WO2011007580A1 - 基板処理方法 - Google Patents

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    • H10P72/30—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations
    • H10P72/33—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing method for performing the same processing in at least two processing chambers in parallel, and performing recovery processing for recovering the state of each processing chamber when the number of processing chambers in each processing chamber reaches a specified number.
  • a transfer robot 1 having a transfer chamber T, two robot hands 12a and 12b accommodated in the transfer chamber T, and the transfer chamber A sputtering apparatus 100 including two load lock chambers A and B and two processing chambers C and D arranged so as to surround T is known.
  • a lot unit for example, 25 sheets
  • the transferred substrate is transferred to the film forming chambers C and D by the transfer robot 1.
  • the same film forming process is performed in parallel in the two film forming chambers C and D.
  • the substrate cannot be carried out immediately after the processing is completed in each of the film forming chambers C and D, resulting in a waiting time. If this waiting time can be effectively shortened, the throughput can be further improved.
  • the sputtering apparatus 100 is applied to, for example, film formation of a titanium nitride (TiN) film by reactive sputtering (for example, Patent Document 1).
  • TiN titanium nitride
  • Patent Document 1 a dummy sputtering process (so-called recovery process) is performed in which the Ti target is shielded by a shutter that prevents the spattering of the target sputtered particles and the Ti target is sputtered. ) Is performed.
  • Such a dummy sputtering process is performed, for example, every time a lot unit process is completed. In other words, if 25 substrates are taken as one lot, when the number of processed sheets in any one film forming chamber reaches the specified number (12 sheets), dummy sputtering processing is started in the one film forming chamber, and another process is performed. When the number of treatments in the film chamber reaches a prescribed number (13), dummy sputtering treatment is started in the other film formation chamber. At this time, if the dummy sputter processing time is longer than the processing time of the film forming chamber, dummy sputter processing is performed in the two film forming chambers overlapping each other. In such a case, it is the same as the processing for a predetermined time in both film forming chambers between lots. Therefore, it does not contribute to shortening the waiting time.
  • the present invention provides a recovery processing time in which a substrate is alternately transferred to at least two processing chambers and the recovery processing of the processing chamber is performed in the middle of performing the same processing on each substrate in parallel. It is an object of the present invention to provide a substrate processing method capable of improving throughput when is longer than the processing time.
  • the present invention alternately transfers a substrate to at least two processing chambers, performs the same processing on the substrate in each processing chamber in parallel, and specifies the number of processing sheets in each processing chamber.
  • the number of sheets reaches the number of sheets
  • the substrate processing method in which the recovery process for recovering the state of each processing chamber is performed and the recovery processing time is longer than the processing time
  • the number of processed sheets in any one processing chamber reaches the specified number
  • the recovery process is started in the one processing chamber, the substrate is transported only to the other processing chamber until the recovery process in the one processing chamber is completed, and the recovery is performed in the one processing chamber.
  • the recovery process is started in another process chamber, and until the recovery process in the other process chamber is completed, the substrate is transferred to only one process chamber to perform the process.
  • the alternate transfer is resumed.
  • the start time of the recovery process in one process chamber is determined so that the recovery process performed in one process chamber is completed at the same time as the number of processed sheets in the other process chamber reaches the specified number. It may be.
  • simultaneous does not mean exact coincidence, but there is a slight time difference corresponding to the lifter moving time, substrate transport time, shutter operating time, etc. It means to include almost the same case.
  • the process is a process of forming a titanium nitride film on the substrate surface by reactive sputtering using a Ti target, and the recovery process is performed by using a shutter that prevents scattering of sputtered particles of the Ti target.
  • a dummy sputtering process that shields and sputters a Ti target is preferable.
  • the recovery processing is not performed in each processing chamber in an overlapping manner, and the processing is performed in any other processing chamber while the recovery processing is performed in any one processing chamber. I did it.
  • the substrate when processing a substrate in only one processing chamber, there is no need to consider the processing status of other processing chambers, and the substrate can be taken out immediately after the processing is completed, so that no waiting time occurs. Therefore, the waiting time can be effectively shortened while the recovery process is being performed, and the throughput can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a film forming chamber C in FIG. 1.
