜を形成する工程と、前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記半導体ウェハが載置されたウェハ受け皿を持ち上げる工程と、前記受け渡しアームを回転させることにより、前記半導体ウェハが載置されたウェハ受け皿を次のデポステージ上に搬送する工程と、前記デポステージの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第２積層膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、デポステージおよび受け渡しステージ間で半導体ウェハの受け渡しを行うことが可能となるとともに、半導体ウェハの裏面をウェハ受け皿に均一に接触させつつ、半導体ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、半導体ウェハの成膜処理を行う際の半導体ウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ間で半導体ウェハを移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、複数のデポステージ上に半導体ウェハを搬送する工程と、前記デポステージ内に収容されたウェハ突き上げピンを上昇させることにより、前記半導体ウェハを持ち上げる工程と、前記デポステージの温度制御を行いながら、前記ウェハ突き上げピンで持ち上げられた半導体ウェハに第１積層膜を形成する工程と、前記デポステージ内に収容された受け渡しアームを上昇させることにより、前記成膜処理された半導体ウェハを前記受け渡しアームで持ち上げる工程と、
前記受け渡しアームを回転させることにより、前記成膜処理された半導体ウェハを次のデポステージ上に搬送する工程と、前記デポステージの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第２積層膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、デポステージおよび受け渡しステージ間で半導体ウェハの受け渡しを行うことが可能となるとともに、アーム収容溝による温度むらの影響を避けつつ、半導体ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、半導体ウェハの成膜処理を行う際の半導体ウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、複数のデポステージが設けられた回転テーブル上に半導体ウェハを搬送する工程と、前記回転テーブルの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第１積層膜を形成する工程と、前記回転テーブルを回転させることにより、デポステージの位置を移動させる工程と、前記回転テーブルの温度制御を行いながら、前記半導体ウェハに第２積層膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、半導体ウェハをデポステージに接触させたまま、次のデポステージの位置にウェハを移動させることが可能となり、半導体ウェハの裏面をデポステージに均一に接触させることを可能としつつ、半導体ウェハの成膜処理を行うことが可能となる。このため、半導体ウェハの成膜処理を行う際の半導体ウェハの温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、次のデポステージの位置に半導体ウェハを移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００２４】
【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および半導体装置の製造方法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成膜前の概略構成を示す平面図、図２は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置の成膜後の概略構成を示す平面図である。
【００２５】
図１および図２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の搬送を行なう搬送ロボット３が設けられ、搬送ロボット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。
【００２６】
また、処理チャンバ１１には、複数のウェハＷ１〜Ｗ７を載置する固定テーブル１２が設けられている。そして、固定テーブル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Ｗ１〜Ｗ７を順次搬送するウェハ受け渡しアーム１３が設けられている。
【００２７】
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、搬送ロボット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Ｗ１〜Ｗ７を順次搬送させて成膜処理を段階的に行なわせる。
また、ウェハ受け渡しアーム１３は、ウェハ受け渡しステージＴＳ１または各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上に載置されたウェハＷを下から持ち上げることができるように、ウェハ受け渡しステージＴＳ１および各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７にそれぞれ対応して２本づつ設けられているとともに、ウェハ受け渡しアーム１３には、ウェハ受け渡しアーム１３の上下移動および回転移動を制御する搬送制御部１６が接続されている。
【００２８】
また、ウェハ受け渡しステージＴＳ１または各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７には、ウェハ受け渡しアーム１３が降下した際にウェハ受け渡しアーム１３を収容するアーム収容溝１４が形成されている。
また、固定テーブル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を加熱するヒータが設けられるとともに、ヒータの温度を制御することにより、ウェハＷ１〜Ｗ７の温度を制御する温度制御部１５が接続されている。
【００２９】
そして、ウェハ受け渡しアーム１３を回転させながら、搬送ロボット３がウェハ受け渡しステージＴＳ１上にウェハ受け皿Ｈ０〜Ｈ７を順次搬送することにより、ウェハ受け渡しステージＴＳ１および各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上にウェハ受け皿Ｈ０〜Ｈ７をそれぞれ載置する。
そして、搬送ロボット３は、ウェハカセットＷＫ１〜ＷＫ３からウェハＷを取り出す。そして、搬送ロボット３は、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、ウェハ受け皿Ｈ０を介してウェハ受け渡しステージＴＳ１上にウェハＷを載置する。
【００３０】
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、例えば、ヒータにより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ＴＳ１上で待機させられる。
