(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内のサセプタ上に被処理基板を載置し、前記被処理基板をクランプで押圧保持し、前記被処理基板を加熱して前記被処理基板に処理を施す処理方法であって、
処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に加熱された前記サセプタに前記クランプを接触させることにより前記クランプを加熱することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
処理チャンバ内のサセプタ上に被処理基板を載置し、前記被処理基板をクランプで押圧保持し、前記被処理基板を加熱して前記被処理基板に処理を施す処理方法であって、
前記クランプの温度を検出し、前記検出したクランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に加熱された前記サセプタに前記クランプを接触させることにより前記クランプを加熱することを特徴とする処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の処理方法であって、前記被処理基板は、１枚ずつ処理されることを特徴とする処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法であって、前記クランプの加熱は、被処理基板の処理温度より３０℃低い温度以上の温度に維持できるような温度になるまで行なわれることを特徴とする処理方法。
【請求項５】
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で被処理基板を載置するサセプタと、
前記被処理基板を前記サセプタ上に押圧保持する上下動可能なクランプと、
前記クランプを上下動させる駆動手段と、
前記サセプタを加熱する加熱手段と、
前記処理チャンバ内に処理ガスを導入する処理ガス導入系と、
処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記クランプが前記サセプタに接触するように前記駆動手段を制御する駆動手段制御部と、
を具備することを特徴とする処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の処理装置であって、前記クランプの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記クランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記加熱手段を制御する加熱手段制御部と、をさらに具備することを特徴とする処理装置。
【請求項７】
請求項５記載の処理装置であって、前記クランプの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記クランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記駆動手段を制御する駆動手段補助制御部と、をさらに具備することを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板の処理に係り、更に詳細にはウエハＷなどの被処理基板をサセプタ上に載置し、前記被処理基板を加熱して処理する処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリコンウエハ（以下単に「ウエハ」という。）などの被処理基板を加熱して処理する処理装置では、サセプタと呼ばれる処理盤に内蔵された抵抗発熱体で所定の温度に加熱しておき、このサセプタの上にウエハを載置して、サセプタの熱でウエハＷに処理を施している。
図１８は従来の処理装置の概略構成を示した垂直断面図である。
図１８に示すように、従来の処理装置１００には、チャンバ１０１内にウエハＷを載置するサセプタ１０２が配設されている。このサセプタ１０２上にはサセプタ１０２上に載置されるウエハＷを保護したり、均一に処理するためのクランプリング１０３と呼ばれる、薄くて幅の狭い円環状の部材が配設されている。
このクランプリング１０３はサセプタ１０２上面に対して昇降可能に配設されており、サセプタ１０２上に載置されたウエハＷの外周縁部を覆うとともに押圧する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このクランプリング１０３がウエハＷの外周縁部に接触すると、ウエハＷの被成膜面から熱が奪われるため、ウエハＷの温度が不均一になりウエハＷの被処理面に均一に処理を施すことができない。
そのため、ウエハに処理を施す前にサセプタ上にウエハを載置した状態でサセプタに内蔵された抵抗発熱体でウエハを介してクランプリングを加熱する処理装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この装置では、ウエハを介してクランプリングを加熱しているので、ウエハの外周縁部の熱がクランプリングに奪われてしまいウエハを所定の温度に安定させるのに時間がかかるという問題がある。特に１枚毎にウエハを連続処理する場合であっては、ウエハの搬出入の際にクランプリングの温度が低下してしまうのでウエハがサセプタに載置される度にクランプリングを加熱しなければならず、多大な時間がかかるという問題がある。
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明は、被処理基板の処理に要する時間を短縮することができる処理方法及び処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の処理方法は、処理チャンバ内のサセプタ上に被処理基板を載置し、前記被処理基板をクランプで押圧保持し、前記被処理基板を加熱して前記被処理基板に処理を施す処理方法であって、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に加熱された前記サセプタに前記クランプを接触させることにより前記クランプを加熱することを特徴とする。請求項１の処理方法では、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に前記クランプを加熱するので、被処理基板の処理に要する時間を短縮することができる。また、前記クランプの加熱が、加熱された前記サセプタに前記クランプを接触することにより行なわれるので、構造を複雑化することなく製造コストの上昇を抑えることができる。
