JPH1197384A

JPH1197384A - マイクロ波エネルギーを用いた熱リフロー装置及び方法

Info

Publication number: JPH1197384A
Application number: JP10215649A
Authority: JP
Inventors: Chiyan Rin; チャンリン; Teii Ri Suteiibun; ティー．リスティーヴン
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 1999-04-09
Also published as: US6276295B1

Abstract

(57)【要約】【課題】良好なギャップ充填特性を維持しつつ低減さ
れた温度で半導体基板上に堆積された金属薄膜層の熱リ
フローの達成に必要な時間を短縮するためのマイクロ波
エネルギーを用いた熱リフロー装置及び方法を提供す
る。【解決手段】本装置は、マイクロ波エネルギーのため
の、高Ｑ共振空洞として設計された処理チャンバを含
む。基板は、チャンバ内で非導電性のサセプタ上に支持
され、サセプタは、マイクロ波エネルギーと関連した電
磁場の境界条件を再規定するためにチャンバ中を移動可
能である。チャンバ中のプラズマ形成及びアーキングを
避けるために、チャンバは真空排気される。これにより
金属薄膜層と基板間の対流を介しての熱移動を減少す
る。金属薄膜層のリフローに続いて、チャンバを加圧せ
ずに素早い冷却が達成される。これにより下の基板を実
質的に加熱せずに、所与の時間で、金属薄膜により吸収
され得るマイクロ波エネルギーの量を最大とすることを
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハの処
理に関する。本発明は、特に、金属薄膜の下に置かれた
基板を実質的に加熱することなしにギャップ充填金属薄
膜のリフローに要求される時間を短縮する熱リフロー技
術に関する。本発明は、慣用の半導体処理法を用いて堆
積された金属被覆層のリフローに特に有用である。

【０００２】

【従来の技術】薄膜は、その処理が正確に制御可能であ
り、複雑な部品の製造を可能とするので、様々な電気、
光学及び磁気構造を製造するために用いられている。こ
れらの膜は、通常、気相から堆積又は熱成長されたもの
である。しばしば膜は、金属、半導体又は絶縁体から形
成され、厳しい化学的、構造的及び電気的要求を満たさ
なければならない。パターン化された導体及び誘電体層
は、階段的トポグラフィを通常形成する。段階的トポグ
ラフィ中の欠陥、例えば誘電体中のボイド及び金属内部
接続層中の開口部を避けながら階段的トポグラフィの上
に膜を堆積することは困難である。このような欠陥は、
特に、隣接する内部接続線間の断線によって歩留まり減
少をもたらし得る。これらの問題を避けるため、平面化
技術が用いられ、パターン化されたメータライゼーショ
ン及び誘電体層によって作られるトポグラフィ波形を減
少する。

【０００３】熱リフローはよく知られた平面化技術であ
り、そこでは、金属薄膜層を構成する金属原子の拡散を
十分に達成するために、金属薄膜層の温度が上げられ
る。拡散状態の間、薄膜層の金属原子は均衡を達成する
ように流れ、下層の全てのギャップ及び空隙を充填し、
実質的に滑らかな表面を提供する。熱リフローは、慣用
の加熱炉を用いて、金属薄膜層及びその下の基板の両者
の温度を上げることで達成される。このことは、余分な
基板部分を加熱しなければならないので、金属薄膜層の
みを加熱することが可能ならばその場合よりも実質的に
長いプロセス時間が要求される。金属薄膜の融点に達す
るために必要な高温に曝される結果、基板の構造的な完
全性は損なわれる可能性がある。

【０００４】熱リフローにおいて基板を部分的に熱から
隔離する技術は、レーザを採用することによって達成さ
れてきた。例えば、エキシマレーザ、例えば３０８ｎｍ
の波長ビームを生じるＸｅＣｌレーザが、アルミナ層の
熱リフローにおいて用いられる。レーザはパルス化さ
れ、プロセスは約７．５×１０^-7トルに減圧された真空
チャンバ中で行われ、基板は２５０〜４５０℃に維持さ
れる。境界分離及び金属クラッキングを避けるために十
分な量のレーザエネルギーを提供することが必要であ
る。そのために、レーザは基板全体を横切ってスキャン
する局所スポットとして基板面に当てられて熱リフロー
が達成される。そのようなスキャンプロセスは、金属薄
膜のリフローに必要な時間を増加させる。

【０００５】最近開発された他の熱リフロー技術は、基
板を、上に堆積される金属薄膜を加熱するために用いら
れエネルギーから部分的に熱的に隔離するというもので
ある。この技術は、直径約３ｍｍのシリコン基板の上に
堆積された銅薄膜をリフローするためにマイクロ波エネ
ルギーを用いることを含む。Ruth A. Brain著、「Capil
lary-Driven Reflow of Thin Cu Films with Submicro
n, High Aspect RatioFeatures」、カリフォルニアイ
ンスティテュートオブテクノロジ（Pasadena, Cali
fornia）に提出された博士論文、１０２〜１１３ページ
（１９９５年）参照。そこに記載されている如く、２．
５：１までのアスペクト比を有するＳｉＯ₂基板の凹み
は、基板に達する実質的な熱照射なしで銅薄膜を用いて
充填される（同文献１１３ページ）。これは、基板のオ
ーバヒートを避けるために適当な負荷サイクルでマイク
ロ波場をパルス化することを必要とするので、平面化を
達成するために要求される時間が増加される（同文
献）。しかしながら、開示されたプロセスは、標準サイ
ズの基板（通常、直径１００ｍｍより大きい）の製造に
は実用的でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】それ故、標準サイズの
基板、すなわち通常少なくとも直径１００ｍｍを有する
タイプの基板の表面上の段差部分を、基板を実質的に加
熱することなしで充填することができる、金属薄膜を素
早く拡散可能な熱リフロー技術が求められている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板を実質的
に加熱することなしに、基板中に存在するギャップを充
填するための、半導体基板上に置かれた金属薄膜層の熱
リフローを達成するための熱リフロー装置及び方法を提
供する。本発明の目的は、マイクロ波エネルギーのため
の高Ｑ共振空洞として設計され、リフローチャンバを画
するプロセスチャンバを提供することによって達成され
る。リフローチャンバ中に存在するマイクロ波エネルギ
ーは、金属薄膜層中に存在する金属原子の拡散を起こす
ために十分に、金属薄膜層を素早く加熱する。素早い加
熱は、金属薄膜層によって吸収されるマイクロ波エネル
ギーの量を最大にすることによって達成される。そのた
めに、基板は、空洞内を動くように調節された非導電性
のサセプタ上でチャンバ内で支持され、リフローチャン
バ中の気圧は制御されてリフローチャンバ中でのプラズ
マの形成が防止されている。

