JP2023083107A - プラズマ処理装置、プラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置、プラズマ処理方法 Download PDF

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淳 太田
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Abstract

【課題】基板マスク部から発生するパーティクルを抑制する。【解決手段】プラズマ処理装置１であって、チャンバ２と、チャンバの上部に配置されて反応室２ａを形成する電極部５と、電極部に接続されてプラズマを形成する高周波電圧を印加する高周波電源９と、チャンバの下部に電極部に対向して配置されて基板１０を載置して昇降可能な基板ヒータ部１５と、基板ヒータ部を昇降駆動する昇降駆動部１６Ａと、基板および基板ヒータ部の外周部を電極部に対して覆う基板マスク部３１と、チャンバに周設されて基板ヒータ部が下降した際に基板マスク部を支持するマスク支持部３３と、基板マスク部を加熱するマスク加熱部４０と、マスク加熱部の制御をおこなう制御部３０と、を有し、基板ヒータ部が下降して、マスク支持部によって支持された基板マスク部が基板ヒータ部から離間した際に、マスク加熱部によって基板マスク部を加熱可能である。【選択図】図１

Description

本発明はプラズマ処理装置、プラズマ処理方法に関し、特に、ＣＶＤ成膜等に用いて好適な技術に関する。
従来から、プラズマを用いて原料ガスを分解し、例えば、基板の被成膜面に薄膜を形成するプラズマ処理装置が知られている。このプラズマ処理装置においては、例えば、特許文献１～４に示すように、チャンバと、電極フランジと、チャンバおよび電極フランジによって挟まれた絶縁フランジとによって、処理室が構成されている。処理室は、成膜空間（反応室）を有する。
処理室内には、電極部となるシャワープレートと、基板が載置される基板ヒータ（基板支持部）とが設けられている。チャンバは、接地電位に接続されている。これによって基板ヒータは、アノード電極として機能する。
基板周縁部および基板の載置されていない基板ヒータに対する不必要な成膜を遮るために、枠状の基板マスク部が設けられる。基板マスク部は、成膜時に基板周端部を抑えて保持する。基板マスク部は、基板端面および裏面に膜が回り込んでしまうことを抑制する。同時に、基板マスク部は、プラズマを基板とシャワープレートとの間に閉じ込める。
基板マスク部は、成膜時に基板ヒータと基板とに接しており、熱源である基板ヒータにより基板と同程度に加熱されている。
基板マスク部は、基板周縁部において、シャワープレート側に位置するため、基板の搬送時には、ヒータから離間する必要がある。この際、基板マスク部の温度が低下する。
特開平０６－００２１３６号公報 特開２００６－０８９７９３号公報 特開２００７－０８１４０４号公報 特開２００６－２７４３１６号公報
しかしながら、チャンバ内で発生するパーティクルが、成膜特性、収率に影響を与えてしまうという問題があった。
成膜時のパーティクルとして大きな要因の一つは基板マスク部上に着膜された膜が、基板搬送時に基板上に落ちるということがわかっている。
このように、基板マスク部から発生するパーティクルが、成膜特性、収率に影響を与えてしまうという問題があった。
基板マスク部上のパーティクルは、基板搬入時に基板マスク温度が著しく低下する。その際に、基板マスク部上に成膜された膜が基板マスク部との熱膨張率の違いにより応力を受けて、基板マスク部から剥離する。これが基板マスク部から発生するパーティクルの主な原因であることを、本願発明者らは突き止めた。
そのため、基板マスク部からのパーティクルを抑制するために、基板マスク部の温度を、いかに変化を抑えた状態に維持して、成膜を繰り返すことを可能とできるかが大きな課題であることがわかった。
また、プリデポ時に基板マスク上に成膜された膜が、基板マスクから発生するパーティクルの主な原因であることを、本願発明者らは突き止めた。
したがって、プリデポ時に成膜された膜が、成膜完了時までに基板マスクから剥離してしまうことを防止することで、パーティクルによる膜特性の低下を回避できるということを、本願発明者らは見出した。
なお、プリデポとは、基板を搬入して成膜するデポ工程より前に、基板を基板ヒータに載置せずにプラズマを形成し、チャンバ内を成膜状態とする工程を意味する。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．基板マスク部から発生するパーティクルを削減すること。
２．基板マスク部における温度変化を抑制すること。
本発明のプラズマ処理装置は、
プラズマ処理装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの上部に配置されて反応室を形成する電極部と、
前記電極部に接続されてプラズマを形成する高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記チャンバの下部に前記電極部に対向して配置され、基板を載置して昇降可能な基板ヒータ部と、
前記基板ヒータ部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記基板および前記基板ヒータ部の外周部を前記電極部に対して覆う基板マスク部と、
前記チャンバに周設されて前記基板ヒータ部が下降した際に前記基板マスク部を支持するマスク支持部と、
前記基板マスク部を加熱するマスク加熱部と、
前記マスク加熱部の制御をおこなう制御部と、
を有し、
前記基板ヒータ部が下降して、前記マスク支持部によって支持された前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間した際に、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱可能である
ことにより上記課題を解決した。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部が、前記基板マスク部の外周に沿って前記マスク支持部に配置されたヒータである
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク支持部には、前記チャンバの壁部に近接する基部に熱絶縁部が配置される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部が、前記基板マスク部が接触する前記マスク支持部の先端部に埋設されたヒータである
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク支持部の先端部が、平面視して前記基板ヒータ部の外周よりも径方向外側に位置する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部が、前記基板マスク部の外周に沿って前記基板マスク部に配置されたヒータである
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部の前記ヒータが、前記基板マスク部の全周に延在して配置される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部の前記ヒータが、前記基板マスク部の内周に近接する位置に周設される（マスク支持部に接触しない位置、基板もしくは）
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記ヒータが、前記基板マスク部の外周と同心状に複数本として配置される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部の前記ヒータに通電する接点が、前記基板マスク部の下面と、前記マスク支持部の上面とに配置される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記接点が、前記基板マスク部の下面から下方に突出する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記接点が、前記マスク支持部の上面から上方に突出する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記基板マスク部の外周が、平面視して前記マスク支持部の先端部よりも径方向外側に位置する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記基板マスク部の温度を検出する温度検出部を有する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記温度検出部が、前記基板マスク部の下面温度を検出する
ことができる。
本発明のプラズマ処理方法は、
上記のいずれか記載のプラズマ処理装置においてプラズマ処理をおこなうプラズマ処理方法であって、
前記基板マスク部が前記基板ヒータ部に載置されている場合には、前記基板ヒータ部によって前記基板マスク部を加熱し、
前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間している場合には、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
プラズマ処理装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの上部に配置されて反応室を形成する電極部と、
前記電極部に接続されてプラズマを形成する高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記チャンバの下部に前記電極部に対向して配置され、基板を載置して昇降可能な基板ヒータ部と、
前記基板ヒータ部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記基板および前記基板ヒータ部の外周部を前記電極部に対して覆う基板マスク部と、
前記チャンバに周設されて前記基板ヒータ部が下降した際に前記基板マスク部を支持するマスク支持部と、
前記基板マスク部を加熱するマスク加熱部と、
前記マスク加熱部の制御をおこなう制御部と、
を有し、
前記基板ヒータ部が下降して、前記マスク支持部によって支持された前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間した際に、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱可能である。
これにより、基板ヒータ部が上昇して、前記基板マスク部が前記基板ヒータ部に載置されている場合には、前記基板ヒータ部によって前記基板マスク部を加熱するか、基板マスク部がプラズマによって加熱している場合には、基板マスク部と基板ヒータ部とが同じ温度となるとともに、基板ヒータ部が下降して、前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間している場合には、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱することで、基板マスク部が、基板ヒータ部によって加熱された状態とほぼ同じ温度を維持して、基板マスク部の温度が低下することを抑制することができる。これにより、プリデポ等で基板マスク部に成膜された膜が温度差によって剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部が、前記基板マスク部の外周に沿って前記マスク支持部に配置されたヒータである。
これにより、マスク加熱部がマスク支持部の温度を上昇させて、基板ヒータ部が下降して、前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間している場合には、前記マスク支持部によって前記基板マスク部を加熱することで、基板マスク部が、基板ヒータ部によって加熱された状態とほぼ同じ温度を維持して、基板マスク部の温度が低下することを抑制することができる。これにより、プリデポ等で基板マスク部に成膜された膜が温度差によって剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク支持部には、前記チャンバの壁部に近接する基部に熱絶縁部が配置される。
これにより、マスク加熱部がマスク支持部の温度を上昇させる際に、マスク支持部の基部からチャンバ壁部へと熱が流れて、マスク支持部の温度上昇が不十分になることを防止できる。マスク加熱部によるマスク支持部の加熱を効率よくおこなうことができる。基板マスク部の温度が低下することを抑制することができる。これにより、プリデポ等で基板マスク部に成膜された膜が温度差によって剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部が、前記基板マスク部が接触する前記マスク支持部の先端部に埋設されたヒータである。
これにより、マスク支持部の先端部を加温して、マスク支持部の先端部に接触する基板マスク部を効率よく加熱することができる。基板マスク部の温度が低下することを抑制することができる。これにより、プリデポ等で基板マスク部に成膜された膜が温度差によって剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク支持部の先端部が、平面視して前記基板ヒータ部の外周よりも径方向外側に位置する。