【０００６】
請求項２の処理方法は、処理チャンバ内のサセプタ上に被処理基板を載置し、前記被処理基板をクランプで押圧保持し、前記被処理基板を加熱して前記被処理基板に処理を施す処理方法であって、前記クランプの温度を検出し、前記検出したクランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に加熱された前記サセプタに前記クランプを接触させることにより前記クランプを加熱することを特徴とする。請求項２の処理方法では、前記クランプの温度を検出し、前記検出したクランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に前記クランプを加熱するので、常に前記クランプを所定温度以上に維持することができ、被処理基板に均一に処理を施すことができる。また、前記クランプの加熱が、加熱された前記サセプタに前記クランプを接触することにより行なわれるので、構造を複雑化することなく製造コストの上昇を抑えることができる。
【０００７】
請求項３の処理方法は、請求項１又は２記載の処理方法であって、前記被処理基板は、１枚ずつ処理されることを特徴とする。
請求項３の処理方法では、被処理基板を１枚ずつ処理するので、処理の精度及び再現性を向上させることができる。
【００１０】
請求項４の処理方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法であって、前記クランプの加熱は、被処理基板の処理温度より３０℃低い温度以上の温度に維持できるような温度になるまで行なわれることを特徴とする。請求項４の処理方法では、クランプの加熱は、被処理基板の処理温度より３０℃低い温度以上の温度に維持できるような温度になるまで行なわれるので、常にクランプを所定の温度以上に維持することができ、被処理基板に均一に処理を施すことができる。
【００１１】
請求項５の処理装置は、処理チャンバと、前記処理チャンバ内で被処理基板を載置するサセプタと、前記被処理基板を前記サセプタ上に押圧保持する上下動可能なクランプと、前記クランプを上下動させる駆動手段と、前記サセプタを加熱する加熱手段と、前記処理チャンバ内に処理ガスを導入する処理ガス導入系と、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記クランプが前記サセプタに接触するように前記駆動手段を制御する駆動手段制御部と、を具備することを特徴とする。請求項５の処理装置では、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記クランプが前記サセプタに接触するように前記駆動手段を制御する駆動手段制御部を備えるので、被処理基板の処理に要する時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項６の処理装置は、請求項５記載の処理装置であって、前記クランプの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記クランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記加熱手段を制御する加熱手段制御部と、をさらに具備することを特徴とする。請求項６の処理装置では、前記クランプの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記クランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記加熱手段を制御する加熱手段制御部とを、さらに備えるので、温度センサで検出したクランプの温度に基づき加熱手段を制御することができ、常に前記クランプを所定の温度に維持することができる。
【００１４】
請求項７の処理装置は、請求項５記載の処理装置であって、前記クランプの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記クランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記駆動手段を制御する駆動手段補助制御部と、をさらに具備することを特徴とする。請求項７の処理装置では、前記クランプの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記クランプの温度に基づいて、処理済みの被処理基板を前記処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を前記処理チャンバに搬入する間に、前記駆動手段を制御する駆動手段補助制御部とを、さらに備えるので、検出したクランプの温度に基づきクランプの高さを調節することができ、常に前記クランプを所定の温度に維持することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る処理方法及び処理装置について説明する。
本実施の形態では、処理装置として、例えば被処理基板としてのウエハＷの被成膜面上に化学的に薄膜を形成させるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理装置を用いて説明する。
図１は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置の模式的な垂直断面図である。
図１に示すように、ＣＶＤ処理装置１は、例えばアルミニウムやステンレス鋼により略円筒状に形成された処理チャンバ２を備える。この処理チャンバ２は接地されている。
この処理チャンバ２の天井部には、ウエハＷの被成膜面に例えば銅又は窒化チタンの薄膜を形成させる処理ガスを処理チャンバ２内に供給するためのシャワーヘッド３が、後述するサセプタ９と対向するように配設されている。
このシャワーヘッド３は中空構造になっており、シャワーヘッド３の下部には複数の吐出孔４が穿孔されている。この複数の吐出孔４を穿孔することによりシャワーヘッド３内に導入及び拡散された処理ガスをシャワーヘッド３の下面と後述するサセプタ９との間に形成される空間に向けて吐出できるようになっている。
また、シャワーヘッド３の上部には処理ガスを導入する処理ガス導入管５が取り付けられている。この処理ガス導入管５には液体状の処理剤を貯留する、図示しない処理剤タンクが液体マスフローコントローラ、バルブ、及び気化器を介して接続されている。液体マスフローコントローラで処理剤の流量を制御し、バルブを開くとともに気化器で液体状の処理剤を気体状の処理ガスにすることにより所定量の処理ガスを処理チャンバ２内に供給するようになっている。
