JP6396223B2 - アーク放電イオンプレーティング装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、アーク放電イオンプレーティング（ＡＤＲＩＰ）装置の制御方法に関する。

ＡＤＲＩＰ法は、スパッタリング法に比較して堆積速度が大きく、また、有機金属化学的気相成長（ＭＯＣＶＤ）法に比較して、基板（ウエハ）温度が低く、製造コストが低く、有毒な有機金属ガスを用いないので対環境性がよく、また、原料の利用効率がよいという利点を有する。ＡＤＲＩＰ装置は、たとえば、良質な透明導電層、シリコン層、酸化チタン層、PｂZr_xTi_1-xO₃（PZT）層等を形成するのに適している。

特許文献１は従来のＡＤＲＩＰ装置を詳細に開示している。特許文献２は特許文献１に開示された装置に、更にロードロック室（チャンバ）、搬入室、搬出室などが仕切弁を介して接続された装置を開示している。特許文献２では、搬送機構によって成膜する基材をそれぞれの部屋に搬送している。

図４は特許文献１に開示されたＡＤＲＩＰ装置に特許文献２に開示されたロードロックチャンバを接続した従来のＡＤＲＩＰ装置を示す図である。

図４において、ＡＤＲＩＰ装置は、円筒状のプラズマチャンバ１、成膜チャンバ２及びロードロックチャンバ３よりなる。この場合、プラズマチャンバ１と成膜チャンバ２とは仕切りがなく連続しているが、成膜チャンバ２とロードロックチャンバ３とは仕切板４によって区切られている。

プラズマチャンバ１には、圧力勾配型プラズマガンが設けられている。この圧力勾配型プラズマガンは、アーク放電を維持するための不活性ガスたとえばＡｒガスもしくはＨｅガスを電磁弁１１ａを介して導入するガス導入口１１、陰極１２、中間電極１３、小口径コイル１４、中間電極１５、陽極１６、及び大口径コイル１７を有する。陰極１２と陽極１６との間には直流電源５によって直流電圧が印加される。中間電極１３、小口径コイル１４、中間電極１５及び大口径コイル１７は放電が最も安定するように選択される。この場合、小口径コイル１４及び大口径コイル１７はアーク放電プラズマＰの方向を調整するためのものである。

圧力勾配型プラズマガンにおいて、直流電源５によって陰極１２と陽極１６との間に高電圧たとえば１ｋＶが印加されると、ＡｒもしくはＨｅの放電ガスが電離し、グロー放電状態が発生する。さらに、放電電流を徐々に増加させると、グロー放電状態は異常グロー放電状態となり、従って、陰極１２が加熱されて熱陰極となり、放電電流は大電流となり、この結果、圧力勾配型プラズマガンはアーク放電プラズマＰを発生するアーク放電プラズマ状態となる。

成膜チャンバ２の下部には、たとえばＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ等のための複数の蒸発源２１（２つのみ図示）が設けられている。また、成膜チャンバ２の上部には、ウエハＷを載置するためのヒータ付ウエハ回転ホルダ２２及び原料ガスたとえば酸素ガスを電磁弁２３ａを介して導入するためのガス導入口２３が設けられている。さらに、成膜チャンバ２には、成膜チャンバ２を真空にするための真空ポンプ２４に接続された排気口２５が設けられている。

ロードロックチャンバ３には、ロードロックチャンバ３を真空にするための真空ポンプ３１に接続された排気口３２が設けられている。

図４の電磁弁１１ａ、蒸発源２１、ヒータ付ウエハ回転ホルダ２２、電磁弁２３ａ、真空ポンプ２４、３１、仕切板４、及び直流電源５は、マイクロコンピュータよりなる制御ユニット６によって制御される。図４のＡＤＲＩＰ装置の制御ユニット６の動作を図５のフローチャートを参照して説明する。

始めに、仕切板開放ステップ５０１にて、仕切板４を開放する。

次に、ウエハホルダ装着ステップ５０２にて、ウエハＷをローダによって大気開放したロードロックチャンバ３を介して成膜チャンバ２のヒータ付ウエハ回転ホルダ２２に搬送してチャックする。このとき、次のウエハＷもロードロックチャンバ３に搬送しておく。