【０００８】熱リフロー装置は、伝導性壁を有し、共振
空洞を画するリフローチャンバ、マイクロ波エネルギー
供給源、及び導波管を含む。サセプタは、誘電体から作
られ、基板を支持するために空洞内に配置される。導波
管は、サセプタと対面した空洞の領域で、マイクロ波エ
ネルギーが空洞内へ入るように空洞とマイクロ波エネル
ギー供給源を連結してエネルギー入力開口部を画してい
る。その領域とサセプタの空間的な関係は、サセプタが
マイクロ波エネルギー電場に関して中心に配置されるよ
うに選択される。単位時間当たりの基板によるエネルギ
ーの吸収を最大にするために、サセプタは、電場を横切
る方向に移動しかつ基板と入力開口部間の距離を変化さ
せるために、空洞内に移動可能に配置されている。追加
的に、リフローチャンバ内の圧力は、例えばプラズマ形
成及び／又はアーキングによる、望まないマイクロ波エ
ネルギーの消散を防ぐように設定される。金薄膜層のリ
フローが達成された後は、リフローチャンバ中の圧力
は、金属薄膜層及び基板を素早く冷却するために上げら
れる。この態様において、基板の温度は所定の温度未満
に維持されて、基板の構造的完全性が損なわれることが
防止される。基板上の金属薄膜の加熱に必要な時間をさ
らに短くするために、サセプタをヒータと熱連絡された
様式に置き換えてサセプタが加熱され得るようにするこ
ともできる（但し、サセプタが加熱される温度は、基板
の構造的完全性を損なわない温度までである）。

【０００９】本発明に従った方法は、リフローチャンバ
を真空排気するステップ、所定の周波数を有するマイク
ロ波エネルギーを基板と対面した領域でプロセスチャン
バ内に導入するステップ、サセプタをチャンバ壁から電
磁的に分離するステップ、金属薄膜によって吸収される
マイクロ波エネルギーの吸収を最大とするように基板と
前記領域との間の距離を調節するステップ、及び金属薄
膜が基板表面上をリフローすることができるように所定
の時間基板表面近傍のプロセス条件を維持するステップ
を含む。最後に、金属薄膜のリフローに必要な時間を短
縮するためにサセプタを加熱する加熱ステップを含ませ
ることもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

１．概論本発明は、金属薄膜の下の基板の加熱を低減し、かつ優
れたギャップ充填特性を与える、加速された金属薄膜の
熱リフローを可能とする。本発明に従った熱リフロー技
術に付される金属薄膜は、３０秒未満の加熱で、高いア
スペクト比を有するトポグラフィに対し１００％のギャ
ップ充填を達成することが可能である。

【００１１】２．処理装置の一例図１は、例示的なマルチチャンバ真空処理装置１０を示
しており、それは、中央移送チャンバ１５中に配置され
た、平行板、コールドウォール化学堆積装置１３及び熱
リフロー装置１１２を含み、通常、ロボット（図示せ
ず）により操作される。処理装置１０は、ＣＲＴモニタ
６０ａ及びライトペン６０ｂ、キーボード、マウス又は
他のポインティング又はデータインプットデバイスを介
してユーザとインターフェースされたシステムコントロ
ーラ４２を含む。好ましくは、２つのモニタ６０ａが用
いられ、一つは図示したようにオペレータのために、も
う一つはサービス技術者が使用するために装置の裏側に
取り付けられている。

【００１２】３．ＣＶＤリアクタチャンバの一例図１、図２、及び図３を参照して説明する。基板１６
は、チャンバの側壁のスリットバルブ（図示せず）を通
してロボットブレードにより装置１３のチャンバ１２中
に運ばれることができる。チャンバ１２は、抵抗加熱サ
セプタ１８上の置かれた基板１６に堆積ガスを分散させ
るガス分配マニホールド１４を含む。サセプタ１８は、
モータ２０によって垂直方向に移動可能である。基板１
６は、サセプタ１８がスリットバルブと対抗した第一の
位置にあるときに、チャンバ内に運ばれる。その位置で
基板１６は、最初は、サセプタ１８を通り抜けかつそれ
に連結された一組のピン２２によって支持されている。
ピン２２は単一モータアセンブリにより動かされる。サ
セプタ１８がガス分配マニホールド１４と対抗した処理
位置３２に移動されると、ピン２２はサセプタ１８内に
入り込んで、基板１６はサセプタによって支持されるよ
うになる。基板１６は、サセプタ１８上に配置される
と、真空クランプ装置（図３に溝５０としてより明瞭に
示す）によりサセプタに固定される。

【００１３】基板１６が処理位置３２に向かって上方に
移動すると、基板１６は、パージガイド５４に接触し、
ガイドは基板１６をサセプタ１８の中央に配置する。堆
積ガスが基板の端と裏側に接触することを防ぐため、エ
ッジパージガス２３が基板１６の端を横切るようにパー
ジガイド５４を通じて流される。パージガス２５はまた
ヒータ／サセプタ１８の周りに流され、ヒータ／サセプ
タの周りでの堆積を最少にする。これらのパージガス２
５はパージライン（図２、２４）から供給され、処理中
にチャンバ内に導入される腐食性ガスによるダメージか
らステンレススチールベローズ２６を保護するためにも
用いられる。

【００１４】堆積ガス及びキャリヤガスは、バルブ１７
の制御に応答して、マニホールド１４へのガス管路１９
を通じて、チャンバの堆積領域へと供給される。処理
中、マニホールド１４に供給されたガスは、矢印２７に
よって示される如く、基板の表面を均一に横切って分配
される。使用済みガス及び副産物のガスは、排気装置３
６を用いてチャンバから排気される。ガスが排気管路へ
と排気装置３６を通じて排出される速度は、スロットル
バルブ（図示せず）によって制御される。堆積の間、サ
セプタ中のガス流路（図示せず）及び供給管路３８を通
じて第二のパージガスが、先に示したウェーハ１６の端
へと供給される。ＲＦ電源４８はマニホールド１４と連
結されて、チャンバにプラズマが豊富なＣＶＤ（ＰＥＣ
ＶＤ）クリーニングを提供可能である。