また、処理チャンバ２の底部には、図示しない真空ポンプに接続された排気管６が設けられており、処理チャンバ２内を真空引きできるようになっている。
また、処理チャンバ２の側壁には、開口部が設けられており、この開口部には、処理チャンバ２に対してウエハＷを搬出入する際に開閉されるゲートバルブ７が配設されている。
さらに、処理チャンバ２の側壁には、例えば窒素ガスのようなパージガスを供給するためのパージガス供給管８が接続されている。
処理チャンバ２内のシャワーヘッド３に対向する位置には、ウエハＷを載置する略円盤状のサセプタ９が配設されている。このサセプタ９は、例えば窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミニウム、又はステンレス鋼から形成されている。また、このサセプタ９は処理チャンバ２底部中央部の開口を介して処理チャンバ２内に挿入されている。ＣＶＤ処理装置１の運転時には、このサセプタ９の上面にウエハＷが載置された状態でウエハＷの被成膜面に薄膜が形成される。
このサセプタ９にはサセプタ９を加熱し、サセプタ９を一定温度に維持可能な加熱手段としての抵抗発熱体１０が内蔵されている。
また、サセプタ９の上面の外周縁部付近には環状のクランプ１１が配設されている。このクランプ１１は、例えば窒化アルミニウム、アルミナ、又は炭化珪素を主成分とするセラミックスから形成されている。さらに、クランプ１１は温度を安定させるのに長時間かからない厚さに形成されており、具体的には例えば、クランプ１１の厚さが１〜３ｍｍであり、好ましくは１．５〜３ｍｍである。ここで、このクランプ１１の厚さを上記範囲としたのは、クランプ１１の厚さが上記範囲を下回ると、加工上の問題や加熱で反りが発生してしまうという問題があり、上記範囲を上回ると、クランプ１１の温度を安定させるのに長時間かかるという問題があるからである。
また、このクランプ１１はサセプタ９上に載置されるウエハＷの被成膜面の外周縁部と接触するようになっており、ウエハＷの側面及び裏面に薄膜が形成されるのを防止している。
このクランプ１１の下面側の３等分された位置には、クランプ１１を支持するための支持ピン１２が略垂直に接続されている。
支持ピン１２の下方には、クランプ１１を上下動させる駆動手段としてのエレベータ２０が配設されている。このエレベータ２０は、支持ピン１２の真下に配設され支持ピン１２を押し上げる天板２１と、この天板２１を昇降させる上下方向に伸縮自在なシリンダ２２とから構成されている。
また、シリンダ２２にはシリンダ２２の駆動を制御する駆動手段制御部としてのエレベータ制御部２３が電気的に接続しており、このエレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御することによりクランプ１１の高さを自在に調節することができるように構成されている。
エレベータ制御部２３でシリンダ２２を駆動させて天板２１を上昇させることにより支持ピン１２を押し上げクランプ１１が上昇するようになっている。また、エレベータ制御部２３でシリンダ２２を駆動させて天板２１を下降させることによりクランプ１１自体の重量（自重）でクランプ１１が下降するようになっている。
具体的には、クランプ１１は、ウエハＷを処理チャンバ２から搬出及び処理チャンバ２に搬入するためのウエハ搬出入位置（Ｉ）と、ウエハＷの被成膜面に薄膜を形成するためのウエハ処理位置（ＩＩ）と、サセプタ９に接触しクランプ１１自体を加熱するクランプ加熱位置（ＩＩＩ）との間で昇降する。ここで、ウエハ搬出入位置（Ｉ）とは、さらに具体的には例えばサセプタ９表面から約１０ｍｍ上方の位置にある。
また、ウエハＷの被成膜面に薄膜を形成する際には、クランプ１１の自重のみでウエハＷの被成膜面の外周縁部に接触する。クランプ１１の自重のみで接触することによりウエハＷを１枚毎処理する場合であっても処理毎にウエハＷの被成膜面の外周縁部に掛かる荷重が変化することがなく、処理毎のウエハＷの膜厚変化を防止することができる。
また、シリンダ２２は処理チャンバ２の底壁を貫通しているが、処理チャンバ２の底壁内側から天板２１に接続しているシリンダ２２の周囲には伸縮自在な金属製のベローズ２４が配設されているので処理チャンバ２内は気密性が保持される。
さらに、クランプ１１の外側には、サセプタ９を覆うように円筒状の遮蔽板１３が処理チャンバ２の底部からサセプタ９の上面の高さまで配設されている。
【００１６】
次に本実施の形態に係るクランプ１１及びクランプ１１周辺部について説明する。
図２は本実施の形態に係るクランプ１１周辺部を拡大した模式的な垂直断面図であり、図３は本実施の形態に係るクランプ１１を模式的に示した平面図及びクランプ１１をＡ−Ａで切断した垂直断面図である。
図２及び図３に示すように、本実施の形態のクランプ１１の下面側には、例えば６等分された位置に接触突起３０が形成されている。この接触突起３０の高さは、具体的には例えば１００μｍである。この接触突起３０のみがサセプタ９上に載置されたウエハＷの被成膜面に接触するようになっている。
また、遮蔽板１３より内側の処理チャンバ２底部には、処理チャンバ２の底部から上部に向けて例えばアルゴンガスのような不活性ガスを供給する不活性ガス供給管３１が接続されている。この不活性ガス供給管３１から供給された不活性ガスは、処理チャンバ２の底部からサセプタ９側面と遮蔽板１３との間を通過してクランプ１１まで上昇する。クランプ１１まで上昇した不活性ガスは、クランプ１１の下面に衝突してウエハＷの外周縁部から中心に向かう流れと遮蔽板１３の外側に向かう流れとに分かれるようになっている。
上記のようにクランプ１１に接触突起３０を形成することにより不活性ガスをウエハＷの外周縁部から中心に向けて流動させることができ、ウエハＷの側面及び裏面に薄膜が形成されることを確実に防ぐことができる。即ち、不活性ガスでエアーカーテンを形成することによりシャワーヘッド３から供給される処理ガスがウエハＷの側面及び裏面に回り込むのを確実に防ぐことができる。
また、このサセプタ９の例えば３等分された位置には、リフタ孔３２が上下方向に貫通して穿孔されており、これらのリフタ孔３２に対応して上下方向に昇降可能にリフタピン３３が３本配設されている。このリフタピン３３を昇降させることによりウエハＷをサセプタ９上に載置或いはサセプタ９上から離間させることができる。
【００１７】
