JP2003031561A

JP2003031561A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2003031561A
Application number: JP2001212622A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kato; 修二加藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-31
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: JP3706819B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多種類の絶縁膜材料に応じて最適な条件下で
加熱処理を行うことができる基板処理装置を提供するこ
と。【解決手段】同じ低酸素雰囲気における加熱処理を第
１の加熱処理及び第２の加熱処理という２段階に分け、
しかもそれぞれの処理を行う処理室４５及び４６を連接
する構成とし、更に、温度調整部５４、５５及び制御部
６０により各処理における加熱温度及び酸素濃度を可変
としたことにより、例えば、層間絶縁膜の材料として高
誘電率膜や低誘電率膜、あるいは有機膜や無機膜等、多
種の絶縁膜に対応して最適な条件下で加熱処理を行うこ
とができる。また、将来開発されるであろう新規の絶縁
膜材料に対応して最適な条件下で加熱処理を行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜材料を塗布
した半導体ウエハ基板に対してベーキング処理やキュア
処理等を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程において、例
えばＳＯＤ（ＳｐｉｎｏｎＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）
システムにより層間絶縁膜を形成している。このＳＯＤ
システムでは、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と呼
ぶ。）上に塗布膜をスピンコートし、加熱等の物理的処
理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成している。

【０００３】例えば、シロキサン系ポリマーや有機ポリ
マーの層間絶縁膜を形成する場合、有機溶媒にて希釈さ
れた材料をウエハ上に吐出し、スピンコータにより塗布
する。次に、段階的に目的に応じた環境下にて熱処理等
を行う。また、材料によっては、塗布後にアンモニア雰
囲気による処理や溶剤置換処理等の化学的処理の追加を
要する場合がある。

【０００４】ところで、近年においては、層間絶縁膜の
材料として低誘電率や高誘電率の特性を持った有機材料
や無機材料等の層間絶縁膜材料を使用し、これらを積層
してメタル配線の絶縁層を形成しているため、加熱処理
時において各絶縁膜材料に応じた最適な温度、酸素濃度
下における処理が必要になりつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
ベーキング装置やキュア装置による加熱処理では、温度
や酸素濃度のコントロールを詳細に行うことはできず、
かかる多様な絶縁膜材料に応じた最適な環境下での加熱
処理を行うことは困難である。

【０００６】また、将来開発されるであろう新規の絶縁
膜材料に対応して最適な条件下で加熱処理できるように
したい、という要請も強い。

【０００７】以上のような事情に鑑み、本発明の目的
は、多種類の絶縁膜材料に応じて最適な条件下で加熱処
理を行うことができる基板処理装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点は、絶縁膜材料が塗布された基
板に対し、第１の酸素濃度下及び第１の温度で加熱処理
を行う第１の処理部と、前記第１の処理部に隣接して設
けられ、前記絶縁膜材料が塗布された基板に対し、前記
第１の酸素濃度と異なる第２の酸素濃度下及び前記第１
の温度と異なる第２の温度で加熱処理を行う第２の処理
部と、前記第１の処理部と前記第２の処理部との間で基
板の搬送を行う第１の搬送手段とを具備する。

【０００９】本発明の一の形態によれば、前記第１の処
理部における加熱処理と前記第２の処理部における加熱
処理とを連続して行う。

【００１０】本発明の一の形態によれば、前記第１の酸
素濃度及び前記第２の酸素濃度を可変する濃度可変手段
を更に具備する。

【００１１】本発明の一の形態によれば、前記第１の温
度及び前記第２の温度を可変する手段を更に具備する。

【００１２】本発明の一の形態によれば、前記第１の酸
素濃度及び前記第２の酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下と
する。

【００１３】このような構成によれば、例えば、同じ低
酸素雰囲気における加熱処理を、第１の加熱処理及び第
２の加熱処理という２段階に分け、しかもそれぞれの処
理を行う処理室を隣接させて連続処理する構成とし、更
に、各処理における加熱温度及び酸素濃度を可変、とし
たことにより、例えば、層間絶縁膜の材料として高誘電
率や低誘電率の特性を持った有機膜や無機膜等、多種の
絶縁膜に対応して最適な条件下で加熱処理を行うことが
できる。将来開発されるであろう新規の絶縁膜材料に対
応して最適な条件下で加熱処理を行うことができる。こ
の場合、酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下程度の低酸素状
態で加熱処理することが好ましい。