次に、仕切板閉鎖ステップ５０３にて、仕切板４を閉鎖する。

次に、成膜チャンバ高真空処理ステップ５０４にて、次のアーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５に備えて、真空ポンプ２４をオンにして成膜チャンバ２を高真空たとえば１×１０^−４Ｐａ（＝０．７５μＴｏｒｒ）とする。この場合、プラズマチャンバ１の真空度も同一の高真空度となる。

次に、アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５にて、ウエハＷをヒータ付ウエハ回転ホルダ２２のヒータによって所定温度たとえば６００℃まで加熱する。また、不活性ガスＡｒもしくはＨｅを高真空状態の成膜チャンバ２に導入させると共に高直流電圧たとえば１ｋＶを圧力勾配型プラズマガンの陰極１２、陽極１６間に印加することによりグロー放電状態，異常グロー放電状態を経てアーク放電プラズマＰを発生するアーク放電プラズマ状態を実現する。

次に、アーク放電プラズマ処理ステップ５０６にて、圧力勾配型プラズマガンの直流電圧を下げてアーク放電プラズマＰをプラズマ放電電流７０Ａ程度のアーク放電プラズマＰとして安定化させ、原料ガスたとえばＯ_２ガスを導入し、蒸発源２１をオンしてウエハＷ上に所定の薄膜を堆積させる。

次に、アーク放電プラズマ処理終了ステップ５０７にて、Ｏ_２ガスの導入を停止し、蒸発源２１をオフにすると共に、不活性ガスの導入を停止して圧力勾配型プラズマガンの直流電圧を零としてアーク放電プラズマＰの発生を停止する。また、ヒータ付ウエハ回転ホルダ２２のヒータをオフにし、ウエハＷの温度を３００℃程度まで低下させる。

次に、ロードロックチャンバ高真空処理ステップ５０８にて、真空ポンプ３１をオンにしてロードロックチャンバ３を高真空にする。この場合も、ロードロックチャンバ３の真空度は高真空度たとえば１×１０^−４Ｐａ（＝０．７５μＴｏｒｒ）とされる。尚、ロードロックチャンバ真空処理ステップ５０８はアーク放電プラズマ処理終了ステップ５０７と併行に実行してもよい。

次に、仕切板開放ステップ５０９にて、仕切板４を開放する。この場合、上述のごとく、成膜チャンバ２の真空度は、ロードロックチャンバ３の真空度と同一であり、高真空度である。

次に、最終ウエハ判別ステップ５１０にて、ウエハＷが最終ウエハか否かを判別し、ウエハＷが最終ウエハでなければ、チャンバ間のウエハ交換ステップ５１１にて、ウエハＷをローダによってヒータ付ウエハ回転ホルダ２２からロードロックチャンバ３に搬送し、その代り、ロードロックチャンバ３内の次のウエハＷをローダによってヒータ付ウエハ回転ホルダ２２に搬送してチャックする。

次に、大気圧ウエハ交換ステップ５１２にて、ロードロックチャンバ３を大気開放して処理済ウエハＷを外部へ取出し次のウエハＷを外部からロードロックチャンバ３に搬入する。この搬入後にロードロックチャンバ３を密閉する。ステップ５１２のフローはステップ５０３に戻り、ロードロックチャンバ３のヒータ付ウエハ回転ホルダ２２にチャックされたウエハＷに対してステップ５０３〜５１０のフローが繰返される。

他方、最終ウエハ判別ステップ５１０にて、ウエハＷが最終ウエハと判別されると、最終専用ルーチンのステップ５１３、５１４が実行される。つまり、ウエハ取出しステップ５１３にて、ウエハＷをローダによってヒータ付ウエハ回転ホルダ２２からロードロックチャンバ３に搬送され、さらに、ロードロックチャンバ３を大気開放してウエハＷはロードロックチャンバ３の外部へ取出させる。そして、ステップ５１４にて、図５の制御フローは終了する。