  • A) is a schematic diagram for demonstrating the substrate processing method of this embodiment
  • (b) is a schematic diagram for demonstrating the substrate processing method of a prior art.
  • (A) is a schematic diagram for demonstrating the waiting time in the substrate processing method of this embodiment
  • (b) is a schematic diagram for demonstrating the waiting time in the conventional substrate processing method.
  • FIG. 1 shows a sputtering apparatus which is an example of a film forming apparatus according to the present invention.
  • the sputtering apparatus 100 includes a transfer chamber T in which the transfer robot 1 is accommodated, and two load lock chambers A and B and two film forming chambers C and D that are disposed so as to surround the transfer chamber T.
  • the substrate S placed in the load lock chambers A and B is transferred to the film forming chambers C and D by the transfer robot 1.
  • the transfer robot 1 that transfers the substrate S between the load lock chambers A and B and the film formation chambers C and D is, for example, an articulated robot having a known structure, and robot arms 11 a and 11 b that are operating parts.
  • a plurality of motors 10 are provided as drive means for driving the robot arms 11a and 11b so as to be rotatable and extendable.
  • Robot hands 12a and 12b for holding the substrate S in a state where the substrate S is placed are connected to the tips of the robot arms 11a and 11b, respectively.
  • the film forming chambers C and D have the same configuration and perform the same film forming process. These film forming chambers C and D are sputtering chambers for forming a TiN film on the substrate surface by reactive sputtering, for example.
  • the configuration of the film forming chamber C will be described as a representative.
  • a stage 21 on which the substrate S is placed is arranged on the upper surface.
  • the stage 21 is provided with a lifter (lift pin) having a known structure (not shown). The lifter moves up and down when the substrate S is transferred to the stage 21.
  • An exhaust pipe 22 is connected to the bottom of the film forming chamber C around the stage 21, and the exhaust pipe 22 communicates with an exhaust means such as a vacuum pump (not shown).
  • the cathode electrode 24 is provided in the opening part in the ceiling part of the film-forming chamber C through the insulating member 23.
  • the cathode electrode 24 is connected to a DC power source that is a cathode power source 25.
  • a target 26 made of a film forming material such as Ti is provided, for example.
  • a magnet unit 27 that forms a magnetic field is disposed in front of the sputtering surface so that a desired plasma density is obtained in the vicinity of the sputtering surface of the Ti target 26.
  • the magnet unit 27 includes a rotating plate 27a, a rotating shaft 27b fixed to the upper surface of the rotating plate 27a, and a plurality of magnets 27c arranged on the lower surface of the rotating plate 27a.
  • One end of a gas pipe 28 is connected to the side wall of the film formation chamber C that is grounded.
  • the other end of the gas pipe 28 communicates with a gas source via a mass flow controller (not shown).
  • the gas source is, for example, an N 2 supply source and an Ar supply source.
  • a shutter 29 that is movable in the horizontal direction between the stage 21 and the Ti target 26 is provided.
  • the shutter 29 prevents the sputtered particles of the Ti target 26 from scattering on the stage 21.
  • the pressure in the film forming chamber C is controlled to a predetermined pressure while supplying a reaction gas from the gas pipe 28 into the film forming chamber C, and the cathode power source 25 supplies the cathode electrode.
  • a TiN film can be formed on the surface of the substrate S placed on the stage 21.
  • the conditions for forming the TiN film are, for example, as follows.
  • the numbers in the figure represent the number of substrates in the first lot or the second lot that are processed in the film forming chambers C and D.
  • the illustration of the dummy sputtering process performed before the first lot is omitted.
  • the substrate cannot be carried out immediately after the processing is completed in the film forming chambers C and D, resulting in a waiting time.
  • the conventional substrate processing method cannot effectively shorten such a waiting time, and cannot improve the throughput.
  • the substrate processing method of this embodiment when the number of processed sheets in any one of the film forming chambers reaches a specified number, dummy sputter processing is performed in advance.
  • the dummy sputtering process is started in the film forming chamber C.