そして、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置されたウェハＷの温度が処理温度に達すると、搬送制御部１６はアーム収容溝１４に収容されているウェハ受け渡しアーム１３を上昇させ、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置されているウェハ受け皿Ｈ０を持ち上げさせるとともに、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ７上に載置されているウェハＷ１〜Ｗ７をウェハ受け皿Ｈ１〜Ｈ７とともに持ち上げさせる。
【００３１】
そして、搬送制御部１６は、ウェハ受け渡しアーム１３を上昇させると、ウェハ受け渡しアーム１３を回転させ、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をウェハ受け皿Ｈ０とともにデポステージＤＳ１上に搬送させ、各デポステージＤＳ１〜ＤＳ６上に載置されていたウェハＷ１〜Ｗ６をウェハ受け皿Ｈ１〜Ｈ６とともに次のデポステージＤＳ２〜ＤＳ７上にそれぞれ搬送させ、デポステージＤＳ７上に載置されていたウェハＷ７をウェハ受け皿Ｈ７とともにウェハ受け渡しステージＴＳ１に搬送させる。
【００３２】
そして、搬送制御部１６は、次のデポステージＤＳ１〜ＤＳ７上にウェハＷ１〜Ｗ７が搬送されると、ウェハ受け渡しアーム１３を降下させ、ウェハ受け渡しアーム１３をアーム収容溝１４に収容させる。
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、搬送ロボット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Ｗ１〜Ｗ７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。
【００３３】
ここで、固定テーブル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。
すなわち、ウェハ受け渡しステージＴＳ１上に載置された１枚のウェハ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。
【００３４】
これにより、ウェハ受け皿Ｈ１〜Ｈ７をそれぞれ介してウェハＷ１〜Ｗ７をデポステージＤＳ１〜ＤＳ７上にそれぞれ載置することが可能となるとともに、ウェハ受け皿Ｈ１〜Ｈ７を介してウェハＷ１〜Ｗ７を持ち上げることが可能となる。このため、ウェハ受け渡しアーム１３を収容するアーム収容溝１４がデポステージＤＳ１〜ＤＳ７上にそれぞれ形成されている場合においても、ウェハＷ１〜Ｗ７の裏面をウェハ受け皿Ｈ１〜Ｈ７にそれぞれ均一に接触させつつ、ウェハＷ１〜Ｗ７の成膜処理を行うことが可能となるとともに、ウェハ受け渡しアーム１３を用いることで、デポステージＤＳ１〜ＤＳ７および受け渡しステージＴＳ１間でウェハＷ１〜Ｗ７の受け渡しを行うことが可能となる。この結果、ウェハＷ１〜Ｗ７の成膜処理を行う際のウェハＷ１〜Ｗ７の温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージＤＳ１〜ＤＳ７間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００３５】
図３は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
図３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。
【００３６】
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。
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。
【００３７】
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。
そして、第１層目積層膜２５ａがデポステージＤＳ１上で積層され、第２層目積層膜２５ｂがデポステージＤＳ２上で積層され、第３層目積層膜２５ｃがデポステージＤＳ３上で積層され、第４層目積層膜２５ｄがデポステージＤＳ４上で積層され、第５層目積層膜２５ｅがデポステージＤＳ５上で積層され、第６層目積層膜２５ｆがデポステージＤＳ６上で積層され、第７層目積層膜２５ｇがデポステージＤＳ７上で積層される。
【００３８】
これにより、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を形成することができ、層間絶縁膜２５の膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
図４は、本発明の第３実施形態に係る成膜装置の成膜前の概略構成を示す平面図、図５は、本発明の第３実施形態に係る成膜装置の成膜後の概略構成を示す平面図である。
【００３９】
図４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ＧＢ２を介して連結されている。
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の搬送を行なう搬送ロボット３３が設けられ、搬送ロボット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。
【００４０】
また、処理チャンバ４１には、複数のウェハＷ１１〜Ｗ１７を載置する固定テーブル４２が設けられている。そして、固定テーブル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Ｗ１１〜Ｗ１７を順次搬送するウェハ受け渡しアーム４３が設けられている。
【００４１】
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、搬送ロボット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Ｗ１１〜Ｗ１７を順次搬送させて成膜処理を段階的に行なわせる。
また、ウェハ受け渡しアーム４３は、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１または各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上に載置されたウェハＷを下から持ち上げることができるように、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１および各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７にそれぞれ対応して２本づつ設けられているとともに、ウェハ受け渡しアーム４３には、ウェハ受け渡しアーム４３の上下移動および回転移動を制御する搬送制御部４７が接続されている。
【００４２】
また、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１または各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７には、ウェハ受け渡しアーム４３が降下した際にウェハ受け渡しアーム４３を収容するアーム収容溝４４が形成されている。
また、固定テーブル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を加熱するヒータが設けられるとともに、ヒータの温度を制御することにより、ウェハＷ１１〜Ｗ１７の温度を制御する温度制御部４６が接続されている。
【００４３】
