(57)【要約】【課題】プラズマ処理室のプラズマを維持したままプラズマ処理室への基板の搬入乃至搬出やクリーニングモードにおける被エッチング部材の退避乃至再搬入を良好に行い得るプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室Ａと、このプラズマ処理室Ａに対して前記基板の搬入乃至搬出を行う搬送室Ｂと、前記プラズマ処理室Ａ及び前記搬送室Ｂの間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁Ｇ１とを有するプラズマ処理システムを用いて所定のプラズマ処理を行う際、前記プラズマ処理室Ａ内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室Ａに生成しているプラズマを維持する一方、処理する基板の前記搬送室Ｂから前記プラズマ処理室Ａ内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室Ａ内から前記搬送室Ｂへの搬出時には、前記搬送室Ｂの圧力を制御して前記プラズマ処理室Ａと同圧にした状態で前記第１のゲート弁Ｇ１を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行う。【選択図】図１
2007146211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室と、このプラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行う搬送室と、前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、を有するプラズマ処理システムを用いて所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持する一方、
処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室の圧力を制御して前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室と、このプラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行う搬送室と、前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、外部との間で前記基板の授受を行う予備室と、この予備室及び前記搬送室との間に配設されて両者の間を仕切る第２のゲート弁とを有するプラズマ処理システムを用いて所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持する一方、
処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室の圧力を制御して前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うとともに、
処理する基板の前記予備室から前記搬送室への搬入時乃至処理した基板の前記搬送室から前記予備室への搬出時には、前記予備室及び搬送室の圧力を制御して前記予備室及び搬送室を同圧にした状態で前記第２のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
被エッチング部材が配設され且つ基板に対して所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室の内周面に付着する付着物を、クリーニングガスをプラズマ化して形成したクリーニングガスのラジカルでエッチングして除去するプラズマ処理方法において、
第１のゲート弁で仕切られており且つ前記プラズマ処理室に対する基板の搬入乃至搬出を行う搬送室内に前記被エッチング部材を退避させて前記クリーニングを行うとともに、
前記被エッチング部材の退避乃至前記プラズマ処理室への再搬入に際し、前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持する一方、
前記被エッチング部材の前記プラズマ処理室から前記搬送室への退避乃至前記搬送室から前記プラズマ処理室への再搬入時には、前記搬送室の圧力を制御して前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えたプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理室の内部を所定の圧力に調整するプラズマ処理室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行うための搬送室と、
この搬送室の内部を所定の圧力に調整する搬送室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、
前記プラズマ処理室圧力調整手段を制御して前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御する一方、処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室圧力調整手段を制御し、搬送室の圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項５】
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えたプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理室の内部を所定の圧力に調整するプラズマ処理室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行うための搬送室と、
この搬送室の内部を所定の圧力に調整する搬送室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、
外部との間で前記基板の授受を行う予備室と、
この予備室の内部を所定の圧力に調整する予備室圧力調整手段と、
前記予備室及び前記搬送室との間に配設されて両者の間を仕切る第２のゲート弁と、
前記プラズマ処理室圧力調整手段を制御して前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御する一方、処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室圧力調整手段を制御し、搬送室の圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御するとともに、処理する基板の前記予備室から前記搬送室への搬入時乃至処理した基板の前記搬送室から前記予備室への搬出時には、前記搬送室圧力制御手段及び前記予備室圧力調整手段を制御して前記予備室及び搬送室を同圧にした状態で前記第２のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のプラズマ処理システムにおいて、
前記プラズマ処理装置は、ハロゲンを含有する作用ガスをプラズマ化して得るハロゲンラジカルで、高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置であることを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項７】