特開２０１２−１７５０１４号公報 特開２００１−２５４１７１号公報 特許第４０３８４７３号公報（特開２００５−１４６３８２号公報）

しかしながら、上述の従来のＡＤＲＩＰ装置の制御方法においては、１枚のウエハの処理毎にアーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５、アーク放電プラズマ処理終了ステップ５０７、成膜チャンバ高真空処理ステップ５０４及びロードロックチャンバ高真空処理ステップ５０８が実行されるので、ウエハタクト時間が長くなる。特に、アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５において、圧力勾配型プラズマガンをグロー放電状態から異常グロー放電状態を介して安定なアーク放電プラズマ状態まで立ち上げる時間はたとえば１５〜３０分程度と長い。従って、ウエハタクト時間が長くなり、この結果、この薄膜を用いた製品の製造コストが上昇するという課題がある。また、各製品毎に安定なアーク放電プラズマ状態までの立上げにかかる熱履歴が変化するので、アーク放電プラズマ状態が変化し易くなり、薄膜の品質がばらつくという課題もある。

また、アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５においては、高電圧を用いてグロー放電状態及び異常グロー放電状態を発生させるために、高真空度たとえば１．３３Ｐａ〜１．３ｋＰａ（０．０１〜１０Ｔｏｒｒ）の圧力を必要とする。これに併せてロードロックチャンバ高真空処理ステップ５０８を必要とする。この結果、真空ポンプ３１が大型化かつ高価となるという課題もある。さらに、圧力勾配型プラズマガンが頻繁なグロー放電状態及び異常グロー放電状態によって損傷し、従って、ＡＤＲＩＰ装置の寿命が短いという課題もある。

尚、プラズマチャンバ１と成膜チャンバ２との間に別個の仕切板を設け、この別個の仕切板によってプラズマチャンバ１を閉鎖状態にして最小限のアーク放電プラズマ状態（以下、アーク放電プラズマアイドリング状態）を維持し、アーク放電プラズマが必要なときに、このアーク放電プラズマアイドリング状態から安定なアーク放電プラズマを短時間で実現することは公知である（参照：特許文献３）。これにより、ウエハの処理毎のアーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５及びアーク放電プラズマ処理終了ステップ５０７は不要となり、ウエハタクト時間が短くなるという利点がある。しかしながら、この公知のＡＤＲＩＰ装置においては、プラズマチャンバと成膜チャンバの間にある仕切板のシール部が放電プラズマの熱に暴露されて劣化し、仕切板の寿命が短くなるので、装置コストの上昇を招く。また、アーク放電プラズマ状態を安定的に維持するためには、プラズマチャンバと成膜チャンバの真空度がほぼ同一でなければならない。しかし、真空度を同一に合わせるのは時間がかかってしまう。

上述の課題を解決するために、本発明に係るＡＤＲＩＰ装置の制御方法は、圧力勾配型プラズマガンが設けられたプラズマチャンバ、プラズマチャンバに接続された成膜チャンバ、成膜チャンバと仕切板によって区分されたロードロックチャンバ、成膜チャンバとロードロックチャンバとを接続するガス導通管、及びガス導通管の途中に設けられたスローリーク弁を具備するアーク放電イオンプレーティング装置において、連続処理するウエハに対して、スローリーク弁閉鎖工程はスローリーク弁を閉鎖し、仕切板閉鎖工程は仕切板を閉鎖する。スローリーク弁閉鎖工程及び仕切板閉鎖工程の後に、第１の成膜チャンバ真空処理工程は成膜チャンバを第１の低真空度の真空にする。アーク放電プラズマ処理工程は予め実現された後述のアーク放電プラズマアイドリング状態から第１の低真空度の真空にされた成膜チャンバにおいて第１の放電電流の第１のアーク放電プラズマ状態を実現してウエハに成膜を実行する。アーク放電プラズマ処理工程の後に、アーク放電プラズマアイドリング処理工程は第１の低真空度の真空にされた成膜チャンバにおいて第１の放電電流より小さい第２の放電電流のアーク放電プラズマアイドリング状態を実現する。アーク放電プラズマアイドリング処理工程の後に、ロードロックチャンバ低真空処理工程はロードロックチャンバを第２の低真空度の真空にする。ロードロックチャンバ低真空処理工程の後に、スローリーク弁開放工程はスローリーク弁を開放する。スローリーク弁開放工程の後に、仕切板開放工程は仕切板を開放する。これにより、仕切板開放時に、成膜チャンバ及びプラズマチャンバに衝撃は発生せず、従って、アーク放電プラズマアイドリング状態は消滅しない。