これにより、チャンバ径方向で内側となるマスク支持部の先端部が、基板ヒータ部の外周と接触しない状態を維持することができる。マスク支持部の先端部と基板ヒータ部の外周との間から、成膜部から基板ヒータ部よりも下方にむけて流れるガス流を維持することができる。これにより、基板ヒータ部と電極部との間とされる成膜部（プラズマ形成空間）からのガス排気を可能として、プラズマＣＶＤ処理を可能とすることができる。
同時に、基板ヒータ部が下降した際に、基板ヒータ部の外周よりも径方向外側に突出した状態で載置されている基板マスク部を、基板ヒータ部の径方向外側位置でマスク支持部の先端部に載置して、基板マスク部から基板ヒータ部を離間させることができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部が、前記基板マスク部の外周に沿って前記基板マスク部に配置されたヒータである。
これにより、チャンバ周方向における全領域、つまりチャンバ全周で基板マスクを加熱して、基板マスクの温度が週報王の全域で低下しないように維持することができる。これにより、局所的に発生した温度差によって、基板マスク部に成膜された膜が剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
これにより、マスク加熱部が基板マスク部の温度を上昇させて、基板ヒータ部が下降して、前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間している場合には、前記マスク支持部によって前記基板マスク部を加熱することで、基板マスク部が、基板ヒータ部によって加熱された状態とほぼ同じ温度を維持して、基板マスク部の温度が低下することを抑制することができる。これにより、プリデポ等で基板マスク部に成膜された膜が温度差によって剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
また、マスク加熱部が基板マスク部を直接加熱して基板マスク部の温度を上昇させることができるので、加熱する領域を基板マスク部とすることができ、基板マスク部に対する迅速な加熱および加熱に必要なエネルギの適正化をおこなうことが可能となる。基板マスク部における温度低下発生に迅速に対応して加熱を開始できるとともに、直接加熱による効率的な熱流れ発生により、基板マスク部における温度低下の発生を防止して、パーティクル発生を低減することができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部の前記ヒータが、前記基板マスク部の全周に延在して配置される。
これにより、チャンバ周方向における全領域、つまりチャンバ全周で基板マスクを加熱して、基板マスクの温度が週方向の全域で低下しないように維持することができる。また、チャンバ内の他の部品の配置に影響されることなく、基板マスク部の加熱を可能とし、基板マスク部での全域で温度低下の発生を防止することができる。
これにより、局所的に発生した温度差によって、基板マスク部に成膜された膜が剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部の前記ヒータが、前記基板マスク部の内周に近接する位置に周設される。
これにより、基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間した際に、外周に比べて温度低下の著しい内周に近接する基板マスク部の部分を積極的に加熱することが容易となる。ここで、最も加熱量の大きい熱源である基板ヒータ部に接して、基板マスク部の中では温度が高くなっているため、基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間した際に、基板マスク部の外周に比べて内周は温度低下が著しくなる。したがって、基板マスク部の内周を積極的に加熱することで、局所的に温度差が発生することを防止して、基板マスク部に成膜された膜の剥離によるパーティクル発生を防止することができる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
また、マスク加熱部のヒータがマスク支持部の先端が接触しない位置に配置される、つまり、マスク加熱部のヒータがマスク支持部の先端よりもチャンバの径方向内側となる位置に配置されることで、マスク支持部に支持された際に、マスク支持部の温度とは関係なく、基板マス部クの内周に近接する部分を積極的に加熱することが容易となる。
したがって、基板に近い基板マスク部の温度が低下することを抑制することができる。これにより、プリデポ等で基板マスク部に成膜された膜が温度差によって剥離して、パーティクルとなることを防止できる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記ヒータが、前記基板マスク部の外周と同心状に複数本として配置される。
これにより、基板マスク部の外周から内周までの径方向で温度分布が異なる場合や、基板マスク部の熱容量が大きい場合にも対応して、所定の温度まで加熱し提示することができる。したがって、チャンバ内におけるパーティクル発生量を抑制して、成膜特性に影響を与えることを防止できる。
なお、同心状のヒータは、それぞれ独立に制御することが可能であり、これにより、好ましい基板マスク部の温度状態を維持することが可能となる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記マスク加熱部の前記ヒータに通電する接点が、前記基板マスク部の下面と、前記マスク支持部の上面とに配置される。
これにより、基板ヒータ部が下降して、基板マスク部がマスク支持部に載置された際に、基板マスク部下面の接点とマスク支持部上面の接点とが互いに接触して、基板マスク部の前記ヒータに通電することが可能となる。
したがって、基板ヒータ部が下降して、基板マスク部がマスク支持部に載置されるとともに、基板マスク部が基板ヒータ部から離間する動作に連動して、マスク加熱部の前記ヒータに通電することができる。
また、基板ヒータ部が上昇して、基板マスク部がマスク支持部から離間するとともに、基板マスク部が基板ヒータ部に設置される動作に連動して、マスク加熱部の前記ヒータへの通電を遮断することができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記接点が、前記基板マスク部の下面から下方に突出する。
これにより、基板マスク部がマスク支持部に載置された際に、基板マスク部下面の接点とマスク支持部上面の接点とが確実に互いに接触して、基板マスク部の前記ヒータに通電することが可能となる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記接点が、前記マスク支持部の上面から上方に突出する。
これにより、基板マスク部がマスク支持部に載置された際に、基板マスク部下面の接点とマスク支持部上面の接点とが確実に互いに接触して、基板マスク部の前記ヒータに通電することが可能となる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記基板マスク部の外周が、平面視して前記マスク支持部の先端部よりも径方向外側に位置する。
これにより、基板ヒータ部が下降して、基板マスク部がマスク支持部に載置された際に、基板マスク部がマスク支持部に載置されて、マスク支持部上面と同じ位置に基板マスク部下面が位置するように、基板マスク部の高さをマスク支持部によって規制することができ、その状態よりも基板マスク部が下降しないように維持することができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記基板マスク部の温度を検出する温度検出部を有する。
これにより、基板マスク部の温度が変動した場合に検出して、その結果をマスク加熱部の前記ヒータへの制御へとフィードバックすることができる。
これにより、基板マスク部の温度変動を所定の範囲に維持して、温度設定を正確におこなうことが可能となる。
ここで、温度検出部としては、基板マスク部の表面温度を測定するために、チャンバ外に配置された放射温度計と、この放射温度計から基板マスク部を視認可能とするようにチャンバを貫通する検出孔と、検出孔のチャンバ内を密閉するとともに検出孔を透過可能な透光密閉部材と、と有することができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記温度検出部が、前記基板マスク部の下面温度を検出する。
これにより、基板マスク部が基板ヒータ部に載置された際に、加熱源である基板ヒータ部に接触する基板マスク部下面は、最も温度変化が激しくなる。この基板マスク部の下面温度を検出することで、基板マスク部の温度変化を正確に検出して、素早いフィードバックをおこなうことで、さらに基板マスク部の温度変化範囲を小さくすることが可能となる。
これにより、パーティクル発生をさらに抑制することが可能となる。
ここで、基板マスク部の下面温度素測定するために、温度検出部としては、基板マスク部の下面温度を測定するために、チャンバ外に配置された放射温度計と、この放射温度計から基板マスク部の下面を視認可能とするようにチャンバを貫通する検出孔と、検出孔のチャンバ内を密閉するとともに検出孔を透過可能な透光密閉部材と、と有することができる。なお、基板ヒータ部を貫通する検出孔を設けることもできる。
本発明のプラズマ処理方法は、
上記のいずれか記載のプラズマ処理装置においてプラズマ処理をおこなうプラズマ処理方法であって、
前記基板マスク部が前記基板ヒータ部に載置されている場合には、前記基板ヒータ部によって前記基板マスク部を加熱し、
前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間している場合には、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱する。
これにより、加熱源である基板ヒータ部から離間して、温度が低下する基板マスク部を、マスク加熱部のヒータによって、加熱して温度低下が発生することを防止できる。
マスク加熱部のヒータは、基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間してマスク支持部から離間したタイミングでＯＮとすることができる。また、基板マスク部が前記基板ヒータ部に載置されてマスク支持部から離間したタイミングでＯＦＦとすることができる。
本発明によれば、基板マスク部の温度変動を抑制して、パーティクルの発生を防止することができるという効果を奏することが可能となる。
本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における基板マスク部が下降した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示すフローチャートである。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理方法の第１実施形態を示す工程断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態における基板マスク部を示す模式平面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態における基板マスク部が下降した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第４実施形態における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第５実施形態における基板マスク部を示す模式平面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第５実施形態における基板マスク部の他の例を示す模式平面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第６実施形態における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。 本発明に係る実施例を説明するグラフである。 本発明に係る実施例を説明するグラフである。 本発明に係る実施例を説明するグラフである。
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す模式断面図であり、図において、符号１は、プラズマ処理装置である。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、適宜、各構成要素の寸法および比率を実際のものとは異ならせた場合がある。
本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマＣＶＤ法を用いた成膜装置である。
プラズマ処理装置１は、図１に示すように、反応室である成膜空間２ａを有する処理室１０１を含む。
処理室１０１は、真空チャンバ（チャンバ）２と、電極フランジ４と、真空チャンバ（チャンバ）２および電極フランジ４に挟持された絶縁フランジ８１とから構成されている。
真空チャンバ２は、底部（内底面）１１と、底部（内底面）１１の周縁から立設された側壁（壁部）２４とを有する。
真空チャンバ２は、アルミニウム、アルミニウム合金で形成される。
真空チャンバ２の底部（内底面）１１には、開口部が形成されている。この開口部には支柱１６が挿通され、支柱１６は真空チャンバ２の下部に配置されている。
支柱１６の先端は、真空チャンバ２内に位置する。支柱１６の先端には、板状のサセプタ（基板ヒータ部）１５が接続されている。
底部（内底面）１１と側壁（壁部）２４とは、アルミニウム、アルミニウム合金で形成される。
支柱１６は、真空チャンバ２の外部に設けられた昇降駆動部（昇降機構）１６Ａに接続されている。支柱１６は、昇降駆動部（昇降機構）１６Ａによって、上下方向に移動可能である。つまり、支柱１６の先端に接続されているサセプタ１５は、上下方向に昇降可能に構成されている。