【００１５】システムコントローラ４２は、ＣＶＤ機
械、例えば、スロットルバルブ、ガス供給バルブ１７、
モータ２０、サセプタ１８に連結された抵抗ヒータ、Ｒ
Ｆ電源４８、オーバーコントロールライン４４（数個の
み示す）の機能の全てを制御している。システムコント
ローラ４２は、コンピュータで読みとり可能な媒体、例
えばメモリ４６に保存されたコンピュータプログラムの
制御下で操作を行うプロセッサ４３を含む。コンピュー
タプログラムは、ある特定のプロセスの温度、チャンバ
圧力、タイミング、ガスの混合、ＲＦ電力レベル、サセ
プタ位置及び他のパラメータを命令する。好ましい実施
形態においては、メモリ４６は、ハードディスクドライ
ブ（図示せず）、フロッピディスクドライブ（図示せ
ず）及びシステムコントローラ４２を含むことができ
る。システムコントローラ４２は、シングル・ボード・
コンピュータ（ＳＢＣ）、アナログ及びデジタルのイン
プット／アウトプットボード、インターフェースボード
及びステッパモータコントローラボードであり得る。Ｃ
ＶＤ装置１０の種々の部品は、ボード、カードケージ及
びコネクタ直径及び型を定めているベルサ・モジュラ・
ヨーロピアン（Versa Modular European(ＶＭＥ)）標準
に適合している。ＶＭＥ標準はまた、１６ビットデータ
バス及び２４ビットアドレスバスを有するバス構造を定
めている。

【００１６】コンピュータプログラムは、ある特定の処
理のタイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ
温度、ＲＦ電力レベル、サセプタ位置及び他のパラメー
タを命令する一連の指示を含んでいる。他のメモリデバ
イス、例えばフロッピデスク又は他の適当なドライブを
含むデバイスに保存された他のコンピュータプログラム
もまたシステムコントローラ４２を操作するために用い
ることができる。

【００１７】上述したように、ユーザとシステムコント
ローラ４２間のインターフェースは、ＣＲＴモニタ６０
ａ及びデータインプットデバイス、例えばライトペン６
０ｂを介して行われる。モニタ６０ａ及び６０ａ’は同
時に同じ情報を表示できるが、一つのライトペン６０ｂ
のみ有効である。ライトペン６０ｂの先のライトセンサ
はＣＲＴディスプレイによって発せられた光を検出す
る。特定のスクリーン又は機能を選択するために、オペ
レータはディスプレイスクリーンの意図した領域に触
れ、そしてペン６０ｂ上のボタンを押す。触れた領域は
強調色に変わるか、又は新しいメニュー或いはスクリー
ンが表示され、ライトペンとディスプレイスクリーン間
の伝達が確認される。他のデバイス、例えばキーボー
ド、マウス、又は他のポインティング或いは伝達デバイ
スが、ライトペン６０ｂの変わりに又はそれに加えて用
いられ、ユーザとコントローラ４２のコミュニケーショ
ンを可能とすることもできる。

【００１８】膜を堆積するプロセスは、システムコント
ローラ４２によって実行されるコンピュータプログラム
プロダクトを用いて行われることができる。コンピュー
タプログラムコードは、任意の慣用のコンピュータ読み
とり可能プログラミング言語、例えば６８０００アセン
ブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートラン又はそ
の他の言語で書くことができる。適したプログラムコー
ドは、慣用のテキストエディタを用いて、単一のファイ
ル又は複数のファイル中に書き込まれ、そしてコンピュ
ータが使用可能な媒体、例えばコンピュータのメモリシ
ステム中に保存又は具現化される。書き込まれたコード
テキストが高度な言語であれば、コードはコンパイルさ
れ、得られたコンパイラコードは、前もってコンパイル
されたウインドゥズ（商標）ライブラリルーチンのオブ
ジェクトコードとリンクされる。リンクされ、コンパイ
ルされたオブジェクトコードを実行するために、システ
ムユーザは、オブジェクトコードを呼び出し、コンピュ
ータシステムにメモリ中のコードをロードさせる。その
後、プロセッサは、コードを読み、実行して、プログラ
ムで識別されたタスクを実行する。

【００１９】図４に、特定の実施形態に従った、システ
ムコントロールソフトウエア、すなわちコンピュータプ
ログラム７０の階層制御構造のブロック図を示す。ライ
トペンインターフェースを用いて、ユーザは、ＣＴＲモ
ニタ上に表示されたメニュー又はスクリーンに応答し
て、プロセスセットの数及びプロセスチャンバの数をプ
ロセス選択サブルーチン７３中に入力する。プロセスセ
ットは、特定のプロセスを行うのに必要なプロセスパラ
メータの所定のセットであり、前もって定義されたセッ
ト数によって決められる。プロセス選択サブルーチン７
３は、（ｉ）所望のプロセスチャンバ及び（ｉｉ）所望
のプロセスを行うためにプロセスチャンバを操作するの
に必要なプロセスパラメータの所望のセットを確認す
る。特定のプロセスを達成するためのプロセスパラメー
タは、プロセス条件、例えば、プロセスガス組成及び流
速、温度、圧力、プラズマ条件例えばＲＦ電力レベル及
び冷却ガス圧、及びチャンバ壁温度、に関係するもので
ある。これらのパラメータは、レシピの形でユーザに提
供され、ライトペン／ＣＲＴモニタインターフェースを
用いて入力される。プロセスをモニタするための信号
は、システムコントローラのアナログ又はデジタルイン
プットボードによって提供され、そしてプロセスをコン
トロールするための信号は、ＣＶＤ装置１０のアナログ
又はデジタルアウトプットボード上にアウトプットされ
る。

【００２０】プロセスシーケンササブルーチン７５は、
プロセス選択サブルーチン７３から識別されたプロセス
チャンバ及びプロセスパラメータのセットを受け取り、
そして種々のプロセスチャンバの操作を制御するための
プログラムコードを含む。複数のユーザが、プロセスセ
ット数及びプロセスチャンバ数を入力することもでき、
また単一のユーザが複数のプロセスセット数及びプロセ
スチャンバ数を入力することもできる。そのようにし
て、シーケンササブルーチン７５は、所望の順番で選択
されたプロセスのスケジュールを操作する。好ましく
は、シーケンササブルーチン７５は、（ｉ）プロセスチ
ャンバが用いられているかどうかを決定するためにプロ
セスチャンバの操作をモニタするステップ、（ｉｉ）用
いられているチャンバ中でプロセスが行われているかを
決定するステップ、及び（ｉｉｉ）プロセスチャンバの
可用度及び行われるプロセスのタイプに基づいて所望の
プロセスを実行するステップを達成するためのプログラ
ムコードを含む。プロセスチャンバをモニタする慣用の
方法、例えばポーリングが用いられ得る。実行すべきプ
ロセスをスケジューリングする際、選択されたプロセス
のための所望のプロセス条件と比較した用いているプロ
セスチャンバの現在の条件、又は各々の特定のユーザが
入力したリクエストの”年齢”、又はシステムプログラ
マがスケジューリング優先順位を決定するために含める
ことを望んでいる他の関連要素を、プロセスシーケンサ
サブルーチン７５は考慮に入れる。