基板に対して所定のプラズマ処理を行うとともに、被エッチング部材が退避乃至再搬入可能に配設されており、しかも内周面に付着する付着物を、クリーニングガスをプラズマ化して形成したクリーニングガスのラジカルでエッチングして除去するように構成したプラズマ処理室を備えたプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理室の内部を所定の圧力に調整するプラズマ処理室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行うとともに前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行うための搬送室と、
この搬送室の内部を所定の圧力に調整する搬送室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、
前記プラズマ処理室のクリーニングを行う前に前記被エッチング部材を前記搬送室内に退避させるとともに前記クリーニングの終了後に前記被エッチング部材を前記プラズマ処理室内に再搬入するよう制御する一方、前記退避乃至再搬入の際、前記プラズマ処理室圧力調整手段を制御して前記プラズマ処理室内を、プラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御して、前記被エッチング部材の前記プラズマ処理室から前記搬送室内への退避乃至前記搬送室内から前記プラズマ処理室内への再搬入時には、前記搬送室圧力調整手段を制御し、搬送室の圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行うように制御する制御手段と、を有することを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項８】
請求項４、請求項５又は請求項７の何れかに記載のプラズマ処理システムにおいて、
前記プラズマ処理装置は、ハロゲンを含有する作用ガスをプラズマ化して得るハロゲンラジカルで、高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する一方、
プラズマ処理室の内周面に付着する付着物を、クリーニングガスをプラズマ化して形成したクリーニングガスのラジカルでエッチングしてそのクリーニングを行うとともに、このクリーニングの際に、前記被エッチング部材を前記プラズマ処理室から前記搬送室に退避させるようになっている薄膜作成装置であることを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマ処理システムにおいて、
前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行う退避手段は、被エッチング部材を着脱自在にプラズマ処理室であるチャンバに支持し、その内部に配設したサセプタを昇降自在に構成するとともに、前記サセプタの上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を保持する支持棒を前記サセプタに設けてなり、
クリーニング時に前記チャンバに対する固定が解放された状態でサセプタを上昇させて支持棒に被エッチング部材を保持するとともに、被エッチング部材が搬送部位の高さとなるようにサセプタを下降させて搬送手段により前記被エッチング部材をサセプタの基板の保持面から退避させるように構成したものであることを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項１０】
請求項８に記載のプラズマ処理システムおいて、
前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行う退避手段は、プラズマ処理室であるチャンバの内部に配設したサセプタを昇降自在に構成するとともに、前記サセプタの上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を着脱自在に支持する支柱を前記サセプタに設けてなり、
クリーニング時に前記被エッチング部材が搬送部位の高さとなるように前記サセプタを下降させて搬送手段により前記被エッチング部材をサセプタの基板の保持面から退避させるように構成したものであることを特徴とするプラズマ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理方法及びプラズマ処理システムに関し、特にプラズマ処理室に対して基板を搬入乃至搬出しつつ成膜等の所定のプラズマ処理を行う場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置は、そのプラズマ処理室であるチャンバにプラズマを生成させて基板に対する薄膜の作製等、所定の処理を行うものであり、特に半導体の製造分野で用途に応じた種々のものが提案されている。かかる、プラズマ処理装置は、真空雰囲気であるプラズマ処理室内に処理対象である基板を搬出乃至搬入するため、外部との間で前記基板の授受を行う必要がある。従来技術において、基板のプラズマ処理室内への搬入乃至搬出は、プラズマ処理室内に生成しているプラズマを一旦止めてこれを行っている。
【０００３】
一方、外部との間で基板の授受を行うロードロック室と、基板に所定の処理を行う処理室と、前記ロードロック室と処理室との間で基板の搬送を行う搬送室とを備えた半導体製造装置において、各室に対応して設けた真空ポンプで各室の圧力制御を行う点を開示する公知技術は存在する（特許文献１参照）が、プラズマ処理を行う基板をプラズマ処理室内に対して搬入乃至搬出しつつ前記プラズマ処理室内に生成するプラズマを維持して基板の連続処理を行うものではない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６４５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如く従来技術に係るプラズマ処理においては、基板を連続的に処理する場合でも
プラズマ処理室に対する基板の搬出入毎にプラズマを止めざるを得なかった。すなわち、処理毎にプラズマを点火しなければならない。この場合、再点火されたプラズマが安定するまでにはある程度の時間が必要になる。このため処理効率が低下し、当該プラズマ処理装置のスループットが悪化するという問題を生起する。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、プラズマ処理室のプラズマを維持したままプラズマ処理室への基板の搬入乃至搬出やクリーニングモードにおける被エッチング部材の退避乃至再搬入を良好に行い得るプラズマ処理方法及びプラズマ処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室と、このプラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行う搬送室と、前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁とを有するプラズマ処理システムを用いて所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持する一方、