真空チャンバ２の外部においては、支柱１６の外周を覆うようにベローズ（不図示）が設けられている。ベローズにより、支柱１６が上下動した際に、成膜空間２ａの密閉が維持される。
真空チャンバ２には、サセプタ１５よりも底部１１に近接する位置に、排気管２７が接続されている。排気管２７の先端には、真空ポンプ２８が設けられている。真空ポンプ２８は、真空チャンバ２内が真空状態となるように減圧する。
真空チャンバ２の上部には、絶縁フランジ８１を介して電極フランジ４が取り付けられている。
真空チャンバ２において、壁部２４その上端には、段差部、および、高周波電極支持部２３が設けられている。段差部および高周波電極支持部２３は、それぞれ導電材で構成されている。
段差部および高周波電極支持部２３は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成される。
高周波電極支持部２３は、壁部２４の上端に載置される。高周波電極支持部２３は、チャンバ２の径方向内側に突出するように周設されている。つまり、高周波電極支持部２３の内径寸法は、チャンバ２の壁部２４の内径寸法に比べて小さくなる。
高周波電極支持部２３の上端には、シールドカバー１３の下端が載置されている。
高周波電極支持部２３の径方向内側には、絶縁フランジ８１が接している。
絶縁フランジ８１は壁部２４よりも小さい径方向寸法を有する。絶縁フランジ８１の径方向断面は、略Ｚ字状に形成される。すなわち、絶縁フランジ８１は、高周波電極支持部２３の径方向内側に接するとともに、壁部２４に平行に延在する枠部８１ｂを有する。
絶縁フランジ８１における枠部８１ｂの上端には、径方向外側に向けて突出する上絶縁フランジ部８１ｃが設けられる。絶縁フランジ８１における枠部８１ｂの下端には、径方向内側に向けて突出する下絶縁フランジ部８１ａが設けられる。
上絶縁フランジ部８１ｃは、高周波電極支持部２３の上端に接して、絶縁フランジ８１を支持可能とする。
下絶縁フランジ部８１ａおよび枠部８１ｂの径方向内側には、電極部としての電極フランジ４の下端およびシャワープレート５が接している。
なお、下絶縁フランジ部８１ａの径方向内側輪郭は、電極フランジ４およびシャワープレート５が成膜空間２ａに露出する範囲を制限している。下絶縁フランジ部８１ａは、電極絶縁カバーとして機能する。
電極フランジ４は、上板４ａと周壁４ｃとを有する。
電極フランジ４は、周壁４ｃの開口部が基板１０の鉛直方向において下方に位置するように配置されている。
周壁４ｃの下端によって形成される開口部には、シャワープレート５が取り付けられている。上板４ａとシャワープレート５とは上下方向に離間して、互いに略平行に配置される。これにより、電極フランジ４とシャワープレート５との間に空間１４が形成される。
電極フランジ４の上板４ａは、シャワープレート５に対向している。上板４ａには、ガス導入口４ｂが設けられている。
また、処理室１０１の外部に設けられたプロセスガス供給部２１とガス導入口４ｂとの間には、ガス導入管７が設けられている。
ガス導入管７の一端は、ガス導入口４ｂに接続される。ガス導入管７の他端は、プロセスガス供給部２１に接続されている。
ガス導入管７は、後述するシールドカバー１３を貫通している。ガス導入管７を通じて、プロセスガス供給部２１から空間１４にプロセスガスが供給される。
空間１４は、プロセスガスが導入されるガス導入空間として機能する。
シャワープレート５には、複数のガス噴出口６が形成されている。
空間１４内に導入されたプロセスガスは、ガス噴出口６から真空チャンバ２内の成膜空間２ａに噴出される。
電極フランジ４とシャワープレート５は、それぞれ導電材で構成されている。
電極フランジ４の周囲には、電極フランジ４を覆うようにシールドカバー１３が設けられている。
シールドカバー１３は、電極フランジ４と非接触である。シールドカバー１３は、真空チャンバ２に電気的に接続するように配置されている。
電極フランジ４には、真空チャンバ２の外部に設けられた高周波電源９（高周波電源）がマッチングボックス１２を介して接続されている。
マッチングボックス１２は、シールドカバー１３に取り付けられている。
電極フランジ４およびシャワープレート５は、カソード電極として構成されている。
真空チャンバ２は、シールドカバー１３を介して接地されている。
サセプタ（基板ヒータ部）１５は、表面が平坦に形成された板状の部材である。サセプタ１５の上面１５ａには、基板１０が載置される。サセプタ１５は、載置された基板１０の法線方向が、支柱１６の軸線と平行となるように形成される。
サセプタ１５は、接地電極、つまりアノード電極として機能する。このため、サセプタ１５は、導電性を有する金属等で形成されている。例えば、サセプタ１５は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成されている。
サセプタ１５は、アルミニウム、アルミニウム合金の表面にアルマイト処理したものとされる。
基板１０がサセプタ１５上に配置されると、基板１０とシャワープレート５とは互いに近接して平行に位置される。
サセプタ１５に基板１０が配置された状態で、ガス噴出口６からプロセスガスを噴出させると、プロセスガスは基板１０の処理面１０ａ上の空間に供給される。
サセプタ１５は、ヒータを内蔵している。サセプタ１５は、載置した基板１０をヒータによって加熱および温度調節可能とされる。
サセプタ１５の内部にはヒータ線１９が設けられている。ヒータ線１９によってサセプタ１５および基板１０の温度が所定の温度に調整される。
ヒータ線１９は、サセプタ１５の鉛直方向から見たサセプタ１５の略中央部の裏面から下方に向けて突出されている。
ヒータ線１９は、サセプタ１５の略中央部および支柱１６に形成された貫通孔の内部に挿通されて、真空チャンバ２の外部へと導かれている。
ヒータ線１９は、真空チャンバ２の外部において、電源を備えた制御部３０に接続される。
ヒータ線は、電源である制御部３０から供給される電力に応じて、サセプタ１５および基板１０の温度を調節する。
サセプタ１５の上面１５ａには、基板１０の径方向外側に隣接する位置に、基板マスク部３１が周設される。
基板マスク部３１は、基板１０の全周に設けられる。基板マスク部３１の厚さ寸法は、基板１０の厚さ寸法よりも大きくされる。つまり、基板マスク部３１の高さは、基板１０の処理面１０ａよりも上向きに突出することができる。
または、基板マスク部３１は、基板１０の処理面１０ａの周縁部を覆うことができる。
あるいは、基板マスク部３１は、基板１０の外側位置でサセプタ１５に接していてもよい。
真空チャンバ２の側壁２４には、基板１０を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部２６（搬出入口）が形成されている。
真空チャンバ２の側壁２４における外側面には、搬出入部２６を開閉するドアバルブ２６ａが設けられている。ドアバルブ２６ａは、例えば、上下方向にスライド可能である。
ドアバルブ２６ａが下方（真空チャンバ２の底部１１に向けた方向）にスライド移動したときは、搬出入部２６が開口され、基板１０を搬出又は搬入することができる。
一方、ドアバルブ２６ａが上方（電極フランジ４に向けた方向）にスライド移動したときは、搬出入部２６が閉口され、基板１０の処理（成膜処理）を行うことができる。
搬出入部２６（搬出入口）の外方には、搬送手段としてのロボットハンド２０が設けられている。
サセプタ１５には、基板１０裏面の周縁部に接する位置に、複数の支持ピン１７が設けられる。サセプタ１５には、支持ピン１７が貫通する貫通孔１８が形成される。支持ピン１７の上端部１７ａは拡径されている。貫通孔１８はサセプタ１５の上面１５ａに開口する部分が拡径されている。支持ピン１７の上端部１７ａが貫通孔１８の拡径部により支持されることで、支持ピン１７が上昇したサセプタ１５に支持される。サセプタ１５が下降した際、支持ピン１７の下端は底部１１に当接する。下端が底部１１に当接した支持ピン１７の高さは、搬出入部２６に対応する高さとされる。支持ピン１７は、搬出入部２６を介して基板１０を真空チャンバ２に搬入および搬出する際に、下降したサセプタ１５に変わって基板１０を載置する。支持ピン１７に載置された基板１０は、上昇するサセプタ１５によってシャワープレート５に近接する高さである処理位置まで上昇される。この際、基板１０は、サセプタ１５に載置される。
サセプタ１５の径方向外側には、マスク支持部３３が周設される。マスク支持部３３の先端部が、平面視してサセプタ（基板ヒータ部）１５の外周よりも径方向外側に位置する。
マスク支持部３３の先端部は、平面視して、基板マスク部３１の外周よりも径方向内側に位置する。
図２は、本実施形態における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。
図３は、本実施形態における基板マスク部が下降した状態を示す模式拡大断面図である。
本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、図２，図３に示すように、真空チャンバ２の径方向において、基板マスク部３１の内周３１ａ、サセプタ（基板ヒータ部）１５の外周１５ｃ、マスク支持部３３の先端部３３ａ、マスク支持部３３の基端部３３ｂの順に同心状に配置されている。
基板マスク部３１は、外周３１ｂの厚みに比べて、内周３１ａの厚みが小さくなる。基板マスク部３１の上面（表面）３１ｃには、内周３１ａに向けて傾斜する傾斜部３１ｅが形成されている。基板マスク部３１は、傾斜部３１ｅよりも外周３１ｂに近接する外側部３１ｆが均一の厚さに形成されている。
基板マスク部３１の下面３１ｄは、面一とされているが、サセプタ１５に接触するように基板１０に対応して内周３１ａに近接する位置に凹部が設けられていてもよい。
なお、基板マスク部３１においては、熱容量を大きくして温度変動を抑制するために、外側部３１ｆの厚さ寸法が大きい方が好ましい。また、基板マスク部３１においては、内周３１ａにおける厚さ寸法が大きすぎると、成膜特性に悪影響を与えるため好ましくない。
また、傾斜部３１ｅの径方向寸法Ｔ３１ｅは、成膜特性に悪影響を与えない範囲とされる。傾斜部３１ｅの傾斜角度が大きすぎると成膜特性に悪影響を与えるため好ましくない。
マスク支持部３３は、その基端部３３ｂが側壁（壁部）２４に接続固定されている。マスク支持部３３は、その内部にマスク加熱部４０としてのヒータ４１が配置される。ヒータ４１は、例えば、シースヒータとされる。ヒータ４１は、マスク支持部３３に対して絶縁されている。
マスク支持部３３は、真空チャンバ２の周方向のほぼ全長に延在する。
マスク支持部３３の先端部３３ａは、周方向のほぼ全長で、サセプタ１５の外周１５ｃとの径方向距離が等しくなるように配置される。
マスク支持部３３は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成されている。
ヒータ４１は、マスク支持部３３の周方向のほぼ全長に延在する。ヒータ４１は、マスク支持部３３の先端部３３ａによって形成される内周に沿って配置される。ヒータ４１は、マスク支持部３３の先端部３３ａと基端部３３ｂとの間に延在する。
ヒータ４１の幅寸法、つまり、ヒータ４１の径方向寸法は、マスク支持部３３の先端部３３ａと基端部３３ｂとの間の寸法、つまり、マスク支持部３３の径方向寸法よりも小さく設定される。
ヒータ４１は、側壁（壁部）２４を貫通する配線４１ａを介して制御部３０に接続されている。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１は、制御部３０によって、加熱状態を制御可能である。
マスク支持部３３は、基端部３３ｂと側壁（壁部）２４との間に、熱絶縁部４３が配置されている。
熱絶縁部４３は、セラミックス等の熱絶縁部材からなり、たとえば、アルミナ、イットリア、ジルコニアなどで形成されている。熱絶縁部４３は、ヒータ４１でマスク支持部３３が加熱された際に、マスク支持部３３から側壁（壁部）２４へと熱が流れることを防止する。熱絶縁部４３は、マスク支持部３３の温度低下を防止する。
マスク支持部３３は、搬出入部２６（搬出入口）よりも上側、つまり、シャワープレート５に近接する高さに配置される。
したがって、サセプタ１５が下降した際に、基板マスク部３１がマスク支持部３３上に載置される。
この際、基板マスク部３１は、マスク支持部３３に接触して、基板マスク部３１は、マスク支持部３３から加熱されることができる。
また、基板マスク部３１の上面３１ｃは、プラズマ処理時に、サセプタ１５の上面１５ａよりもシャワープレート５に近接する高さに配置される。
したがって、プラズマ処理時には、基板マスク部３１がマスク支持部３３より上方位置に離間する。プラズマ処理時には、基板マスク部３１がマスク支持部３３に接触していない。このとき、基板マスク部３１は、サセプタ１５上に載置される。
基板マスク部３１の外周３１ｂは、側壁（壁部）２４よりも径方向内側に位置する。したがって、シャワープレート５に近接する成膜空間２ａから、基板マスク部３１の外周３１ｂより外側、マスク支持部３３の上方、マスク支持部３３の先端部３３ａとサセプタ１５の外周１５ｃとの間は、連通しており、ガス流が妨げられることがない。これにより、シャワープレート５に近接する成膜空間２ａから、ガスを排気管２７へと排気することができる。
本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、図２，図３に示すように、基板マスク部３１の温度を検出する温度検出部５０を有する。
本実施形態における温度検出部５０としては、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