本発明によれば、連続処理するウエハに対しては、処理時間の長いアーク放電プラズマ処理準備工程を実行せずに、アーク放電プラズマ処理工程及びアーク放電プラズマアイドリング処理が実行されるので、ウエハタクト時間を大幅に短縮できる。

本発明に係るＡＤＲＩＰ装置の実施の形態を示す図であって、アーク放電プラズマ状態を示す。 本発明に係るＡＤＲＩＰ装置の実施の形態を示す図であって、アイドリングアーク放電プラズマ状態を示す。 図１のスローリーク弁の一例を示す断面図である。 図１の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 従来のＡＤＲＩＰ装置を示す断面図である。 図４の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

図１Ａ、図１Ｂは本発明に係るＡＤＲＩＰ装置の実施の形態を示す図であって、図１Ａはアーク放電プラズマ状態を示し、図１Ｂはアイドリングアーク放電プラズマ状態を示す。図１Ａ、図１Ｂにおいては、図４のＡＤＲＩＰ装置に対して、成膜チャンバ２とロードロックチャンバ３とを接続するガス導通管７及びガス導通管７の途中に設けられたスローリーク弁８を付加してある。

スローリーク弁８は成膜チャンバ２の圧力とロードロックチャンバ３の圧力とが同一となるように徐々に開放するように動作する。つまり、仕切板４が開放されたときに、成膜チャンバ２の圧力とロードロックチャンバ３の圧力が少しでも異なると、圧力差による衝撃が発生して後述のアイドリングアーク放電プラズマＩＰが消えることがある。このような衝撃を和らげるために、仕切板４の開放前に、スローリーク弁８によって予め成膜チャンバ２の圧力とロードロックチャンバ３の圧力とを同一にする。スローリーク弁８の汎用型は図２に示される。

図２において、スローリーク弁８は、成膜チャンバ２に通ずるガス流入口８１及びロードロックチャンバ３に通ずるガス流出口８２が設けられた本体ブロック８３と、本体ブロック８３に挿入され、Ｏリング８４によってシールされたニードル８５とを備えている。この場合、ニードル８５のテーパ部８５ａがガス流入口８１のオリフィス８１ａを徐々に塞ぐことによりガス導通管７のガス流量を微調整する。このガス流量の微調整は制御ユニット６によって制御される駆動モータ８６によってニードル８５を回転することによって行われる。尚、スローリーク弁８は精密型、ダイヤフラム型等の他の型でもよい。

図１Ａ、図１Ｂの電磁弁１１ａ、蒸発源２１、ヒータ付ウエハ回転ホルダ２２、電磁弁２３ａ、真空ポンプ２４、３１、仕切板４、直流電源５及びスローリーク弁８は、マイクロコンピュータよりなる制御ユニット６によって制御される。図１Ａ、図１ＢのＡＤＲＩＰ装置の制御ユニット６の動作を図３のフローチャートを参照して説明する。

図３においては、図５のフローチャートに対して、スローリーク弁閉鎖ステップ３０１、最初ウエハ判別ステップ３０２、アーク放電プラズマアイドリング処理ステップ３０３、及びスローリーク弁開放ステップ３０４を付加し、成膜チャンバ高真空処理ステップ５０４、アーク放電プラズマ処理ステップ５０６及びロードロックチャンバ高真空処理ステップ５０８の修正ステップである成膜チャンバ低真空処理ステップ５０４’、アーク放電プラズマ処理ステップ５０６’及びロードロックチャンバ低真空処理ステップ５０８’を付加し、ロードロックチャンバ高真空処理ステップ５０８を削除してある。