処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室の圧力を制御して前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うことを特徴とするプラズマ処理方法である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室と、このプラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行う搬送室と、前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、外部との間で前記基板の授受を行う予備室と、この予備室及び前記搬送室との間に配設されて両者の間を仕切る第２のゲート弁とを有するプラズマ処理システムを用いて所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持する一方、
処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室の圧力を制御して前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うとともに、
処理する基板の前記予備室から前記搬送室への搬入時乃至処理した基板の前記搬送室から前記予備室への搬出時には、前記予備室及び搬送室の圧力を制御して前記予備室及び搬送室を同圧にした状態で前記第２のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うことを特徴とするプラズマ処理方法である。
【０００９】
本発明の第３の態様は、
被エッチング部材が配設され且つ基板に対して所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室の内周面に付着する付着物を、クリーニングガスをプラズマ化して形成したクリーニングガスのラジカルでエッチングして除去するプラズマ処理方法において、
第１のゲート弁で仕切られており且つ前記プラズマ処理室に対する基板の搬入乃至搬出を行う搬送室内に前記被エッチング部材を退避させて前記クリーニングを行うとともに、
前記被エッチング部材の退避乃至前記プラズマ処理室への再搬入に際し、前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気とし、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持する一方、
前記被エッチング部材の前記プラズマ処理室から前記搬送室への退避乃至前記搬送室から前記プラズマ処理室への再搬入時には、前記搬送室の圧力を制御して前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行うことを特徴とするプラズマ処理方法である。
【００１０】
本発明の第４の態様は、
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えたプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理室の内部を所定の圧力に調整するプラズマ処理室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行うための搬送室と、
この搬送室の内部を所定の圧力に調整する搬送室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、
前記プラズマ処理室圧力調整手段を制御して前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御する一方、処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室圧力調整手段を制御し、搬送室の圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするプラズマ処理システムである。
【００１１】
本発明の第５の態様は、
基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えたプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理室の内部を所定の圧力に調整するプラズマ処理室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行うための搬送室と、
この搬送室の内部を所定の圧力に調整する搬送室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、
外部との間で前記基板の授受を行う予備室と、
この予備室の内部を所定の圧力に調整する予備室圧力調整手段と、
前記予備室及び前記搬送室との間に配設されて両者の間を仕切る第２のゲート弁と、
前記プラズマ処理室圧力調整手段を制御して前記プラズマ処理室内をプラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御する一方、処理する基板の前記搬送室から前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室への搬出時には、前記搬送室圧力調整手段を制御し、搬送室の圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御するとともに、処理する基板の前記予備室から前記搬送室への搬入時乃至処理した基板の前記搬送室から前記予備室への搬出時には、前記搬送室圧力制御手段及び前記予備室圧力調整手段を制御して前記予備室及び搬送室を同圧にした状態で前記第２のゲート弁を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするプラズマ処理システムである。
【００１２】
本発明の第６の態様は、
上記第４又は第５の態様に記載のプラズマ処理システムおいて、
前記プラズマ処理装置は、ハロゲンを含有する作用ガスをプラズマ化して得るハロゲンラジカルで、高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置であることを特徴とするプラズマ処理システムである。
【００１３】
本発明の第７の態様は、
基板に対して所定のプラズマ処理を行うとともに、被エッチング部材が退避乃至再搬入可能に配設されており、しかも内周面に付着する付着物を、クリーニングガスをプラズマ化して形成したクリーニングガスのラジカルでエッチングして除去するように構成したプラズマ処理室を備えたプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理室の内部を所定の圧力に調整するプラズマ処理室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室に対して前記基板の搬入乃至搬出を行うとともに前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行うための搬送室と、