さらに、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１および各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７には、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１および各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上に突き出して、ウェハＷ１１〜Ｗ１７を突き上げることが可能なウェハ突き上げピン４５が設けられているとともに、ウェハ突き上げピン４５の突き上げ制御を行う突き上げ制御部４８が設けられている。
【００４４】
そして、搬送ロボット３３は、ウェハカセットＷＫ１１〜ＷＫ１３からウェハＷを取り出す。そして、搬送ロボット３３は、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上にウェハＷを載置する。
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１およびデポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７は、例えば、ヒータにより３５０℃程度に設定され、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。
【００４５】
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の温度が処理温度に達すると、搬送制御部４７はアーム収容溝４４に収容されているウェハ受け渡しアーム４３を上昇させ、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上に載置されているウェハＷ１１〜Ｗ１７を持ち上げさせる。
そして、搬送制御部４６は、ウェハ受け渡しアーム４３を上昇させると、ウェハ受け渡しアーム４３を回転させ、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をデポステージＤＳ１１上に搬送させるとともに、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１６上に載置されていたウェハＷ１１〜Ｗ１６を次のデポステージＤＳ１２〜ＤＳ１７上にそれぞれ搬送させ、デポステージＤＳ１７上に載置されていたウェハＷ１７をウェハ受け渡しステージＴＳ１１に搬送させる。
【００４６】
そして、搬送制御部４７は、次のデポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上にウェハＷ１１〜Ｗ１７が搬送されると、ウェハ受け渡しアーム４３を降下させ、ウェハ受け渡しアーム４３をアーム収容溝４４に収容させる。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、搬送ロボット３３により処理チャンバ４１から搬出される。
【００４７】
一方、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上にウェハＷ１１〜Ｗ１７が搬送されると、突き上げ制御部４８はウェハ突き上げピン４５を上昇させることにより、ウェハＷ１１〜Ｗ１７をデポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７からそれぞれ離間させる。そして、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上にて、ウェハＷ１１〜Ｗ１７がデポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７からそれぞれ離間させられた状態で、各ウェハＷ１１〜Ｗ１７の成膜処理がそれぞれ行われる。
【００４８】
ここで、固定テーブル４２には、例えば、７個のデポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７が設けられているものとすると、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上では、１／７の膜厚分の成膜処理がそれぞれ行なわれる。
すなわち、ウェハ受け渡しステージＴＳ１１上に載置された１枚のウェハＷは、各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７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ＴＳ１１に戻されて、処理チャンバ４１から搬出される。
【００４９】
これにより、ウェハ突き上げピン４５を介してウェハＷ１１〜Ｗ１７を持ち上げることが可能となり、デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７にウェハＷ１１〜Ｗ１７を接触させることなく、ウェハＷ１１〜Ｗ１７の成膜処理を行うことが可能となる。このため、ウェハ受け渡しアーム４３を収容するアーム収容溝４４が各デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７上に形成されている場合においても、アーム収容溝４４による温度むらの影響を避けつつ、ウェハＷ１１〜Ｗ１７の成膜処理を行うことが可能となるとともに、ウェハ受け渡しアーム４３を用いることで、デポステージＤＳ１１〜ＤＳ１７および受け渡しステージＴＳ１１間でウェハＷ１１〜Ｗ１７の受け渡しを行うことが可能となる。この結果、ウェハＷ１１〜Ｗ１７の成膜処理を行う際のウェハＷ１１〜Ｗ１７の温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、デポステージ１１〜ＤＳ１７間を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００５０】
図６は、本発明の第４実施形態に係る成膜装置の成膜前の概略構成を示す平面図である。
図６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ＧＢ３を介して連結されている。
【００５１】
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６１との間でウェハＷの搬送を行なう搬送ロボット５３が設けられ、搬送ロボット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。
【００５２】
また、処理チャンバ６１には、複数のウェハＷ２１〜Ｗ２７を載置する回転テーブル６２が設けられている。そして、回転テーブル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が設けられている。なお、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１およびデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の表面は平坦化することが好ましい。
【００５３】
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１は、処理チャンバ６１内の手前に配置され、搬送ロボット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、回転テーブル６２が回転することにより各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の位置にウェハＷ２１〜Ｗ２７を順次移動させて成膜処理を段階的に行なわせる。