  • the start time of the dummy sputtering process in the film forming chamber C is the same as the completion of the 25th film forming process of the first lot in the film forming chamber D, and the dummy sputtering process in the film forming chamber C is completed. Can be determined. Specifically, since the dummy sputter processing time corresponds to the processing time for three sheets, the number of unprocessed substrates in the first lot is three, and the 21st film forming process of the first lot in the film forming chamber C is performed. When the process is completed, the dummy sputtering process is started in the film forming chamber C. Accordingly, the dummy sputtering process in the film forming chamber D can be started immediately after the dummy sputtering process in the film forming chamber C is completed.
  • the 23rd, 24th, and 25th sheets of the first lot are transported only to the other film forming chamber D to perform the film forming process.
  • the 23rd, 24th, and 25th substrates of the first lot are carried out of the film forming chamber D immediately after the film forming process is completed. Thus, there is no waiting time as occurs in the conventional method.
  • the dummy sputtering process is started in the film forming chamber D.
  • the substrate is transferred to the film forming chamber C. It becomes possible.
  • the dummy sputtering process is performed in the film forming chamber D, the first, second, and third sheets of the second lot are transported only to the film forming chamber C to perform the film forming process.
  • the first, second, and third substrates of the second lot are carried out of the film forming chamber C immediately after the film forming process is completed. Thus, there is no waiting time as occurs in the conventional method.
  • the transfer of the substrate to the two film forming chambers C and D is resumed. That is, the fourth and subsequent substrates of the second lot are alternately transferred to the film forming chambers C and D, and the same film forming process is performed in parallel in the film forming chambers C and D.
  • the film formation is performed when the number of processed sheets in the film forming chamber C reaches the specified number (11).
  • the dummy sputtering process was started in advance, and until the dummy sputtering process was completed, the substrate was transferred only to the film forming chamber D and the film forming process was performed.
  • the dummy sputtering process in the film forming chamber C is completed, the dummy sputtering process is started in the film forming chamber D, and the substrate is transferred only to the film forming chamber C until the dummy sputtering process is completed.
  • the film forming process was performed. According to this, since the waiting time can be effectively shortened while the dummy sputtering process is performed, the throughput can be improved.
  • the dummy sputtering processes are not performed in the film forming chambers C and D in an overlapping manner. While the dummy sputtering process is performed in one film forming chamber C (D), the film forming process performed in the other film forming chamber D (C) is a rate-determining process. That is, while the dummy sputtering process is being performed, the transfer robot 1 and the load lock chambers A and B wait for the film forming process in the film forming chamber D (C) to end. For this reason, the 23rd to 25th substrates of the first lot are carried out of the processing chamber D immediately after the film forming process is completed, and no waiting time occurs.
  • the first to third substrates of the second lot are carried out from the film forming chamber C immediately after the film forming process is completed, and no waiting time is generated.
  • the dummy sputtering process is not performed repeatedly in the film forming chambers C and D, and only one film forming chamber is formed while the dummy sputtering process is performed. Since the film processing is performed, the waiting time can be effectively shortened and the throughput can be improved.
  • the reactive sputter TiN film forming process is exemplified as the predetermined process
  • the dummy sputter process is exemplified as the recovery process.
  • the predetermined process and the recovery process are not limited to these.
  • dry cleaning or seasoning can be exemplified as the recovery process for the film process or the etching process.
  • the substrate is alternately transferred to the two film forming chambers C and D and the film forming process is performed in parallel.
  • the film forming process is performed in parallel using three or more film forming chambers.
  • the present invention can also be applied to this.