【００２１】シーケンササブルーチン７５が、いずれの
プロセスチャンバ及びプロセスセットの組み合わせを次
ぎに実行するかを決定した後は、プロセスシーケンササ
ブルーチン７５は、特定のプロセスセットパラメータを
チャンバ管理サブルーチン７７ａ〜ｃに送ることにより
プロセスセットの実行を開始する。チャンバ管理サブル
ーチンは、プロセスシーケンササブルーチン７５によっ
て決定されるプロセスセットに従ってプロセスチャンバ
１２中での複数のプロセス仕事を制御する。例えば、チ
ャンバ管理サブルーチン７７ａは、プロセスチャンバ１
２中でのスパッタリング及びＣＶＤプロセス操作を制御
するためのプログラムコードを含む。チャンバ管理サブ
ルーチン７７はまた、種々のチャンバ構成要素サブルー
チンの実行を制御し、チャンバ構成要素サブルーチン
は、選択されたプロセスセットを実行するために必要な
チャンバ構成要素の操作を制御する。チャンバ構成要素
サブルーチンの例としては、基板配置サブルーチン８
０、プロセスガス制御ルサブーチン８３、圧力制御サブ
ルーチン８５、ヒータ制御サブルーチン８７及びプラズ
マ制御サブルーチン９０がある。実施形態によっては、
プロセスチャンバ１２中で行われるべきプロセスに応じ
て、他のチャンバ制御サブルーチンが含まれ得るという
ことが当業者に容易に認識されるであろう。操作中は、
チャンバ管理サブルーチン７７ａは、実行されている特
定のプロセスセットに従ってプロセス構成要素サブルー
チンを選択的にスケジュールするか又は呼び出す。シー
ケンササブルーチン７５がいずれのプロセスチャンバ１
２及びプロセスセットを次ぎに実行すべきかをスケジュ
ールするのと同様に、チャンバ管理サブルーチン７７ａ
は、プロセス構成要素サブルーチンをスケジュールす
る。代表的には、チャンバ管理サブルーチン７７ａは、
種々のチャンバ構成要素をモニタするステップ、実行さ
れるべきプロセスセットのためのプロセスパラメータに
基づいていずれの構成要素が操作される必要があるかを
決定するステップ、及び上記モニタ及び決定ステップに
応答してチャンバ構成要素サブルーチンを実行するステ
ップを含む。

【００２２】特定のチャンバ構成要素サブルーチンの操
作を図１、図２及び図４を参照して記載する。基板配置
サブルーチン８０は、チャンバ構成要素を制御するプロ
グラムコードを含み、チャンバ構成要素は、サセプタ１
８上に基板１６を載せるために、場合により、基板及び
ガス分配マニホールド１４間の空間を製御するためにチ
ャンバ１２中の所望の高さに基板を持ち上げるために用
いられる。基板がプロセスチャンバ１２中に入れられた
とき、サセプタ１８は基板を受けるために下げられ、そ
の後、サセプタ１８は、チャンバ内で所望の高さまで上
げられ、ＣＶＤプロセスの間、ガス分配マニホールドか
ら第一の距離又は空間を開けた位置で基板を維持する。
操作中、基板配置サブルーチン８０は、チャンバ管理サ
ブルーチン７７ａから転送された支持高さに関するプロ
セスセットパラメータに応答してサセプタ１８の動きを
制御する。

【００２３】プロセスガス制御サブルーチン８３は、プ
ロセスガス組成及び流速を制御するためのプログラムコ
ードを有する。プロセスガス制御サブルーチン８３は、
安全開閉バルブの開／閉位置を制御し、また、所望のガ
ス流速を得るために質量流量コントローラをランプ上下
（ramp up/down)させる。プロセスガス制御サブルーチ
ン８３は、チャンバ管理サブルーチン７７ａによって呼
び出され、全てのチャンバ構成要素サブルーチンと同様
に、所望のガス流速に関するプロセスパラメータをチャ
ンバ管理サブルーチンから受け取る。通常、プロセスガ
ス制御サブルーチン８３は、ガス供給管路を開け、そし
て繰り返し（ｉ）必要な質量流量コントローラを読み、
（ｉｉ）その読みとり値をチャンバ管理サブルーチン７
７ａから受け取った所望の流速と比較し、そして（ｉｉ
ｉ）必要に応じてガス供給管路の流速を調節する。さら
に、プロセスガス制御サブルーチン８３は、危険な流速
に備えてガス流速をモニタするステップ、危険な状態が
検出された際は安全開閉バルブを稼働させるステップを
含む。

【００２４】あるプロセスにおいては、不活性ガス、例
えばヘリウム又はアルゴンがチャンバ１２中に流され、
活性なプロセスガスが導入される前にチャンバ内の圧力
を安定化させる。このようなプロセスのためには、プロ
セスガス制御サブルーチン８３が、チャンバ内の圧力を
安定化させるのに必要な時間、不活性ガスをチャンバ１
２内に流すステップを含むようにプログラムされて、そ
の後、上記したステップが行われるであろう。

【００２５】圧力制御サブルーチン８５は、チャンバの
排気装置内のスロットルバルブの開口部の大きさを制御
することによりチャンバ１２内の圧力を制御するための
プログラムコードを含む。スロットルバルブの開口部の
大きさは、全プロセスガス流、プロセスチャンバの大き
さ及び排気装置のための送り出し設定圧との関係で所望
のレベルにチャンバ圧を制御するように設定される。圧
力制御サブルーチン８５が呼び出された際に、所望の又
は目的の圧力レベルが、パラメータとしてチャンバ管理
サブルーチン７７ａから受け取られる。圧力制御サブル
ーチン８５は、チャンバに連結された１以上の慣用の圧
力計を読みとることによりチャンバ１２内の圧力を測定
し、目的の圧力と測定値を比較し、目的の圧力に対応す
る格納された圧力表からのＰＩＤ（比例、積分及び微
分）値を得て、圧力表から得られたＰＩＤ値に従ってス
ロットルバルブを調節するように操作する。或いは、圧
力制御サブルーチン８５は、所望の圧力にチャンバ１２
を制御するために、スロットルバルブを特定の開口サイ
ズに開く又は閉じるように書き込まれることもできる。

【００２６】ヒータ制御サブルーチン８７は、基板１６
を加熱するために用いられるヒーティングユニットへの
電流を制御するためのプログラムコードを含む。ヒータ
制御サブルーチン８７はまた、チャンバ管理サブルーチ
ン７７ａによって呼び出され、そして目標（すなわち設
定）温度パラメータを受け取る。ヒータ制御サブルーチ
ン８７は、サセプタ１８中に配置された熱電対の出力電
圧を測定することにより温度を決定し、設定値の温度と
被測定温度とを比較し、設定値の温度を得るためにヒー
ティングユニットに供給される電流を増加又は減少させ
る。温度は、測定された電圧から、格納された換算表中
の対応する温度を見つけることにより、又は４次の多項
式を用いて温度を計算することにより得られる。埋設さ
れたループがサセプタ１８を加熱するために用いられる
ときは、ヒータ制御サブルーチン８７は、ループへと供
給される電流のランプ上下を徐々に制御する。追加的
に、プロセスが安全になされていることを検出するため
にビルトインフェールセーフモードを含むこともでき、
プロセスチャンバ１２が適切に設定されなかった場合に
ヒーティングユニットの操作が停止されこともできる。

