半導体製造装置
【目的】 高いアスペクト比の微細コンタクトホールへの段差被膜性および埋め込み性が良好な配線膜が形成できる半導体製造装置を得る。
【構成】 フェイスが上向きのウエハ１６０を搬送する機構と、ウエハ１６０を搬入および搬出するウエハローディング室８０，８１と、チタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３と、それぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室４２と、フェイスが上向きのウエハ１６０をフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構７０とを備えている。
【構成】 フェイスが上向きのウエハ１６０を搬送する機構と、ウエハ１６０を搬入および搬出するウエハローディング室８０，８１と、チタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３と、それぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室４２と、フェイスが上向きのウエハ１６０をフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構７０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩの超高集積化を実現するうえで重要である高いアスペクト比のサブハーフミクロンサイズのコンタクトホールもしくはスルーホールに半導体配線層を埋め込む半導体製造装置、特にクラスターイオンビーム蒸着装置等の点光源蒸発源をＣＶＤ装置およびスパッタ装置の各処理室に配置したマルチチャンバー型の半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの集積化が進むにつれて、設計ルールは６４ＭビットＤＲＡＭ以降ではサブハーフミクロン以下になってきた。また、半導体配線層に設けられるコンタクトホールのアスペクト比は２以上となり、現在実用されているマグネトロン型スパッタ装置の段差被覆性には限界があるため、この微細コンタクトに配線層を埋め込める新しい蒸着装置が要求されている。また、コンタクトでの電気抵抗の低い配線層が要求されている。
【０００３】図３１および図３７は日経マイクロデバイス１９９２年８月号に示されたＣＶＤ装置（図３１）およびマグネトロン型スパッタ装置（図３７）を基本に構成されたマルチチャンバー型半導体製造装置を模式的に示す概略構成図である。図３１において１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構（中央ハンドラ）、８０および８１はカセットケースに収納されたウエハを搬入および搬出するローディング室、２０は四塩化チタン等のガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２１は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、２２は四フッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６０はＷ配線層をエッチバックするエッチング室により構成されたマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置である。
【０００４】また、図３２、図３３、図３４、図３５および図３６は、それぞれフェイスが上向きのウエハ１６０、ウエハ搬送室（ヘキサゴン）１１０、搬送ロボット１２０、ウエハカセット１３０、ウエハローディング室１４０、ウエハカセット１３０を上下させるエレベータ１５０より構成されるウエハを搬送する搬送機構１０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられた電極３９０より構成されるエッチング室６０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉ蒸着室２０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉＮ蒸着室２１と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＷ蒸着室２２等のマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【０００５】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハの加熱ヒーター２４０でウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系１８０によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。その後、、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取りＴｉＮ蒸着室２１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室２１では加熱ヒーター２４０でウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系１８０によって四塩化チタンとアンモニア等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取りＷ蒸着室２２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２２では加熱ヒーター２４０でウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系１８０によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネット３８０を設けられた電極３９０間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、搬送ロボット１２０により三枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００８】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送しエッチングを行なうと共に三枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。搬送ロボット１２０により四枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００９】以上の工程を繰り返してカセットケース１３０内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。一方、図３７において１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０および８１はカセットケース１３０に収納されたウエハを搬入および搬出するウエハローディング室、３０はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等のガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３１はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、３２はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金配線層をスパッタ法により形成するアルミ配線層蒸着室、６０はアルミニウム合金配線層をエッチバックするエッチング室により構成されたマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置である。
【００１０】また、図３８、図３９および図４０は、それぞれフェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０を設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉ蒸着室３０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉＮ蒸着室３１と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石が設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０より構成されるアルミ配線層蒸着室３２等のマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【００１１】次に、動作について説明する。まず、ウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３０では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされてウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される層厚が増加する。
【００１２】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取りＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室３１では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴンおよび窒素等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０に設けられたチタンからなるターゲット３５０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされると共に窒素と反応してウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される層厚が増加することはＴｉ蒸着室の動作と同じである。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００１３】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３１から抜き取りアルミ配線層蒸着室３２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ配線層蒸着室３２では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０に設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０がスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３１に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００１４】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をアルミ配線層蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０に設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６をＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、アルミ配線層蒸着室に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に搬送ロボットにより三枚目のウエハ１６をＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００１５】そして最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をアルミ合金蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送しエッチングを行なうと共に、三枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に、搬送ロボットにより四枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００１６】図４１はセミコンジャパン８８テクニカルシンポジウム予稿集に示された上述した従来のマグネトロン型スパッタ装置によってアスペクト比が約１のコンタクトホールに配線層を蒸着した断面図であり、図において９４１はシリコンウエハ、９３１はコンタクトホール、９３２はスルーホール、９１１はシリコンウエハ９４１のｎコンタクト上の密着層（図示せず）および絶縁層９２１上の密着層（図示せず）を介して形成された第一バリア層、９１２は絶縁層９２２上に形成された第二バリア層、９０１は配線層である第一アルミ合金層、９０２は第二バリア層９１２（第二バリア層９１２の下面には図示されていない密着層が形成されている。）上に形成された配線層である第二アルミ合金層である。これを見るとコンタクトホール９３１の側壁および底面における膜厚は、コンタクトホール９３１以外の平坦部に比べオーバーハングの成長およびセルフシャドウイング効果により薄くなっている。配線層である第一バリア層９１１は、第一アルミ合金層９０１の下地として設けられるが、第一アルミ合金層９０１と同様オーバーハングおよびセルフシャドウイング効果によりコンタクトホール９３１の側壁および底面における膜厚は薄くなっていて、現在実用されているマグネトロン型スパッタ法の段差被覆性には限界にきている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置によるＣＶＤを主体とした製造法で形成された超ＬＳＩの微細配線層では、一般的に段差被覆性は良好であるが、塩素系およびフッ素系のガスを熱分解して成層するため、プロセス温度が高く、層中に塩素およびフッ素等の不純物が含まれて電気抵抗が大きくなるという課題があった。また、マルチスパッタチャンバー型半導体製造装置によるスパッタを主体とした製造法で形成された超ＬＳＩの微細配線層では、いくらコリメーター３４０を設けて指向性を良くしても、特にコンタクトホール９３１のアスペクト比が２以上となると段差被覆できなくなったり底部に配線用バリア層である第一バリア層９１１の穴埋めができなくなるという課題もあった。
【００１８】この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、高いアスペクト比の微細コンタクトホール底部に電気抵抗が低い良好な配線層の埋め込みが連続的に処理できる半導体製造装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、コンタクトホール、スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２０】この発明の請求項２に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２１】この発明の請求項３に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、コンタクトホール、スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２２】この発明の請求項４に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２３】この発明の請求項５に係る半導体製造装置は、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして成層したものである。
【００２４】この発明の請求項６に係る半導体製造装置は、Ｔｉ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着して密着層を形成したものである。
【００２５】この発明の請求項７に係る半導体製造装置は、ＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成したものである。
【００２６】この発明の請求項８に係る半導体製造装置は、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着して窒化チタンバリア層を形成したものである。
【００２７】この発明の請求項９に係る半導体製造装置は、Ａｌ合金蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、アルミニウム合金を蒸着してＡｌ合金配線層を形成したものである。
【００２８】この発明の請求項１０に係る半導体製造装置は、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設するとともに、Ａｌ合金蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設したものである。
【００２９】
【作用】請求項１に記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもバリア層が形成できる。
【００３０】請求項２記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層を形成しその後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層およびバリア層が形成できる。
【００３１】請求項３記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、Ａｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでも配線層が形成できる。
【００３２】請求項４記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成すると共に、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に同様にして粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、Ａｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層、バリア層および配線層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３３】請求項５に記載した半導体製造装置および請求項６記載の半導体製造装置の各蒸着室によれば、ウエハ面（成層面）を下向きにしてウエハを搬送すると共に各蒸着室においてもウエハ面（成層面）を下向きにして成層されるようにしたので、粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置した成層室との接続がウエハ反転機構を使わずに可能となった。
【００３４】請求項７記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもバリア層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３５】請求項８記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層およびバリア層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３６】請求項９記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、少なくともアルミニウムを蒸着してＡｌ配線層もしくはアルミニウム主体として銅およびシリコンを蒸着してＡｌ合金配線層もしくはアルミニウム主体としてゲルマニウム、チタン等の金属を蒸着してＡｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでも配線層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３７】請求項１０記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室を配置すると共に、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、少なくともアルミニウムを蒸着してＡｌ配線層もしくはアルミニウム主体として銅およびシリコンを蒸着してＡｌ合金配線層もしくはアルミニウム主体としてゲルマニウム、チタン等の金属を蒸着してＡｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層、バリア層および配線層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３８】請求項１１記載した半導体製造装置によれば、ウエハを加熱するウエハ加熱室を設けたので、ウエハの脱ガスが平行して行なえるようになった。
【００３９】
【実施例】以下、この発明の半導体製造装置の一実施例を図について説明する。図１において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）は、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、４３はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒化チタン成層時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金層を形成するアルミ合金蒸着室、６０はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これら等によりマルチ点蒸発源チャンバー型半導体製造装置が構成されている。