以下、本実施の形態に係るＣＶＤ装置１内での処理のフローについて図４〜図９に沿って説明する。
図４は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１内で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、図５〜図８は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図であり、図９は本実施の形態に係るＣＶＤ処理工程のクランプ温度と時間との関係を示したグラフである。
本実施の形態に係るウエハＷのＣＶＤ処理は、１枚毎連続的にｎ枚処理する場合について説明する。
まず、ＣＶＤ処理装置１の電源を投入し、抵抗発熱体１０に電圧を印加して図５（ａ）に示すように時期ｔ１で所定の温度にサセプタ９を加熱する（ステップ１ａ）。
サセプタ９を所定の温度に加熱した後、ゲートバルブ７が開き、図示しない搬送アームが伸長して１枚目の未処理のウエハＷを処理チャンバ２内に搬入する。処理チャンバ２内に搬入されたウエハＷは、図示しない搬送アームで上昇したリフタピン３３上に載置される。その後、図５（ｂ）に示すようにリフタピン３３が下降してサセプタ９上に時期ｔ２でウエハＷを載置する（ステップ２ａ）。
次に、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御して、図５（ｃ）に示すようにクランプ１１をウエハ搬出入位置（Ｉ）からウエハ処理位置（ＩＩ）に下降させてウエハＷの被成膜面に接触させる。クランプ１１をウエハＷの被成膜面に接触させた後、サセプタ９内の抵抗発熱体１０によりウエハＷ及びクランプ１１を時期ｔ３で所定の温度に加熱する（ステップ３ａ）。
ウエハＷ及びクランプ１１を加熱して所定の温度に安定させた後、図示しない真空ポンプで処理チャンバ２内を真空引きする。さらに、処理ガス及び不活性ガスを処理チャンバ２内に供給して、図５（ｄ）に示すように、時期ｔ４で１枚目のウエハＷの被成膜面に薄膜形成処理が開始される（ステップ４ａ）。
１枚目のウエハＷの被成膜面に所定厚さの薄膜が形成された後、図６（ａ）に示すように、処理ガスの供給を時期ｔ５で停止して薄膜形成処理が終了する（ステップ５ａ）。
１枚目のウエハＷに薄膜形成処理が終了した後、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御して図６（ｂ）に示すようにクランプ１１を時期ｔ６でウエハ処理位置（ＩＩ）からウエハ搬出入位置（Ｉ）に上昇させる（ステップ６ａ）。
クランプ１１をウエハ搬出入位置（Ｉ）に上昇させた後、図６（ｃ）に示すようにリフタピン３３が時期ｔ７で上昇してサセプタ９上からウエハＷを離間させる（ステップ７ａ）。
リフタピン３３によりウエハＷを離間させた後、ゲートバルブ７が開くとともに図示しない搬送アームが処理チャンバ２内に伸長して図６（ｄ）に示すように薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを時期ｔ８で処理チャンバ２から搬出する（ステップ８ａ）。
薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２から搬出した後、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御して図７（ａ）に示すようにクランプ１１を時期ｔ９でウエハ搬出入位置（Ｉ）からクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降させる。クランプ１１がクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降するとクランプ１１の接触突起３０がサセプタ１１に接触する。ここで、このサセプタ９は抵抗発熱体１０を内蔵しているのでサセプタ９を所定の温度に加熱することができる。この抵抗発熱体１０による加熱は薄膜形成処理中に限られず、クランプ１１がクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に位置している場合にも行われる。従って、サセプタ９内の抵抗発熱体１０によりサセプタ９に接触しているクランプ１１の接触突起３０が加熱され、クランプ１１全体が加熱される（ステップ９ａ）。
クランプ１１は、薄膜形成処理中に悪影響を及ぼさない温度以上に維持できるような温度になるまで加熱される。具体的には、例えばウエハＷの薄膜形成処理温度に対して３０℃低い温度以上に維持できるような温度になるまで加熱される。ここで、クランプ１１の温度が上記数値以上としたのは、クランプ１１の温度が薄膜形成処理中に上記数値を下回るとウエハＷ外周縁部付近の膜の成長速度が低下するためウエハＷの被成膜面上に均一に薄膜が形成できないからである。
また、サセプタ９にクランプ１１を接触させてクランプ１１を加熱するので、ＣＶＤ処理装置１の構造が複雑化することがなく、製造コストが向上することもない。さらに、保守管理が面倒になることもない。
クランプ１１を上記温度まで加熱した後、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御して図７（ｂ）に示すようにクランプ１１を時期ｔ１０でクランプ加熱位置（ＩＩＩ）からウエハ搬出入位置（Ｉ）に上昇させる（ステップ１０ａ）。
クランプ１１を上昇させた後、図示しない搬送アームで薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷを処理チャンバ２内に搬入し、図７（ｃ）に示すように上昇した状態にあるリフタピン３３上に時期ｔ１１でウエハＷを載置する（ステップ１１ａ）。
ここで、上記クランプ１１の加熱は、薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷの搬出時期ｔ８から薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷの搬入時期ｔ１１との間に行われるので、クランプ１１の加熱に特別な時間を設ける必要がない。即ち、クランプ１１の加熱は、図示しない搬送アームで薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２から搬出し、図示しないキャリアカセットに収容するとともにこの搬送アームで別のキャリアカセット内に収容された薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷを取り出し、処理チャンバ２内に搬入する間に行われる。従って、薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷの搬出時期ｔ８と薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷの搬入時期ｔ１１との間にクランプ１１を加熱することによりウエハＷの処理に要する時間を短縮することができる。