【００２７】いくつかの実施形態においては、チャンバ
１２にＲＦ電源が装備され、それはチャンバの洗浄及び
他の操作のために用いられる。チャンバクリーニングプ
ラズマプロセスが用いられる場合は、プラズマ制御サブ
ルーチン９０はチャンバ１２中のそのステップ用の電極
に供給される周波数ＲＦ電力レベルを設定するためのプ
ログラムコードを含む。先に記載したチャンバ構成要素
サブルーチンと同様に、プラズマ制御サブルーチン９０
は、チャンバ管理サブルーチン７７ａによって呼び出さ
れる。

【００２８】上記ＣＶＤ装置の記載は主として説明のた
めのものであり、本発明の範囲を限定するものとして考
慮されるべきではない。上記した装置の変更、例えば、
プラテンやサセプタの設計、ヒータ設計、ＲＦ電力を接
続する位置及びその他の点についての変更が可能であ
る。本発明に従ったタングステン層を堆積するための方
法は、特定のプロセス装置に限定されない。

【００２９】４．マイクロ波熱リフロー装置図５に熱リフロー装置１１２を示す。熱リフロー装置１
１２は導電性壁１１６を有するリフローチャンバ１１４
を含み、それは高Ｑ共振空洞１２０を定めている。マイ
クロ波エネルギー源、例えばマグネトロン１２２が、導
波管１２４を介して空洞１２０と電気的に連絡されてい
る。サセプタ１２６は、空洞１２０内に配置されて基板
１２８を支持し、基板は、サセプタ１２６がスリットバ
ルブ（図示せず）に隣接した位置にあるときに空洞内に
導入され得る。リフローチャンバ１１４は、サセプタ１
２６と対面している入力開口部１３０を含む。マグネト
ロンにより発生されたマイクロ波エネルギーは、入力開
口部１３０へと連結された導波管１２４を通って移動す
る。導波管１２４は、マイクロ波エネルギーは透過性だ
がガス分子は非透過性である、サファイア、酸化アルミ
ニウム或いは他の物質から作られうるマイクロ波窓（図
示せず）によってチャンバ１１４から流体的に分離され
ている。シール１３１は、導波管１２４と入力開口部１
３０を連結し、装置１１２の完全な流体的な密閉性を維
持している。入力開口部１３０は、リフローチャンバ１
１４の上に位置し、サセプタ１２６がマイクロ波エネル
ギーの電場の中央に置かれるように、マイクロ波エネル
ギーが空洞１２０内に入ることを可能としている。壁１
１６は、通常、例えば、所定の周波数で共振するために
十分な寸法（高さ「ｈ」及び半径「ｒ」である）導電性
の壁を有する筒状の空洞１２０を画している。壁は、任
意の導電性物質、例えばアルミニウムから作ることがで
きる。好ましくは、壁は、導体例えば銅、銀又は金で被
覆される。寸法”ｒ”の大きさは、通常、処理される基
板１２８のサイズに依存する。残りの寸法”ｈ”は、以
下の式に従って、適当な周波数及びモードで共振を達成
するように変化される。

【００３０】ｆ_res ＝ｃ（１＋［２Ｌ／３．４１ｒ］²）^1/2／２Ｌここで、ｃは、光の速度である。

【００３１】所定の周波数は、通常、基板１２８上に堆
積される金属薄膜層１３２のタイプ及び厚さによって決
定される。ある種の金属に対するマイクロ波エネルギー
の親和性が、その金属が、金属薄膜層１３２の下の基板
１２８のためのシールドとして機能することを可能とす
るということが判った。それ故、適当な共振周波数及び
モードで、空洞１２０内のマイクロ波エネルギーによっ
て作られる電場は、基板１２８によって吸収されること
なく、金属薄膜層１３２によって吸収される。従って、
電場の吸収によって生じる熱は、金属薄膜層１３２に集
中し、基板１２８はリフローステップから実質的に熱的
に分離されたままにする。通常共振周波数は１ＧＨｚ〜
１０ＧＨｚである。

【００３２】例えば、ＳｉＯ₂基板１２８上に配置され
た銅（Ｃｕ）薄膜層の厚さは、通常、１〜２マイクロメ
ータである。２．４５ＧＨｚに近い共振周波数を有する
ように空洞１２０の形成することは、３０秒未満で、
３：１という高いアスペクト比を有する基板１２８中の
ギャップ又はボイドを十分に覆う銅薄膜層のリフローを
可能とし、一方、基板１２８の温度は３５０℃未満に維
持される。同様のプロセスパラメータが、２〜３マイク
ロメータの厚さを有するアルミニウム金属薄膜に関して
達成された。

【００３３】サセプタ１２６の存在により遭遇した問題
は、空洞１２０内に適当な共振周波数を得ることであっ
た。サセプタ１２６は、非導電性誘導体から作られて、
基板１２８は、浮遊電位で支持され、チャンバ１１４の
他の構成部品から電気的に隔離されることができるよう
になっている。この構造が、空洞１２０中のマイクロ波
エネルギーが金属薄膜層１３２によって吸収されること
を保証する。誘電体サセプタ１２６の存在は、共振空洞
１２０の境界条件を変える。特に、サセプタ１２６は空
洞共振器のように働き、サセプタは、サセプタ１２６の
形状及びサセプタ１２６が作られる材料の誘電率の働き
としての共振周波数を有する。空洞共振器とは異なり、
サセプタ１２６によって発生される電磁場は、共振空洞
１２０を通して伝わる。このことにより、空洞寸法”
ｈ”及び”ｒ”によって決められる共振周波数が変化さ
れる。サセプタ１２６によって起こる問題は、サイズを
大きくすることにより大きくなる。従って、大きな直
径、例えば直径３００ｍｍを有する基板のために適当な
共振周波数を達成するためには、その適当な共振周波数
を得ることについて提起される困難性は明らかである。