  • the said embodiment demonstrated the case where the sputter apparatus 100 by which the load lock chambers A and B and the film-forming chambers C and D were arrange

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Abstract

　処理室の状態を回復させる回復処理の時間が処理室で行われる所定処理の時間よりも長い場合でもスループットを向上させることが可能な基板処理方法を提供する。　２つの成膜室Ｃ、Ｄに基板を交互に搬送し、成膜室Ｃ、Ｄにて基板に対して同一の成膜処理を並行して行い、成膜室Ｃでの処理枚数が規定枚数（１１枚）に達すると、成膜室Ｃでダミースパッタ処理を開始すると共に、ダミースパッタ処理が終了するまでの間、成膜室Ｄに第１ロットの２３枚目～２５枚目を搬送して成膜処理を行う。成膜室Ｃでのダミースパッタ処理が終了すると、成膜室Ｄでダミースパッタ処理を開始すると共に、ダミースパッタ処理が終了するまでの間、成膜室Ｃに第２ロットの１枚目～３枚目を搬送して成膜処理を行う。成膜室Ｄでのダミースパッタ処理が終了すると、交互の搬送を再開する。

Description

基板処理方法
　本発明は、少なくとも２つの処理室にて同一処理を並行して行い、各処理室での処理枚数が規定枚数に達すると、各処理室の状態を回復させる回復処理を行う基板処理方法に関する。
　従来、基板に成膜処理を施す処理装置として、図１に示すように、搬送室Ｔと、この搬送室Ｔに収容された２つのロボットハンド１２ａ、１２ｂを有する搬送ロボット１と、この搬送室Ｔを囲うように配置された２つのロードロック室Ａ、Ｂ及び２つの処理室たる成膜室Ｃ、Ｄとを備えたスパッタ装置１００が知られている。
　上記スパッタ装置１００では、ロードポート３に載置された基板収納容器４に収納されたロット単位（例えば、２５枚）の基板をロボット３０によりロードロック室Ａ、Ｂに交互に投入し、投入された基板を搬送ロボット１により成膜室Ｃ、Ｄに夫々搬送する。そして、２つの成膜室Ｃ、Ｄで同一の成膜処理が並行して行われる。
　ここで、２つの成膜室Ｃ、Ｄにて同一の処理を並行して行うときに、例えば、成膜室Ｃ、Ｄの処理時間よりもロードロック室Ａ、Ｂの処理時間が長い場合や、搬送ロボット１やロボット３０の速度が遅く搬送律速となる場合等には、各成膜室Ｃ、Ｄで処理が終了した直後に基板を搬出することができず、待ち時間が生じる。この待ち時間を効果的に短縮できれば、更なるスループットの向上を図ることができる。
　ところで、スパッタ装置１００は、例えば、反応性スパッタによる窒化チタン（ＴｉＮ）膜の成膜に適用されることが知られている（例えば、特許文献１）。窒化チタンを成膜する場合、処理枚数の増加に従い、成膜中に基板表面に堆積するパーティクル数が増加するという問題がある。そこで、成膜室での処理枚数が規定枚数（任意に設定）に達すると、ターゲットのスパッタ粒子の飛散を防ぐシャッターによりＴｉターゲットを遮蔽し、Ｔｉターゲットをスパッタするダミースパッタ処理（所謂、回復処理）が行われる。このようなダミースパッタ処理は、例えば、ロット単位の処理が終了する毎に行われる。つまり、２５枚の基板を１ロットとすると、いずれか一の成膜室での処理枚数が規定枚数（１２枚）に達すると該一の成膜室でダミースパッタ処理が開始され、他の成膜室での処理枚数が規定枚数（１３枚）に達すると該他の成膜室でダミースパッタ処理が開始される。このとき、ダミースパッタ処理時間が成膜室の処理時間よりも長いと、２つの成膜室でダミースパッタ処理が相互に重複して行われることになる。このような場合には、ロット間で両成膜室にて所定時間の処理が介在されるのと同様となる。従って、待ち時間の短縮には寄与しない。
特開２００４－１２８２１０号公報