この搬送室の内部を所定の圧力に調整する搬送室圧力調整手段と、
前記プラズマ処理室及び前記搬送室の間に配設されて両者の間を仕切る第１のゲート弁と、
前記プラズマ処理室のクリーニングを行う前に前記被エッチング部材を前記搬送室内に退避させるとともに前記クリーニングの終了後に前記被エッチング部材を前記プラズマ処理室内に再搬入するよう制御する一方、前記退避乃至再搬入の際、前記プラズマ処理室圧力調整手段を制御して前記プラズマ処理室内を、プラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御して、前記被エッチング部材の前記プラズマ処理室から前記搬送室内への退避乃至前記搬送室内から前記プラズマ処理室内への再搬入時には、前記搬送室圧力調整手段を制御し、搬送室の圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で前記第１のゲート弁を開いて前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするプラズマ処理システムである。
【００１４】
本発明の第８の態様は、
上記第４、第５又は第７の何れかの態様に記載のプラズマ処理システムおいて、
前記プラズマ処理装置は、ハロゲンを含有する作用ガスをプラズマ化して得るハロゲンラジカルで、高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する一方、
プラズマ処理室の内周面に付着する付着物を、クリーニングガスをプラズマ化して形成したクリーニングガスのラジカルでエッチングしてそのクリーニングを行うとともに、このクリーニングの際に、前記被エッチング部材を前記プラズマ処理室から前記搬送室に退避させるようになっている薄膜作成装置であることを特徴とするプラズマ処理システムである。
【００１５】
本発明の第９の態様は、
上記第８の態様に記載のプラズマ処理システムおいて、
前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行う退避手段は、被エッチング部材を着脱自在にプラズマ処理室であるチャンバに支持し、その内部に配設したサセプタを昇降自在に構成するとともに、前記サセプタの上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を保持する支持棒を前記サセプタに設けてなり、
クリーニング時に前記チャンバに対する固定が解放された状態でサセプタを上昇させて支持棒に被エッチング部材を保持するとともに、被エッチング部材が搬送部位の高さとなるようにサセプタを下降させて搬送手段により前記被エッチング部材をサセプタの基板の保持面から退避させるように構成したものであることを特徴とするプラズマ処理システムである。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、
上記第８の態様に記載のプラズマ処理システムおいて、
前記被エッチング部材の退避乃至再搬入を行う退避手段は、プラズマ処理室であるチャンバの内部に配設したサセプタを昇降自在に構成するとともに、前記サセプタの上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を着脱自在に支持する支柱を前記サセプタに設けてなり、
クリーニング時に前記被エッチング部材が搬送部位の高さとなるように前記サセプタを下降させて搬送手段により前記被エッチング部材をサセプタの基板の保持面から退避させるように構成したものであることを特徴とするプラズマ処理システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プラズマ処理室の圧力に合わせて搬送室の圧力を制御しているので、プラズマ処理室に対する基板の搬入乃至搬出や、クリーニング作業における被エッチング部材の退避乃至再搬入をプラズマを維持したまま行うことができる。したがって、当該プラズマ処理室における処理の高効率化を実現でき、システムの飛躍的なスループットの向上を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、各実施の形態において同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理システムを概念的に示す説明図である。同図に示すように、プラズマ処理室は基板に対し所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えている。本形態におけるプラズマ処理室には、流量可変バルブＶ１を介してＨｅで希釈したプロセスガスであるＣｌ２が供給される。また、流量可変バルブＶ２と真空ポンプＤでプラズマ処理室圧力調整手段を形成しており、真空ポンプＤの駆動により前記プラズマ処理室を真空に引いて内部を所定の圧力に調整する。
【００２０】
搬送室Ｂは前記プラズマ処理室に対して処理対象である基板の搬入乃至搬出を行うためのものであり、内部に配設した搬送ロボット（図示せず。）により基板等の搬送、搬入、搬出を行うようになっている。本形態における搬送室Ｂには、流量可変バルブＶ４を介してパージガスであるＨｅが供給される。また、流量可変バルブＶ５と真空ポンプＥで搬送室圧力調整手段を形成しており、真空ポンプＥの駆動により前記搬送室Ｅ内をＨｅガスでパージしつつ真空に引いて内部を所定の圧力に調整する。
【００２１】
予備室であるロードロック室Ｃは外部との間で基板の授受を行う。また、流量可変バルブＶ６と真空ポンプＦでロードロック室圧力調整手段を形成しており、真空ポンプＦの駆動により前記ロードロック室Ｃを真空に引いて内部を所定の圧力に調整する。
【００２２】
プラズマ処理室及び搬送室Ｂは、両者の間に配設された第１のゲート弁Ｇ１で仕切られており、また搬送室Ｂ及びロードロック室Ｃは、両者の間に配設された第２のゲート弁Ｇ２で仕切られている。
【００２３】
本形態に係るプラズマ処理システムは、その全体の動作を制御する制御部（図示せず）を有する。すなわち、この制御部は、流量可変バルブＶ３及び真空ポンプＤの駆動を制御してプラズマ処理装置Ａのプラズマ処理室内を、プラズマを生成し得る圧力雰囲気にするとともに、前記プラズマ処理室に生成しているプラズマを維持するように制御する。一方、処理する基板の搬送室Ｂから前記プラズマ処理室内への搬入時乃至処理した基板の前記プラズマ処理室内から前記搬送室Ｂへの搬出時には、流量可変バルブＶ５及び真空ポンプＥの駆動を制御し、搬送室Ｂの圧力を前記プラズマ処理室と同圧にした状態で第１のゲート弁Ｇ１を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御する。この結果、プラズマ処理室内に発生しているプラズマは維持したまま基板の搬入乃至搬出を行うことができる。
【００２４】
また、処理する基板のロードロック室Ｃから搬送室Ｂへの搬入時乃至処理した基板の搬送室Ｂからロードロック室Ｃへの搬出時には、流量可変バルブＶ６と真空ポンプＦの駆動及び流量可変バルブＶ５と真空ポンプＥの駆動を制御してロードロック室Ｃ及び搬送室Ｂを同圧にした状態で第２のゲート弁Ｇ２を開いて前記基板の搬入乃至搬出を行うように制御する。
【００２５】