温度検出部５０は、放射温度計５１と、検出孔５２と、透光密閉部材５３と、を有する。
放射温度計５１は、真空チャンバ２の外方に配置される。放射温度計５１は制御部３０に接続される。放射温度計５１は制御部３０に測定結果を出力する。
なお、図において、放射温度計５１は、検出孔５２内部に示されているが、この配置に限定されない。
検出孔５２は、放射温度計５１から基板マスク部３１を視認可能とするように真空チャンバ２の側壁（壁部）２４を貫通する。検出孔５２は、プラズマ処理位置とされた基板マスク部３１の表面３１ｃよりも上方、すなわち、シャワープレート５に近接して形成される。検出孔５２は、真空チャンバ２の径方向外側から内側に向けて側壁（壁部）２４を貫通する。
検出孔５２は、真空チャンバ２の径方向外側から内側に向けて下降するように傾斜する。
検出孔５２は、基板マスク部３１の表面３１ｃを、プラズマ処理位置とされた状態、および、マスク支持部３３に載置された状態を、いずれも放射温度計５１が検出可能な形状とされる。
透光密閉部材５３は、検出孔５２における真空チャンバ２の内側開口を密閉する。透光密閉部材５３は、検出孔５２を介して透過可能な透明部材からなる。透光密閉部材５３は、プラズマに対する温度耐性、真空強度等の特性を有することが好ましい。
温度検出部５０は、基板マスク部３１の複数箇所で温度測定を可能なように、複数設けられることもできる。
本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、図２に示すように、サセプタ１５が上昇して、プラズマ処理位置とされた状態において、マスク加熱部４０によってマスク支持部３３は加熱しない。
ここで、ヒータ線１９によってサセプタ１５および基板１０の温度が所定の温度に加熱されている。このとき、基板マスク部３１は、サセプタ１５に載置されており、基板マスク部３１がサセプタ１５に接触している。このため、基板マスク部３１は、サセプタ１５とほぼ同じ温度に加熱される。
これに対して、プラズマ処理装置１では、図３に示すように、マスク支持部３３に載置された状態において、マスク加熱部４０によってマスク支持部３３が加熱される。このとき、基板マスク部３１は、マスク支持部３３に載置されている。基板マスク部３１は、マスク支持部３３に接触している。基板マスク部３１は、マスク支持部３３に加熱される。
したがって、マスク支持部３３に載置された状態において、マスク支持部３３に加熱される基板マスク部３１の温度を、プラズマ処理位置とされた状態において、サセプタ１５によって加熱された基板マスク部３１とほぼ同じ温度に設定する。
これにより、マスク支持部３３に載置された状態と、プラズマ処理位置とされた状態とにおいて、基板マスク部３１をほぼ同じ温度に維持することができる。したがって、基板マスク部３１における温度変化を抑制することができる。
次に、プラズマ処理装置１を用いて基板１０の処理面１０ａに成膜等のプラズマ処理をおこなうプラズマ処理方法について説明する。
図４は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示すフローチャートである。
本実施形態におけるプラズマ処理方法は、図４に示すように、前工程Ｓ００、プリデポ工程Ｓ０１、基板マスク加熱工程Ｓ０２、ハンドイン工程Ｓ１１、ハンドダウン工程Ｓ１２、ハンドアウト工程Ｓ１３、サセプタ上昇工程Ｓ２１、プラズマ処理工程Ｓ２２、除電放電工程Ｓ２３、サセプタ下降工程Ｓ２４、ハンドイン工程Ｓ３１、ハンドアップ工程Ｓ３２、ハンドアウト工程Ｓ３３、後工程Ｓ４０を有する。
本実施形態におけるプラズマ処理方法は、図１～図３に示すプラズマ処理装置１によっておこなわれる。
本実施形態におけるプラズマ処理方法は、まず、図４に示す前工程Ｓ００として、真空チャンバ２内の雰囲気、温度条件等を所定の状態に設定する。
まず、ドアバルブ２６ａを閉じ、真空ポンプ２８を用いて真空チャンバ２内を減圧する。
このとき、サセプタ１５上には基板１０は載置されていない。サセプタ１５のヒータ線１９には通電されていない。
また、基板マスク部３１は、マスク支持部３３上に載置されている。マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１は通電されていない。
次に、図４に示すプリデポ工程Ｓ０１として、昇降駆動部１６Ａが起動し、支柱１６を上昇する。上方へ押し上げられたサセプタ１５上には載置された基板マスク部３１も上方へ移動する。サセプタ１５および基板マスク部３１はプラズマ処理位置とされる。このとき、適切に成膜を行うために必要な間隔になるようにシャワープレート５と基板１０との間隔が所望の値に決定され、この間隔が維持される。
プリデポ工程Ｓ０１においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。基板マスク部３１は、加熱されたサセプタ１５に接触しているため、サセプタ１５とほぼ同じ温度に加熱されている。
また、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１は通電されていない。
この状態で、プロセスガス供給部２１からガス導入管７およびガス導入口４ｂを介して空間１４にプロセスガスが導入される。そして、シャワープレート５のガス噴出口６から成膜空間２ａ内にプロセスガスが噴出される。
プリデポ工程Ｓ０１は、成膜１枚目の処理における空間１４他の雰囲気を２枚目以降の状態と同様にするために、シャワープレート５やサセプタ１５表面に成膜処理をおこなうための工程である。
次に、高周波電源９を起動して電極フランジ４に高周波電力を印加する。
すると、電極フランジ４の表面からシャワープレート５の表面を伝って高周波電流が流れ、シャワープレート５とサセプタ１５との間に放電が生じる。そして、シャワープレート５とサセプタ１５の上面１５ａとの間にプラズマＰが発生する。
こうして発生したプラズマＰ内でプロセスガスが分解され、プラズマ状態のプロセスガスが得られ、サセプタ１５の上面１５ａで気相成長反応が生じ、薄膜が成膜される。このとき、基板マスク部３１の上面３１ｃで気相成長反応が生じ、薄膜が成膜される。
所定時間が経過した後、高周波電源９からの電極フランジ４への高周波電力印加およびプロセスガスの導入を停止し、プリデポ工程Ｓ０１を終了する。
次に、図４に示す基板マスク加熱工程Ｓ０２として、真空チャンバ２内を真空に維持するとともに、ドアバルブ２６ａを閉塞した状態を維持する。同時に、基板マスク加熱工程Ｓ０２においては、昇降駆動部１６Ａが起動し、支柱１６を下降する。下方へ押し下げられたサセプタ１５とともに、基板マスク部３１も下方へ移動する。基板マスク部３１は、マスク支持部３３に当接して下降が停止する。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３に載置された状態となる。サセプタ１５は、さらに下降する。サセプタ１５は、基板１０の搬入が可能となる搬出入部２６よりも下方の位置で停止する。
図５は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
基板マスク加熱工程Ｓ０２においては、真空チャンバ２内を真空に維持するとともに、ドアバルブ２６ａを閉塞した状態を維持する。基板マスク加熱工程Ｓ０２においては、図５に示すように、サセプタ１５の上面１５ａから、支持ピン１７の上端１７ａが上方に突出している。
基板マスク加熱工程Ｓ０２においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電される。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
基板マスク加熱工程Ｓ０２においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プリデポ工程Ｓ０１における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
これにより、基板マスク加熱工程Ｓ０２においては、プリデポ工程Ｓ０１において基板マスク部３１に形成された膜と、基板マスク部３１との間に温度差を生じることがない。したがって、基板マスク部３１から発塵して、パーティクルが発生することがない。
なお、基板マスク加熱工程Ｓ０２と同時に、あるいは、基板マスク加熱工程Ｓ０２の終了後に、真空チャンバ２にクリーニングガスを供給して、クリーニング工程をおこなうこともできる。クリーニングガスとしては、例えば、塩素ガス、ＢＣｌ３ガス、ＮＦ３ガス，Ｆ２ガス，ＣＦ４ガス，Ｃ２Ｆ６ガス，Ｃ３Ｆ８ガス等を挙げることができる。
次に、図４に示すハンドイン工程Ｓ１１として、真空チャンバ２内が真空に維持された状態で、ドアバルブ２６ａを開き、真空チャンバ２の搬出入部２６を介して、真空チャンバ２の外部から成膜空間２ａに向けて基板１０が搬入される。
図６は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
ハンドイン工程Ｓ１１においては、図６に示すように、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
この状態で、搬送手段としてのロボットハンド２０が、図６に示すように、搬出入部２６（搬出入口）の外方から、基板１０を載置して真空チャンバ２内に進入する。
ハンドイン工程Ｓ１１においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電される。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
ハンドイン工程Ｓ１１においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。
ハンドイン工程Ｓ１１においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プリデポ工程Ｓ０１における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
ハンドイン工程Ｓ１１においては、加熱されたサセプタ１５に対して、例えば室温程度の冷えた基板１０およびロボットハンド２０が進入する。これにより、高温のサセプタ１５からの基板マスク部３１への放射熱が遮られる。
マスク加熱部４０がない場合には、この冷たい基板１０およびロボットハンド２０によってサセプタ１５からの放射熱が遮られることで、基板マスク部３１の温度が急速に低下していた。この際、熱膨張率の違いから、プリデポ工程Ｓ０１で付着していた膜が基板マスク部３１から剥離して、進入してきた基板１０に落下して、成膜特性を悪化させる場合があった。
これに対して、本実施形態のハンドイン工程Ｓ１１においては、冷たい基板１０の進入時に、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
次に、図４に示すハンドダウン工程Ｓ１２として、基板１０を支持ピン１７に載置する。
図７は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
ハンドダウン工程Ｓ１２においては、図７に示すように、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
この状態で、搬送手段としてのロボットハンド２０が下降して、図７に示すように、基板１０を支持ピン１７の上端１７ａに載置する。さらに、ロボットハンド２０が下降して、ロボットハンド２０は、基板１０から離間する。
ハンドダウン工程Ｓ１２においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電される。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
ハンドダウン工程Ｓ１２においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。
ハンドダウン工程Ｓ１２においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プリデポ工程Ｓ０１における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
ハンドダウン工程Ｓ１２においては、加熱されたサセプタ１５に対して、例えば室温程度とされる常温の冷えた基板１０およびロボットハンド２０が被さっている。これにより、高温のサセプタ１５からの基板マスク部３１への放射熱が遮られる。また、基板１０はサセプタ１５に接触していないため、高温のサセプタ１５から接触加熱されていない。
マスク加熱部４０がない場合には、この冷たい基板１０およびロボットハンド２０によってサセプタ１５からの放射熱が遮られることで、基板マスク部３１の温度が低下していた。この際、熱膨張率の違いから、プリデポ工程Ｓ０１で付着していた膜が基板マスク部３１から剥離して、成膜前の基板１０に落下して、成膜特性を悪化させる場合があった。
これに対して、本実施形態のハンドダウン工程Ｓ１２においては、サセプタ１５に接触しておらず基板１０が冷たい間においても、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
次に、図４に示すハンドアウト工程Ｓ１３として、ロボットハンド２０を真空チャンバ２の外部に退出させる。
図８は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
ハンドアウト工程Ｓ１３においては、図８に示すように、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