リフタピン３３上にウエハＷを載置した後、ゲートバルブ７を閉じるとともに図７（ｄ）に示すようにリフタピン３３が時期ｔ１２で下降してサセプタ９上にウエハＷを載置させる（ステップ１２ａ）。
サセプタ９上にウエハＷを載置した後、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御して図８（ａ）に示すようにクランプ１１を時期ｔ１３でウエハ搬出入位置（Ｉ）からウエハ処理位置（ＩＩ）に下降させる（ステップ１３ａ）。ここで、ウエハＷの被成膜面にはクランプ１１の接触突起３０のみが接触している。
クランプ１１をウエハ処理位置（ＩＩ）に下降した後、図８（ｂ）に示すようにサセプタ９上に載置されたウエハＷをサセプタ９に内蔵されている抵抗発熱体１０で薄膜形成処理温度、例えば１５０℃に加熱するとともにウエハＷの被成膜面上に均一な薄膜を形成するためにウエハＷの温度を時期ｔ１４で安定させる（ステップ１４ａ）。
ここで、ウエハＷは、ウエハＷの被成膜面上に均一な薄膜を形成するために上記した薄膜形成処理温度で安定させなければならないが、ウエハＷの被成膜面上に接触しているクランプ１１はウエハＷを搬入する以前に所定の温度まで加熱しているので、ウエハＷを加熱する際にウエハＷの外周縁部の熱がクランプ１１に奪われることがなくなる。
即ち、薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２から搬出し、薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷを前記処理チャンバ２に搬入する間に、クランプ１１を所定の温度まで予め加熱することによりウエハＷを加熱する際にウエハＷの中心部と外周縁部との温度差が生じなくなり、ウエハＷ全体の温度を均一に安定させる時間を短縮することができる。
ウエハＷの温度が安定した後、図示しない真空ポンプで処理チャンバ２内を真空引きする。さらに、図８（ｃ）に示すようにシャワーヘッド３から処理ガス及び不活性ガス供給管３１から不活性ガスを供給して２枚目のウエハＷの被成膜面に薄膜形成処理が時期ｔ１５で開始される（ステップ１５ａ）。
その後、上記のような工程（（ステップ５ａ）〜（ステップ１５ａ））が繰り返し行われて連続的に１枚毎合計ｎ枚のウエハＷの被成膜面に薄膜を形成する。
【００１８】
このように、本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置では、薄膜形成処理が施されたウエハＷを処理チャンバ２から搬出し、薄膜形成処理が施されていないウエハＷを前記処理チャンバ２に搬入する間に、クランプ１１をサセプタ９上に接触させるので、薄膜形成処理、ウエハＷの搬送、及びウエハＷの加熱を含めたＣＶＤ処理全体に要する時間を短縮することができる。
即ち、ｎ―１枚目の薄膜形成処理が施されたウエハＷが処理チャンバ２内から搬出されｎ枚目の薄膜形成処理が施されていないウエハＷが処理チャンバ２内に搬入される間、具体的には時期ｔ９〜ｔ１０の間にクランプ１１をクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に位置させて、サセプタ９に内蔵されている抵抗発熱体１０によりクランプ１１を加熱する。薄膜形成処理が施されたウエハＷを処理チャンバ２から搬出し、薄膜形成処理が施されていないウエハＷを前記処理チャンバ２に搬入する間に、クランプ１１を予め加熱しておくことによりウエハＷをサセプタ９上に載置し加熱する際にウエハＷの外周縁部の熱がクランプ１１に奪われることがなくなる。従って、ウエハＷ中心部と外周縁部との間に温度差が生じることを防ぐことができ、ウエハＷの温度を均一に安定させる時間を短縮することができる。
その結果、ＣＶＤ処理全体のスループットを向上させることができる。
また、ウエハＷの温度を安定させる時間を従来と同じ時間に設定すれば、よりウエハＷの温度を安定させることができ、結果としてＣＶＤ処理の歩留まりを向上させることができる。
さらに、ウエハＷを１枚毎処理するので、処理の精度及び再現性を向上させることができる。
【００１９】
（実施例１）
以下、本発明の実施例について説明する。
上記実施の形態で説明したＣＶＤ処理装置１の処理チャンバ２内に処理ガス及び不活性ガスを１分間供給してサセプタ９上に載置されたウエハＷのウエハＷ被成膜面上に銅の薄膜を形成した。ここで、処理剤としては、Ｃｕ+１（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）とトリメチルビニルシラン（ＴＭＶＳ）とを含む処理剤を使用した。また、不活性ガスとしては、アルゴンガスを使用した。
搬送アームで銅の薄膜が形成されたウエハＷの搬出から銅の薄膜が形成されていないウエハＷの搬入までの１分間、クランプ１１をクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降させて１５０℃に加熱した。
クランプ１１をウエハ搬出入位置（Ｉ）に上昇させ、ウエハＷを載置した後、クランプ１１をウエハ処理位置（ＩＩ）に下降させてからウエハＷを１５０℃に加熱した。
【００２０】
従来のＣＶＤ処理装置では、ウエハＷの温度が安定するまで約１分要していたのに対し、本発明に係るＣＶＤ処理装置１では、ウエハＷの温度が安定するのまで約１５秒しか要しなかった。
さらに、ウエハＷ２５枚連続処理した場合には、従来より約１８分の時間が短縮された。
【００２１】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下本実施の形態以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容については説明を省略する。
本実施の形態ではクランプ１１を加熱する際にクランプ１１の温度を検出し、その検出した温度に基づいてサセプタ９に内蔵されている抵抗発熱体１０の印加電圧を制御する構成とした。
図１０は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１の模式的なブロック配線図である。