図２は図１に示すプラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の具体的な一例を示す概略構成図である。本例は、薄膜作製装置である。図２に示すように、円筒状に形成された、例えばセラミックス製のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置されている。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、温度制御手段６により支持台２は所定温度（例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度）に制御される。
【００２６】
プラズマ処理室であるチャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材料であるセラミックス製の平板状の天井板７によって塞がれている。天井板７の上方にはチャンバ１の内部を供給されたガスをプラズマ化するためのプラズマアンテナ８が設けられ、このプラズマアンテナ８は天井板７の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ８には整合器９及び高周波電源１０が接続されており、プラズマアンテナ８を介して高周波の電磁波をチャンバ１内に導入するように構成してある。すなわち、これら、プラズマアンテナ８、整合器９及び高周波電源１０によりプラズマ発生手段を構成している。
【００２７】
被エッチング部材１１は、高蒸気圧ハロゲン化物を形成し得る金属（本例では銅）で形成して、プラズマアンテナ８の下方のチャンバ１内に配設してある。この被エッチング部材１１は、ハロゲンプラズマによるエッチング作用により当該装置で作製する金属薄膜（本例では銅）の前駆体を形成するためのものである。ここで、ハロゲンプラズマは、チャンバ１内に供給するハロゲン（本例では塩素）を含有する作用ガスを前記プラズマアンテナ８が供給する高周波の電磁エネルギーを利用してプラズマ化することにより得る。
【００２８】
また、被エッチング部材１１は、棒状の突起部１２とリング部１３とからなり、各突起部１２はその先端部が隣接する突起部１２の先端部と接触することなくチャンバ１の中心に向かって延びるように、その各基端部をリング部１３に固着してある。これにより、各突起部１２は電気的に独立した構造となっており、プラズマアンテナ８で形成し、チャンバ１内に導入される電磁界を遮蔽することがないように工夫してある。
【００２９】
チャンバ１の筒部の周囲にはチャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含有する作用ガス（Ｈｅで塩素濃度が≦５０％、好ましくは１０％程度に希釈された作用ガス２１）を供給する作用ガス供給手段としてのノズル１４が周方向に等間隔で複数（例えば８箇所：図には２箇所を示してある）接続されている。ノズル１４には作用ガス２１の流量及び圧力を制御する流量制御器１５を介して作用ガス２１が送られる。
【００３０】
また、チャンバ１の内部に希ガスであるアルゴンガス２２を供給する希ガス供給手段としてのノズル１６が各ノズル１４にそれぞれ接続され、ノズル１６にはアルゴンガス２２の流量及び圧力を制御するガス供給制御手段としての流量制御器１７を介してアルゴンガス２２が送られる。
【００３１】
成膜に関与しないガス等は排気口１８から排気され、天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空ポンプＤ（図１参照。）によって所定の真空圧に維持される。
【００３２】
かかる薄膜作製装置における成膜時には、プラズマアンテナ８を介して高周波電力による電磁界をチャンバ１内に入射するとともに、先ず希ガスであるアルゴンガス２２を流量制御器１７及びノズル１６を介してチャンバ１内に供給する。このことによりアルゴンガス２２をプラズマ化してチャンバ１内を予備加熱する。
【００３３】
予備加熱により被エッチング部材１１が所定の温度になった時点で、作用ガス２１を流量制御器１５及びノズル１４を介してチャンバ１内に供給して成膜工程に移行する。
【００３４】
成膜工程では、作用ガス２１をプラズマ化して得る塩素ラジカルで、被エッチング部材１１をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体２４を形成する。続いて、温度制御手段６により被エッチング部材１１の温度よりも低温に保持した基板３に前記前駆体２４を吸着させる。その後、前記前駆体２４を塩素ラジカルで還元して銅薄膜１９を析出させる。
【００３５】
すなわち、本形態に係る薄膜作成装置では、成膜される金属源となる被エッチング部材１１の温度に対して基板３の温度が低くなるように制御して基板３に当該金属膜を成膜している。例えば、被エッチング部材１１の金属をＣｕ、ハロゲンガスをＣｌ２とした場合、被エッチング部材１１を高温（例えば３００℃〜７００℃）に、また基板３を低温（例えば２００℃程度）に制御することにより、前記基板３にＣｕ薄膜を形成することができる。これは、次のような反応によるものと考えられる。
【００３６】
(1)プラズマの解離反応；Ｃｌ２→２Ｃｌ＊
(2)エッチング反応；Ｃｕ＋Ｃｌ＊→ＣｕＣｌ（ｇ）
(3)基板への吸着反応；ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）
(4)成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊ →Ｃｕ＋Ｃｌ２↑  
ここで、Ｃｌ＊はＣｌのラジカルであることを、（ｇ）はガス状態であることを、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
【００３７】
本形態によれば、上記薄膜作製装置で基板３に薄膜を形成する場合、基板３のチャンバ１内への搬入、搬出を行いながらもチャンバ１内のガスプラズマ２３は維持できる。したがって、プラズマを維持しながら基板３に対する成膜を連続して行うことができる。なお、この場合のガスプラズマ２３は塩素プラズマ及びアルゴンプラズマの両方を意味する。
【００３８】
図３は、図２に示す薄膜作製装置をプラズマ処理装置として有する図１に示すプラズマ処理システムにおける基板の搬入時の態様を時系列に示すタイムチャートである。同図（ａ）は基板３がどの部分に存在するかを示している。すなわち、Ａはプラズマ処理装置Ａ内，Ｂは搬送室Ｂ内，Ｃはロードロック室Ｃ内にそれぞれ存在することを示している。
【００３９】
図３に示すように、先ず基板３は外部からロードロック室Ｃ内に取り込まれる。この状態で流量可変バルブＶ６と真空ポンプＦの駆動及び流量可変バルブＶ５と真空ポンプＥの駆動を制御してロードロック室Ｃ及び搬送室Ｂを同圧にした時点ａで図３（ｃ）に示すように第２のゲート弁Ｇ２を開き、基板３を搬送室Ｂ内に搬入する。
【００４０】
その後、基板３を搬送室Ｂ内でプラズマ処理室側へ搬送する。一方、基板３の搬送室Ｂ内への搬入が終了した時点で第２のゲート弁Ｇ２を閉じると同時に、流量可変バルブＶ５及び真空ポンプＥの駆動により流量可変バルブＶ４を介してパージガスであるＨｅを図３（ｄ）に示すように搬送室Ｂ内に導入する。
【００４１】