【００１４】本発明の一の形態によれば、前記第１の処
理部又は前記第２の処理部のうち少なくとも一方は、基
板に対し電子線を照射する手段を更に具備する。

【００１５】本発明の一の形態によれば、前記第１の処
理部又は前記第２の処理部のうち少なくとも一方には、
基板に対し紫外線を照射する手段を更に具備する。

【００１６】このような構成によれば、加熱処理ととも
に絶縁膜に対し電子線や紫外線を照射し、キュア処理
等、膜の改質処理を同時に行うことができる。

【００１７】本発明の一の形態によれば、前記第１の搬
送手段による基板の搬送方向に対して直角方向に基板を
搬送する第２の搬送手段と、前記第１の処理部に隣接す
るとともに前記第２の搬送手段による基板の搬入が可能
な位置に配置され、前記絶縁膜材料が塗布された基板に
対し、前記第１の温度及び前記第２の温度とは異なる温
度で加熱処理を行う第３の処理部と、前記第２の処理部
と前記第３の処理部との間で基板の搬送を行う第３の搬
送手段とを具備する。

【００１８】このような構成によれば、第３の加熱処
理、第１の加熱処理及び第２の加熱処理の３段階加熱と
することにより、一連の加熱処理において基板を大気に
さらすことがないので基板の酸化を防止し、絶縁膜への
悪影響を阻止することができる。また、連続３段階加熱
によりスループットの向上が図れる。

【００１９】本発明の第２の観点は、（ａ）絶縁膜材料
が塗布された基板に対し、第１の酸素濃度下及び第１の
温度で加熱処理を行う工程と、（ｂ）基板に対し前記第
１の酸素濃度と異なる第２の酸素濃度下及び前記第１の
温度と異なる第２の温度で加熱処理を行う工程とを具備
する。

【００２０】本発明の更なる特徴と利点は、添付した図
面及び発明の実施の形態の説明を参酌することにより一
層明らかになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００２２】図１〜図３は本発明の第１の実施形態に係
るＳＯＤシステムの全体構成を示す図であって、図１は
平面図、図２は正面図および図３は背面図である。

【００２３】このＳＯＤシステム１は、基板としての半
導体ウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚たとえば２
５枚単位で外部からシステムに搬入しまたはシステムか
ら搬出したり、ウエハカセットＣＲに対してウエハＷを
搬入・搬出したりするためのカセットブロック１０と、
ＳＯＤ塗布工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を
施す枚葉式の各種処理ステーションを所定位置に多段配
置してなる処理ブロック１１とを一体に接続した構成を
有している。

【００２４】カセットブロック１０では、図１に示すよ
うに、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に複数
個たとえば４個までのウエハカセットＣＲがそれぞれの
ウエハ出入口を処理ブロック１１側に向けてＸ方向一列
に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハ
カセットＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配列方向
（Ｚ垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエ
ハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになってい
る。さらに、このウエハ搬送体２１は、θ方向に回転可
能に構成されており、後述するように処理ブロック１１
側の第３の組Ｇ３の多段ステーション部に属する受け渡
し・冷却プレート（ＴＣＰ）にもアクセスできるように
なっている。

【００２５】処理ブロック１１では、図１に示すよう
に、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２２が設け
られ、その周りに全ての処理ステーションが１組または
複数の組に亙って多段に配置されている。この例では、
４組Ｇ１,Ｇ２,Ｇ３,Ｇ４の多段配置構成であり、第１
および第２の組Ｇ１,Ｇ２の多段ステーションはシステ
ム正面（図１において手前）側に並置され、第３の組Ｇ
３の多段ステーションはカセットブロック１０に隣接し
て配置され、第４の組Ｇ４の多段ステーションはキャビ
ネット１２に隣接して配置されている。