【００３４】上記の問題を解決するために、サセプタ１
２６は、空洞の下部の壁を形成する一方、空洞１２０内
で移動可能に配置されるように、空洞と連結される。こ
のことは、空洞１２０内を伝わる電磁場の境界条件を変
化させる。そのために、サセプタ１２６は、空洞１２０
の横断面領域と同一の広がりを持つ横断面領域を有する
支持台１３６を有することができる。シャフト１３４
が、入力開口部１３０から遠ざかる方向に支持台１３６
から延びている。サセプタ１２６全体が誘電体から形成
されることが好ましいが、空洞内１２０に配置されるシ
ャフト１３４の部分のみが誘電体からなるようにサセプ
タが形成されることも可能である。シャフト１３４の残
りの部分は、当該技術分野での任意の適当な部材、通常
はあアルミニウムから作られうる。サセプタ１２６は、
モータ１２１に動作可能に連結され、入力開口部１３０
とサセプタ１２６との距離「ｄ」は、金属薄膜層１３２
によって吸収されるマイクロ波エネルギーの量が最大と
なるように空洞１２０を適当な共振周波数及びモードに
調整するために変更できる。空洞１２０の共振周波数を
決定するために、メータ１４０が、入力開口部１３０と
支持台１３６の間に位置する領域で空洞１２０と電気的
に連絡され、基板１２８から反射されるマイクロ波エネ
ルギーを測定することができる。或いは、周波数メータ
を用いることもできる。

【００３５】さらに、空洞１２０内に入るマイクロ波エ
ネルギーは、空洞内でのプラズマの形成及び／又はアー
キングのために、基板１２８を加熱前に放散されうるこ
とが判った。これらの問題は、リフローチャンバ１１４
を特定の圧力レベルに真空排気することにより避けるこ
とができると判った。特に、例えば真空システム１１５
を介して、リフローチャンバ１１４を、その中で達成さ
れた気圧が１×１０^-4トルを超えないように真空排気す
ることが重要であると判った。これらの圧レベルでは、
プラズマ形成及びアーキングのために起こるマイクロ波
エネルギーの反射量は著しく減少される。しかしなが
ら、このことは、基板１２８の加熱に有害な問題をもた
らす。

【００３６】圧力が１×１０^-4トル未満にされることに
より、基板１２８の対流熱が最少化される。つまり、金
属薄膜層１３２から熱を奪うことができるリフローチャ
ンバ中１１４にある空気中の分子が欠乏する。このこと
は、金属薄膜層１３２をチャンバ壁１１６から熱的に分
離することをもたらす。従って、基板１２８は、金属薄
膜層１３２との熱伝導を介して素早い加熱に曝されう
る。上記の基板１２８の温度の上昇を避けるため、リフ
ローチャンバ１１４中の圧力は、対流を介しての冷却を
最大とするために素早く上昇させることができる。その
ために、マイクロ波エネルギーが消失した後に、リフロ
ーチャンバ１１４中の大気は、ガス、例えばヘリウム、
アルゴン又は窒素をリフローチャンバ１１４中にパージ
管路１２３を介して導入することにより、通常、１〜１
００トルに上げられる。しかしながら、チャンバ１１４
の圧力は約５トルに上げられるのが好ましい。なぜな
ら、最大の熱伝導及び流量がこの圧力で確保されるから
である。

【００３７】さらに、金属薄膜層１３２をリフローする
のに必要な時間は、基板１２８を伝導加熱するすること
によりさらに減少できることが判った。そのために、ヒ
ータ１４３を、サセプタ１２６と熱的に連絡した状態に
配置することができる。ヒータ１４３と基板１２８との
間の熱連絡を容易にするために、サセプタ１２６は熱伝
導性物質から作られるのが好ましい。

【００３８】所定の温度を超えて、金属薄膜層１３２に
より基板１２８が伝導加熱されるのを防ぐためにリフロ
ー時間は最少化される。所定の温度は基板の物理特性に
依存して変化し、ＳｉＯ₂基板のためには３５０℃が臨
界的な温度である。従って、上記の基準を満たすために
必要な実際のリフロー時間は、基板１２８が何の物質か
ら形成されたか、並びに金属薄膜層１３２が何の物質か
ら形成されたか及び薄膜層１３２の厚さに依存する。結
果として、リフロー時間は、用途依存的であり、５〜６
０秒であり得る。

【００３９】マイクロ波エネルギーはマグネトロン１２
２によって発生されると記載してきたが、当該技術分野
で知られている他のマイクロ波発生器も用いることがで
きる。例えば、高価でないパルス化された、マグネトロ
ンから約１〜１．５ｋＷのマイクロ波出力を発生するた
めの低ワット数電源、又はマグネトロンから約２．５〜
６ｋＷまでのマイクロ波出力を典型的に発生する高ワッ
ト数連続波（ＣＷ）電源がある。いくつかの好ましい実
施形態においては、マグネトロン１２２は、マイクロ波
加熱炉で用いられるタイプのマグネトロンであることが
でき、低コスト、低ワット数の、パルス化された６０Ｈ
ｚの半整流電源（大きなリップルを含む）によって電力
を与えられて、約２．４５ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波
数を有するマイクロ波を提供することができる。このよ
うなパルス化された、低ワット数マイクロ波発生器は、
高電力ＣＷマイクロ波発生器又はＲＦ発生器に比べて、
コストで少なくとも２桁安くなる。同様に、導波管１２
４は、本発明の技術分野で公知のいずれのタイプのもの
でも良く、アルミニウム、銅、ステンレススチール等か
ら作られることができる。導波管の寸法は、特定のモー
ドを選択的に案内することなく、単にマイクロ波エネル
ギーをプラズマ空洞１２０に伝えるのに必要な寸法であ
る。そのために、導波管１２４の容積は、２つの直行平
面による矩形断面として示され、それらの両平面は半導
体ウェーハ１２８の表面へと流れるガス流経路と平行に
延びている。壁１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ及び１２
４ｄの寸法は、容積が、例えばマイクロ波エネルギーの
所望の共振モードを達成するのに必要な寸法（長さ（ｌ
_AP）、幅（Ｗ_AP）及び高さ（ｈ_AP））を有するように選
択される。好ましくは、導波管１２４の容積の寸法は、
ＴＥ_10n共振モード（ここで、ｎは整数である）の一つ
が得られて反射されるマイクロ波エネルギーが最少とな
るように設定される。