このときプラズマ処理室には図３（ｅ）に示すようにＡｒガスが供給されておりそのプラズマが形成されている。そこで、プラズマ処理室に生成しているアルゴンプラズマを維持すべく流量可変バルブＶ５及び真空ポンプＥの駆動により搬送室Ｂ内の圧力を低下させる。その後、搬送室Ｂ内の圧力がプラズマ処理室と同圧になった時点ｂで図３（ｂ）に示すように第１のゲート弁Ｇ１を開き、基板３をプラズマ処理室内に搬入する。搬入が完了した時点で第１のゲート弁Ｇ１を閉じると同時にプラズマ処理室に対するＡｒガスの供給を停止し、代わりに図３（ｆ）に示すようにプロセスガスであるＣｌ２をＨｅガスで希釈してプラズマ処理室に供給する。この結果、Ｃｌ２ガスのプラズマが形成され、前述の反応により所定の薄膜が基板３上に形成される。この間が成膜工程ｃである。成膜工程ｃの終了とともにプラズマ処理室に対するＣｌ２ガスの供給を停止し、代わりに再度Ａｒガスをプラズマ処理室に供給する。この結果、プラズマ処理室内にはＡｒガスのプラズマが形成され、種類は変るが引き続きプラズマは維持される。このとき、搬送室Ｂ内の圧力はプラズマ処理室内と同圧に制御されているので、第１のゲート弁Ｇ１を開いて成膜後の基板３をプラズマ処理室から搬出する。搬出が終了した時点で搬送室Ｂに対するＨｅの供給を停止して前記成膜後の基板３を搬送室Ｂのロードロック室Ｃ側に搬送する。この搬送が終了した時点ｄで第２のゲート弁Ｇ２を開きロードロック室Ｃに搬入する。
【００４２】
以上の動作を繰り返すことにより基板３に対する成膜を行うが、この成膜はプラズマ処理室（チャンバ１）内のプラズマを維持したまま連続的に行うことができる。この結果、基板３の処理毎にプラズマを点火する場合に較べ、プラズマが安定するまでの待ち時間が不要となり、なおかつ、非エッチング部材の予備加熱が不要となるため、スループットは飛躍的に向上する。
【００４３】
＜第２の実施の形態＞
図４は本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理システムを概念的に示す説明図である。同図中、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００４４】
本形態は、後に詳述するように、プラズマ処理装置Ａがそのプラズマ処理室に被エッチング部材を有する場合であり、且つこの被エッチング部材をプラズマ処理室から退避させてクリーニングを行う場合のプラズマ処理システムである。かかるプラズマ処理装置Ａにおいては、被エッチング部材をプラズマ処理室に対して退避乃至再搬入する必要があるが、この場合でもプラズマ処理室内のプラズマを維持することで当該プラズマ処理システムのスループットの向上を計るものである。
【００４５】
図４に示すように、本形態に係るプラズマ処理システムは、図１に示すシステムに退避室Ｇ及び後処理室Ｈを追加したものである。これに伴い搬送室Ｂとの間を仕切る第３及び第４のゲート弁Ｇ３、Ｇ４が追加されている。ここで、退避室Ｇはプラズマ処理室から退避した被エッチング部材を一時格納しておくための室である。また、後処理室Ｈは、プラズマ処理室で成膜等の所定の処理をした基板に対し、例えばＡｒプラズマによる表面処理等、必要な後処理を行うためのものである。
【００４６】
かかる本形態においてもプラズマ処理室から被エッチング部材の搬送室Ｂ内への退避乃至搬送室Ｂからプラズマ処理室へ被エッチング部材の再搬入は、図１に示すプラズマ処理システムの場合におけるプラズマ処理室に対する基板の搬出乃至搬入と全く同様の態様で行われる。すなわち、プラズマ処理室内のプラズマは維持した状態で搬送室Ｂ内の圧力制御により搬送室Ｂの圧力をプラズマ処理室と同圧とした状態で第１のゲート弁Ｇ１を開いて前記退避乃至再搬入を行う。
【００４７】
図５は図４に示すプラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の具体的な一例を示す概略構成図である。本例は、図２に示す薄膜作製装置と同様の原理で薄膜を形成する薄膜作製装置である。ただ、本例に係る薄膜作製装置は、被エッチング部材３３をチャンバ１から退避可能に形成した点が異なる。チャンバ１のクリーニングの際に被エッチング部材３３を退避させることにより、この被エッチング部材３３がクリーニングガスプラズマでエッチングされることによる損傷等を回避するためである。なお、図５中、図２と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００４８】
図５には本例に係る薄膜作製装置の成膜時の概略側面構成、図６には本例に係る薄膜作製装置の被エッチング部材退避時の概略側面構成、図７にはサセプタと被エッチング部材の関係を表す斜視状況、図８には被エッチング部材の支持機構の構造説明、図９には搬送手段を表す平面視状況をそれぞれ示してある。
【００４９】
図５に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製（絶縁材製）のチャンバ１にはサセプタ３０が昇降自在に設けられ、サセプタ３０には基板３が載置される。サセプタ３０は成膜時には上昇状態に維持され、基板３の搬入、搬出の際には下降状態に維持される（図７参照）。
【００５０】
チャンバ１には金属製として銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材３３が保持され、被エッチング部材３３はプラズマアンテナ８の電気の流れに対して基板３と天井板７の間に不連続状態で配置されている。例えば、被エッチング部材３３は、リング状の枠の内側に格子部が形成された構成になっている。これにより、被エッチング部材３３はプラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。
【００５１】
図５、図７に示すように、被エッチング部材３３は固定治具３２によって着脱自在にチャンバ１に支持されている。即ち、固定治具３２はチャンバ１の周方向の３箇所に設けられ、固定治具３２には被エッチング部材３３の周縁に係止する係止部材３４が設けられている。係止部材３４はそれぞれシリンダ３５により前後に自在に移動にされ、一斉に前進動することにより３つの係止部材３４が被エッチング部材３３の周縁に係止して被エッチング部材３３を支持状態にする。また、シリンダ３５が一斉に後退動することにより３つの係止部材３４が被エッチング部材３３の周縁から離脱して被エッチング部材３３を解放状態にする。
【００５２】
図５に示すように、被エッチング部材３３の上方におけるチャンバ１の筒部の周囲にはチャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含有する作用ガス（Ｃｌ２ガス）２１を供給する作用ガス供給手段としてのノズル１４が周方向に等間隔に複数配設してあるが、各ノズル１４は、チャンバ１の内壁に付着した塩化物を除去するためのクリーニング時に、クリーニングガスとしてＣｌ２ガス２１を供給する。つまり、ノズル１４によりクリーニングガス供給手段が構成されている。
【００５３】
図６、図９に示すように、チャンバ１の下部の側面部には第１のゲート弁Ｇ１を介して搬送室Ｂが接続され、搬送室Ｂには基板３の搬入、搬出を行う搬送手段としてのロボットアーム３８が設けられている。図９に示すように、ロボットアーム３８は、回転リンク３９及び回動リンク４０に支持されたフォーク部３７を備え、回転リンク３９の矢印Ｆ方向への回転により回動リンク４０が矢印Ｇ方向に回動してフォーク部３７がチャンバ１内に前進動する。回転リンク３９の逆方向の回転によりフォーク部３７が搬送室Ｂ側に後退動する。