ハンドアウト工程Ｓ１３においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電される。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
ハンドアウト工程Ｓ１３においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。
ハンドアウト工程Ｓ１３においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プリデポ工程Ｓ０１における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
ハンドアウト工程Ｓ１３においては、加熱されたサセプタ１５に対して、例えば室温程度とされる常温の冷えた基板１０が被さっている。これにより、高温のサセプタ１５からの基板マスク部３１への放射熱が遮られる。また、基板１０はサセプタ１５に接触していないため、高温のサセプタ１５から接触加熱されていない。
マスク加熱部４０がない場合には、この冷たい基板１０によってサセプタ１５からの放射熱が遮られることで、基板マスク部３１の温度が低下していた。この際、熱膨張率の違いから、プリデポ工程Ｓ０１で付着していた膜が基板マスク部３１から剥離して、成膜前の基板１０に落下して、成膜特性を悪化させる場合があった。
これに対して、本実施形態のハンドアウト工程Ｓ１３においては、サセプタ１５に接触しておらず基板１０が冷たい間においても、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
ハンドアウト工程Ｓ１３の終了後に、真空チャンバ２内が真空に維持された状態で、ドアバルブ２６ａを閉じる。
次に、図４に示すサセプタ上昇工程Ｓ２１として、サセプタ１５を真空チャンバ２の上方に向けて上昇させる。
図９は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
図１０は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
サセプタ上昇工程Ｓ２１においては、昇降駆動部１６Ａが起動し、支柱１６を上昇する。上方へ押し上げられたサセプタ１５の上面１５ａは、図９に示すように、支持ピン１７の上端１７ａに載置された基板１０に接触する。
サセプタ１５の上面１５ａに接触した基板１０は、高温のサセプタ１５によって加熱が開始される。
この状態では、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
サセプタ上昇工程Ｓ２１においては、昇降駆動部１６Ａに駆動されて、支柱１６がさらに上昇する。さらに上方へ押し上げられたサセプタ１５によって、支持ピン１７の上端１７ａが貫通孔１８内に収納され、基板１０がサセプタ１５によって支持される。
さらに上方へ押し上げられたサセプタ１５およびサセプタに載置された基板１０は、基板マスク部３１に接触する。
そして、サセプタ１５および基板１０は、基板マスク部３１とともに上方へ移動する。このとき、マスク支持部３３から基板マスク部３１が離間する。基板マスク部３１は、サセプタ１５および基板１０に載置される。
サセプタ上昇工程Ｓ２１において、マスク支持部３３と基板マスク部３１とが離間して、基板マスク部３１がサセプタ１５に接触した時点で、マスク加熱部４０によるマスク支持部３３の加熱を停止する。
高温のサセプタ１５に接触した基板マスク部３１は、サセプタ１５によって加熱される。したがって、マスク支持部３３から離間しても、基板マスク部３１の温度は低下しない。また、マスク加熱部４０によるマスク支持部３３の加熱を停止しても、基板マスク部３１の温度は低下しない。
サセプタ上昇工程Ｓ２１においては、さらに昇降駆動部１６Ａに駆動されて、支柱１６がさらに上昇する。上方へ押し上げられたサセプタ１５、基板１０、基板マスク部３１は、図１０に示すように、プラズマ処理位置で停止する。このとき、適切に成膜を行うために必要な間隔になるようにシャワープレート５と基板１０との間隔が所望の値に決定され、この間隔が維持される。
基板マスク部３１は、サセプタ１５および基板１０に載置された状態を維持する。基板マスク部３１は、サセプタ１５によって加熱された状態を維持する。
次に、図４に示すプラズマ処理工程Ｓ２２として、チャンバ２の内部でプラズマを形成する。
図１１は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
プラズマ処理工程Ｓ２２においては、プロセスガス供給部２１からガス導入管７およびガス導入口４ｂを介して空間１４にプロセスガスが導入される。そして、シャワープレート５のガス噴出口６から成膜空間２ａ内にプロセスガスが噴出される。
次に、高周波電源９を起動して電極フランジ４に高周波電力を印加する。
すると、電極フランジ４の表面からシャワープレート５の表面を伝って高周波電流が流れ、シャワープレート５とサセプタ１５との間に放電が生じる。そして、シャワープレート５と基板１０の処理面１０ａとの間には、図１１に示すように、プラズマＰが発生する。
こうして発生したプラズマＰ内でプロセスガスが分解され、プラズマ状態のプロセスガスが得られ、基板１０の処理面１０ａで気相成長反応が生じ、薄膜が処理面１０ａ上に成膜される。
所定の処理時間が経過した後、プラズマ処理工程Ｓ２２を終了する。例えば、好ましい膜厚まで成膜が完了した際に、プラズマ処理工程Ｓ２２を終了することができる。
なお、プラズマ処理工程Ｓ２２においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定してもよい。また、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定しないこともできる。
次に、図４に示す除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４として、チャンバ２の内部でプラズマを形成した状態で、基板１０の除電をおこなう。
図１２は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
図１３は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、図１２に示すように、プラズマ処理工程Ｓ２２に引き続き、プラズマＰが発生した状態を維持する。
この状態で、昇降駆動部１６Ａによって駆動された支柱１６が下降する。下方へ押し下げられたサセプタ１５、基板１０は、プラズマ処理位置から下降する。
さらに下方へ押し下られたサセプタ１５にしたがって、基板マスク部３１がマスク支持部３３に接触する。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４において、マスク支持部３３と基板マスク部３１とが接触して、基板マスク部３１とサセプタ１５とが離間した時点で、マスク加熱部４０によるマスク支持部３３の加熱を開始する。なお、ヒータ４１への通電は、マスク支持部３３と基板マスク部３１との接触前からＯＮとして、マスク支持部３３の加熱を開始しておくことが望ましい。
この状態では、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
サセプタ１５およびサセプタに載置された基板１０は、基板マスク部３１から離間した後、昇降駆動部１６Ａに駆動されて、さらに下方へ押し下げられる。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、昇降駆動部１６Ａに駆動されて、支柱１６がさらに下降する。さらに下方へ押し下げられたサセプタ１５によって、図１２に示すように、支持ピン１７の下端が底部１１に接触する。基板１０は、支持ピン１７の上端１７ａに載置される。基板１０は、サセプタ１５から離間する。
サセプタ１５から離間したときから、基板１０への加熱が弱くなり、温度が下がり始める。
基板１０がサセプタ１５から離間した後も、サセプタ１５は、昇降駆動部１６Ａに駆動されて、さらに下方へ押し下げられる。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、サセプタ１５は、図１３に示すように、基板１０の搬入が可能となる搬出入部２６よりも下方の位置で停止する。このとき、サセプタ１５の上面１５ａから、支持ピン１７の上端１７ａが上方に突出している。基板１０は、サセプタ１５から離間している。
このサセプタ１５の高さ状態において、プラズマＰを所定時間維持して、基板１０の除電をおこなう。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電された状態とする。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、載置されたサセプタ１５、または、載置されたマスク支持部３３によって加熱される。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、サセプタ１５の内部においてヒータ線１９の通電が維持される。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プラズマ処理工程Ｓ２２における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、加熱されたサセプタ１５に対して、サセプタ１５から離間して温度が低下し始めた基板１０が被さっている。これにより、高温のサセプタ１５からの基板マスク部３１への放射熱が遮られる。また、基板１０はサセプタ１５に接触していないため、高温のサセプタ１５から接触加熱されていない。
マスク加熱部４０がない場合には、温度の低下した基板１０によってサセプタ１５からの放射熱が遮られることで、基板マスク部３１の温度が低下していた。この際、熱膨張率の違いから、プラズマ処理工程Ｓ２２で付着していた膜が基板マスク部３１から剥離して、成膜後の基板１０に落下して、膜特性を悪化させる場合があった。
これに対して、本実施形態の除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４においては、サセプタ１５に接触しておらず基板１０が冷却している間においても、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
基板１０の除電が完了した時点で、除電放電工程Ｓ２３およびサセプタ下降工程Ｓ２４を終了する。
また、プロセスガス供給部２１からガス導入管７およびガス導入口４ｂを介して空間１４へのプロセスガスの導入を停止する。
同様に、高周波電源９からの電極フランジ４への高周波電力の印加を停止する。
これにより、プラズマＰの形成を終了する。
次に、図４に示すハンドイン工程Ｓ３１として、真空チャンバ２内が真空に維持された状態で、ドアバルブ２６ａを開き、真空チャンバ２の搬出入部２６を介して、成膜空間２ａから真空チャンバ２の外部に向けて基板１０の搬出を開始する。
図１４は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
ハンドイン工程Ｓ３１においては、図１４に示すように、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
この状態で、搬送手段としてのロボットハンド２０が、図１４に示すように、搬出入部２６（搬出入口）の外方から、真空チャンバ２内の基板１０とサセプタ１５との間に進入する。
ハンドイン工程Ｓ３１においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１への通電が維持される。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱された状態を維持する。
ハンドイン工程Ｓ３１においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。
ハンドイン工程Ｓ３１においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プラズマ処理工程Ｓ２２における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
ハンドイン工程Ｓ３１においては、加熱されたサセプタ１５と、このサセプタ１５よりも温度が低下した基板１０とに対して、例えば室温程度の冷えたロボットハンド２０が進入する。これにより、高温のサセプタ１５および、多少温度が低下した基板１０からの基板マスク部３１への放射熱が遮られる。
マスク加熱部４０がない場合には、冷たいロボットハンド２０によってサセプタ１５からの放射熱が遮られることで、基板マスク部３１の温度が急速に低下していた。この際、熱膨張率の違いから、プラズマ処理工程Ｓ２２で付着していた膜が基板マスク部３１から剥離して、成膜後の基板１０に落下して、膜特性を悪化させる場合があった。
これに対して、本実施形態のハンドイン工程Ｓ３１においては、冷たいロボットハンド２０の進入時に、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
なお、ハンドイン工程Ｓ３１においては、温度が低下しているとはいえ、基板１０はまだ室温まで冷却されていない。このため、ハンドイン工程Ｓ１１に比べて、ハンドイン工程Ｓ３１において、ヒータ４１の加熱によって補う基板マスク部３１の温度低下分は小さくなる。
次に、図４に示すハンドアップ工程Ｓ３２として、基板１０をロボットハンド２０により持ち上げる。