【００４０】また図２、図３、図４、図５、図６、図７R>７、および図８は、それぞれフェイスが下向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板加熱機構４３０、排気系１７０、チタンを蒸発させる点蒸発源４５０が備えられたＴｉ蒸着室４０と、フェイスが下向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板加熱機構４３０、排気系１７０、ガス導入系１８０、チタンを蒸発させる点蒸発源４５０が備えられたＴｉＮ蒸着室４１と、フェイスが上向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板ヒーター４３０、排気系１７０、アルミニウムを蒸発させる点蒸発源４６０とシリコンを蒸発させる点蒸発源４７０と銅を蒸発させる点蒸発源４８０等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源より構成されるアルミ合金蒸着室４２と、フェイスが下向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板加熱機構４３０、排気系１７０、ガス導入系１８０、チタンを蒸発させる点蒸発源４５０が備えられたＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３と、ウエハ１６０、排気系１７０、基板加熱ヒーター２４０から構成されるウエハ加熱室６１と、ウエハ１６１、ウエハチャック７１０、ウエハ反転ロボット７２０から構成されるウエハ反転機構７０等から構成されたマルチ点蒸発源チャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【００４１】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。上向きのウエハ１６０はウエハ反転機構７０内に設けられたウエハ反転ロボット７２０のウエハチャック７１０により保持され、反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に置かれる。ここでフェイスが下向きの一枚目のウエハ１６１は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００４２】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３では、排気系１７０により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構４４０により回転させると共に、基板加熱機構４３０により加熱する。この後チタンを蒸発させる点蒸発源４５０を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。引き続いてガス導入系１８０により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスされる。
【００４３】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取りアルミ合金蒸着室４２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室４２では、排気系１７０により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構４４０により回転させると共に、基板加熱機構４３０により加熱する。この後アルミニウムを蒸発させる点蒸発源４６０とシリコンを蒸発させる点蒸発源４７０と銅を蒸発させる点蒸発源４８０等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、チタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００４４】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、エッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを有する電極３９０との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００４５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、エッチング室６０に搬送しアルミ配線層をエッチングすると共に、三枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送してチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００４６】そして最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すると共に、搬送ロボットにより三枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取りる。次に、ウエハ１６１をエッチング室６０に搬送しアルミ配線層をエッチングすると共に、四枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成する。六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００４７】次に、この発明の点光源蒸発源装置の一実施例を図について説明する。図８において、１０１は蒸着材料１０２が充填され、上部にノズル１０３を設けられたルツボ、１０４はこのルツボ１０１を加熱する加熱フィラメント、１０７は熱シールド板、１０５はノズル１０３から噴出する蒸気およびクラスターに熱電子を照射して、一部の蒸気およびクラスターをイオン化するイオン化フィラメント、１０６はイオン化された蒸気およびクラスターを電界により加速する加速電極、１０８は加熱フィラメント１０４およびイオン化フィラメント１０５に電流を供給する電流導入端子、１１１はフランジ、１０９は電流導入端子１０８とフランジ１１１とを絶縁するブッシングで、これらによりクラスターイオンビーム型等の点光源蒸着装置４５１を構成する。
【００４８】また、図９において、１０１は蒸着材料１０２が充填されたルツボ、１０４はこのルツボ１０１を加熱する加熱フィラメント、１０７は熱シールド板、１０８は加熱フィラメント１０４に電流を供給する電流導入端子、１１１はフランジ、１０９は電流導入端子１０８とフランジ１１１とを絶縁するブッシングで、これ等により分子線型の点光源蒸着装置４５２が構成されている。
【００４９】上述したように構成された分子線型の点光源蒸着装置４５２において、蒸着材料１０２が充填されたルツボ１０１を加熱フィラメント１０４により加熱して１０~６〜１０~４Ｔｏｒｒの高真空中に蒸発させる。この時の蒸着粒子の平均自由行程は５〜５００ｍで、プロセス中の真空度が１０~３〜１０~２Ｔｏｒｒと低いスパッタ法の５〜１５ｍｍと比べて非常に低く、ウエハに到達するまでにガス粒子と衝突して散乱される割合はスパッタ法が１０回程度であるのに比べて、分子線型の点光源では１／１００〜１／１０程度と小さい。したがって、蒸着粒子の指向性が良く、微細なコンタクトホールの底部にも成層することが可能である。
【００５０】また、クラスターイオンビーム型等の点光源蒸着装置４５１では、蒸着材料１０２をルツボ１０１上部に設けられたノズル１０３より高真空中に噴出する際に断熱膨張により形成されるクラスターを用いて蒸着する。このクラスターは、２〜１０００個程度の原子からなるため、単原子からなる分子線に比べて質量が大きい。そのため、ウエハに到達するまでにガス粒子と衝突してもあまり散乱されないので、蒸着粒子の指向性が良く、微細なコンタクトホールの底部にも成層することが可能である。
【００５１】また、この蒸気（分子線）もしくはクラスターにイオン化フィラメント１０５より熱電子を照射して、一部の蒸気およびクラスターをイオン化し、イオン化された蒸気およびクラスターが加速電極１０６により印加される電界により加速して成層すると、層密度の高いしたがって電気抵抗が低い配線層を形成することができる。
【００５２】図４２は、点蒸発源装置によってアスペクト比が約１のコンタクトホールに配線層を蒸着した断面図であり、図において９４１はシリコンウエハ、９３１はコンタクトホール、９３２はスルーホール、９１１は第一バリア層（第一バリア層の下面には図示していない密着層が形成されている。）、９１２は第二バリア層（第二バリア層の下面には図示していない密着層が形成されている。）、９０１は第一アルミ合金層、９０２は第二アルミ合金層、９２１および９３２は絶縁層である。このように点蒸発源により形成された配線層の段差被覆性は非常に良好である。
【００５３】以下、この発明の半導体製造装置の別の実施例を図について説明する。図１０において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出すうウエハアンローディング室、４３はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒化チタン成層時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、２２はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６０はＷ配線層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置が構成されている。
【００５４】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。上向きのウエハ１６０はウエハ反転機構７０内に設けられたウエハ反転ロボットにより反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に置かれる。ここでフェイスが下向きの一枚目のウエハ１６１は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００５５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスされる。
【００５６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２２では加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共に、ガス導入系によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、チタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００５７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットに設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００５８】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しタングステン配線層をエッチングすると共に、三枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成する。五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００５９】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すると共に、三枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送してタングステン配線層をエッチングすると共に、四枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。五枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送してチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００６０】以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００６１】図１１において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、２０は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成層時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、２２はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６０はＷ配線層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構であり、これ等によりマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【００６２】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１では一枚目のウエハ１６０は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００６３】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室２０では、ウエハの加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６４】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室４１では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後ガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２２では加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを設けられた電極との間の電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送してタングステンからなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送して、窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に四枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しタングステン配線層をエッチングすると共に、三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。次に、四枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６８】そして最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すと共に、三枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しタングステン配線層をエッチングすると共に、四枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。同時に、五枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、七枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。以上の工程を繰り返してカセットケース内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００６９】図１２において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はカセットケースに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、２０は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２１は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部に配線層であるアルミ合金層を形成するアルミ合金蒸着室、６０はアルミニウム合金配線層をエッチバックするエッチング室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置を構成している。
【００７０】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室２０では、ウエハの加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。
【００７１】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取りＴｉＮ蒸着室２１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室２１では加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によって四塩化チタンとアンモニア等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００７２】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室４２では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後、アルミニウムを蒸発させる点蒸発源とシリコンを蒸発させる点蒸発源と銅を蒸発させる点蒸発源等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００７３】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００７４】そして最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０ら抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、エッチング室６０に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが上向きになるようにエッチング室６０に搬送した後、アルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してカセットケース内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００７５】図１３において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はカセットケースに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、４３はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒化チタン成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、３２はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６０は配線層であるアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【００７６】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。上向きのウエハ１６０はウエハ反転機構７０内に設けられたウエハ反転ロボットにより反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に置かれる。ここでフェイスが下向きの一枚目のウエハ１６１は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００７７】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスされる。