【００２６】図２に示すように、第１の組Ｇ１では、カ
ップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せて絶縁膜
材料を供給し、ウエハを回転させることによりウエハ上
に均一な絶縁膜を塗布するＳＯＤ塗布処理ステーション
（ＳＣＴ）が配置されている。

【００２７】第２の組Ｇ２では、ＳＯＤ塗布処理ステー
ション（ＳＣＴ）が上段に配置されている。なお、必要
に応じて第２の組Ｇ２の下段にＳＯＤ塗布処理ステーシ
ョン（ＳＣＴ）やソルベントエクスチェンジ処理ステー
ション（ＤＳＥ）等を配置することも可能である。

【００２８】図３に示すように、第３の組Ｇ３では、２
個の低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）と、低
温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）と、２個の冷却処理
ステーション（ＣＰＬ）と、受け渡し・冷却プレート
（ＴＣＰ）と、冷却処理ステーション（ＣＰＬ）とが上
から順に多段に配置されている。低温加熱処理ステーシ
ョン（ＬＨＰ）はウエハＷが載置される熱板を有し、ウ
エハＷを低温加熱処理する。冷却処理ステーション（Ｃ
ＰＬ）はウエハＷが載置される冷却板を有し、ウエハＷ
を冷却処理する。受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）は
下段にウエハＷを冷却する冷却板、上段に受け渡し台を
有する２段構造とされ、カセットブロック１０と処理ブ
ロック１１との間でウエハＷの受け渡しを行う。

【００２９】第４の組Ｇ４では、低温加熱処理ステーシ
ョン（ＬＨＰ）、本発明に係る加熱処理ステーション３
２が２個が上から順に多段に配置されている。加熱処理
ステーション３２については後述する。

【００３０】図３を参照して、主ウエハ搬送機構２２は
筒状支持体２７の内側に、上下方向（Ｚ方向）に昇降自
在なウエハ搬送装置３０を装備している。筒状支持体２
７は図示しないモータの回転軸に接続されており、この
モータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心として
ウエハ搬送装置３０と一体に回転する。従って、ウエハ
搬送装置３０はθ方向に回転自在となっている。このウ
エハ搬送装置３０の搬送基台４０上にはアームが例えば
３本備えられており、これらのアーム３１は主ウエハ搬
送機構２２の周囲に配置された処理ステーションにアク
セスしてこれら処理ステーションとの間でウエハＷの受
け渡しを行う。

【００３１】図４及び図５は、本発明に係る加熱処理ス
テーション３２を示す平面図及び断面図である。

【００３２】この加熱処理ステーション３２は、第１の
処理室４５と第２の処理室４６とに分かれて構成されて
おり、この第１の処理室４５と第２の処理室４６は開口
部３３を介して連通している。開口部３３には開閉自在
なゲートシャッタ４１が設けられいる。また、第１の処
理室４５側には上記主ウエハ搬送機構２２のアーム３１
が当該処理室４５にアクセスできるように窓部５０が形
成されており、この窓部５０にも開閉自在なシャッタ部
材４７が設けられている。これによりそれぞれ両処理室
４５及び４６が密閉可能とされている。

【００３３】第１の処理室４５及び第２の処理室４６に
はそれぞれ、ウエハＷを載置させ所定の温度で加熱する
加熱板３４及び３５が設けられており、第１の処理室４
５側の加熱板３４は温度調整部５４により、例えば２０
０℃〜３５０℃に調整可能とされており、一方、第２の
処理室４６側の加熱板３５は温度調整部５５により、例
えば３５０℃〜５００℃に調整可能とされている。

【００３４】両加熱板３４及び３５の間には、モータ５
３により移動路４２に沿って水平方向に移動し、両加熱
板間でウエハＷを搬送する搬送装置３７が設けられてい
る。この搬送装置３７は、ウエハＷを裏面側から保持す
る例えば２つの保持板４３が基台４４に内蔵された図示
しないモータにより昇降可能に立設されてなる。これに
より、保持板４３がウエハＷを保持した状態でこの搬送
装置３７が加熱板３４又は３５の下部に移動し、保持板
４３が、それぞれ加熱板３４及び３５に形成された切欠
き部３４ａ及び３５ａに進入して下降することにより、
ウエハＷは加熱板３４又は３５に載置される。