図１０に示すように、クランプ１１には温度センサ４１が接続されており、クランプ１１の温度を検出し電気信号に変換するようになっている。また、サセプタ９に内蔵されている抵抗発熱体１０には加熱手段制御部としての抵抗発熱体制御部４２が電気的に接続しており、抵抗発熱体１０の印加電圧を制御して抵抗発熱体１０の発熱量を調節できるようになっている。この温度センサ４１と抵抗発熱体制御部４２とは電気的に接続されており、抵抗発熱体制御部４２は温度センサ４１から出力される電気信号に基づいて抵抗発熱体１０の発熱量を調節できるようになっている。
【００２２】
以下、本実施の形態に係るＣＶＤ装置１内での処理のフローについて図１１に沿って説明する。
図１１は、本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１内で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
まず、ＣＶＤ処理装置１の電源を投入し、１枚目のウエハＷを搬入し所定の操作をした後にウエハＷに薄膜形成処理を施す（（ステップ１ｂ）〜（ステップ５ｂ））。
１枚目のウエハＷに薄膜形成処理を施した後、所定の操作をして薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２内から搬出する（（ステップ６ｂ）〜（ステップ８ｂ））。
薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２から搬出した後、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御してクランプ１１をウエハ搬出入位置（Ｉ）からクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降させる。クランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降したクランプ１１は、サセプタ９に接触して加熱される。
ここで、クランプ１１の加熱時には、クランプ１１に接続された温度センサ４１によりクランプ１１の温度を検出する。この温度センサ４１の検出信号は、電気信号に変換されて抵抗発熱体１０の印加電圧を制御する抵抗発熱体制御部４２に送信される。この抵抗発熱体制御部４２は温度センサ４１から送信された電気信号でクランプ１１が所定の温度以上に上昇したことを認識できるようになっているので、クランプ１１が所定の温度以上に上昇した場合には抵抗発熱体１０の印加電圧を小さくして抵抗発熱体１０の発熱量を低下させる。従って、クランプ１１が抵抗発熱体１０の加熱で所定の温度以上に上昇した場合に抵抗発熱体制御部４２で抵抗発熱体１０の発熱量を低下させることによりクランプ１１の温度を所定の温度まで低下させることができる。
さらに、その後クランプ１１が所定の温度以下に低下した場合には抵抗発熱体制御部４２で抵抗発熱体１０の印加電圧を再び大きくして抵抗発熱体１０の発熱量を大きくすることによりクランプ１１を所定の温度にする。
上記の操作を繰り返し行うことでクランプ１１を常に所定の温度に維持することができる（ステップ９ｂ）。
クランプ１１を所定の温度まで加熱した後、所定の操作をして薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷを処理チャンバ２内に搬入して被成膜面に薄膜形成処理を開始する（（ステップ１０ｂ）〜（ステップ１５ｂ））。
その後、上記のような工程（（ステップ５ｂ）〜（ステップ１５ｂ））が繰り返し行われて連続的に１枚毎合計ｎ枚のウエハＷの被成膜面に薄膜を形成する。
【００２３】
このように本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１では、クランプ１１に温度センサ４１を接続してクランプ１１の温度を検出し、この検出した温度に基づいて抵抗発熱体制御部４２で抵抗発熱体１０の印加電圧を制御するので、クランプ１１を常に所定の温度に維持することができる。
【００２４】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。
本実施の形態ではクランプ１１を加熱する際にクランプ１１の温度を検出し、その検出した温度に基づいてクランプ１１をサセプタ９から離間或いはサセプタ９に接触させる構成とした。
図１２は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１の模式的なブロック配線図である。
図１２に示すように、クランプ９には温度センサ５１が接続されていおり、クランプ９の温度を検出して電気信号に変換するようになっている。
また、温度センサ５１及びシリンダ２２には、駆動手段補助制御部としてのエレベータ補助制御部５２が電気的に接続しており、温度センサ５１から送信された電気信号に基づいて、シリンダ２２の駆動を制御できるようになっている。
【００２５】
以下、本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１内での処理のフローについて図１３に沿って説明する。
図１３は、本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１内で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、図１４は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図である。
まず、ＣＶＤ処理装置１の電源を投入し、１枚目のウエハＷを搬入し所定の操作をした後にウエハＷに薄膜形成処理を施す（（ステップ１ｃ）〜（ステップ５ｃ））。
１枚目のウエハＷに薄膜形成処理を施した後、所定の操作をして薄膜処理が形成された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２内から搬出する（（ステップ６ｃ）〜（ステップ８ｃ））。
薄膜形成処理が施された１枚目のウエハＷを処理チャンバ２から搬出した後、エレベータ制御部２３でシリンダ２２の駆動を制御して図１４（ａ）に示すようにクランプ１１をウエハ搬出入位置（Ｉ）からクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降させる。クランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降したクランプ１１は、サセプタ９に接触して加熱される。