【００７８】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室３２では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットがスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、チタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０）により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００７９】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを設けられた電極との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００８０】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しアルミニウム合金配線層をエッチングする。搬送ロボットにより三枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００８１】そして最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すると共に、搬送ロボットにより三枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しアルミ合金層をエッチングする。搬送ロボットにより四枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同時に五枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。以上の工程を繰り返してカセットケース内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００８２】図１４において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はカセットケースに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディン，グ室、３０はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、３２はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６０は配線層であるアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【００８３】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３０では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を設けられたチタンからなるターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲットがスパッタされてウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。
【００８４】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室４１では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後、ガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成される。
【００８５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室４０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室３２では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットがスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取りＴｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。
【００８６】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットが設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射して配線層であるアルミ合金層をエッチングして平坦化する。それと同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同時に、三枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取りＴｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００８７】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しアルミ合金層をエッチングする。それと同時に三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同時に、四枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取りＴｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成される。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００８８】図１５において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３０はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３１はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室、６０はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置を構成する。
【００８９】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３０では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を有するチタンからなるターゲットとの間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲットがスパッタされてウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。
【００９０】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取りＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室３１では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴンおよび窒素等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石が設けられたチタンからなるターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲットがスパッタされると共に窒素と反応してウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成される。
【００９１】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室４２では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハを基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後、アルミニウムを蒸発させる点蒸発源とシリコンを蒸発させる点蒸発源と銅を蒸発させる点蒸発源等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。
【００９２】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、エッチング室６０に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを有する電極との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送してアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成する。それと同時に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。
【００９３】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、エッチング室６０に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、アルミ合金層をエッチングして平坦化すると共に、三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同意に、四枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００９４】図１６において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するローディング室、８１はウエハを搬出するアンローディング室、２７は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２８は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、２９はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６２はＷ配線層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置を構成する。
【００９５】また、図１７、図１８、図１９、図２０、図２１および図２２は、それぞれフェイスが下向きのウエハ１６１、ウエハ搬送室（ヘキサゴン）１１０、搬送ロボット１２０、ウエハカセット１３０、ウエハローディング室１４０、ウエハカセット１３０を上下させるエレベータ１５０より構成されるウエハを搬送する機構１９と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０より構成されるエッチング室６２と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉ蒸着室２７と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉＮ蒸着室２８と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＷ蒸着室２９等からなるマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【００９６】次に、動作について説明する。まず、ウエハローディング室８０にフェイスが下向きのウエハ１６１を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６１を抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハの加熱ヒーター２４０でウエハ１６１を加熱すると共にガス導入系１８０によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。
【００９７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１９０により一枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取りＴｉＮ蒸着室２８に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室２８では加熱ヒーター２４でウエハ１６１を加熱すると共に、ガス導入系１８０によって四塩化チタンとアンモニア等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００９８】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１９０により一枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室２８から抜き取りＷ蒸着室２９に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２９では加熱ヒーター２４０でウエハ１６１を加熱すると共にガス導入系１８０によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００９９】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６１をＷ蒸着室２９から抜き取り、エッチング室６２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６２ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６１とマグネットを有する電極との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室２８から抜き取り、Ｗ蒸着室２９に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に搬送ロボット１２０により三枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に四枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０１００】そして最後に一枚目のウエハ１６１をエッチング室６２から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をＷ蒸着室２９から抜き取りエッチング室６２に搬送し、エッチングを行なうと共に、三枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室２８から抜き取り、Ｗ蒸着室２９に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット１３０内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【０１０１】図２３において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、２７は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、２３はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６２はＷ配線層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置が構成される。また、Ｔｉ蒸着室２７を省略して、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３においてチタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成してから、引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成するようにしてもよい。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１０２】図２４において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するローディング室、８１はウエハを搬出するアンローディング室、２７は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２８は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、上記によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１０３】図２５において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３７はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３８はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、３９はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金配線層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置が構成される。
【０１０４】また、図２６、図２７および図２８は、それぞれフェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉ蒸着室３７と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉＮ蒸着室３８と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石を設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０より構成されるアルミ合金蒸着室３９等から構成されたマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置の各処理室を示す断面模式図である。
【０１０５】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが下向きのウエハ１６１を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３７では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６１と磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される膜厚が増加する。
【０１０６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室３７から抜き取りＴｉＮ蒸着室３８に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室３８では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴンおよび窒素等のガスを導入し、ウエハ１６１と磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０との間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされると共に窒素と反応してウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される膜厚が増加することはＴｉ蒸着室の動作と同じである。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０１０７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３８から抜き取りアルミ合金蒸着室３９に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室３９では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６１と磁石３８０が設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０との間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０がスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送してチタンからなる密着層を形成する。