【００３５】なお、ここでは両加熱板３４及び３５の間
でウエハWを搬送するために、搬送装置３７が設けられ
ているが、多軸搬送アーム等を用いて搬送してもよい。

【００３６】両処理室４５及び４６には、例えば不活性
ガスとして窒素、反応ガスとして酸素を混合して供給す
るための供給口５７及び５８がそれぞれ形成されてい
る。これら供給口５７及び５８は窒素ガス供給と酸素供
給の供給量を調整する窒素ガス供給調整バルブ及び６
１，６２及び酸素供給調整バルブ６３，６４を介して窒
素供給源３６及び酸素供給源６５にそれぞれ接続されて
いる。

【００３７】これら窒素ガス供給調整バルブ６１，６２
及び酸素供給調整バルブ６３，６４は、制御部６０によ
り各処理室４５及び４６内に設けられた室内の酸素濃度
を計測するセンサ４８の計測値に基づいて各々開度が調
整されるようになっている。これにより、窒素供給源３
６からの窒素ガスの供給及び酸素供給源６５からの酸素
供給によって各処理室内の酸素を所定の低濃度に維持し
つつ、加熱処理が行われるようになっている。

【００３８】また、第１の処理室４５における加熱板３
４の上部には、例えばウエハＷに紫外線を照射するＵＶ
ランプ３８が設けられ、一方、第２の処理室４６におけ
る加熱板３４の上部には、例えばウエハＷに電子線を照
射するＥＢランプ３９が設けられている。

【００３９】更に、両処理室４５及び４６にはそれぞれ
室内のガスを排気する排気口５６が設けられており、図
示しない排気管等に接続されている。

【００４０】次に以上のように構成されたこのＳＯＤシ
ステム１の処理工程について、図６に示すフローを参照
しながら説明する。

【００４１】まずカセットブロック１０において、処理
前のウエハＷはウエハカセットＣＲからウエハ搬送体２
１を介して処理ブロック１１側の第３の組Ｇ３に属する
受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における受け渡し台
へ搬送される。

【００４２】受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）におけ
る受け渡し台に搬送されたウエハＷは主ウエハ搬送機構
２２を介して冷却処理ステーション（ＣＰＬ）へ搬送さ
れる。そして冷却処理ステーション（ＣＰＬ）におい
て、ウエハＷはＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）
における処理に適合する温度まで温調される（ステップ
１）。

【００４３】冷却処理ステーション（ＣＰＬ）で冷却処
理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介してＳＯ
Ｄ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）へ搬送される。そし
てＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）において、ウ
エハＷはＳＯＤ塗布処理が行われる（ステップ２）。

【００４４】ＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）で
ＳＯＤ塗布処理が行われたウエハＷは主ウエハ搬送機構
２２を介して低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）へ搬
送される。そして低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）
において、ウエハＷは低温加熱処理される（ステップ
３）。

【００４５】低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）で低
温加熱処理されたウエハＷは、主ウエハ搬送機構２２を
介して低酸素加熱処理ステーション（ＯＨＰ）におい
て、低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）における加熱
処理より高い温度で、低酸素加熱処理される（ステップ
４）。

【００４６】低酸素加熱処理ステーション（ＯＨＰ）で
低酸素加熱処理されたウエハＷは、主ウエハ搬送機構２
２を介して本発明に係る加熱処理ステーション３２へ搬
送され、ここで所定の加熱処理が行われる（ステップ
５）。これについては後述する。

【００４７】加熱処理ステーション３２で加熱処理され
たウエハＷは、冷却処理ステーション（ＣＰＬ）で冷却
処理される（ステップ６）。

【００４８】冷却処理ステーション（ＣＰＬ）で冷却処
理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介して受け
渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における冷却板へ搬送さ
れる。そして受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）におけ
る冷却板において、ウエハＷは冷却処理される（ステッ
プ７）。

【００４９】受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）におけ
る冷却板で冷却処理されたウエハＷはカセットブロック
１０においてウエハ搬送体２１を介してウエハカセット
ＣＲへ搬送される。