【００５４】
また、回転テーブル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を加熱するヒータが設けられるとともに、ヒータの温度を制御することにより、ウェハＷ２１〜Ｗ２７の温度を制御する温度制御部６３が接続されている。また、回転テーブル６２を回転させることにより、ウェハＷ２１〜Ｗ２７を次のデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の位置に移動させる回転制御部６４が設けられている。
【００５５】
そして、搬送ロボット５３は、ウェハカセットＷＫ２１〜ＷＫ２３からウェハＷを取り出す。そして、搬送ロボット５３は、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上にウェハＷを載置する。
ここで、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１およびデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７は、例えば、ヒータにより３５０℃程度に設定され、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。
【００５６】
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の温度が処理温度に達すると、回転制御部６４は、回転テーブル６２上にウェハＷ２１〜Ｗ２７を載せたまま、回転テーブル６２を回転させ、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１の位置をデポステージＤＳ２１の位置に移動させるとともに、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２６の位置を次のデポステージＤＳ２２〜ＤＳ２７の位置にそれぞれ移動させ、デポステージＤＳ２７の位置をウェハ受け渡しステージＴＳ２１の位置に移動させる。
【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、搬送ロボット５３により処理チャンバ６１から搬出されるとともに、回転テーブル６２上に載置されたまま、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上に移動させられたウェハＷ２１〜Ｗ２７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】
ここで、回転テーブル６２には、例えば、７個のデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７が設けられているものとすると、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上では、１／７の膜厚分の成膜処理がそれぞれ行なわれる。
すなわち、ウェハ受け渡しステージＴＳ２１上に載置された１枚のウェハＷは、各デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７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ＴＳ２１に戻されて、処理チャンバ６１から搬出される。
【００５９】
これにより、ウェハＷ２１〜Ｗ２７をデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７に接触させたまま、次のデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の位置にウェハＷ２１〜Ｗ２７をそれぞれ移動させることが可能となり、デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７間でウェハＷ２１〜Ｗ２７を受け渡すための受け渡しアームを処理チャンバ６１に設ける必要がなくなることから、受け渡しアームを収容するアーム収容溝をデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７上に形成する必要がなくなる。このため、次のデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の位置にウェハＷ２１〜Ｗ２７を移動させることを可能としつつ、デポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の表面を平坦化することが可能となり、ウェハＷ２１〜Ｗ２７の裏面をデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７に均一に接触させつつ、ウェハＷ２１〜Ｗ２７の成膜処理を行うことが可能となる。この結果、ウェハＷ２１〜Ｗ２７の成膜処理を行う際のウェハＷ２１〜Ｗ２７の温度分布を均一化することが可能となり、膜厚均一性を向上させることが可能となるとともに、次のデポステージＤＳ２１〜ＤＳ２７の位置にウェハＷ２１〜Ｗ２７を移動させながら成膜処理を段階的に行うことを可能として、膜質の面内均一性を向上させることが可能となる。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、半導体装置の成膜方法について説明したが、本発明に係る成膜方法は半導体装置に限定されることなく、半導体装置以外にも、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ素子、プラズマディスプレイあるいはビルドアップ多層配線板などの成膜方法に適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置の成膜前の概略構成を示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る成膜装置の成膜後の概略構成を示す平面図。
【図３】第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図。
【図４】第３実施形態に係る成膜装置の成膜前の概略構成を示す平面図。
【図５】第３実施形態に係る成膜装置の成膜後の概略構成を示す平面図。
【図６】第４実施形態に係る成膜装置の成膜後の概略構成を示す平面図。
【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  搬送ロボット、Ｗ  ウェハ、ＷＫ１〜ＷＫ３、ＷＫ１１〜ＷＫ１３、ＷＫ２１〜ＷＫ２３  ウェハカセット、１１、４１、６１  処理チャンバ、１２、４２  固定テーブル、６２  回転テーブル、１３、４３  ウェハ受け渡しアーム、１４、４４  アーム収容溝、１５、４６、６３  温度制御部、１６、４７  搬送制御部、４８  突き上げ制御部、６４  回転制御部、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、Ｈ０〜Ｈ７  ウェハ受け皿、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】
2005038947.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005038947.tif 000005
【図４】
2005038947.tif 000006
【図５】
2005038947.tif 000007
【図６】
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