始めに、仕切板開放ステップ５０１にて、仕切板４を開放する。

次に、ウエハホルダ装着ステップ５０２にて、ウエハＷをローダによって大気開放したロードロックチャンバ３を介して成膜チャンバ２のヒータ付ウエハ回転ホルダ２２に搬送してチャックする。このとき、次のウエハＷもロードロックチャンバ３に搬送しておく。

次に、スローリーク弁閉鎖ステップ３０１にて、スローリーク弁８を閉鎖する。

次に、仕切板閉鎖ステップ５０３にて、仕切板４を閉鎖する。尚、スローリーク弁閉鎖ステップ３０１及び仕切板閉鎖ステップ５０３の順序は交換してもよい。

次に、最初ウエハ判別ステップ３０２にて、ウエハＷが最初ウエハか否かを判別する。ウエハＷが最初ウエハであれば、初回時専用ルーチンとしての成膜チャンバ高真空処理ステップ５０４、アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５及び初回時アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０６を実行し、他方、ウエハＷが最初ウエハでなければ、連続専用処理ルーチンとしての大気圧ウエハ交換ステップ５１２、成膜チャンバ低真空処理ステップ５０４’及びアーク放電プラズマ処理ステップ５０６’を実行する。

初回時専用ルーチンを説明する。成膜チャンバ高真空処理ステップ５０４では、次のアーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５に備えて、真空ポンプ２４をオンにして成膜チャンバ２を高真空たとえば１×１０^−４Ｐａ（＝０．７５μＴｏｒｒ）とする。この場合、プラズマチャンバ１の真空度も同一の高真空度となる。次いで、アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５にて、ウエハＷをヒータ付ウエハ回転ホルダ２２のヒータによって所定温度たとえば６００℃まで加熱する。また、不活性ガスＡｒもしくはＨｅを高真空状態の成膜チャンバ２に導入させてプラズマチャンバ内の圧力を１．３３Ｐａ〜１．３３ｋＰａ(０．０１〜１０Ｔｏｒｒ)に制御して、共に高直流電圧たとえば１ｋＶを圧力勾配型プラズマガンの陰極１２、陽極１６間に印加することによりグロー放電状態，異常グロー放電状態を経てアーク放電プラズマＰを発生するアーク放電プラズマ状態を実現する。次いで、初回時アーク放電プラズマ処理ステップ５０６にて、圧力勾配型プラズマガンの直流電圧を下げて図１Ａに示すアーク放電プラズマＰをプラズマ放電電流７０Ａ程度のアーク放電プラズマＰとして安定化させ、原料ガスたとえばＯ_２ガスを導入し、蒸発源２１をオンしてウエハＷ上に所定の薄膜を堆積させる。

連続専用ルーチンを説明する。大気圧ウエハ交換ステップ５１２にて、ロードロックチャンバ３を大気開放してウエハＷはロードロックチャンバ３の外部へ取出され、その代りに、外部から次のウエハＷがロードロックチャンバ３に搬入される。次いで、成膜チャンバ低真空処理ステップ５０４’にて、真空ポンプ２４をオンにして成膜チャンバ２を低真空度たとえば２×１０^−１Ｐａ（＝１．５ｍＴｏｒｒ）とする。この場合、プラズマチャンバ１の真空度も同一の真空度となる。次いで、アーク放電プラズマ処理ステップ５０６’にて、先のウエハに対して後述のアーク放電プラズマアイドリング処理ステップ３０３にて設定されている圧力勾配型プラズマガンの直流電圧を上げてプラズマ放電電流１０Ａ程度の図１Ｂに示すアイドリングアーク放電プラズマＩＰから図１Ａに示すプラズマ放電電流７０Ａ程度のアーク放電プラズマＰとして安定化させ、原料ガスたとえばＯ_２ガスを導入し、蒸発源２１をオンしてウエハＷ上に所定の薄膜を堆積させる。

尚、ステップ３０１、５０３、３０３、５０８’、３０４、５０９、５１０、５１１、５０７、５１３、５１４は最初ウエハ及び連続処理ウエハに対する共通ルーチンである。

次に、共通ルーチンのアーク放電プラズマアイドリング処理ステップ３０３にて、原料ガスたとえばＯ_２ガスの導入を停止し、蒸発源２１をオフにすると共に、圧力勾配型プラズマガンの直流電圧を下げてプラズマ放電電流１０Ａ程度で安定化させる。このアイドリングアーク放電プラズマＩＰはアーク放電プラズマＰの最小のものであり、種火に相当する。