図１５は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
ハンドアップ工程Ｓ３２においては、図１５に示すように、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
この状態で、搬送手段としてのロボットハンド２０が上昇して、図１５に示すように、支持ピン１７の上端１７ａに載置されていた基板１０を受け取る。さらに、ロボットハンド２０が上昇して、ロボットハンド２０は、基板１０を支持する。
ハンドアップ工程Ｓ３２においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電された状態を維持する。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
ハンドダウン工程Ｓ１２においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。
ハンドアップ工程Ｓ３２においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プラズマ処理工程Ｓ２２における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
ハンドアップ工程Ｓ３２においては、加熱されたサセプタ１５に対して、ハンドイン工程Ｓ３１よりもさらに冷却された基板１０および冷たいロボットハンド２０が被さっている。これにより、高温のサセプタ１５からの基板マスク部３１への放射熱が遮られる。また、基板１０はサセプタ１５に接触していないため、高温のサセプタ１５から接触加熱されていない。
マスク加熱部４０がない場合には、この低温の基板１０およびロボットハンド２０によってサセプタ１５からの放射熱が遮られることで、基板マスク部３１の温度が低下していた。この際、熱膨張率の違いから、プラズマ処理工程Ｓ２２で付着していた膜が基板マスク部３１から剥離して、成膜後の基板１０に落下して、成膜特性を悪化させる場合があった。
これに対して、本実施形態のハンドアップ工程Ｓ３２においては、サセプタ１５に接触しておらず基板１０が冷却している間においても、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
次に、図４に示すハンドアウト工程Ｓ３３として、基板１０を載置したロボットハンド２０を真空チャンバ２の外部に退出させて、基板１０を搬出する。
図１６は、本実施形態におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。
ハンドアウト工程Ｓ３３においては、図１６に示すように、基板マスク部３１はマスク支持部３３に載置されている。
ハンドアウト工程Ｓ３３においては、マスク支持部３３において、マスク加熱部４０となるヒータ４１が通電された状態を維持する。ヒータ４１は、制御部３０から電力を供給されて加熱される。ヒータ４１による加熱は、熱絶縁部４３によってマスク支持部３３と側壁（壁部）２４との間が断熱されているため、効率的におこなわれる。
基板マスク部３１は、マスク支持部３３によって加熱される。
ハンドアウト工程Ｓ１３においては、サセプタ１５の内部のヒータ線１９が通電されている。ヒータ線１９によってサセプタ１５の温度が所定の温度になるよう加熱される。なお、後工程でプラズマ処理を続けておこなわない場合には、ヒータ線１９への通電を終了してもよい。
ハンドアウト工程Ｓ３３においては、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定する。
制御部３０は、温度検出部５０の出力に基づいて、ヒータ４１の加熱状態を制御する。具体的には、プラズマ処理工程Ｓ２２における基板マスク部３１の表面３１ｃ温度とほぼ同じ温度を維持するようにヒータ４１の加熱状態を制御する。
ハンドアウト工程Ｓ３３においては、基板マスク部３１に対して加熱されたサセプタ１５を遮るものがない。これにより、高温のサセプタ１５からの基板マスク部３１への放射熱が遮られていない。
本実施形態のハンドアウト工程Ｓ３３において、基板１０が真空チャンバ２内にある間は、サセプタ１５に接触しておらず基板１０が冷却されていても、温度検出部５０の放射温度計５１によって、基板マスク部３１の表面３１ｃ温度を測定し、温度低下分をヒータ４１の加熱によって補うことができる。したがって、基板マスク部３１の温度が低下しないように維持することができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
ハンドアウト工程Ｓ３３の終了後に、真空チャンバ２内が真空に維持された状態で、ドアバルブ２６ａを閉じる。
なお、ハンドアウト工程Ｓ３３の終了後に、後工程Ｓ４０として、真空チャンバ２にクリーニングガスを供給して、クリーニング工程をおこなうこともできる。クリーニングガスとしては、例えば、塩素ガス、ＢＣｌ３ガス、ＮＦ３ガス，Ｆ２ガス，ＣＦ４ガス，Ｃ２Ｆ６ガス，Ｃ３Ｆ８ガス等を挙げることができる。
さらに、後工程Ｓ４０として、真空チャンバ２内部の温度安定化を目的としてガスフロー処理やプラズマ放電処理等といった工程を行うことができる。
後工程Ｓ４０の終了後に、続けて他の基板１０にプラズマ処理をおこなう場合には、前工程Ｓ００、プリデポ工程Ｓ０１、基板マスク加熱工程Ｓ０２のいずれかに戻ることができる。
本実施形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法によれば、基板マスク部３１の温度を低下させることなく、プラズマ処理をおこなうことができる。これにより、パーティクルの発生を防止することができる。
特に、マスク加熱部４０がない場合において、最も基板マスク部３１の温度が低下する基板１０の搬入工程全般において、基板マスク部３１の温度をほぼ一定に維持することが可能となる。
しかも、基板マスク部３１がマスク支持部３３に接触している間、つまり、基板マスク部３１が、加熱源であるサセプタ１５に接触していない間は、基板マスク部３１の温度をほぼ一定に維持することができる。
これにより、基板マスク部３１と、基板マスク部３１表面に付着した膜とが熱膨張率の違いから剥離して、パーティクルとなることを防止することができる。
したがって、部品点数が少なく簡単な構成で、成膜効率を向上して、収率を向上し、膜特性を向上することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、基板マスク部３１の温度が低下することで生じる、他のチャンバ構成部品との熱伸びの違いに起因した部品歪みが原因となる搬送トラブルの低減化という効果を奏することができる。
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１７は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。
本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、温度検出部に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態における温度検出部５０としては、基板マスク部３１の下面３１ｄの温度を測定可能とする。
温度検出部５０は、放射温度計５５と、検出孔５６，５６ａと、透光密閉部材５７と、を有する。
放射温度計５５は、真空チャンバ２の底部（内底面）１１の外方に配置される。すなわち、放射温度計５５は、真空チャンバ２の底部（内底面）１１の下方に配置される。放射温度計５５は、放射温度計５１と同様に制御部３０に接続される。放射温度計５５は、放射温度計５１と同様に制御部３０に測定結果を出力する。
なお、図において、放射温度計５５は、検出孔５６内部に示されているが、この配置に限定されない。
検出孔５６は、放射温度計５５から基板マスク部３１の下面３１ｄを視認可能とするように真空チャンバ２の底部（内底面）１１を貫通する。検出孔５６は、プラズマ処理位置とされた基板マスク部３１の下面３１ｄよりも下方、すなわち、底部（内底面）１１の下方位置に形成される。検出孔５６は、真空チャンバ２において、鉛直方向に向けて底部（内底面）１１を貫通する。
検出孔５６ａは、放射温度計５５から基板マスク部３１の下面３１ｄを視認可能とするようにサセプタ１５を貫通する。検出孔５６ａは、プラズマ処理位置とされた基板マスク部３１の下面３１ｄよりも下方、すなわち、底部（内底面）１１に近接する位置に形成される。検出孔５６ａは、サセプタ１５において、鉛直方向に向けてサセプタの厚み方向に貫通する。
検出孔５６と検出孔５６ａとは、軸線方向が一致している。つまり、検出孔５６と検出孔５６ａとは、放射温度計５５から基板マスク部３１の下面３１ｄを視認可能とするように、底部（内底面）１１とサセプタ１５とを連続して貫通するように形成されている。
検出孔５６と検出孔５６ａとは、基板マスク部３１の下面３１ｄを、プラズマ処理位置とされた状態、および、マスク支持部３３に載置された状態において、いずれも放射温度計５５が検出可能な形状とされる。
透光密閉部材５７は、検出孔５６における真空チャンバ２の内側開口を密閉する。透光密閉部材５７は、検出孔５６を介して透過可能な透明部材からなる。透光密閉部材５７は、プラズマに対する温度耐性、真空強度等の特性を有することが好ましい。
温度検出部５０は、基板マスク部３１の複数箇所で下面３１ｄの温度測定を可能なように、複数設けられることもできる。
本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、図１７に示すように、基板マスク部３１の表面３１ｃの温度に比べて、変動が激しい基板マスク部３１の下面３１ｄの温度を測定することができる。
パーティクルの原因となる膜は、基板マスク部３１の表面３１ｃに形成されているため、基板マスク部３１の表面３１ｃの温度制御をおこなうことにより、膜の剥離防止をおこなうことができる。
ここで、真空チャンバ２の覗き窓となる検出孔５６から基板マスク部３１の温度を放射温度計５５で測定することで、より一層、正確な温度制御が可能となる。またこの時基板マスク部３１の温度を測定する箇所は基板マスク部３１の下面３１ｄが望ましい。
これは成膜面側である上面３１ｃには膜が付着してしまい、放射率が膜厚によって変化してしまうために、成膜を重ねるごとに温度測定の制度が低くなるためである。基板マスク部の温度制御を容易に可能とすることができる。
これに加えて、基板マスク部３１の下面３１ｄは、加熱源であるマスク支持部３３あるいはサセプタ１５に接触するため、基板マスク部３１の下面３１ｄの温度を測定することで、より速く、またより正確に基板マスク部３１の温度変化を捉えることが可能となる。すなわち、基板マスク部３１の下面３１ｄ温度を測定すると、より正確に基板マスク部３１の温度変化に対応することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、基板マスク部３１の下面３１ｄの温度を制御することで、サセプタ１５との温度差を抑制することが可能となる。これにより、基板マスク部３１が高温のサセプタ１５の上に接触した際の熱伸びに起因した、基板マスク部３１とサセプタ１５との擦れによるパーティクルの発生を抑制することが容易になるという効果を奏することができる。
なお、本実施形態においては、温度検出部５０として放射温度計５１と放射温度計５５とを配置したが、放射温度計５５のみである構成も可能である。
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１８は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。図１９は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部を示す模式平面図である。図２０は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部が下降した状態を示す模式拡大断面図である。
本実施形態において、上述した第１および第２実施形態と異なるのは、マスク加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第１および第２実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態におけるマスク加熱部４０は、図１８～図２０に示すように、基板マスク部３１に埋め込まれたヒータ４２，４４を有する。また、本実施形態におけるマスク加熱部４０は、マスク支持部３３の内部には埋め込まれたヒータは有していない。
ヒータ４２，４４は、線状のシースヒータとされる。ヒータ４２，４４は、基板マスク部３１に対して絶縁されている。
ヒータ４２，４４は、図１９に示すように、基板マスク部３１の周方向のほぼ全長に延在する。ヒータ４２，４４は、いずれも基板マスク部３１の内周３１ａに沿って配置される。ヒータ４２，４４は、基板マスク部３１の内周３１ａと外周３１ｂとの間に周設される。
ヒータ４２，４４は、図１８，図２０に示すように、いずれも基板マスク部３１の内部で、厚さ方向の略中央に設けられる。
ヒータ４２とヒータ４４とは、基板マスク部３１の厚さ方向において、ほぼ同じ位置に設けることができる。
あるいは、基板マスク部３１の厚さ方向において、ヒータ４２，４４の設けられる位置は、他の配置とすることもできる。例えば、ヒータ４２，４４は、基板マスク部３１の厚さ方向において、上面３１ｃに近接する位置に設けることができる。あるいは、ヒータ４２，４４は、基板マスク部３１の厚さ方向において、下面３１ｄに近接する位置に設けることができる。
ヒータ４２とヒータ４４とは、基板マスク部３１の厚さ方向において、互いに異なる位置に設けることもできる。