ここで、クランプ１１の加熱時には、クランプ１１に接続された温度センサ５１によりクランプ１１の温度を検出する。この温度センサ５１の検出信号は、電気信号に変換されてエレベータ補助制御部５２に送信される。このエレベータ補助制御部５２は、温度センサ５１から送信された電気信号でクランプ１１が所定の温度以上に上昇したことを認識できるようになっているので、クランプ１１が所定の温度以上に上昇した場合にシリンダ２２を駆動させて図１４（ｂ）に示すようにクランプ１１を上昇させサセプタ９から離間させる。クランプ１１が抵抗発熱体１０の加熱で所定の温度以上に上昇した場合にエレベータ補助制御部５２でクランプ１１を上昇させサセプタ９から離間させることによりクランプ１１の温度を所定の温度まで低下させることができる。
さらに、クランプ１１をサセプタ９上から離間させて所定の温度まで低下させた後、エレベータ補助制御部５２でシリンダ２２を駆動させて図１４（ｃ）に示すようにクランプ１１をクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降させる。クランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降し、サセプタ９に接触したクランプ１１は再び加熱される。
上記の操作を繰り返し行うことでクランプ１１を常に所定の温度に維持することができる（ステップ９ｃ）。
クランプ１１を所定の温度まで加熱した後、所定の操作をして薄膜形成処理が施されていない２枚目のウエハＷを処理チャンバ２内に搬入して被成膜面に薄膜形成処理を開始する（（ステップ１０ｃ）〜（ステップ１５ｃ））。
その後、上記のような工程（（ステップ５ｃ）〜（ステップ１５ｃ））が繰り返し行われて連続的に１枚毎合計ｎ枚のウエハＷの被成膜面に薄膜を形成する。
【００２６】
このように本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１では、クランプ１１に温度センサ５１を接続してクランプ１１の温度を検出し、この検出した温度に基づいてエレベータ補助制御部５２でシリンダ２２を駆動させるので、クランプ１１を常に所定の温度に維持することができる。
【００２７】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。
本実施の形態ではクランプ１１の下面を平面的に形成、即ちクランプ１１の下面に接触突起３０を形成しない構成とした。
図１５は本実施の形態に係るクランプ周辺部を拡大した模式的な垂直断面図である。
図１５に示すように、本実施の形態のクランプ６１は接触突起３０がなく平面的に形成されており、クランプ６１はサセプタ９上に平面的に接触するようになっている。このクランプ６１を平面的に形成することによりウエハＷのエッジ部の膜が薄くなるという問題を防ぐことができ、ウエハＷの被成膜面に均一に薄膜を形成することができる。
また、本実施の形態では処理チャンバ２の底部から上部に向けて不活性ガスを供給する必要がない。
ここで、処理チャンバ２の底部から不活性ガスを供給する必要がないとしたのは、例えば窒化チタンの薄膜を形成する場合はウエハＷとクランプ１１との間に処理ガスが入り込みウエハＷの側面及び裏面に窒化チタンが少量付着しても汚染の問題を引き起こさないからである。
【００２８】
このように本実施の形態のＣＶＤ処理装置１では、クランプ６１を平面的に形成することによりウエハＷの被成膜面に均一に薄膜を形成することができる。
【００２９】
（実施例２）
以下、本発明の実施例について説明する。
上記第４の実施の形態で説明したＣＶＤ処理装置１の処理チャンバ２内に処理ガスを１分間供給してサセプタ９上に載置されたウエハＷのウエハＷ被成膜面上に窒化チタンの薄膜を形成した。
図示しない搬送アームで銅の薄膜が形成されたウエハＷの搬出から銅の薄膜が形成されていないウエハＷの搬入までの１分間、クランプ１１をクランプ加熱位置（ＩＩＩ）に下降させて６００℃に加熱した。
クランプ１１をウエハ搬出入位置（Ｉ）に上昇させ、ウエハＷを載置した後、クランプ１１をウエハ処理位置（ＩＩ）に下降させてからウエハＷを６００℃に加熱した。
【００３０】
従来のＣＶＤ処理装置１では、ウエハＷの温度が安定するまで約数分要していたのに対し、本発明に係るＣＶＤ処理装置１では、ウエハＷの温度が安定するのまで１分以内に短縮することができた。
【００３１】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施の形態について説明する。
本実施の形態では抵抗発熱体１０の代わりに処理チャンバ２の外部に加熱ランプを配設して、加熱ランプでサセプタ及びサセプタに接触しているクランプ１１を加熱する構成とした。
図１６は本実施の形態に係るＣＶＤ処理装置１の模式的な垂直断面図である。
図１６に示すように、本実施の形態のＣＶＤ処理装置１の処理チャンバ２には、底部に例えば石英のような熱線透過性の材料で形成された略円筒状の支柱７１が配設されている。この支柱７１の上端には断面形状が略Ｌ字状の熱線透過性の材料で形成された保持部材７２を介してサセプタ７３が配設されている。ここで、本実施の形態のサセプタ７３は抵抗発熱体を内蔵していないものとする。
また、サセプタ７３の真下の処理チャンバ２には、開口部が設けられており、この開口部には例えば石英のような熱線透過性の材料から形成された透過窓７４が嵌め込まれている。
さらに、この透過窓７４の下方には透過窓７４を囲むように箱状の加熱室７５が設けられている。加熱室７５の底部には回動自在なモータ７６が配設されており、このモータ７６には回転軸７７を介して略水平に保持された平板状の回転台７８が取り付けられている。回転台７８の上面には、加熱ランプ７９が取り付けられており、この加熱ランプ７９を点灯させることによりサセプタ７３及びサセプタ７３に接触しているクランプ１１を加熱することができるようになっている。
即ち、加熱ランプ７９を点灯させて発生した熱線が透過窓７４を透過してサセプタ７３の下面に到達することによりサセプタ７３が所定の温度に加熱される。サセプタ７３が加熱ランプ７９で加熱されることによりサセプタ７３に接触しているクランプ１１が所定の温度に加熱される。
また、加熱ランプ７９の点灯時には、サセプタ７３の温度を均一にするためにモータ７６を駆動させて加熱ランプ７９が取り付けられている回転台７８ごと回転させる。
【００３２】