　本発明は、以上の点に鑑み、少なくとも２つの処理室に基板を交互に搬送して各基板に対して同一処理を並行して行う途中に処理室の回復処理を行うものにおいて、回復処理時間が処理時間よりも長い場合にスループットを向上させることが可能な基板処理方法を提供することをその課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも２つの処理室に基板を交互に搬送し、各処理室にて基板に対して同一処理を並行して行い、各処理室での処理枚数が規定枚数に達すると、各処理室の状態を回復させる回復処理を行い、回復処理時間が処理時間よりも長くなる基板処理方法において、いずれか一の処理室での処理枚数が規定枚数に達すると、該一の処理室で回復処理を開始すると共に、一の処理室での回復処理が終了するまでの間、他の処理室にのみ基板を搬送して処理を行い、一の処理室での回復処理が終了した後、他の処理室で回復処理を開始すると共に、他の処理室での回復処理が終了するまでの間、一の処理室にのみ基板を搬送して処理を行い、他の処理室での回復処理が終了すると、上記交互の搬送を再開することを特徴とする。
　尚、本発明において、上記処理は、成膜処理やエッチング処理等を含み、回復処理は、ダミースパッタ処理やドライクリーニングやシーズニング等を含むものとする。また、処理時間は、成膜時間やエッチング時間等に加えて、基板を載置するステージに設けられたリフター（リフトピン）の移動時間や、基板の搬送時間（搬入時間、搬出時間）等を含むものとする。また、回復処理時間は、ダミースパッタ処理時間やドライクリーニング時間等に加えて、上記リフターの移動時間や、基板の搬送時間や、ターゲットをシャッターで遮蔽する場合にはそのシャッターの動作時間等を含むものとする。また、規定枚数は、処理室で行われる処理に応じて適宜設定可能である。
　本発明において、他の処理室での処理枚数が規定枚数に達すると同時に、一の処理室で行われる回復処理が終了するように、一の処理室での回復処理の開始時刻を決定するようにしてもよい。ここで、本発明において、同時とは、厳密な一致を意味するのではなく、上記リフター移動時間や基板搬送時間やシャッター動作時間などに相当する分だけ僅かな時間差が生じているものの両時期が略同一な場合を含むことを意味する。
　本発明において、上記処理は、Ｔｉターゲットを用いた反応性スパッタにより基板表面に窒化チタン膜を成膜する処理であり、上記回復処理は、Ｔｉターゲットのスパッタ粒子の飛散を防ぐシャッターによりＴｉターゲットを遮蔽し、Ｔｉターゲットをスパッタするダミースパッタ処理であることが好適である。また、本発明において、同一処理を２つの処理室で行うことが好適である。
　本発明によれば、各処理室で回復処理を相互に重複して行わないようにし、いずれか一の処理室での回復処理が行われている間、いずれか他の処理室にて処理を行うようにした。ここで、１つの処理室のみにて基板に対する処理を行うときには、他の処理室の処理状況を考慮する必要が無く、処理が終了した直後に基板を搬出できるため、待ち時間が生じない。従って、回復処理が行われている間に待ち時間を効果的に短縮することができ、スループットを向上させることができる。
本発明の実施形態による成膜装置を示す模式的平面図。 図１の成膜室Ｃを示す模式的断面図。 （ａ）は本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図であり、（ｂ）は従来技術の基板処理方法を説明するための模式図。 （ａ）は本実施形態の基板処理方法での待ち時間を説明するための模式図であり、（ｂ）は従来の基板処理方法での待ち時間を説明するための模式図。
　以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
　図１は、本発明における成膜装置の一例であるスパッタ装置を示している。スパッタ装置１００は、搬送ロボット１を収容する搬送室Ｔと、この搬送室Ｔを取り囲むように配置された２つのロードロック室Ａ、Ｂ及び２つの処理室たる成膜室Ｃ、Ｄとを備え、ロードロック室Ａ、Ｂに投入された基板Ｓを搬送ロボット１により成膜室Ｃ、Ｄに搬送するように構成されている。
　搬送室Ｔと、ロードロック室Ａ、Ｂ及び成膜室Ｃ、Ｄとの間には、基板搬送時に開操作されるアイソレーションバルブ２がそれぞれ介設されている。尚、搬送室Ｔ、ロードロック室Ａ、Ｂの構成は従来公知であり、その詳細な説明は省略する。