【００５０】なお、絶縁膜材料によっては塗布処理後に
エージング処理（ステップ２−２）やソルベントエクス
チェンジ（ステップ２−３）を行うこともある。

【００５１】次に、上記ステップ５の加熱処理ステーシ
ョン３２における加熱処理について説明する。

【００５２】先ず、この加熱処理ステーション３２の第
１の処理室４５に搬入されたウエハＷは、加熱板３４上
に載置され、例えば３５０℃で１０秒〜１５分間加熱さ
れる。このときの第１の処理室における酸素濃度は、例
えば１０００ｐｐｍとする（図６においてステップ５−
１）。このとき、ＵＶランプ３８により、ウエハＷに紫
外線を照射して絶縁膜のキュア処理等を適宜行うように
してもよい（ステップ５−１２）。

【００５３】次にゲートシャッタ４１が開き、ウエハＷ
は搬送装置３７により第２の処理室４６における加熱板
３５上に載置され、第１の処理室４５における加熱温度
より高く、例えば４２０℃で、１０秒〜１５分間加熱さ
れる。このときの第２の処理室４６における酸素濃度は
第１の処理室４５における酸素濃度より低く、例えば１
００ｐｐｍとする（図６においてステップ５−２）。こ
のとき、ＥＢランプ３９により、ウエハＷに電子線を照
射して絶縁膜のキュア処理等を適宜行うようにしてもよ
い（ステップ５−２２）。

【００５４】図７は、この加熱処理ステーション３２に
おける加熱処理時間（分）と、ウエハＷの加熱温度
（℃）及び酸素濃度（ｐｐｍ）との関係を示している。

【００５５】第２の処理室４６で加熱処理されたウエハ
Ｗは再び搬送装置３７により第１の処理室４５に搬送さ
れ、この搬送装置３７から直接主ウエハ搬送機構２２の
アーム３１に受け渡され、続く後の処理が行われる。

【００５６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、同じ低酸素雰囲気における加熱処理を第１の加熱処
理及び第２の加熱処理という２段階に分け、しかもそれ
ぞれの処理を行う処理室４５及び４６を連接する構成と
し、更に、温度調整部５４、５５及び制御部６０により
各処理における加熱温度及び酸素濃度を可変としたこと
により、例えば、層間絶縁膜の材料として高誘電率や低
誘電率の特性を持った有機膜や無機膜等、多種の絶縁膜
に対応して最適な条件下で縮重合反応させることができ
る。また、将来開発されるであろう新規の絶縁膜材料に
対応しても最適な条件下で縮重合反応させることができ
る。

【００５７】例えば、図８は、加熱処理時における酸素
濃度と、比誘電率及び絶縁膜の強度との関係を模式的に
示したものであり、図示するように、絶縁膜の種類によ
っては、酸素濃度が高いほど膜の強度が高いものが形成
できる。一方、酸素濃度が低いほど比誘電率が低く形成
できる。このような多様な性質をもつ絶縁膜であって
も、本実施形態によれば最適な条件下で加熱処理を行う
ことができ、縮重合の架橋を理想的に結合させることが
できる。

【００５８】また、例えば、１つの処理室内で同一の加
熱板により熱処理温度を２００℃〜５００℃にコントロ
ールして加熱処理を行う場合に比べ、本実施形態では、
２つの加熱板３４、３５により加熱処理を行うようにし
たので、昇温時間の観点から処理時間を短縮できる。

【００５９】更に、本実施形態では第１の加熱処理と第
２の加熱処理とを連接したゲートシャッタ４１を介して
連接させ、連続処理を行うようにしたので、第１の加熱
処理が終了してから第２の加熱処理を開始するまでに、
一端、処理室外に搬出して大気にさらすということはな
い。従って、２００℃以上に加熱されたウエハＷを大気
にさらすことを回避できるので、ウエハＷの酸化を防止
することができる。