【００４０】堆積装置１３と同じように、リフロー装置
１１２の動作は、コンピュータ読みとり可能媒体に保存
されたコンピュータプログラムの形でのシステム制御ソ
フトウエアを実行するシステムコントローラ１４２によ
り制御されうる。通常システムコントローラ１４２は、
プロセッサ１４４とメモリ１４６並びにアナログ又はデ
ジタルインプット／アウトプットボードを有するシング
ルボードコンピュータ（ＳＢＣ）、インターフェースボ
ード及びステッパモータコントローラボードを含む。熱
リフロー装置１１２の種々の部品は、ベルサ・モジュラ
・ヨーロピアン（ＶＭＥ）標準に適合しており、上記標
準は、ボード、カードゲージ及びコネクタの寸法及び型
を画する。ＶＭＥ標準はまた、バス構造を、１６ビット
データバス及び２４ビットアドレスバスを有するものと
して規定している。好ましくは、メモリ１４６はハード
ディスクドライブであり、メモリ１４６はまた他の種類
のメモリでも良い。コンピュータプログラムは、ある特
定のプロセスのタイミング、ガスの混合、チャンバ圧、
チャンバ温度、ＲＦ電力レベル、サセプタ位置及び他の
パラメータを命令する一連の指示を含む。他のメモリデ
バイス、例えばフロッピディスクや他の適当なドライブ
を含むデバイスに格納された他のコンピュータプログラ
ムもまた、システムコントローラ１４２を操作するため
に用いることができる。

【００４１】膜を堆積するステップは、プロセッサ１４
４により実行されるコンピュータプログラムプロダクト
を用いてなされる。コンピュータプログラムコードは、
任意の慣用のコンピュータで読みとり可能プログラミン
グ言語、例えば、６８０００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋
＋、パスカル、フォートラン又はその他の言語を用いて
書くことができる。適当なプログラムコードは、慣用の
テキストエディタを用いて、単一のファイル又は複数の
ファイルに書き込まれ、コンピュータが利用可能な媒
体、例えばコンピュータのメモリシステム中に保存又は
具現化される。書き込まれるコードテキストが高度な言
語の場合は、コードはコンパイルされ、そしてその後得
られたコンパイラコードが、前もってコンパイルされた
ウインドゥズ（商標）ライブラリルーチンの目的コード
とリンクされる。リンクされ、コンパイルされた目的コ
ードを実行するために、システムユーザは、目的コード
を呼び出し、コンピュータシステムにメモリ中のコード
をロードさせる。次いで、プログラム中で識別された仕
事を実行するために、ＣＰＵがコードを読み、実行す
る。

【００４２】例えば、図１、図５及び図７を参照する
と、熱リフロー方法を実行するためには、プロセッサ１
４４が、搬送チャンバ１５を真空排気するためにステッ
プ５００でプログラムコードを実行する。ステップ５０
２においては、基板１２８が堆積チャンバ１２からリフ
ローチャンバ１１４へと搬送される。ステップ５０４に
おいては、所定の周波数を有するマイクロ波エネルギー
がリフローチャンバ１４中に導入される。その後、ステ
ップ５０６において、基板１２８と入力開口部１３０の
間の距離が、金属薄膜１３２によるマイクロ波エネルギ
ーの吸収を最大とするように調節される。ステップ５０
８において、基板表面に近接するプロセス条件が、所定
の時間維持されて、金属薄膜の基板表面上へのリフロー
を可能とする。ステップ６１０で、金属薄膜１３２は、
上記したように、リフローチャンバ１１４の加圧を介し
て冷却される。

【００４３】図７に関して上記で議論した熱リフロー方
法を実行するための他の実施形態を図８に示した。図８
に示した方法は、基板が加熱されるという追加のステッ
プが提供されたことを除いては図７に示された方法と同
じである。図８に示すように、ステップ６００で、搬送
チャンバ１５（図１に示されている）が真空排気され
る。ステップ６０２において、基板１２８が、堆積チャ
ンバ１２からリフローチャンバ１１４へと搬送される。
ステップ６０２に続いて、ステップ６０３で基板が加熱
される。ステップ６０３と同時に或いはステップ６０３
に続いて、ステップ６０４で、所定の周波数を有するマ
イクロ波エネルギーがリフローチャンバ１１４へと導入
される。その後、ステップ６０６で、基板１２８と入力
開口部１３０の間の距離が、金属薄膜１３２によるマイ
クロ波エネルギーの吸収を最大とするように調節され
る。ステップ６０８で、基板表面に近接するプロセス条
件が、所定の時間維持されて、金属薄膜の基板表面上へ
のリフローを可能とする。ステップ６１０で金属薄膜１
３２は、上記したように、リフローチャンバ１１４の加
圧を介して冷却される。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、マイクロ波エネルギーを用い
ることにより、標準サイズの、すなわち典型的には少な
くとも直径１００ｍｍを有するタイプの基板表面上の段
差部分を、基板を実質的に加熱することなしに充填する
ことができる金属薄膜を素早く拡散可能な熱リフロー技
術を可能とした。本発明は、特に半導体ウェーハ処理に
有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従ったマルチチャンバ真空処
理装置の簡略図である。

【図２】図２は、本発明に従った簡略化された化学堆積
装置の一実施形態の垂直断面図である。

【図３】図３は、チャンバ中で処理される基板を固定す
るための、図２のチャンバ中で用いられる抵抗加熱サセ
プタの一実施形態の垂直断面図である。

【図４】図４は、ある特定の実施形態に従った、システ
ムコントロールソフトウエア、すなわちコンピュータプ
ログラムの階層制御構造のブロック図である。

【図５】図５は、本発明に従ったマイクロ波熱リフロー
装置の一実施形態の垂直断面図である。

【図６】図６は、図５に示した導波管の断面透視図であ
る。

【図７】図７は、本発明に従った、図５に示した装置を
用いる方法のステップをフローチャートである。

【図８】図８は、本発明のもう一つの実施形態に従っ
た、図５に示した装置を用いる方法のステップをフロー
チャートである。

【符号の説明】

１３…化学堆積装置、１４…ガス分配マニホールド、１
６…基板、１７…バルブ、１８…サセプタ０、２０…モ
ニタ、２４…パージライン、３２…処理位置、３６…排
気装置、４２…システムコントローラ、４３…プロセッ
サ、５４…パージガイド、６０ａ…ＣＲＴモニタ、６０
ｂ…ライトペン、７０…コンピュータプログラム、１１
２…熱リフロー装置、１１４…リフローチャンバ、１１
５…真空システム、１１６…導電性壁、１２０…空洞、
１２１…モータ、１２３…パージ管路、１２４…導波
管、１２６…サセプタ、１２８…基板、１３０…入力開
口部、１３４…シャフト、１４０…メータ、１４３…ヒ
ータ、１４２…システムコントローラ、１４４…プロセ
ッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者スティーヴンティー．リアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サニーヴェイル，ロンバーグドライヴ 530