【０１０８】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室３９から抜き取りエッチング室６２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６２ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６１とマグネットを設けられた電極３８０との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室３８から抜き取り、アルミ合金蒸着室３９に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に搬送ロボットにより三枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室３７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に四枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０１０９】そして、最後に一枚目のウエハ１６１をエッチング室６２から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室３９から抜き取りエッチング室６２に搬送しエッチングを行なうと共に三枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室３８から抜き取り、アルミ合金蒸着室３９に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成する。それと同時に搬送ロボットにより四枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室３７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に五枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【０１１０】図２９において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３７はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、３９はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金配線層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【０１１１】また、Ｔｉ蒸着室３７を省略して、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３においてチタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成してから、引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成するようにしてもよい。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１１２】図３０において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３７はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等のガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３８はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等のガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１１３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば点蒸発源から高真空中に噴出された指向性の良い蒸気及びクラスターを用いてコンタクトホールに垂直入射させるため、コンタクトホールへの埋め込みおよび被覆性が良好な半導体配線膜を蒸着できると共に、一部蒸着粒子にエネルギーを与えて照射するようにしので電気抵抗が低い良好な配線膜が形成できる半導体製造装置を得ることができる。また、これらの点蒸発源から構成されるチタン密着層、窒化チタンバリア層およびアルミ合金層の蒸着室を、従来のＣＶＤおよびスパッタ法で構成される蒸着室と接続できるようにしたので、様々な種類の半導体の製造に対応できるようになった。さらに、従来のＣＶＤおよびスパッタ法で構成される蒸着室をウエハが下向きで蒸着および処理され搬送するようにすれば、点蒸発源から構成されるチタン密着層、窒化チタンバリア層およびアルミ合金配線層の蒸着室と接続しても、ウエハを反転させる必要がないので、装置の動作が簡単になり、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるマルチ点蒸発源チャンバー型半導体製造装置からなるコンタクトホールを有するサブミクロンサイズの半導体配線膜を製造する装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２】点光源蒸発源により構成されるＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３】点光源蒸発源により構成されるＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図４】点光源蒸発源により構成されるアルミ合金蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図５】点光源蒸発源により構成されるＴｉおよびＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図６】ウエハ加熱室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図７】ウエハ反転機構で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図８】この発明の一実施例による点光源蒸発源の断面図である。
【図９】この発明の一実施例による点光源蒸発源の断面図である。
【図１０】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１１】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１２】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１３】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置を示す断面図で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１４】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１５】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１６】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１７】ウエハを下向きで処理するウエハ搬送機構で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図１８】ウエハを下向きで処理するエッチング室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図１９】ウエハを下向きで処理するウエハ加熱室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２０】ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室の断面図で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２１】ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２２】ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するタングステン蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２３】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２４】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２５】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２６】スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２７】スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２８】スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するアルミ合金蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２９】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３０】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３１】従来の実施例によるマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３２】従来の実施例によるウエハ搬送機構で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３３】従来の実施例によるエッチング室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３４】従来の実施例によるＣＶＤにより構成されるＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３５】従来の実施例によるＣＶＤにより構成されるＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３６】従来の実施例によるＣＶＤにより構成されるタングステン蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３７】従来の実施例によるマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３８】従来の実施例によるスパッタにより構成されるＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３９】従来の実施例によるスパッタにより構成されるＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図４０】従来の実施例によるスパッタにより構成されるタングステン蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図４１】従来の半導体製造装置で処理したコンタクトホールを有するサブミクロンサイズの半導体配線膜を示す側面断面図である。
【図４２】本発明の点蒸発源により構成された半導体製造装置で処理したコンタクトホールを有するサブミクロンサイズの半導体配線膜を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１０ 搬送機構
１９ ウエハを下向きで処理するウエハ搬送機構
２０ ＣＶＤにより構成されるＴｉ蒸着室
２１ ＣＶＤにより構成されるＴｉＮ蒸着室
２２ ＣＶＤにより構成されるタングステン蒸着室
２７ ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室
２８ ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室
２９ ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するタングステン蒸着室
３０ スパッタにより構成されるＴｉ蒸着室
３１ スパッタにより構成されるＴｉＮ蒸着室
３２ スパッタにより構成されるタングステン蒸着室
３７ スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室
３８ スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室
３９ スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するアルミ合金蒸着室
４０ 点光源蒸発源により構成されるＴｉ蒸着室
４１ 点光源蒸発源により構成されるＴｉＮ蒸着室
４２ 点光源蒸発源により構成されるアルミ合金蒸着室
４３ 点光源蒸発源により構成されるＴｉＮ／Ｔｉ蒸着室
６０ エッチング室
６１ ウエハ加熱室
６２ ウエハを下向きで処理するエッチング室
６３ ウエハを下向きで処理するウエハ加熱室
７０ ウエハ反転機構
８０ ウエハローディング室
８１ ウエハアンローディング室
１２０ ウエハ搬送ロボット
１３０ ウエハカセット
１５０ ウエハエレベータ
１６０ 上向きのウエハ
１６１ 下向きのウエハ
１７０ 排気系
１８０ ガス導入系
２４０ 基板加熱ヒーター
３４０ コリメーター
３５０ チタンターゲット
３６０ 窒化チタンターゲット
３７０ アルミ合金ターゲット
３８０ 磁石
４３０ 基板加熱機構
４４０ 基板回転機構
４５０ チタンを蒸発させる点蒸発源
４５１ 点蒸発源
４５２ 点蒸発源
４６０ アルミニウムを蒸発させる点蒸発源
４７０ シリコンを蒸発させる点蒸発源
４８０ 銅を蒸発させる点蒸発源
９３１ コンタクトホール
９３２ スルーホール
９０１ 配線層
９０２ 配線層
９１１ バリア層
９２１ 絶縁層
９１２ バリア層
９２２ 絶縁層
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩの超高集積化を実現するうえで重要である高いアスペクト比のサブハーフミクロンサイズのコンタクトホールもしくはスルーホールに半導体配線層を埋め込む半導体製造装置、特にクラスターイオンビーム蒸着装置等の点光源蒸発源をＣＶＤ装置およびスパッタ装置の各処理室に配置したマルチチャンバー型の半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの集積化が進むにつれて、設計ルールは６４ＭビットＤＲＡＭ以降ではサブハーフミクロン以下になってきた。また、半導体配線層に設けられるコンタクトホールのアスペクト比は２以上となり、現在実用されているマグネトロン型スパッタ装置の段差被覆性には限界があるため、この微細コンタクトに配線層を埋め込める新しい蒸着装置が要求されている。また、コンタクトでの電気抵抗の低い配線層が要求されている。
【０００３】図３１および図３７は日経マイクロデバイス１９９２年８月号に示されたＣＶＤ装置（図３１）およびマグネトロン型スパッタ装置（図３７）を基本に構成されたマルチチャンバー型半導体製造装置を模式的に示す概略構成図である。図３１において１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構（中央ハンドラ）、８０および８１はカセットケースに収納されたウエハを搬入および搬出するローディング室、２０は四塩化チタン等のガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２１は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、２２は四フッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６０はＷ配線層をエッチバックするエッチング室により構成されたマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置である。
【０００４】また、図３２、図３３、図３４、図３５および図３６は、それぞれフェイスが上向きのウエハ１６０、ウエハ搬送室（ヘキサゴン）１１０、搬送ロボット１２０、ウエハカセット１３０、ウエハローディング室１４０、ウエハカセット１３０を上下させるエレベータ１５０より構成されるウエハを搬送する搬送機構１０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられた電極３９０より構成されるエッチング室６０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉ蒸着室２０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉＮ蒸着室２１と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＷ蒸着室２２等のマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【０００５】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハの加熱ヒーター２４０でウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系１８０によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。その後、、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取りＴｉＮ蒸着室２１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室２１では加熱ヒーター２４０でウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系１８０によって四塩化チタンとアンモニア等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取りＷ蒸着室２２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２２では加熱ヒーター２４０でウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系１８０によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネット３８０を設けられた電極３９０間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、搬送ロボット１２０により三枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００８】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６０をＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送しエッチングを行なうと共に三枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。搬送ロボット１２０により四枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０００９】以上の工程を繰り返してカセットケース１３０内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。一方、図３７において１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０および８１はカセットケース１３０に収納されたウエハを搬入および搬出するウエハローディング室、３０はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等のガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３１はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、３２はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金配線層をスパッタ法により形成するアルミ配線層蒸着室、６０はアルミニウム合金配線層をエッチバックするエッチング室により構成されたマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置である。
【００１０】また、図３８、図３９および図４０は、それぞれフェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０を設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉ蒸着室３０と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉＮ蒸着室３１と、フェイスが上向きのウエハ１６０、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石が設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０より構成されるアルミ配線層蒸着室３２等のマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【００１１】次に、動作について説明する。まず、ウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３０では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされてウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される層厚が増加する。