【００６０】図９は、第２の実施形態に係る加熱処理ス
テーションの断面図を示す。

【００６１】この加熱処理ステーションは上記実施形態
に係る第２の処理室４６に隣接して冷却処理室８０が設
けられている。この冷却処理室８０内には、第２の処理
室４６に対してアクセス可能に構成され、ウエハＷを冷
却処理する移動冷却プレート７２が設けられている。こ
の移動冷却プレート７２は移動シリンダ７３に沿って移
動可能に設けられており、開口部７６に設けられたシャ
ッタ７４が開くことにより、移動冷却プレート７２は開
口部７６を介して第２の処理室４６へ入室できるように
なっている。

【００６２】本実施形態の加熱処理ステーションをＳＯ
Ｄシステムに適用することにより、例えば、ウエハＷを
低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）で低温加熱処理し
低酸素加熱処理ステーション（ＯＨＰ）で加熱処理した
後、本実施形態に係る第１の処理室４５による加熱処理
を行い、続いて第２の処理室４６による加熱処理を行
い、続いて移動冷却プレート７２により例えば２３℃ま
での冷却処理を行う。冷却処理を行った後は、例えば、
冷却処理室８０に設けられた図示しない窓部から冷却処
理室８０内に、例えば外部に設けられた搬送アーム等が
入室してウエハＷの搬送を行うようにする。

【００６３】本実施形態によっても、上記第１の実施形
態による効果と同様の効果が得られる。また、本実施形
態では、冷却処理室８０を第２の処理室４６に連接して
連続処理を行うようにしたことにより、スループットが
向上し処理効率を高めることができる。

【００６４】図１０は、第３の実施形態に係る加熱処理
ステーションの平面図を示す。なお、図１０において、
図５における構成要素と同一のものについては同一の符
号を付すものとする。

【００６５】本実施形態の加熱処理ステーション９０は
上記各実施形態における第１の処理室４５に対して、搬
送装置８２を介して、加熱板８３を有する上記低酸素加
熱処理ステーション（ＯＨＰ）を隣接させている。搬送
装置８２は、上記搬送装置３７と同一の構成であり、ま
た、この搬送装置８２は搬送装置３７の搬送方向（Ｙ方
向）に直角方向（Ｘ方向）に敷設された移動路８８に沿
ってウエハＷを搬送するようになっている。

【００６６】この加熱処理ステーション９０は、図示す
るように、ＳＯＤシステムの主ウエハ搬送機構２２を囲
うように配置されており、主ウエハ搬送機構２２のアー
ム３１は、低酸素加熱処理ステーション（ＯＨＰ）及び
第２の処理室に設けられた窓部８６及び８７を介して、
それぞれの室内に入室可能となっている。

【００６７】本実施形態による処理工程としては、ウエ
ハＷはアーム３１により低酸素温加熱処理ステーション
（ＯＨＰ）に搬入され、ここで例えば３５０℃で加熱処
理されて、続いて第１の加熱処理、第２の加熱処理の順
に処理され、再びアーム３１によりウエハＷは取り出さ
れる。

【００６８】本実施形態によっても、上記各実施形態に
おける効果と同様の効果が得られる。また、低酸素加熱
処理ステーション（ＯＨＰ）による加熱処理、第１の加
熱処理及び第２の加熱処理の３段階加熱とすることによ
り、一連の加熱処理においてウエハＷを大気にさらすこ
とがないのでウエハＷの酸化を防止し、絶縁膜への悪影
響を阻止することができる。また、連続３段階加熱によ
りスループットの向上が図れる。

【００６９】本発明は以上説明した実施形態には限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。

【００７０】上記各実施形態では、第１の加熱処理及び
第２の加熱処理を連続的に行うようにしたが、例えば、
第１の加熱処理と第２の加熱処理の間に別のプロセスを
盛り込んでも構わないし、あるいは、第１の加熱処理の
み行うかもしくは第２の加熱処理のみを行う、というよ
うに絶縁膜の種類に応じて適宜選択して処理を行うこと
も可能である。

【００７１】例えば、図１０において、図９に示す移動
冷却プレート７２を有する冷却処理室８０を第２の処理
室４６に連接させ、これにより、当該第２の加熱処理の
後工程として冷却処理を行うようにすることもできる。