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面上に処理された金属薄膜を有す
るタイプの基板の処理方法であって、該基板が、導電性
壁を有するリフローチャンバ中のサセプタ上に置かれて
おり、かつ該方法が、所定の周波数を有するマイクロ波エネルギーを、該リフ
ローチャンバ中に、該基板に対面した領域で導入するス
テップ、該サセプタを該チャンバ壁から電磁的に分離するステッ
プ、該金属薄膜による該マイクロ波エネルギーの吸収を最大
とするために、該基板と該領域との間の距離を調節する
ステップ、及び該基板表面上の該金属薄膜をリフローす
るために、所定の時間、該基板表面に近接したところ
で、処理条件を維持するステップ、を含む基板の処理方
法。
【請求項２】上記チャンバ中のプラズマ形成を十分に
防ぐために、上記チャンバを真空排気するステップを上
記導入ステップの前にさらに含む請求項１に記載の基板
の処理方法。
【請求項３】上記所定の時間の終了に引き続いて、前
もって設定された圧力レベルに上記チャンバを加圧し
て、熱の消散を容易とするステップをさらに含む請求項
２に記載の基板の処理方法。
【請求項４】上記サセプタを加熱するステップをさら
に含む請求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項５】上記基板表面が、その中に複数の凹んだ
領域を画する階段部分を有する表面であり、かつ上記維
持ステップが、上記金属薄膜が該複数の凹んだ領域の各
々の大部分を充填するために適した処理条件に維持する
ことを含んでいる請求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項６】上記マイクロ波エネルギーが、１〜１０
ＧＨｚの周波数を有する請求項１に記載の基板の処理方
法。
【請求項７】上記所定の時間が、５〜６０秒である請
求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項８】上記処理条件が、上記金属薄膜の温度を
上記基板の温度と独立に上昇させることを含んでいる請
求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項９】上記チャンバ内のアーキングを防ぐため
に十分に上記チャンバを真空排気するステップを上記導
入ステップ前にさらに含んでいる請求項１に記載の基板
の処理方法。
【請求項１０】第一及び第二の処理チャンバを有する
マルチチャンバ真空処理装置で基板を処理する方法であ
って、該第二の処理チャンバが入力開口部を有し、かつ
該方法が、該第一の処理チャンバの堆積領域に該基板を配置するス
テップ、該基板上に金属薄膜層を堆積するために適したプロセス
ガスを該堆積領域に導入するステップ、該基板を、真空下で、該第一の処理チャンバと該第二の
処理チャンバとの間で移動させるステップ、該第二の処理チャンバ中のサセプタ上に該基板を置くス
テップ、所定の周波数を有するマイクロ波エネルギーを、該第二
の処理チャンバ中に、該基板と対面した領域で導入する
ステップ、該サセプタを該チャンバ壁から電磁的に分離するステッ
プ、該基板表面上の該金属薄膜をリフローするために十分な
熱を該金属薄膜中で発生させるための所定の時間、該基
板表面に近接したところでプロセス条件を維持するステ
ップ、を含む基板の処理方法。
【請求項１１】上記金属薄膜と上記基板との間での対
流による熱エネルギーの移動を減少させるように、上記
第二の処理チャンバを十分に真空排気するステップをさ
らに含む請求項１０に記載の基板の処理方法。
【請求項１２】上記第二の処理チャンバ中に上記基板
を配置する上記ステップに続いて、上記第二の処理チャ
ンバ中でのプラズマ形成を防ぐように上記第二の処理チ
ャンバを十分に真空排気するステップをさらに含む請求
項１０に記載の基板の処理方法。
【請求項１３】上記所定の時間の終了に引き続いて、
前もって設定された圧力レベルに上記第二の処理チャン
バを加圧して、上記金属薄膜と上記基板との間での対流
による熱移動を低減させるステップをさらに含む請求項
１１に記載の基板の処理方法。
【請求項１４】上記金属薄膜による上記マイクロ波エ
ネルギーの吸収を最大とするために、上記基板と上記領
域との間の距離を調節するステップをさらに含む請求項
１０に記載の基板の処理方法。
【請求項１５】上記サセプタを加熱するステップをさ
らに含む請求項１４に記載の基板の処理方法。
【請求項１６】上記第二の処理チャンバ中に上記基板
を配置するステップに続いて、上記第二の処理チャンバ
内のアーキングを防ぐように上記第二の処理チャンバを
十分に真空排気するステップをさらに含んでいる請求項
１０に記載の基板の処理方法。
【請求項１７】上記基板表面が、複数の凹んだ領域を
画する段階部分を有する表面であり、かつ上記維持ステ
ップが、上記金属薄膜が該複数の凹んだ領域の各々の大
部分を充填するのに適したプロセス条件に維持すること
を含んでいる請求項１５に記載の基板の処理方法。
【請求項１８】上記マイクロ波エネルギーが、１〜１
０ＧＨｚの周波数を有する請求項１７に記載の基板の処
理方法。
【請求項１９】基板上に配置された金属薄膜層を有す
る基板のための熱リフロー装置であって、該装置が、共振空洞を画する導電性壁を有するチャンバであって、
入力開口部を有するチャンバ、該空洞中に配置されかつ該基板を支持するように適合さ
れた非導電性のサセプタ、関連した電場及び磁場を有するマイクロ波エネルギーを
発生するように適合された発生源、及び該共振空洞と該
マイクロ波発生源とを電気的に繋いでいる、該チャンバ
と該マイクロ波発生源との間を連結する導波管、を含
み、該サセプタが該電場を横切って移動するように該空
洞内に移動可能に配置されている熱リフロー装置。
【請求項２０】上記空洞が横断面領域を有し、かつ上
記サセプタの横断面領域が上記空洞の該横断面領域と同
一の広がりを有する請求項１９に記載の熱リフロー装
置。
【請求項２１】上記電場に対して中央に配置された上
記サセプタと対面した上記空洞内の領域で、マイクロ波
エネルギーを空洞内に導入するように、上記導波管が上
記チャンバと上記マイクロ波電源との間を連結している
請求項１９に記載の熱リフロー装置。
【請求項２２】上記チャンバが、アルミニウム、銅、
銀及び金からなる群より選択される金属から形成された
導電性の内面を有する壁を備えた、請求項１９に記載の
熱リフロー装置。
【請求項２３】上記基板から反射したマイクロ波エネ
ルギーを測定するために、上記空洞と電気的に連絡され
たメータをさらに含む、請求項１９に記載の熱リフロー
装置。
【請求項２４】上記空洞と流体的に連絡している真空
装置、メモリ、及び該メモリと該真空装置の両者とデー
タ連絡するプロセッサであって、該メモリが、上記チャ
ンバ中のアーキングを十分に防ぐように該真空装置を制
御して、上記チャンバを真空排気するように、サブルー
チンを該プロセッサによって稼働するコンピュータプロ
グラムの形で格納しているプロセッサをさらに含む請求
項１９に記載の熱リフロー装置。
【請求項２５】上記チャンバが１×１０^-9トル未満に
真空排気される請求項２４に記載の熱リフロー装置。