このように、本実施の形態のＣＶＤ処理装置１では、処理チャンバ２の外部に加熱ランプ７９を配設するので、加熱ランプ７９でサセプタ７３及びサセプタ７３に接触しているクランプ１１の温度上昇速度を速めることができ、より速くクランプ１１を所定の温度に到達させることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記第１〜第５の実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。図１７は変形例に係るＣＶＤ処理装置１の模式的な垂直断面図である。第１〜５の実施の形態では、サセプタ９、７３を抵抗発熱体１０或いは加熱ランプ７９で加熱した後、サセプタ９、７３上にクランプ１１、６１を接触させてクランプ１１、６１を加熱しているが、図１７に示すように処理チャンバ２の外部にクランプ専用の加熱ランプ８１を別個に設けてもよい。この場合、クランプ専用の加熱ランプ８１は、クランプ１１の真下の位置に配設することが好ましい。また、加熱ランプ８１には加熱ランプ制御部８２が電気的に接続している。この加熱ランプ制御部８２は、薄膜形成処理が施されたウエハＷを処理チャンバ２から搬出し、薄膜形成処理が施されていないウエハＷを処理チャンバ２に搬入する間に、クランプ１１が加熱ランプ８１で加熱されるように加熱ランプ８１を制御するようになっている。また、加熱ランプ８１でクランプ１１を加熱する際には、クランプ１１をサセプタ７３に接触させないで加熱することも可能である。このように、加熱ランプ８１でクランプ１１を加熱することによりクランプ１１の温度上昇速度をより速くすることができ、さらに速くクランプ１１を所定の温度に到達させることができる。
また、第１〜第５の実施の形態では、処理装置としてＣＶＤ処理装置１を使用しているが、エッチング処理装置及びＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理装置のようなウエハＷを加熱してウエハＷに処理を施す処理装置であれば使用することができる。
また、第１〜第５の実施の形態では、ウエハＷを１枚毎処理しているが、ウエハＷを同時に複数枚処理してもよい。
また、上記第２の実施の形態では、サセプタ９内の抵抗発熱体１０の発熱量を抵抗発熱体１０の印加電圧の制御で調節しているが、抵抗発熱体１０の電源を断続的に切電及び入電するような制御で調節してもよい。
また、上記第４の実施の形態では、ウエハＷの被成膜面に窒化チタンの薄膜を形成する場合について説明しているが、ウエハＷの側面及び裏面に少量付着しても汚染の問題を引き起こさない物質であれば使用することができる。
さらに、上記第１〜第５の実施の形態では、被処理基板としてウエハＷを使用しているが液晶用のＬＣＤガラス基板を使用することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳説したように、本発明の処理方法及び処理装置によれば、処理済みの被処理基板を処理チャンバから搬出し、未処理の被処理基板を処理チャンバに搬入する間にクランプを加熱するので、被処理基板の処理に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置の模式的な垂直断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るクランプ周辺部を拡大した模式的な垂直断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るクランプを模式的に示した平面図及びクランプをＡ−Ａで切断した垂直断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図８】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図９】第１の実施の形態に係るＣＶＤ処理工程のクランプ温度と時間との関係を示したグラフである。
【図１０】第２の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置の模式的なブロック配線図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置の模式的なブロック配線図である。
【図１３】第３の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
【図１４】第３の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置内で行われる処理工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図１５】第４の実施の形態に係るクランプ周辺部を拡大した模式的な垂直断面図である。
【図１６】第５の実施の形態に係るＣＶＤ処理装置の模式的な垂直断面図である。
【図１７】変形例に係るＣＶＤ処理装置の模式的な垂直断面図である。
【図１８】従来の処理装置の概略構成を示した垂直断面図である。
【符号の説明】
１…ＣＶＤ処理装置
２…処理チャンバ
３…シャワーヘッド
５…処理ガス導入管
９、７３…サセプタ
１０…抵抗発熱体
１１、６１…クランプ
２２…シリンダ
２３…エレベータ制御部
３０…接触突起
４１、５１…温度センサ
４２…抵抗発熱体制御部
５２…エレベータ補助制御部
７９、８１…加熱ランプ
８２…加熱ランプ補助制御部
【図１】
0004583591.tif 000002
【図２】
0004583591.tif 000003
【図３】
0004583591.tif 000004
【図４】
0004583591.tif 000005
【図５】
0004583591.tif 000006
【図６】
0004583591.tif 000007
【図７】
0004583591.tif 000008
【図８】
0004583591.tif 000009
【図９】
0004583591.tif 000010
【図１０】
0004583591.tif 000011
【図１１】
0004583591.tif 000012
【図１２】
0004583591.tif 000013
【図１３】
0004583591.tif 000014
【図１４】
0004583591.tif 000015
【図１５】
0004583591.tif 000016
【図１６】
0004583591.tif 000017
【図１７】
0004583591.tif 000018
【図１８】
0004583591.tif 000019