【００７２】また、図１０において、第１の処理室４５
に対して搬送装置８２を介して低酸素加熱処理ステーシ
ョン（ＯＨＰ）を隣接させているが、加熱板８３上に不
活性ガス供給口を設けるようにすることにより、この低
酸素加熱処理ステーション（ＯＨＰ）を低温加熱処理ス
テーション（ＬＨＰ）として使用してもよい。これによ
り、２００℃以下で低温加熱することができる。

【００７３】更に、上記各実施形態では、半導体ウエハ
基板を処理する装置について説明したが、これに限ら
ず、液晶表示等に使用されるガラス基板を処理する装置
にも本発明は適用可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多種類の絶縁膜材料に応じて最適な条件下で加熱処理を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るＳＯＤシステム
の平面図である。

【図２】図１に示すＳＯＤシステムの正面図である。

【図３】図１に示すＳＯＤシステムの背面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る加熱処理ステー
ションを示す平面図である。

【図５】図４に示す加熱処理ステーションの断面図であ
る。

【図６】本発明に係るＳＯＤシステムの一連の処理工程
を示すフロー図である。

【図７】一実施形態に係る加熱処理時間と、ウエハＷの
温度及び酸素濃度との関係を示す図である。

【図８】加熱処理時における酸素濃度と、比誘電率及び
絶縁膜の強度との関係を模式的に示す図である。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る加熱処理ステー
ションの断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る加熱処理ステ
ーションの平面図である。

【符号の説明】

Ｗ…半導体ウエハＬＨＰ…低温加熱処理ステーション１…ＳＯＤシステム２２…主ウエハ搬送機構３１…アーム３２…加熱処理ステーション３４、３５…加熱板３６…窒素供給源３７…搬送装置３８…ＵＶランプ３９…ＥＢランプ４５…第１の処理室４６…第２の処理室５４、５５…温度調整部６０…制御部６１、６２…窒素ガス供給調整バルブ６３、６４…酸素供給調整バルブ６５…酸素供給源７２…移動冷却プレート７６…開口部８２…搬送装置８３…低温加熱板９０…加熱処理ステーション

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁膜材料が塗布された基板に対し、第
１の酸素濃度下及び第１の温度で加熱処理を行う第１の
処理部と、前記第１の処理部に隣接して設けられ、前記絶縁膜材料
が塗布された基板に対し、前記第１の酸素濃度と異なる
第２の酸素濃度下及び前記第１の温度と異なる第２の温
度で加熱処理を行う第２の処理部と、前記第１の処理部と前記第２の処理部との間で基板の搬
送を行う第１の搬送手段とを具備することを特徴とする
基板処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記第１の処理部における加熱処理と前記第２の処理部
における加熱処理とを連続して行うことを特徴とする基
板処理装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の基板処理
装置において、前記第１の酸素濃度及び前記第２の酸素濃度を可変する
濃度可変手段を更に具備することを特徴とする基板処理
装置。
【請求項４】請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載の基板処理装置において、前記第１の温度及び前記第２の温度を可変する手段を更
に具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】請求項３に記載の基板処理装置におい
て、前記第１の酸素濃度及び前記第２の酸素濃度を１０００
ｐｐｍ以下とすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】請求項１から請求項５のうちいずれか１
項に記載の基板処理装置において、前記第１の処理部又は前記第２の処理部のうち少なくと
も一方は、基板に対し電子線を照射する手段を更に具備
することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】請求項１から請求項４のうちいずれか１
項に記載の基板処理装置において、前記第１の処理部又は前記第２の処理部のうち少なくと
も一方には、基板に対し紫外線を照射する手段を更に具
備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】請求項１から請求項７のうちいずれか１
項に記載の基板処理装置において、前記第１の搬送手段による基板の搬送方向に対して直角
方向に基板を搬送する第２の搬送手段と、前記第１の処理部に隣接するとともに前記第２の搬送手
段による基板の搬入が可能な位置に配置され、前記絶縁
膜材料が塗布された基板に対し、前記第１の温度及び前
記第２の温度とは異なる温度で加熱処理を行う第３の処
理部と、前記第２の処理部と前記第３の処理部との間で基板の搬
送を行う第３の搬送手段とを具備することを特徴とする
基板処理装置。