次に、ロードロックチャンバ低真空処理ステップ５０８’にて、真空ポンプ３１をオンにしてロードロックチャンバ３を低真空にする。この場合、ロードロックチャンバ３の真空度は低真空度たとえば２×１０^−１Ｐａ（＝１．５ｍＴｏｒｒ）とされる。

次に、スローリーク弁開放ステップ３０４にて、スローリーク弁８を徐々に開放する。この結果、ガスが成膜チャンバ２からガス導通管７を介してロードロックチャンバ３へ徐々に流れ、この結果、成膜チャンバ２の圧力とロードロックチャンバ３の圧力とが徐々に同一となる。尚、ウエハＷが最初ウエハである場合、高真空度の成膜チャンバ２の圧力と低真空度のロードロックチャンバ３の圧力とは異なるが、この場合でも、スローリーク弁８の徐々の開放によって、両者の圧力は同一となる。

次に、仕切板開放ステップ５０９にて、仕切板４を開放する。この場合、成膜チャンバ２の真空度は、ロードロックチャンバ３の真空度と同一であり、従って、衝撃はほとんどなく、この結果、図１Ｂのアイドリングアーク放電プラズマＩＰが消滅することはない。

次に、最終ウエハ判別ステップ５１０にて、ウエハＷが最終ウエハか否かを判別し、ウエハＷが最終ウエハでなければ、チャンバ間ウエハ交換ステップ５１１にて、ウエハＷをローダによってヒータ付ウエハ回転ホルダ２２からロードロックチャンバ３に搬送し、その代り、ロードロックチャンバ３内の次のウエハＷをローダによってヒータ付ウエハ回転ホルダ２２に搬送してチャックする。この結果、次のウエハＷに対して上述のステップ３０１〜５１０が繰返されることになる。

他方、最終ウエハ判断ステップ５１０にて、ウエハＷが最終ウエハと判別されると、最終ルーチンとしてのステップ５０７、５１３、５１４に進む。つまり、アーク放電プラズマ処理終了ステップ５０７にて、Ｏ_２ガスの導入を停止し、蒸発源２１をオフにすると共に、不活性ガスの導入を停止して圧力勾配型プラズマガンの直流電圧を零としてアイドリングアーク放電プラズマＩＰの発生を停止する。また、ヒータ付ウエハ回転ホルダ２２のヒータをオフにし、ウエハＷの温度を３００℃程度まで低下させる。次いで、ウエハ取出しステップ５１３にて、ウエハＷをローダによってヒータ付ウエハ回転ホルダ２２からロードロックチャンバ３に搬送され、さらに、ロードロックチャンバ３を大気開放してウエハＷはロードロックチャンバ３の外部へ取出させる。そして、ステップ５１４にて、図３の制御フローは終了する。

このように、最初ウエハＷに対してのみ処理時間が長い成膜チャンバ高真空度処理ステップ５０４、アーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５及び初回時アーク放電プラズマ処理ステップ５０６が実行され、最終ウエハＷに対してのみアーク放電プラズマ処理終了ステップ５０７が実行される。連続処理ウエハＷに対して実行されるアーク放電プラズマ処理ステップ５０６’及び共通ルーチンのアーク放電プラズマアイドリング処理ステップ３０３は低真空の基で行われる。特に、処理時間の長いアーク放電プラズマ処理準備ステップ５０５は実行されない。また、放電電流１０Ａ程度のアーク放電プラズマアイドリング状態から放電電流７０Ａ程度のアーク放電プラズマ状態への移行は数１０秒で可能である。従って、ウエハタクト時間は大幅に短縮できる。

また、アーク放電プラズマアイドリング状態から移行したアーク放電プラズマ処理ステップ５０６’のアーク放電プラズマ状態は変化しにくく、この結果、薄膜の品質のばらつきを小さくできる。