【００１２】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取りＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室３１では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴンおよび窒素等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０に設けられたチタンからなるターゲット３５０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされると共に窒素と反応してウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される層厚が増加することはＴｉ蒸着室の動作と同じである。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００１３】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３１から抜き取りアルミ配線層蒸着室３２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ配線層蒸着室３２では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０に設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０がスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３１に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００１４】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をアルミ配線層蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石３８０に設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６をＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、アルミ配線層蒸着室に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に搬送ロボットにより三枚目のウエハ１６をＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００１５】そして最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をアルミ合金蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送しエッチングを行なうと共に、三枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に、搬送ロボットにより四枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送しチタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００１６】図４１はセミコンジャパン８８テクニカルシンポジウム予稿集に示された上述した従来のマグネトロン型スパッタ装置によってアスペクト比が約１のコンタクトホールに配線層を蒸着した断面図であり、図において９４１はシリコンウエハ、９３１はコンタクトホール、９３２はスルーホール、９１１はシリコンウエハ９４１のｎコンタクト上の密着層（図示せず）および絶縁層９２１上の密着層（図示せず）を介して形成された第一バリア層、９１２は絶縁層９２２上に形成された第二バリア層、９０１は配線層である第一アルミ合金層、９０２は第二バリア層９１２（第二バリア層９１２の下面には図示されていない密着層が形成されている。）上に形成された配線層である第二アルミ合金層である。これを見るとコンタクトホール９３１の側壁および底面における膜厚は、コンタクトホール９３１以外の平坦部に比べオーバーハングの成長およびセルフシャドウイング効果により薄くなっている。配線層である第一バリア層９１１は、第一アルミ合金層９０１の下地として設けられるが、第一アルミ合金層９０１と同様オーバーハングおよびセルフシャドウイング効果によりコンタクトホール９３１の側壁および底面における膜厚は薄くなっていて、現在実用されているマグネトロン型スパッタ法の段差被覆性には限界にきている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置によるＣＶＤを主体とした製造法で形成された超ＬＳＩの微細配線層では、一般的に段差被覆性は良好であるが、塩素系およびフッ素系のガスを熱分解して成層するため、プロセス温度が高く、層中に塩素およびフッ素等の不純物が含まれて電気抵抗が大きくなるという課題があった。また、マルチスパッタチャンバー型半導体製造装置によるスパッタを主体とした製造法で形成された超ＬＳＩの微細配線層では、いくらコリメーター３４０を設けて指向性を良くしても、特にコンタクトホール９３１のアスペクト比が２以上となると段差被覆できなくなったり底部に配線用バリア層である第一バリア層９１１の穴埋めができなくなるという課題もあった。
【００１８】この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、高いアスペクト比の微細コンタクトホール底部に電気抵抗が低い良好な配線層の埋め込みが連続的に処理できる半導体製造装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、コンタクトホール、スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２０】この発明の請求項２に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２１】この発明の請求項３に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、コンタクトホール、スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２２】この発明の請求項４に係る半導体製造装置は、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室とを備えたものである。
【００２３】この発明の請求項５に係る半導体製造装置は、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして成層したものである。
【００２４】この発明の請求項６に係る半導体製造装置は、Ｔｉ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着して密着層を形成したものである。
【００２５】この発明の請求項７に係る半導体製造装置は、ＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成したものである。
【００２６】この発明の請求項８に係る半導体製造装置は、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着して窒化チタンバリア層を形成したものである。
【００２７】この発明の請求項９に係る半導体製造装置は、Ａｌ合金蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、アルミニウム合金を蒸着してＡｌ合金配線層を形成したものである。
【００２８】この発明の請求項１０に係る半導体製造装置は、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設するとともに、Ａｌ合金蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設したものである。
【００２９】
【作用】請求項１に記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもバリア層が形成できる。
【００３０】請求項２記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層を形成しその後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層およびバリア層が形成できる。
【００３１】請求項３記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、Ａｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでも配線層が形成できる。
【００３２】請求項４記載の半導体製造装置によれば、ウエハ面（成層面）を下向きに反転させる機構と、ウエハ下方に粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成すると共に、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に同様にして粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置して、Ａｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層、バリア層および配線層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３３】請求項５に記載した半導体製造装置および請求項６記載の半導体製造装置の各蒸着室によれば、ウエハ面（成層面）を下向きにしてウエハを搬送すると共に各蒸着室においてもウエハ面（成層面）を下向きにして成層されるようにしたので、粒子の指向性の良い複数個の点光源蒸発源を配置した成層室との接続がウエハ反転機構を使わずに可能となった。
【００３４】請求項７記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもバリア層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３５】請求項８記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層およびバリア層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３６】請求項９記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、少なくともアルミニウムを蒸着してＡｌ配線層もしくはアルミニウム主体として銅およびシリコンを蒸着してＡｌ合金配線層もしくはアルミニウム主体としてゲルマニウム、チタン等の金属を蒸着してＡｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでも配線層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３７】請求項１０記載した半導体製造装置によれば、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室を配置すると共に、下向きに回転するウエハと、ウエハ下方に複数個の点光源蒸発源を配置して、少なくともアルミニウムを蒸着してＡｌ配線層もしくはアルミニウム主体として銅およびシリコンを蒸着してＡｌ合金配線層もしくはアルミニウム主体としてゲルマニウム、チタン等の金属を蒸着してＡｌ合金配線層を形成するようにしたので、微細なコンタクトホールでもＴｉ密着層、バリア層および配線層が形成できるマルチチャンバー型半導体製造装置を得ることができる。
【００３８】請求項１１記載した半導体製造装置によれば、ウエハを加熱するウエハ加熱室を設けたので、ウエハの脱ガスが平行して行なえるようになった。
【００３９】
【実施例】以下、この発明の半導体製造装置の一実施例を図について説明する。図１において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）は、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、４３はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒化チタン成層時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金層を形成するアルミ合金蒸着室、６０はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これら等によりマルチ点蒸発源チャンバー型半導体製造装置が構成されている。
【００４０】また図２、図３、図４、図５、図６、図７R>７、および図８は、それぞれフェイスが下向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板加熱機構４３０、排気系１７０、チタンを蒸発させる点蒸発源４５０が備えられたＴｉ蒸着室４０と、フェイスが下向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板加熱機構４３０、排気系１７０、ガス導入系１８０、チタンを蒸発させる点蒸発源４５０が備えられたＴｉＮ蒸着室４１と、フェイスが上向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板ヒーター４３０、排気系１７０、アルミニウムを蒸発させる点蒸発源４６０とシリコンを蒸発させる点蒸発源４７０と銅を蒸発させる点蒸発源４８０等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源より構成されるアルミ合金蒸着室４２と、フェイスが下向きのウエハ１６１を回転させる基板回転機構４４０、ウエハ１６１を加熱する基板加熱機構４３０、排気系１７０、ガス導入系１８０、チタンを蒸発させる点蒸発源４５０が備えられたＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３と、ウエハ１６０、排気系１７０、基板加熱ヒーター２４０から構成されるウエハ加熱室６１と、ウエハ１６１、ウエハチャック７１０、ウエハ反転ロボット７２０から構成されるウエハ反転機構７０等から構成されたマルチ点蒸発源チャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【００４１】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。上向きのウエハ１６０はウエハ反転機構７０内に設けられたウエハ反転ロボット７２０のウエハチャック７１０により保持され、反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に置かれる。ここでフェイスが下向きの一枚目のウエハ１６１は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００４２】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３では、排気系１７０により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構４４０により回転させると共に、基板加熱機構４３０により加熱する。この後チタンを蒸発させる点蒸発源４５０を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。引き続いてガス導入系１８０により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスされる。
【００４３】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取りアルミ合金蒸着室４２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室４２では、排気系１７０により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構４４０により回転させると共に、基板加熱機構４３０により加熱する。この後アルミニウムを蒸発させる点蒸発源４６０とシリコンを蒸発させる点蒸発源４７０と銅を蒸発させる点蒸発源４８０等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、チタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００４４】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、エッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを有する電極３９０との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００４５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、エッチング室６０に搬送しアルミ配線層をエッチングすると共に、三枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送してチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセット１３０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００４６】そして最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すると共に、搬送ロボットにより三枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取りる。次に、ウエハ１６１をエッチング室６０に搬送しアルミ配線層をエッチングすると共に、四枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成する。六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００４７】次に、この発明の点光源蒸発源装置の一実施例を図について説明する。図８において、１０１は蒸着材料１０２が充填され、上部にノズル１０３を設けられたルツボ、１０４はこのルツボ１０１を加熱する加熱フィラメント、１０７は熱シールド板、１０５はノズル１０３から噴出する蒸気およびクラスターに熱電子を照射して、一部の蒸気およびクラスターをイオン化するイオン化フィラメント、１０６はイオン化された蒸気およびクラスターを電界により加速する加速電極、１０８は加熱フィラメント１０４およびイオン化フィラメント１０５に電流を供給する電流導入端子、１１１はフランジ、１０９は電流導入端子１０８とフランジ１１１とを絶縁するブッシングで、これらによりクラスターイオンビーム型等の点光源蒸着装置４５１を構成する。
【００４８】また、図９において、１０１は蒸着材料１０２が充填されたルツボ、１０４はこのルツボ１０１を加熱する加熱フィラメント、１０７は熱シールド板、１０８は加熱フィラメント１０４に電流を供給する電流導入端子、１１１はフランジ、１０９は電流導入端子１０８とフランジ１１１とを絶縁するブッシングで、これ等により分子線型の点光源蒸着装置４５２が構成されている。
【００４９】上述したように構成された分子線型の点光源蒸着装置４５２において、蒸着材料１０２が充填されたルツボ１０１を加熱フィラメント１０４により加熱して１０~６〜１０~４Ｔｏｒｒの高真空中に蒸発させる。この時の蒸着粒子の平均自由行程は５〜５００ｍで、プロセス中の真空度が１０~３〜１０~２Ｔｏｒｒと低いスパッタ法の５〜１５ｍｍと比べて非常に低く、ウエハに到達するまでにガス粒子と衝突して散乱される割合はスパッタ法が１０回程度であるのに比べて、分子線型の点光源では１／１００〜１／１０程度と小さい。したがって、蒸着粒子の指向性が良く、微細なコンタクトホールの底部にも成層することが可能である。
【００５０】また、クラスターイオンビーム型等の点光源蒸着装置４５１では、蒸着材料１０２をルツボ１０１上部に設けられたノズル１０３より高真空中に噴出する際に断熱膨張により形成されるクラスターを用いて蒸着する。このクラスターは、２〜１０００個程度の原子からなるため、単原子からなる分子線に比べて質量が大きい。そのため、ウエハに到達するまでにガス粒子と衝突してもあまり散乱されないので、蒸着粒子の指向性が良く、微細なコンタクトホールの底部にも成層することが可能である。
【００５１】また、この蒸気（分子線）もしくはクラスターにイオン化フィラメント１０５より熱電子を照射して、一部の蒸気およびクラスターをイオン化し、イオン化された蒸気およびクラスターが加速電極１０６により印加される電界により加速して成層すると、層密度の高いしたがって電気抵抗が低い配線層を形成することができる。
【００５２】図４２は、点蒸発源装置によってアスペクト比が約１のコンタクトホールに配線層を蒸着した断面図であり、図において９４１はシリコンウエハ、９３１はコンタクトホール、９３２はスルーホール、９１１は第一バリア層（第一バリア層の下面には図示していない密着層が形成されている。）、９１２は第二バリア層（第二バリア層の下面には図示していない密着層が形成されている。）、９０１は第一アルミ合金層、９０２は第二アルミ合金層、９２１および９３２は絶縁層である。このように点蒸発源により形成された配線層の段差被覆性は非常に良好である。
【００５３】以下、この発明の半導体製造装置の別の実施例を図について説明する。図１０において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出すうウエハアンローディング室、４３はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒化チタン成層時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、２２はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６０はＷ配線層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置が構成されている。