【００５４】
一方、図５及び図８に示すように、サセプタ３０の上面には被エッチング部材３３を保持するための支持棒３１が３箇所に設けられ、支持棒３１に被エッチング部材３３が載置されることにより、上面に対して間隔をあけた状態で、即ち、ロボットアーム３８のフォーク部３７が挿入される間隔を保った状態で被エッチング部材３３がサセプタ３０の上面側に保持される。つまり、固定治具３２による被エッチング部材３３の固定が解放された状態でサセプタ３０を上昇させると、支持棒３１に被エッチング部材３３が載置された状態になり、サセプタ３０を下降させると、被エッチング部材３３が搬送部位の高さとされる（図６参照）。
【００５５】
上述した薄膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１４からＣｌ２ガス２１を供給すると同時に、プラズマアンテナ８から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ２ガス２１をイオン化してＣｌ２ガスプラズマを発生させ、Ｃｌラジカルを生成する。このことにより、図２に示す薄膜作製装置の場合と全く同様の原理で所望の薄膜を基板３上に形成することができる。
【００５６】
一方、本例に係るこの種の薄膜作製装置では、基板３に対する成膜を継続すると、チャンバ１の内壁にもＣｕ薄膜が付着形成される。このため、所定の期間毎にＣｌ２ガス２１をチャンバ１内に供給してＣｌ２ガス２１をプラズマ化し、ガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ＊）によりチャンバ１内に付着したＣｕ薄膜をエッチングすることで付着物を取り除いている（クリーニング）。
【００５７】
この時、被エッチング部材３３がチャンバ１内に存在していると、温度状態によっては被エッチング部材３３もエッチングされてしまう虞がある。このため、クリーニング時には搬送室Ｂを介して退避室Ｇ（図４参照）に被エッチング部材３３を退避させてガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ＊）から隔離する。
【００５８】
すなわち、クリーニング開始時に、図６に点線で示すように、サセプタ３０を上昇させて被エッチング部材３３を支持棒３１に保持すると共に、３つの係止部材３４を被エッチング部材３３の周縁から離脱させ、被エッチング部材３３を解放状態にして支持棒３１に載置する。この状態でサセプタ３０を下降させて被エッチング部材３３を第１のゲート弁Ｇ１と同じ高さに位置させる。その後、ゲート弁Ｇ１を開いてロボットアーム３８を前進させ、フォーク部３７に被エッチング部材３３を載置する。次に、ロボットアーム３８を後退させることにより被エッチング部材３３を搬送室Ｂ内に移動させて第１のゲート弁Ｇ１を閉じる。これにより、被エッチング部材３３が搬送室Ｂに退避した状態にされる。
【００５９】
かかる一連の退避動作は、前述の如くチャンバ１内におけるプラズマを維持したまま搬送室Ｂの圧力調整によりチャンバ１内と同圧にした後、第一のゲート弁Ｇ１を開くことにより行う。
【００６０】
上述の退避動作により、被エッチング部材３３が搬送室Ｂに退避した状態で、チャンバ１の内部にクリーニングガス供給手段として作用するノズル１４からＣｌ２ガス２１を供給するとともに、プラズマアンテナ８から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ２ガス２１をイオン化してＣｌ２ガスプラズマを発生させ、Ｃｌラジカルを生成する。このＣｌラジカルがチャンバ１内に付着したＣｕ薄膜に作用することにより、Ｃｕにエッチング反応が生じ、チャンバ１の内壁に付着したＣｕ薄膜が除去される。
【００６１】
クリーニング時に被エッチング部材１１を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材１１がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材１１の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材１１への付着といった問題も生じることがない。
【００６２】
図１０は、図４に示すプラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の具体的な他の例である薄膜作製装置を、成膜時の態様で示す概略構成図、図１１は図１０に示す薄膜作製装置を、被エッチング部材の退避時の態様で示す概略構成図である。なお、両図中、図５乃至図９と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００６３】
図１０及び図１１に示すように、本例の退避手段は、サセプタ３０が昇降自在に備えられ、サセプタ３０には上面に対して間隔をあけて被エッチング部材３３を着脱自在に支持する支柱４３が設けられ、搬送室Ｂに対応する第１のゲート弁Ｇ１の部位で、支柱４３に対して被エッチング部材３３がロボットアーム３８により搬送室Ｂに退避される。
【００６４】
つまり、通常の成膜時には、図１０に示すように、支柱４３により被エッチング部材３３をサセプタ３０に支持した状態でサセプタ３０を上昇させて所定の処理を行う。
【００６５】
一方、クリーニング時には、図１１に示すように、被エッチング部材３３が搬送室Ｂに対応する第一のゲート弁Ｇ１の高さとなるようにサセプタ３０を下降させ、ロボットアーム３８により被エッチング部材３３をサセプタ３０の基板３の保持面から退避させる。
【００６６】
このため、図５等に示す例と同様に、クリーニング時に被エッチング部材３３を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材３３がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材３３の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材３３への付着といった問題も生じることがない。そして、サセプタ３０に支持された被エッチング部材３３をロボットアーム３８により退避させることができ、簡単な構成で既存の基板３の搬送機構を用いて被エッチング部材３３の退避を行うことができる。また、成膜時には、基板３と被エッチング部材３３との高さ方向の位置関係を一定に保つことができる。
【００６７】
図１２は、図５乃至図１１に示す薄膜作製装置をプラズマ処理装置として有する図４に示すプラズマ処理システムにおける被エッチング部材３３の退避及び再搬入時の態様を時系列に示すタイムチャートである。同図（ａ）は被エッチング部材３３がどの部分に存在するかを示している。すなわち、Ａはプラズマ処理装置Ａ内，Ｂは搬送室Ｂ内にそれぞれ存在することを示している。
【００６８】
当該被エッチング部材３３の退避作業に先立ち、チャンバ１であるプラズマ処理室からは基板３が搬出されているものとする。かかる状態で、図１２（ｅ）に示すように、プラズマ処理室内ではＡｒのプラズマを生成させ、これを維持しておく。かかる状態で、図１２（ｄ）に示すように、形状流量可変バルブＶ５及び真空ポンプＥを駆動することにより流量可変バルブＶ４を介して搬送室Ｂ内にパージガスであるＨｅを導入するとともに、その圧力を調整する。この結果、搬送室Ｂ内の圧力がプラズマ処理室と同圧になった時点ｅで、図１２（ｂ）に示すように、第１のゲート弁Ｇ１を開く。