さらに、グロー放電状態及び異常グロー放電状態は少なくなるので、圧力勾配型プラズマガンの損傷も減少し、この結果、ＡＤＲＩＰ装置の寿命を長くできる。

１：プラズマチャンバ
１１：ガス導入口
１１ａ：電磁弁
１２：陰極
１３：中間電極
１４：小口径コイル
１５：中間電極
１６：陽極
１７：大口径コイル
２：成膜チャンバ
２１：蒸発源
２２：ヒータ付ウエハ回転ホルダ
２３：ガス導入口
２４：真空ポンプ
２６：排気口
３：ロードロックチャンバ
３１：真空ポンプ
３２：排気口
４：仕切板
５：直流電源
６：制御ユニット
７：ガス導通管
８：スローリーク弁
Ｐ：アーク放電プラズマ
ＩＰ：アイドリングアーク放電プラズマ

Claims (5)

1. 圧力勾配型プラズマガンが設けられたプラズマチャンバ、該プラズマチャンバに接続された成膜チャンバ、該成膜チャンバと仕切板によって区分されたロードロックチャンバ、該成膜チャンバと前記ロードロックチャンバとを接続するガス導通管、及び該ガス導通管の途中に設けられたスローリーク弁を具備するアーク放電イオンプレーティング装置において、
   連続処理のウエハに対して、
   前記スローリーク弁を閉鎖するスローリーク弁閉鎖工程と、
   前記仕切板を閉鎖する仕切板閉鎖工程と、
   前記スローリーク弁閉鎖工程及び前記仕切板閉鎖工程の後に、前記成膜チャンバを第１の低真空度の真空にする第１の成膜チャンバ真空処理工程と、
   前記第１の低真空度の真空にされた成膜チャンバにおいて予め実現された後述のアーク放電プラズマアイドリング状態から第１の放電電流の第１のアーク放電プラズマ状態を実現してウエハに成膜を実行するアーク放電プラズマ処理工程と、
   前記アーク放電プラズマ処理工程の後に、前記第１の低真空度の真空にされた成膜チャンバにおいて前記第１の放電電流より小さい第２の放電電流のアーク放電プラズマアイドリング状態を実現するアーク放電プラズマアイドリング処理工程と、
   前記アーク放電プラズマアイドリング処理工程の後に、前記ロードロックチャンバを第２の低真空度の真空にするロードロックチャンバ低真空処理工程と、
   前記ロードロックチャンバ低真空処理工程の後に、前記スローリーク弁を開放するスローリーク弁開放工程と、
   前記スローリーク弁の開放工程の後に、前記仕切板を開放する仕切板開放工程と
   を具備するアーク放電イオンプレーティング装置の制御方法。
2. 前記ウエハが最初ウエハである場合に、さらに、
   前記成膜チャンバを前記第１、第２の低真空度より高い高真空度の真空にする第２の成膜チャンバ真空処理工程と、
   前記高真空度の真空にされた成膜チャンバをグロー放電状態から異常グロー放電状態を介して初回時アーク放電プラズマ状態を実現するアーク放電プラズマ処理準備工程と、
   前記アーク放電プラズマ処理準備工程の後に、前記初回時アーク放電プラズマ状態にて前記最初ウエハに成膜を実行する初回時アーク放電プラズマ処理工程と
   を具備する請求項１の記載のアーク放電イオンプレーティング装置の制御方法。
3. さらに、前記仕切板開放工程の後に、前記成膜されたウエハを前記成膜チャンバから前記ロードロックチャンバに搬入し、次のウエハを該ロードロックチャンバから前記成膜チャンバに搬入するチャンバ間ウエハ交換工程を具備する請求項１に記載のアーク放電イオンプレーティング装置の制御方法。
4. さらに、前記スローリーク弁閉鎖工程及び前記仕切板閉鎖工程の後に、前記ロードロックチャンバを大気開放して該ロードロックチャンバと外部との間でウエハ交換を行う大気圧ウエハ交換工程を具備する請求項１に記載のアーク放電イオンプレーティング装置の制御方法。
5. 前記第１の低真空度と前記第２の低真空度とが同一である請求項１に記載のアーク放電イオンプレーティング装置の制御方法。

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