【００５４】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。上向きのウエハ１６０はウエハ反転機構７０内に設けられたウエハ反転ロボットにより反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に置かれる。ここでフェイスが下向きの一枚目のウエハ１６１は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００５５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスされる。
【００５６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２２では加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共に、ガス導入系によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、チタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００５７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットに設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００５８】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しタングステン配線層をエッチングすると共に、三枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成する。五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００５９】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すると共に、三枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送してタングステン配線層をエッチングすると共に、四枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。五枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送してチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００６０】以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００６１】図１１において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、２０は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成層時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、２２はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６０はＷ配線層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構であり、これ等によりマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【００６２】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１では一枚目のウエハ１６０は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００６３】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室２０では、ウエハの加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６４】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室４１では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後ガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、Ｗ蒸着室２２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２２では加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを設けられた電極との間の電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送してタングステンからなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送して、窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に四枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しタングステン配線層をエッチングすると共に、三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。次に、四枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。
【００６８】そして最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すと共に、三枚目のウエハをＷ蒸着室２２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しタングステン配線層をエッチングすると共に、四枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、Ｗ蒸着室２２に搬送しタングステンからなる配線層を形成する。同時に、五枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成すると共に、七枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、脱ガスする。以上の工程を繰り返してカセットケース内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００６９】図１２において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はカセットケースに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、２０は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２１は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部に配線層であるアルミ合金層を形成するアルミ合金蒸着室、６０はアルミニウム合金配線層をエッチバックするエッチング室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置を構成している。
【００７０】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室２０では、ウエハの加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。
【００７１】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取りＴｉＮ蒸着室２１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室２１では加熱ヒーターでウエハ１６０を加熱すると共にガス導入系によって四塩化チタンとアンモニア等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００７２】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室４２では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後、アルミニウムを蒸発させる点蒸発源とシリコンを蒸発させる点蒸発源と銅を蒸発させる点蒸発源等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００７３】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００７４】そして最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０ら抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、エッチング室６０に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが上向きになるようにエッチング室６０に搬送した後、アルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室２１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室２０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２１に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室２０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してカセットケース内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００７５】図１３において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はカセットケースに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、４３はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、窒化チタン成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層および窒化チタンバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、３２はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６０は配線層であるアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【００７６】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。上向きのウエハ１６０はウエハ反転機構７０内に設けられたウエハ反転ロボットにより反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に置かれる。ここでフェイスが下向きの一枚目のウエハ１６１は、加熱ヒーターにより加熱されて、脱ガスされる。
【００７７】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取りＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスされる。
【００７８】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室３２では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットがスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送し、チタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０）により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００７９】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを設けられた電極との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００８０】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハ加熱室６１ではウエハが冷却される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しアルミニウム合金配線層をエッチングする。搬送ロボットにより三枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。
【００８１】そして最後に一枚目のウエハ１６０をウエハ加熱室６１から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してカセットケースに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取りウエハ加熱室６１に搬送し冷却すると共に、搬送ロボットにより三枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しアルミ合金層をエッチングする。搬送ロボットにより四枚目のウエハをＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同時に五枚目のウエハ１６１をウエハ加熱室６１から抜き取り、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３に搬送しチタンからなる密着層および窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、六枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、フェイスが下向きになるようにウエハ加熱室６１に搬送されヒーターより加熱されて、脱ガスする。以上の工程を繰り返してカセットケース内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００８２】図１４において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はカセットケースに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディン，グ室、３０はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、３２はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６０は配線層であるアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、６１はウエハを加熱し脱ガスするウエハ加熱室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【００８３】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３０では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を設けられたチタンからなるターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲットがスパッタされてウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。
【００８４】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ加熱室６１に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室４１では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハ１６１を基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後、ガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成される。
【００８５】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室４０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室３２では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットがスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取りＴｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。
【００８６】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取りエッチング室６０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットが設けられた電極間電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射して配線層であるアルミ合金層をエッチングして平坦化する。それと同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同時に、三枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取りＴｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層を形成する。
【００８７】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハをアルミ合金蒸着室３２から抜き取り、エッチング室６０に搬送しアルミ合金層をエッチングする。それと同時に三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室４１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室３２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同時に、四枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、ＴｉＮ蒸着室４１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取りＴｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成される。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００８８】図１５において、１６０はフェイスが上向きのウエハ、１０は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３０はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３１はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室、６０はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室、７０はフェイスが上向きのウエハをフェイスが下向きに反転させるウエハ反転機構で、これ等によりマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置を構成する。
【００８９】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが上向きのウエハ１６０を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３０では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石を有するチタンからなるターゲットとの間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲットがスパッタされてウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。
【００９０】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉ蒸着室３０から抜き取りＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室３１では、排気系により排気された後、ガス導入系によってアルゴンおよび窒素等のガスを導入し、ウエハ１６０と磁石が設けられたチタンからなるターゲット間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲットがスパッタされると共に窒素と反応してウエハ１６０表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成される。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成される。