【００６９】
かかる状態でプラズマ処理室から被エッチング部材３３を搬送室Ｂに退避させる。退避させた後は第１のゲート弁Ｇ１を閉じる。このことにより被エッチング部材３３の退避動作が完了する。
【００７０】
ここで図４に示すプラズマ処理システムでは、退避室Ｇを有するので、第３のゲート弁Ｇ３を開いてこの退避室Ｇに退避させておいても良い。
【００７１】
被エッチング部材３３を退避させた後、Ａｒガスの供給を停止し、代わりに図１２（ｆ）に示すように、このときのクリーニングガスであるＣｌ２をＨｅガスで希釈してプラズマ処理室に供給する。この結果、Ｃｌ２ガスのプラズマが形成され、前述の反応によりプラズマ処理室のクリーニングが行われる。この間がクリーニング工程ｇである。クリーニング工程ｇの終了とともにプラズマ処理室に対するＣｌ２ガスの供給を停止し、代わりに再度Ａｒガスをプラズマ処理室に供給する。この結果、プラズマ処理室内にはＡｒガスのプラズマが形成され、種類は変るが引き続きプラズマは維持される。この時点ｈでは、搬送室Ｂ内の圧力がプラズマ処理室内と同圧に制御されているので、第１のゲート弁Ｇ１を開いて搬送室Ｂの被エッチング部材３３をプラズマ処理室内に再搬入してプラズマ処理室の所定位置に固定する。これが再搬入工程ｉである。再搬入工程ｉが終了した時点で搬送室Ｂに対するＨｅの供給を停止する。
【００７２】
以上の動作によりクリーニング時の被エッチング部材３３の退避乃至再搬入を良好に行うことができるが、このクリーニングはプラズマ処理室（チャンバ１）内のプラズマを維持したまま連続的に行うことができる。この結果、クリーニング処理後にプラズマを点火する場合に較べ、スループットは飛躍的に向上する。
【００７３】
図３に示すように、先ず基板３は外部からロードロック室Ｃ内に取り込まれる。この状態で流量可変バルブＶ６と真空ポンプＦの駆動及び流量可変バルブＶ５と真空ポンプＥの駆動を制御してロードロック室Ｃ及び搬送室Ｂを同圧にした時点ａで図３（ｃ）に示すように第２のゲート弁Ｇ２を開き、基板３を搬送室Ｂ内に搬入する。
【００７４】
その後、基板３を搬送室Ｂ内でプラズマ処理室側へ搬送する。一方、基板３の搬送室Ｂ内への搬入が終了した時点で第２のゲート弁Ｇ２を閉じると同時に、流量可変バルブＶ５及び真空ポンプＥの駆動により流量可変バルブＶ４を介してパージガスであるＨｅを図３（ｄ）に示すように搬送室Ｂ内に導入する。
【００７５】
このときプラズマ処理室には図３（ｅ）に示すようにＡｒガスが供給されておりそのプラズマが形成されている。そこで、プラズマ処理室に生成しているアルゴンプラズマを維持すべく流量可変バルブＶ５及び真空ポンプＥの駆動により搬送室Ｂ内の圧力を低下させる。その後、搬送室Ｂ内の圧力がプラズマ処理室と同圧になった時点ｂで図３（ｂ）に示すように第１のゲート弁Ｇ１を開き、基板３をプラズマ処理室内に搬入する。搬入が完了した時点で第１のゲート弁Ｇ１を閉じると同時にプラズマ処理室に対するＡｒガスの供給を停止し、代わりに図３（ｆ）に示すようにプロセスガスであるＣｌ２をＨｅガスで希釈してプラズマ処理室に供給する。この結果、Ｃｌ２ガスのプラズマが形成され、前述の反応により所定の薄膜が基板３上に形成される。この間が成膜工程ｃである。成膜工程ｃの終了とともにプラズマ処理室に対するＣｌ２ガスの供給を停止し、代わりに再度Ａｒガスをプラズマ処理室に供給する。この結果、プラズマ処理室内にはＡｒガスのプラズマが形成され、種類は変るが引き続きプラズマは維持される。このとき、搬送室Ｂ内の圧力はプラズマ処理室内と同圧に制御されているので、第１のゲート弁Ｇ１を開いて成膜後の基板３をプラズマ処理室から搬出する。搬出が終了した時点で搬送室Ｂに対するＨｅの供給を停止して前記成膜後の基板３を搬送室Ｂのロードロック室Ｃ側に搬送する。この搬送が終了した時点ｄで第２のゲート弁Ｇ２を開きロードロック室Ｃに搬入する。
【００７６】
以上の動作を繰り返すことにより基板３に対する成膜を行うが、この成膜はプラズマ処理室（チャンバ１）内のプラズマを維持したまま連続的に行うことができる。この結果、基板３の処理毎にプラズマを点火する場合に較べ、スループットは飛躍的に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明はプラズマ処理を伴う薄膜作製、半導体の製造分野等の産業分野で有効に利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施の形態に係るプラズマ処理室システムを概念的に示す説明図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の具体的な一例である薄膜作製装置を示す概略構成図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理システムにおける基板の搬入時の態様を時系列に示すタイムチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係るプラズマ処理システムを概念的に示す説明図である。
【図５】図４に示すプラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の具体的な一例である薄膜作製装置を、成膜時の態様で示す概略構成図である。
【図６】図５に示す薄膜作製装置を、被エッチング部材の退避時の態様で示す概略構成図である。
【図７】図５乃至図６に示す薄膜作製装置における被エッチング部材の退避時の態様を示す斜視図である。
【図８】図５乃至図６に示す薄膜作製装置における被エッチング部材の支持機構の構造を示す斜視図である。
【図９】図５乃至図６に示す薄膜作製装置における搬送手段を示す平面図である。
【図１０】図４に示すプラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の具体的な他の例である薄膜作製装置を、成膜時の態様で示す概略構成図である。
【図１１】図１０に示す薄膜作製装置を、被エッチング部材の退避時の態様で示す概略構成図である。
【図１２】図４に示すプラズマ処理システムにおける被エッチング部材の再搬入時の態様を時系列に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
Ａ  プラズマ処理装置
Ｂ  搬送室
Ｃ  ロードロック室
Ｄ，Ｅ，Ｆ  真空ポンプ
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４  ゲート弁
１  チャンバ
３  基板
６  温度制御手段
７  天井板
８  プラズマアンテナ
９  整合器
１０  高周波電源
１１  被エッチング部材
１４  ノズル
１５  流量制御器
１６  ノズル
１７  流量制御器
１９  銅薄膜
２１  作用ガス
２２  希ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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