ヒータ４２とヒータ４４とは、図１９に示すように、基板マスク部３１を平面視して、同心状に異なる径寸法を有する。
ヒータ４２は、ヒータ４４よりも基板マスク部３１の内周３１ａに近接する位置に内周３１ａに沿って配置される。
ヒータ４２は、基板マスク部３１の全周で、内周３１ａから等距離に離間する配置とされてもよい。
ヒータ４２は、基板マスク部３１の径方向において、傾斜部３１ｅに近接する位置に配置される。例えば、ヒータ４２は、基板マスク部３１の径方向において、傾斜部３１ｅの外周３１ｂに近接する境界に沿って配置される。
ここで、基板マスク部３１において、温度低下を避けるためには、その厚さ寸法が大きい方が、熱容量が大きくなるため好ましい。しかし、基板マスク部３１では、基板１０への成膜特性を考慮して、内周３１ａに近接する部分では、厚さ寸法が小さくなるように設定されている。
厚さが小さくなった部分における基板マスク部３１の熱容量減少に対応するため、ヒータ４２は、なるべく内周３１ａに近接している位置に配置されることが好ましい。したがって、基板マスク部３１において、均一の厚さである外側部３１ｆが充分な厚みを有している場合には、ヒータ４２が平面視して傾斜部３１ｅに一致する位置に設けられることもできる。
なお、基板マスク部３１においては、熱容量を大きくして温度変動を抑制するために、外側部３１ｆの厚さ寸法が大きい方が好ましい。また、基板マスク部３１においては、内周３１ａにおける厚さ寸法が大きすぎると、成膜特性に悪影響を与えるため好ましくない。
また、傾斜部３１ｅの径方向寸法は、成膜特性に悪影響を与えない範囲とされる。傾斜部３１ｅの傾斜角度が大きすぎると成膜特性に悪影響を与えるため好ましくない。
さらに、ヒータ４２の太さは、ヒータ４２の長さ当たりに必要な発熱量と、基板マスク部３１の周方向の全長における長さと、基板マスク部３１にヒータ４２を埋め込む際に必要な厚さ寸法（肉厚）との兼ね合いで決定される。
これらの条件を勘案して、基板マスク部３１の径方向における、ヒータ４２の配置が決定される。
ヒータ４４は、ヒータ４２よりも基板マスク部３１の外周３１ｂに近接する位置に、外周３１ｂに沿って配置される。
ヒータ４４は、基板マスク部３１の全周で、外周３１ｂから等距離に離間する配置とされてもよい。
ヒータ４４は、基板マスク部３１の径方向において、基板マスク部３１の外周３１ｂと傾斜部３１ｅの外縁との中間位置付近に配置される。例えば、ヒータ４４は、基板マスク部３１の径方向において、基板マスク部３１がマスク支持部３３に載置された際に、平面視してマスク支持部３３に重なる範囲となる外側部３１ｆに配置される。
ここで、基板マスク部３１において、温度低下を避けるためには、その厚さ寸法が大きい方が、熱容量が大きくなるため好ましい。しかし、基板マスク部３１では、基板１０への成膜特性を考慮して、内周３１ａに近接する部分では、厚さ寸法が小さくなるように設定されている。
したがって、基板マスク部３１において、均一の厚さである外側部３１ｆが充分な厚みを有している場合には、ヒータ４２が傾斜部３１ｅを加熱する位置に設けられるとともに、ヒータ４４が外側部３１ｆを加熱する位置に設けられることもできる。
また、基板マスク部３１においては、外側部３１ｆがマスク支持部３３に接触するため、このマスク支持部３３にヒータが設けられていない場合には、基板マスク部３１の温度低下を防止するために、ヒータ４４は、マスク支持部３３も加熱可能な能力を有することが好ましい。
基板マスク部３１において、厚さの大きな外側部３１ｆの熱容量に対応するため、ヒータ４４は、内周３１ａに近接しているヒータ４２に比べて、大きな発熱量とされることが好ましい。
さらに、ヒータ４４の太さは、ヒータ４４の長さ当たりに必要な発熱量と、基板マスク部３１の周方向の全長における長さと、基板マスク部３１にヒータ４４を埋め込む際に必要な厚さ寸法（肉厚）との兼ね合いで決定される。
これらの条件を勘案して、基板マスク部３１の径方向における、ヒータ４４の配置が決定される。
ヒータ４２とヒータ４４とは、図１８，図２０に示すように、それぞれが制御部３０に接続されている。
ヒータ４２は、図１８，図２０に示すように、配線４２ａ、接点４２ｂ、接点４２ｃ、配線４２ｄを介して制御部３０に接続されている。配線４２ａ、接点４２ｂ、接点４２ｃ、配線４２ｄは、いずれも導体から形成されている。
配線４２ａは、ヒータ４２と接点４２ｂとを接続している。配線４２ａは、基板マスク部３１を貫いている。
接点４２ｂは、図１９に示すように、ヒータ４２の両端部となる位置にそれぞれ設けられる。
接点４２ｂは、基板マスク部３１の下面３１ｄに形成される。接点４２ｂは、基板マスク部３１の下面３１ｄよりも下方に突出して形成される。
接点４２ｃは、マスク支持部３３の上面３３ｃに形成される。接点４２ｃは、マスク支持部３３の上面３３ｃよりも上方に突出して形成される。
配線４２ｄは、接点４２ｃに接続される。接点４２ｃは、マスク支持部３３および側壁（壁部）２４を貫通する配線４２ｄを介して、制御部３０に接続されている。
接点４２ｂと接点４２ｃとは、図１８～図２０に示すように、平面視して互いに重なる位置に設けられる。
接点４２ｂと接点４２ｃとは、図２０に示すように、基板マスク部３１がマスク支持部３３に載置された際に、互いに接触する。また、接点４２ｂと接点４２ｃとは、図１８に示すように、基板マスク部３１がマスク支持部３３から離間した際に、互いに接触しない。
つまり、接点４２ｂと接点４２ｃとは、図１８，図２０に示すように、サセプタ１５の上昇下降に連動して、接触・離間される。
なお、ヒータ４２の両端部となる２箇所の接点４２ｂは、サセプタ１５の上昇下降に連動して、対応する接点４２ｃに対して同時に接触・離間される。
ヒータ４４は、図１８，図２０に示すように、配線４４ａ、接点４４ｂ、接点４４ｃ、配線４４ｄを介して制御部３０に接続されている。配線４４ａ、接点４４ｂ、接点４４ｃ、配線４４ｄは、いずれも導体から形成されている。
配線４４ａは、ヒータ４４と接点４４ｂとを接続している。配線４４ａは、基板マスク部３１を貫いている。
接点４４ｂは、図１９に示すように、ヒータ４４の両端部となる位置にそれぞれ設けられる。
接点４４ｂは、基板マスク部３１の下面３１ｄに形成される。接点４４ｂは、基板マスク部３１の下面３１ｄよりも下方に突出して形成される。
接点４４ｃは、マスク支持部３３の上面３３ｃに形成される。接点４４ｃは、マスク支持部３３の上面３３ｃよりも上方に突出して形成される。
配線４４ｄは、接点４４ｃに接続される。接点４４ｃは、マスク支持部３３および側壁（壁部）２４を貫通する配線４４ｄを介して、制御部３０に接続されている。
接点４４ｂと接点４４ｃとは、図１８～図２０に示すように、平面視して互いに重なる位置に設けられる。
接点４４ｂと接点４４ｃとは、図２０に示すように、基板マスク部３１がマスク支持部３３に載置された際に、互いに接触する。また、接点４４ｂと接点４４ｃとは、図１８に示すように、基板マスク部３１がマスク支持部３３から離間した際に、互いに接触しない。
つまり、接点４４ｂと接点４４ｃとは、図１８，図２０に示すように、サセプタ１５の上昇下降に連動して、接触・離間される。
なお、ヒータ４４の両端部となる２箇所の接点４４ｂは、サセプタ１５の上昇下降に連動して、対応する接点４４ｃに対して同時に接触・離間される。
接点４２ｂと接点４４ｂとは、図１９に示すように、平面視して互いに異なる位置に設けられる。
また、２箇所の接点４２ｂと接点４２ｃとの組、および、２箇所の接点４４ｂと接点４４ｃとの組は、図１８，図２０に示すように、いずれも、同時に接触・離間される。
次に、プラズマ処理装置１を用いて基板１０の処理面１０ａに成膜等のプラズマ処理をおこなうプラズマ処理方法について説明する。
本実施形態におけるプラズマ処理方法は、図４に示した第１実施形態と同様に、基板マスク加熱工程Ｓ０２、ハンドイン工程Ｓ１１、ハンドダウン工程Ｓ１２、ハンドアウト工程Ｓ１３、および、除電放電工程Ｓ２３、サセプタ下降工程Ｓ２４、ハンドイン工程Ｓ３１、ハンドアップ工程Ｓ３２、ハンドアウト工程Ｓ３３、において、マスク加熱部４０を加熱状態とする。
ここで、本実施形態におけるプラズマ処理方法は、マスク加熱部４０の加熱切り替えが、サセプタ１５の上昇下降動作と連動する。
すなわち、サセプタ１５が下降して、基板マスク部３１をマスク支持部３３に載置すると、図２０に示すように、接点４２ｂと接点４２ｃ、および、接点４４ｂと接点４４ｃ、がそれぞれ接触して、ヒータ４２およびヒータ４４に電源である制御部３０から通電されたＯＮ状態となる。
また、サセプタ１５が上昇して、基板マスク部３１がマスク支持部３３から離間すると、図１８に示すように、接点４２ｂと接点４２ｃ、および、接点４４ｂと接点４４ｃ、がそれぞれ切断して、ヒータ４２およびヒータ４４に電源である制御部３０からの通電が解除されたＯＦＦ状態となる。
このように、本実施形態におけるプラズマ処理方法は、マスク加熱部４０のスイッチングをサセプタ１５の動作のみでおこなうことが可能となる。
本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができるとともに、さらに、基板マスク部３１に設置したヒータ４２，４４により、基板マスク部３１の温度を直接制御することができ、かつ基板マスク部３１の温度上昇を素早く実施することができる。これにより、基板マスク部３１の温度低下をより一層防止することが可能になるという効果を奏することができる。
また、本実施形態においては、サセプタ１５の上下動にともなって、接点４２ｂと接点４２ｃ、および、接点４４ｂと接点４４ｃ、がそれぞれ接触・切断動作を確実におこなうためには、基板マスク部３１がサセプタ１５の上面１５ａと平行な状態を維持することが必要である。
したがって、基板マスク部３１に対して、水平な姿勢を維持したまま上下動作を規制する上下動作規制レール等を有することもできる。
また、本実施形態においては、マスク加熱部４０として、２本のヒータ４２およびヒータ４４を基板マスク部３１に配置したが、ヒータの本数は２本に限定されない。基板マスク部３１の幅寸法（径方向寸法）に対応して、ヒータを１本、あるいは、ヒータを３本以上の複数本とすることができる。
この場合、複数本のヒータは、異なる径方向配置寸法で、いずれも同心状に形成されることができる。
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
図２１は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部が上昇した状態を示す模式拡大断面図である。
本実施形態において、上述した第１～第３実施形態と異なるのは、マスク加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第１～第３実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態におけるマスク加熱部４０は、図２１に示すように、第２および第２実施形態におけるマスク支持部３３に埋め込まれたヒータ４１と、第３実施形態における基板マスク部３１に埋め込まれた２本のヒータのうち、内周３１ａに近接するヒータ４２とを備えている。
また、接点４２ｂは、基板マスク部３１の下面３１ｄに設けられた凹部４２ｆの内部に配置される。
同時に、接点４２ｃは、マスク支持部３３の上面３３ｃから突出する高さ寸法が、第３実施形態における接点４２ｃに比べて、大きくなるように形成されている。
ここで、接点４２ｃがマスク支持部３３の上面３３ｃから追加して突出する高さ寸法は、凹部４２ｆにおける下面３１ｄからの深さ寸法と等しくなるように設定されている。
これにより、基板マスク部３１がマスク支持部３３に載置された際に、基板マスク部３１の下面３１ｄがマスク支持部３３の上面３３ｃに大きな面積で接触し、基板マスク部３１がマスク支持部３３のヒータ４１によって充分加熱されることができる。
同時に、基板マスク部３１がマスク支持部３３に載置された際に、接点４２ｂと接点４２ｃとが確実に接触して、ヒータ４２に通電することができる。
本実施形態におけるプラズマ処理方法は、図４に示した第１実施形態と同様に、基板マスク加熱工程Ｓ０２、ハンドイン工程Ｓ１１、ハンドダウン工程Ｓ１２、ハンドアウト工程Ｓ１３、および、除電放電工程Ｓ２３、サセプタ下降工程Ｓ２４、ハンドイン工程Ｓ３１、ハンドアップ工程Ｓ３２、ハンドアウト工程Ｓ３３、において、マスク加熱部４０を加熱状態とする。
本実施形態においては、熱源であるサセプタ１５に接触して、急速に加熱されるとともに、サセプタ１５から離間した際に急速に冷却される内周３１ａに近接する基板マスク部３１が内部に埋め込まれたヒータ４２によって加熱される。
同時に、内周３１ａと比較して厚いため、熱容量の大きな外側部３１ｆはマスク支持部３３のヒータ４１によって加熱する。
これにより、基板マスク部３１の内部に１本だけヒータ４２を設けて、第３実施形態に比べて構造を簡単にすることができる。同時に、温度変動の激しい部分では、直接基板マスク部３１を加熱することで、温度変動を緩和することができる。
本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。
本実施形態においては、凹部４２ｆを基板マスク部３１の下面３１ｄに設けたが、マスク支持部３３の上面３３ｃに凹部４２ｆを形成することができる。
この場合、接点４２ｂが基板マスク部３１の下面３１ｄから突出する高さ寸法を、第３実施形態における接点４２ｂに比べて、大きくなるように形成することができる。
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第５実施形態を、図面に基づいて説明する。