【００９１】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６０をＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室４２では、排気系により排気された後、フェイスが下向きのウエハを基板回転機構により回転させると共に、基板加熱機構により加熱する。この後、アルミニウムを蒸発させる点蒸発源とシリコンを蒸発させる点蒸発源と銅を蒸発させる点蒸発源等からなるアルミニウム合金蒸着用蒸発源を稼働させて、ウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、三枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。
【００９２】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、エッチング室６０に搬送し、ウエハ反転機構７０によりフェイスが上向きになるように反転された後、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６０では、ガス導入系によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６０とマグネットを有する電極との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送してアルミニウム合金からなる配線層を形成すると共に、三枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成する。それと同時に、四枚目のウエハ１６０をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。
【００９３】そして、最後に一枚目のウエハ１６０をエッチング室６０から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に、搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室４２から抜き取り、エッチング室６０に搬送し、ウエハ反転機構７０により反転された後、アルミ合金層をエッチングして平坦化すると共に、三枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３１から抜き取り、ウエハ反転機構７０によりフェイスが下向きになるように反転された後、アルミ合金蒸着室４２に搬送しアルミニウム合金からなる配線層を形成する。それと同意に、四枚目のウエハをＴｉ蒸着室３０から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３１に搬送し、窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３０に搬送し、チタンからなる密着層が形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【００９４】図１６において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するローディング室、８１はウエハを搬出するアンローディング室、２７は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２８は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、２９はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６２はＷ配線層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置を構成する。
【００９５】また、図１７、図１８、図１９、図２０、図２１および図２２は、それぞれフェイスが下向きのウエハ１６１、ウエハ搬送室（ヘキサゴン）１１０、搬送ロボット１２０、ウエハカセット１３０、ウエハローディング室１４０、ウエハカセット１３０を上下させるエレベータ１５０より構成されるウエハを搬送する機構１９と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０より構成されるエッチング室６２と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉ蒸着室２７と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＴｉＮ蒸着室２８と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、ウエハの加熱ヒーター２４０より構成されるＷ蒸着室２９等からなるマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置を構成する各処理室を示す断面模式図である。
【００９６】次に、動作について説明する。まず、ウエハローディング室８０にフェイスが下向きのウエハ１６１を収納したウエハカセット１３０をセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６１を抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ウエハの加熱ヒーター２４０でウエハ１６１を加熱すると共にガス導入系１８０によって四塩化チタン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成する。
【００９７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１９０により一枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取りＴｉＮ蒸着室２８に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室２８では加熱ヒーター２４でウエハ１６１を加熱すると共に、ガス導入系１８０によって四塩化チタンとアンモニア等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００９８】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１９０により一枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室２８から抜き取りＷ蒸着室２９に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｗ蒸着室２９では加熱ヒーター２４０でウエハ１６１を加熱すると共にガス導入系１８０によってフッ化タングステン等のガスを導入し、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にタングステンからなる配線層を形成する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【００９９】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６１をＷ蒸着室２９から抜き取り、エッチング室６２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６２ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６１とマグネットを有する電極との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してタングステン配線層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室２８から抜き取り、Ｗ蒸着室２９に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に搬送ロボット１２０により三枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成する。同時に四枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０１００】そして最後に一枚目のウエハ１６１をエッチング室６２から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に搬送ロボット１２０により二枚目のウエハ１６１をＷ蒸着室２９から抜き取りエッチング室６２に搬送し、エッチングを行なうと共に、三枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室２８から抜き取り、Ｗ蒸着室２９に搬送しタングステンからなる配線層を形成すると共に、四枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室２７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室２８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に、五枚目のウエハ１６１をウエハカセット１３０から抜き取り、Ｔｉ蒸着室２７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット１３０内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【０１０１】図２３において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、２７は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、２３はフッ化タングステン等ガスが導入されバリア層上部にタングステン配線層をＣＶＤ法により形成するＷ蒸着室、６２はＷ配線層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置が構成される。また、Ｔｉ蒸着室２７を省略して、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３においてチタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成してから、引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成するようにしてもよい。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１０２】図２４において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するローディング室、８１はウエハを搬出するアンローディング室、２７は四塩化チタン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をＣＶＤ法により形成するＴｉ蒸着室、２８は四塩化チタンおよびアンモニア等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をＣＶＤ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、上記によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１０３】図２５において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３７はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３８はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等ガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、３９はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金配線層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置が構成される。
【０１０４】また、図２６、図２７および図２８は、それぞれフェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉ蒸着室３７と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０、ハニカム多孔状のコリメーター３４０より構成されるＴｉＮ蒸着室３８と、フェイスが下向きのウエハ１６１、排気系１７０、ガス導入系１８０、磁石を設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０より構成されるアルミ合金蒸着室３９等から構成されたマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置の各処理室を示す断面模式図である。
【０１０５】次に、動作について説明する。まずウエハローディング室８０にフェイスが下向きのウエハ１６１を収納したウエハカセットをセットして、各処理室内を排気系により、排気した後、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１を抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送し、ゲートバルブを閉じる。Ｔｉ蒸着室３７では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６１と磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされてウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される膜厚が増加する。
【０１０６】その後、ゲートバルブを開いて搬送ロボット１２０により一枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室３７から抜き取りＴｉＮ蒸着室３８に搬送し、ゲートバルブを閉じる。ＴｉＮ蒸着室３８では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴンおよび窒素等のガスを導入し、ウエハ１６１と磁石３８０が設けられたチタンからなるターゲット３５０との間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではチタンからなるターゲット３５０がスパッタされると共に窒素と反応してウエハ１６１表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成される。この時にスパッタされたチタン蒸着粒子はハニカム多孔状のコリメーター３４０を通過してウエハに到達するため多少粒子の指向性が改善され微細コンタクトの底に蒸着される膜厚が増加することはＴｉ蒸着室の動作と同じである。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０１０７】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハをＴｉＮ蒸着室３８から抜き取りアルミ合金蒸着室３９に搬送し、ゲートバルブを閉じる。アルミ合金蒸着室３９では、排気系１７０により排気された後、ガス導入系１８０によってアルゴン等のガスを導入し、ウエハ１６１と磁石３８０が設けられたアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０との間に高周波電圧を印加して放電空間を形成する。放電空間ではアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲット３７０がスパッタされてウエハ表面およびコンタクトホール底部にアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金からなる配線層を形成する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハをＴｉ蒸着室３７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に三枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送してチタンからなる密着層を形成する。
【０１０８】次に、ゲートバルブを開いて搬送ロボットにより一枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室３９から抜き取りエッチング室６２に搬送し、ゲートバルブを閉じる。エッチング室６２ではガス導入系１８０によってアルゴンもしくは塩素系のガス等のガスを導入し、ウエハ１６１とマグネットを設けられた電極３８０との間に電圧を印加してアルゴンイオンもしくは塩素イオンをウエハに照射してアルミ合金層をエッチングして平坦化する。同時に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室３８から抜き取り、アルミ合金蒸着室３９に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成すると共に搬送ロボットにより三枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室３７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に四枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。
【０１０９】そして、最後に一枚目のウエハ１６１をエッチング室６２から抜き取り、ウエハアンローディング室８１に搬送してウエハカセットに収納すると共に搬送ロボットにより二枚目のウエハ１６１をアルミ合金蒸着室３９から抜き取りエッチング室６２に搬送しエッチングを行なうと共に三枚目のウエハ１６１をＴｉＮ蒸着室３８から抜き取り、アルミ合金蒸着室３９に搬送しアルミ合金からなる配線層を形成する。それと同時に搬送ロボットにより四枚目のウエハ１６１をＴｉ蒸着室３７から抜き取り、ＴｉＮ蒸着室３８に搬送し窒化チタンからなるバリア層を形成すると共に五枚目のウエハ１６１をウエハカセットから抜き取り、Ｔｉ蒸着室３７に搬送しチタンからなる密着層を形成する。以上の工程を繰り返してウエハカセット内のすべての処理が終わってから、ウエハアンローディング室８１の真空を大気に開放してウエハを取り出す。
【０１１０】図２９において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３７はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されコンタクトホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、４１はチタンを蒸発させる点蒸発源が備えられ、成膜時には窒素ガスが導入されコンタクトホール底部に窒化チタンバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、３９はアルミニウムとシリコンと銅等からなるアルミニウム合金ターゲットが備えられ、アルゴン等ガスが導入されバリア層上部にアルミ合金配線層をスパッタ法により形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。
【０１１１】また、Ｔｉ蒸着室３７を省略して、ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室４３においてチタンを蒸発させる点蒸発源を稼働させて、ウエハ表面およびコンタクトホール底部にチタンからなる密着層を形成してから、引き続いてガス導入系により窒素ガスを導入して、チタンと反応させてウエハ表面およびコンタクトホール底部に窒化チタンからなるバリア層が形成するようにしてもよい。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１１２】図３０において、１６１はフェイスが下向きのウエハ、１９は装置の中央部に配置されたウエハを搬送する機構（中央ハンドラ）、８０はウエハカセットに収納されたウエハを搬入するウエハローディング室、８１はウエハを搬出するウエハアンローディング室、３７はチタンターゲットが備えられ、アルゴン等のガスが導入されコンタクトホール底部にチタン密着層をスパッタ法により形成するＴｉ蒸着室、３８はチタンターゲットが備えられ、アルゴンおよび窒素等のガスが導入されコンタクトホール底部のチタン密着層上部に窒化チタンバリア層をスパッタ法により形成するＴｉＮ蒸着室、４２はそれぞれアルミニウムとシリコンと銅等を蒸発させる点蒸発源が備えられ、バリア層上部にアルミ合金配線層を形成するアルミ合金蒸着室、６２はアルミ合金層をエッチバックするエッチング室で、これ等によりウエハフェイスが下向きで処理されることを特徴とするマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置が構成される。動作について説明は既に述べてきたものと同様であるので省略する。
【０１１３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば点蒸発源から高真空中に噴出された指向性の良い蒸気及びクラスターを用いてコンタクトホールに垂直入射させるため、コンタクトホールへの埋め込みおよび被覆性が良好な半導体配線膜を蒸着できると共に、一部蒸着粒子にエネルギーを与えて照射するようにしので電気抵抗が低い良好な配線膜が形成できる半導体製造装置を得ることができる。また、これらの点蒸発源から構成されるチタン密着層、窒化チタンバリア層およびアルミ合金層の蒸着室を、従来のＣＶＤおよびスパッタ法で構成される蒸着室と接続できるようにしたので、様々な種類の半導体の製造に対応できるようになった。さらに、従来のＣＶＤおよびスパッタ法で構成される蒸着室をウエハが下向きで蒸着および処理され搬送するようにすれば、点蒸発源から構成されるチタン密着層、窒化チタンバリア層およびアルミ合金配線層の蒸着室と接続しても、ウエハを反転させる必要がないので、装置の動作が簡単になり、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるマルチ点蒸発源チャンバー型半導体製造装置からなるコンタクトホールを有するサブミクロンサイズの半導体配線膜を製造する装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２】点光源蒸発源により構成されるＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３】点光源蒸発源により構成されるＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図４】点光源蒸発源により構成されるアルミ合金蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図５】点光源蒸発源により構成されるＴｉおよびＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図６】ウエハ加熱室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図７】ウエハ反転機構で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図８】この発明の一実施例による点光源蒸発源の断面図である。
【図９】この発明の一実施例による点光源蒸発源の断面図である。
【図１０】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１１】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１２】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１３】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置を示す断面図で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１４】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１５】この発明の別の実施例によるマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１６】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図１７】ウエハを下向きで処理するウエハ搬送機構で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図１８】ウエハを下向きで処理するエッチング室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図１９】ウエハを下向きで処理するウエハ加熱室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２０】ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室の断面図で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２１】ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２２】ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するタングステン蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２３】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２４】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ーＣＶＤ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２５】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図２６】スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２７】スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２８】スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するアルミ合金蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図２９】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３０】この発明の別の実施例によるウエハを下向きで処理するマルチ点蒸発源ースパッタ複合チャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３１】従来の実施例によるマルチＣＶＤチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３２】従来の実施例によるウエハ搬送機構で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３３】従来の実施例によるエッチング室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３４】従来の実施例によるＣＶＤにより構成されるＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３５】従来の実施例によるＣＶＤにより構成されるＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３６】従来の実施例によるＣＶＤにより構成されるタングステン蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３７】従来の実施例によるマルチスパッタチャンバー型半導体製造装置で、（ａ）はウエハの平面図、（ｂ）はその装置の平断面図、（ｃ）は（ｂ）の側断面図である。
【図３８】従来の実施例によるスパッタにより構成されるＴｉ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図３９】従来の実施例によるスパッタにより構成されるＴｉＮ蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図４０】従来の実施例によるスパッタにより構成されるタングステン蒸着室で、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図である。
【図４１】従来の半導体製造装置で処理したコンタクトホールを有するサブミクロンサイズの半導体配線膜を示す側面断面図である。
【図４２】本発明の点蒸発源により構成された半導体製造装置で処理したコンタクトホールを有するサブミクロンサイズの半導体配線膜を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１０ 搬送機構
１９ ウエハを下向きで処理するウエハ搬送機構
２０ ＣＶＤにより構成されるＴｉ蒸着室
２１ ＣＶＤにより構成されるＴｉＮ蒸着室
２２ ＣＶＤにより構成されるタングステン蒸着室
２７ ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室
２８ ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室
２９ ＣＶＤにより構成されるウエハを下向きで処理するタングステン蒸着室
３０ スパッタにより構成されるＴｉ蒸着室
３１ スパッタにより構成されるＴｉＮ蒸着室
３２ スパッタにより構成されるタングステン蒸着室
３７ スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉ蒸着室
３８ スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するＴｉＮ蒸着室
３９ スパッタにより構成されるウエハを下向きで処理するアルミ合金蒸着室
４０ 点光源蒸発源により構成されるＴｉ蒸着室
４１ 点光源蒸発源により構成されるＴｉＮ蒸着室
４２ 点光源蒸発源により構成されるアルミ合金蒸着室
４３ 点光源蒸発源により構成されるＴｉＮ／Ｔｉ蒸着室
６０ エッチング室
６１ ウエハ加熱室
６２ ウエハを下向きで処理するエッチング室
６３ ウエハを下向きで処理するウエハ加熱室
７０ ウエハ反転機構
８０ ウエハローディング室
８１ ウエハアンローディング室
１２０ ウエハ搬送ロボット
１３０ ウエハカセット
１５０ ウエハエレベータ
１６０ 上向きのウエハ
１６１ 下向きのウエハ
１７０ 排気系
１８０ ガス導入系
２４０ 基板加熱ヒーター
３４０ コリメーター
３５０ チタンターゲット
３６０ 窒化チタンターゲット
３７０ アルミ合金ターゲット
３８０ 磁石
４３０ 基板加熱機構
４４０ 基板回転機構
４５０ チタンを蒸発させる点蒸発源
４５１ 点蒸発源
４５２ 点蒸発源
４６０ アルミニウムを蒸発させる点蒸発源
４７０ シリコンを蒸発させる点蒸発源
４８０ 銅を蒸発させる点蒸発源
９３１ コンタクトホール
９３２ スルーホール
９０１ 配線層
９０２ 配線層
９１１ バリア層
９２１ 絶縁層
９１２ バリア層
９２２ 絶縁層
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記コンタクトホール、前記スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置された前記ウエハを搬送する搬送機構と、ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記コンタクトホール、前記スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備えた半導体製造装置において、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして成層したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記Ｔｉ蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着して密着層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項７】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記ＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層および窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着して窒化チタンバリア層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項９】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にアルミニウム配線層を形成するＡｌ合金蒸着室室およびアルミニウム配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記Ａｌ合金蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、アルミニウム合金を蒸着してＡｌ合金配線層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１０】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層および窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室およアルミニウム合金配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設するとともに、前記Ａｌ合金蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１１】 ウエハを加熱するウエハ加熱室を備えた請求項１項ないし請求項１０のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項１】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記コンタクトホール、前記スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記バリア層の上部にタングステン（Ｗ）配線層を形成するＷ蒸着室と、前記タングステン配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置された前記ウエハを搬送する搬送機構と、ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記コンタクトホール、前記スルーホールの底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室と、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】 コンタクトホール、スルーホールのそれぞれの底部に密着層とバリア層とを埋め込み、その上に配線層を連続形成する半導体製造装置において、中央部に配置されたウエハを搬送する搬送機構と、前記ウエハを搬入、搬出するウエハローディング室、ウエハアンローディング室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、チタンを蒸着してチタン密着層を形成した後、窒素ガスを導入して窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室と、前記ウエハの成層面を下向きに反転させる機構と、下向きに回転するウエハの下方に配置された分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源とを有するとともに、アルミニウム主体の金属を蒸着してアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室と、前記アルミニウム合金配線層をエッチングするエッチング室と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備えた半導体製造装置において、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして成層したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記Ｔｉ蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着して密着層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項７】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記ＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着してバリア層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層および窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にタングステン配線層を形成するＷ蒸着室およびＷ配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、チタンを蒸着してＴｉ密着層および窒素ガス雰囲気でチタンを蒸着して窒化チタンバリア層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項９】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層を形成するＴｉ蒸着室、コンタクトホール、スルーホールの底部のチタン（Ｔｉ）密着層上部に窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にアルミニウム配線層を形成するＡｌ合金蒸着室室およびアルミニウム配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記Ａｌ合金蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設して、アルミニウム合金を蒸着してＡｌ合金配線層を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１０】 中央に配置されたウエハを搬送する搬送機構、周辺にウエハを搬入および搬出するウエハローディング室およびウエハアンローディング室、コンタクトホール、スルーホール底部にチタン（Ｔｉ）密着層および窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層を形成するＴｉおよびＴｉＮ蒸着室、前記バリア層上部にアルミニウム合金配線層を形成するＡｌ合金蒸着室およアルミニウム合金配線層をエッチバックするエッチング室を備え、ウエハの成層面を下向きにしてウエハを搬送すると共に各前記蒸着室においてもウエハの成層面を下向きにして形成した半導体製造装置において、前記ＴｉおよびＴｉＮ蒸着室に、ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設するとともに、前記Ａｌ合金蒸着室に、前記ウエハの下方に分子線蒸発源（ＭＢＥ）である点光源蒸発源を配設したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１１】 ウエハを加熱するウエハ加熱室を備えた請求項１項ないし請求項１０のいずれかに記載の半導体製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図１２】
【図１３】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図１４】
【図１５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１６】
【図２３】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２４】
【図２５】
【図３５】
【図３６】
【図３８】
【図２９】
【図３０】
【図３９】
【図４０】
【図３１】
【図３７】
【図４１】
【図４２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図１２】
【図１３】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図１４】
【図１５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１６】
【図２３】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２４】
【図２５】
【図３５】
【図３６】
【図３８】
【図２９】
【図３０】
【図３９】
【図４０】
【図３１】
【図３７】
【図４１】
【図４２】
【公開番号】特開平６−１６８８９１
【公開日】平成６年（１９９４）６月１４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−３２０８３９
【出願日】平成４年（１９９２）１１月３０日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【公開日】平成６年（１９９４）６月１４日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）１１月３０日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
[ Back to top ]