図２２は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部を示す模式平面図である。
本実施形態において、上述した第３実施形態と異なるのは、マスク加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第３実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態におけるマスク加熱部４０は、図２２に示すように、基板マスク部３１の周方向に分割されたヒータ４２，４４から構成されている。また、分割された部分には、それぞれ接点４２ｂ，４４ｂが設けられて、分割されたヒータごとに、供給電力を制御して、発熱量を個別に制御することができる。
具体的には、矩形とされる基板マスク部３１の４辺において、それぞれ辺の中心付近でヒータ４２は分割される。
本実施形態においては、４分割されたヒータごとに電力供給が可能なように分割された部分の両端には、それぞれ接点４２ｂ，４４ｂが設けられる。なお、各辺の接点４２ｂ，４４ｂでは、図１８～図２０に示した第３実施形態の接点と同様に連通・接続して、供給電力の切断・供給、つまり、ＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができる。
これにより、真空チャンバ２内の状況によって、他の部分に比べて、より大きく温度が低下した部分では、供給電力を大きくして発熱量を大きくし、基板マスク部３１に対する加熱量を大きくすることができる。
また比較的他の部分に比べて、より温度低下していない部分では、供給電力を小さくして発熱量を減らし、基板マスク部３１に対する加熱量を抑えることができる。
本実施形態におけるマスク加熱部４０においては、発熱量を個別領域ごとに制御して、より細かく基板マスク部３１の温度変動抑制することができる。
なお、本実施形態におけるマスク加熱部４０においては、基板マスク部３１の４辺における中央位置においてヒータ４２，４４を分割したが、この構成に限定されず、他の構成とすることが可能である。
例えば、矩形の基板マスク部３１の角部を結ぶ対角線に対して、線対称となるようにヒータ４２，４４を分割は位置することができる。この場合、分割領域は２つとなり、それぞれの温度制御が独立におこなわれる。
あるいは、矩形の基板マスク部３１のそれぞれの角部において、ヒータ４２，４４を分割して、矩形各辺に対応する４つの領域で、それぞれの温度制御を独立におこなうことができる。
図２３は、本実施形態のプラズマ処理装置における他の例の基板マスク部を示す模式平面図である。
さらに、矩形の基板マスク部３１のそれぞれの辺において、一辺の長さよりも小さいヒータ４２，４４に分割して、矩形各辺における各領域で、それぞれの温度制御を独立におこなうことができる。この例では、各辺が２箇所に分割されている。
本実施形態におけるマスク加熱部４０は、図２３に示すように、基板マスク部３１の周方向に複数分割されたヒータ４２，４４から構成されている。また、分割された部分には、それぞれ接点４２ｂ，４４ｂが設けられて、分割されたヒータごとに、供給電力を制御して、発熱量を個別に制御することができる。
本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができるとともに、さらに、基板１０を搬送するためのドアバルブ２６ａ等が設置されていること等によって、真空チャンバ２における内部部品の非対称性等から基板マスク部３１に発生する温度の非対称性の抑制をすることが可能になる。これにより、温度低下が比較的大きい箇所からのパーティクルの発生を抑制することが可能になるという効果を奏することができる。
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第６実施形態を、図面に基づいて説明する。
図２４は、本実施形態のプラズマ処理装置における基板マスク部が下降した状態を示す模式拡大断面図である。
本実施形態において、上述した第３実施形態と異なるのは、マスク加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第３実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態においては、図２４に示すように、基板マスク部３１においてヒータ４２が一本のみ配置されている。また、ヒータ４２に対応して、接点４２ｂが基板マスク部３１の下面３１ｄに設けられ、また、接点４２ｃがマスク支持部３３の上面３３ｃに設けられる。なお、ヒータ４２が一本とされることにより、たとえば、基板マスク部３１の幅寸法、つまり、径方向寸法が小さい構成に適用することができる。
本実施形態におけるプラズマ処理方法は、図４に示した第１実施形態と同様に、基板マスク加熱工程Ｓ０２、ハンドイン工程Ｓ１１、ハンドダウン工程Ｓ１２、ハンドアウト工程Ｓ１３、および、除電放電工程Ｓ２３、サセプタ下降工程Ｓ２４、ハンドイン工程Ｓ３１、ハンドアップ工程Ｓ３２、ハンドアウト工程Ｓ３３、において、マスク加熱部４０を加熱状態とする。
このように、本実施形態におけるプラズマ処理方法は、マスク加熱部４０のスイッチングをサセプタ１５の動作のみでおこなうことが可能となる。
本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができるとともに、さらに、基板マスク部３１内に２本のヒータ４２，４４を設置することができない程度に、処理する基板１０の大きさが小さい装置等に適応することが可能になるという効果を奏することができる。
以下、本発明にかかる実施例を説明する。
ここで、本発明にかかるプラズマ処理装置における基板搬入時における温度変化確認試験をおこなった。
＜実験例１＞
まず、マスク加熱部を設けない従来のプラズマ処理装置において、基板を搬入して、その際の基板マスク部における温度低下を測定した。
その結果を図２５、図２６に示す。
図２５においては、基板投入時刻を矢印で示している。
基板マスク部は、アルミニウムから形成される。
基板搬入前におけるサセプタの温度は、２５０℃とした。
図２５に示す結果から、基板を搬入した瞬間から、基板マスク部における温度が低下していることがわかる。
また、図２６に示す結果から、基板搬入時におけるサセプタ温度が高くなることによっても、基板マスク部の温度低下がより大きくなることがわかる。
ここで、プリデポ工程Ｓ０１における成膜、あるいは、プラズマ処理工程Ｓ２２における成膜組成としてＳｉＮとした場合、ＳｉＮ，の熱膨張率は以下のようになっている。また、基板マスク部となるアルミニウム、アルミナの熱膨張率は以下のようになっている。
ＳｉＮ；３．２７×１０－６［／Ｋ］
アルミナ；７．２×１０－６［／Ｋ］
アルミニウム；２６．３×１０－６［／Ｋ］
このように、基板搬入時に、アルミニウムからなる基板マスク部の温度が低下した場合、アルミニウムとＳｉＮとの線膨張係数の差が大きいため、一定以上の温度低下によって、ＳｉＮが剥離してしまう。
これに対し、本発明のようにマスク加熱部４０を設けたプラズマ処理装置において、基板を搬入して、その際の基板マスク部における温度低下を測定した。
その結果を図２７に示す。
この結果から、基板マスク部を加熱したことで、基板マスク部の温度低下がなくなっていることがわかる。
結果として基板マスクの温度変化を小さくすることで基板マスクに着膜された膜との間の熱膨張差から発生する膜剥離を抑制することでパーティクルを劇的に抑えることが可能になる。
本発明の活用例として、ＣＶＤ装置のみならず、スパッタ成膜装置の防着板からの膜剥離制御、並びにエッチング装置の基板マスクへの着膜制御等を挙げることができる。
１…プラズマ処理装置
２…真空チャンバ（チャンバ）
２ａ…成膜空間（反応室）
４…電極フランジ（電極部）
５…シャワープレート（電極部）
６…ガス噴出口
７…ガス導入管
９…高周波電源
１０…基板
１０ａ…処理面
１１…底部（内底面）
１５…サセプタ（基板ヒータ部）
１５ａ…上面
１５ｃ…外周
１６…支柱
１６Ａ…昇降駆動部（昇降機構）
２０…ロボットハンド
２３…高周波電極支持部
２４…壁部（側壁）
２６…搬出入部
２６ａ…ドアバルブ
２７…排気管
２８…真空ポンプ
３０…制御部
３１…基板マスク部
３１ａ…内周
３１ｂ…外周
３１ｃ…上面（表面）
３１ｄ…下面
３１ｅ…傾斜部
３１ｆ…外側部
３３…マスク支持部
３３ａ…先端部
３３ｂ…基端部
３３ｃ…上面
４０…マスク加熱部
４１，４２，４４…ヒータ
４１ａ，４２ａ，４２ｄ，４４ａ，４４ｄ…配線
４２ｂ，４２ｃ，４４ｂ，４４ｃ…接点
４２ｆ…凹部
４３…熱絶縁部
５０…温度検出部
５１，５５…放射温度計
５２，５６，５６ａ…検出孔
５７…透光密閉部材
１０１…処理室
Ｐ…プラズマ

Claims (16)

  1. プラズマ処理装置であって、
    チャンバと、
    前記チャンバの上部に配置されて反応室を形成する電極部と、
    前記電極部に接続されてプラズマを形成する高周波電圧を印加する高周波電源と、
    前記チャンバの下部に前記電極部に対向して配置され、基板を載置して昇降可能な基板ヒータ部と、
    前記基板ヒータ部を昇降駆動する昇降駆動部と、
    前記基板および前記基板ヒータ部の外周部を前記電極部に対して覆う基板マスク部と、
    前記チャンバに周設されて前記基板ヒータ部が下降した際に前記基板マスク部を支持するマスク支持部と、
    前記基板マスク部を加熱するマスク加熱部と、
    前記マスク加熱部の制御をおこなう制御部と、
    を有し、
    前記基板ヒータ部が下降して、前記マスク支持部によって支持された前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間した際に、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱可能である
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 前記マスク加熱部が、前記基板マスク部の外周に沿って前記マスク支持部に配置されたヒータである
    ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記マスク支持部には、前記チャンバの壁部に近接する基部に熱絶縁部が配置される
    ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記マスク加熱部が、前記基板マスク部が接触する前記マスク支持部の先端部に埋設されたヒータである
    ことを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記マスク支持部の先端部が、平面視して前記基板ヒータ部の外周よりも径方向外側に位置する
    ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記マスク加熱部が、前記基板マスク部の外周に沿って前記基板マスク部に配置されたヒータである
    ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  7. 前記マスク加熱部の前記ヒータが、前記基板マスク部の全周に延在して配置される
    ことを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記マスク加熱部の前記ヒータが、前記基板マスク部の内周に近接する位置に周設される
    ことを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記ヒータが、前記基板マスク部の外周と同心状に複数本として配置される
    ことを特徴とする請求項７記載のプラズマ処理装置。
  10. 前記マスク加熱部の前記ヒータに通電する接点が、前記基板マスク部の下面と、前記マスク支持部の上面とに配置される
    ことを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記接点が、前記基板マスク部の下面から下方に突出する
    ことを特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置。
  12. 前記接点が、前記マスク支持部の上面から上方に突出する
    ことを特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置。
  13. 前記基板マスク部の外周が、平面視して前記マスク支持部の先端部よりも径方向外側に位置する
    ことを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
  14. 前記基板マスク部の温度を検出する温度検出部を有する
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか記載のプラズマ処理装置。
  15. 前記温度検出部が、前記基板マスク部の下面温度を検出する
    ことを特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理装置。
  16. 請求項１から１５のいずれか記載のプラズマ処理装置においてプラズマ処理をおこなうプラズマ処理方法であって、
    前記基板マスク部が前記基板ヒータ部に載置されている場合には、前記基板ヒータ部によって前記基板マスク部を加熱し、
    前記基板マスク部が前記基板ヒータ部から離間している場合には、前記マスク加熱部によって前記基板マスク部を加熱する
    ことを特徴とするプラズマ処理方法。
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