　スパッタ装置１００のロードロック室Ａ、Ｂに隣接して、ロードポート３が配置されている。このロードポート３は、複数の基板収納容器（例えば、ＦＯＵＰ）４を載置する公知の機構と、各基板収納容器４に収納されたロット単位（例えば、２５枚）の基板をロードロック室Ａ、Ｂに投入するロボット３０とを備えている。
　ロードロック室Ａ、Ｂと成膜室Ｃ、Ｄとの間で基板Ｓを搬送する搬送ロボット１は、例えば、公知構造を有する多関節式のロボットであり、作動部分たるロボットアーム１１ａ、１１ｂと、このロボットアーム１１ａ、１１ｂを旋回及び伸縮自在に駆動する駆動手段としてのモータ１０とを複数備えている。これらロボットアーム１１ａ、１１ｂの先端には、基板Ｓを載置した状態で保持するロボットハンド１２ａ、１２ｂがそれぞれ連結されている。この搬送ロボット１が下記（ａ）～（ｈ）の動作を繰り返すことにより、ロードロック室Ａ、Ｂに交互に投入された基板Ｓを成膜室Ｃ、Ｄに夫々搬送できる。
　（ａ）ロボットハンド１２ａで処理済みの基板を保持した状態で、ロードロック室Ａにて未処理の基板をロボットハンド１２ｂで搬出する。
　（ｂ）ロボットハンド１２ａで保持された処理済みの基板をロードロック室Ａに搬入する。
　（ｃ）成膜室Ｃにて処理済みの基板をロボットハンド１２ａで搬出する。
　（ｄ）ロボットハンド１２ｂで保持された未処理の基板を成膜室Ｃに搬入する。
　（ｅ）ロードロック室Ｂにて未処理の基板をロボットハンド１２ｂで搬出する。
　（ｆ）ロボットハンド１２ａで保持された処理済みの基板をロードロック室Ｂに搬入する。
　（ｇ）成膜室Ｄにて処理済みの基板をロボットハンド１２ａで搬出する。
　（ｈ）ロボットハンド１２ｂで保持された未処理の基板を成膜室Ｄに搬入する。
　成膜室Ｃ、Ｄは、同一の構成を有しており、同一の成膜処理を行うものである。これらの成膜室Ｃ、Ｄは、例えば、反応性スパッタにより基板表面にＴｉＮ膜を成膜するためのスパッタ室である。
　図２を参照し、成膜室Ｃの構成を代表して説明する。成膜室Ｃの底部には、その上面に基板Ｓを載置するステージ２１が配置されている。ステージ２１には、図示省略する公知構造のリフター（リフトピン）が設けられている。このリフターは、ステージ２１に対して基板Ｓの受け渡しを行う際に、上下に移動するものである。ステージ２１周辺の成膜室Ｃ底部には排気管２２が接続されており、この排気管２２は図示省略する真空ポンプなどの排気手段に連通している。
　成膜室Ｃの天井部にある開口部には、絶縁部材２３を介してカソード電極２４が設けられている。カソード電極２４は、カソード用電源２５たる直流電源に接続されている。カソード電極２４の基板側の表面（図中の下面）には、例えば、Ｔｉ等の成膜材料からなるターゲット２６が設けられている。カソード電極２４の背面側には、Ｔｉターゲット２６のスパッタ面の近傍で所望のプラズマ密度が得られるように、該スパッタ面の前方に磁場を形成する磁石ユニット２７が配置されている。磁石ユニット２７は、回転板２７ａと、該回転板２７ａ上面に固定された回転軸２７ｂと、該回転板２７ａ下面に配置された複数の磁石２７ｃとを有する。
　また、接地されている成膜室Ｃの側壁には、ガス管２８の一端が接続されている。ガス管２８の他端は、図示省略するマスフローコントローラを介してガス源に連通している。ガス源は、例えば、Ｎ２供給源及びＡｒ供給源である。
　また、成膜室Ｃ内には、ステージ２１とＴｉターゲット２６との間で水平方向に移動自在なシャッター２９が設けられている。このシャッター２９は、Ｔｉターゲット２６のスパッタ粒子がステージ２１に飛散することを防止するものである。
　このような成膜室Ｃの構成によれば、ガス管２８から成膜室Ｃ内に反応ガスを供給しながら成膜室Ｃ内の圧力を所定圧力に制御し、カソード用電源２５からカソード電極２４に電力投入することで、ステージ２１上に載置された基板Ｓの表面にＴｉＮ膜を成膜することができる。ＴｉＮ膜の成膜条件は、例えば、以下の通りである。
［ＴｉＮ膜の成膜条件］
　スパッタ電力：１２ｋＷ
　反応ガス中の窒素ガス割合（＝Ｎ２流量／（Ａｒ流量＋Ｎ２流量））：７５％
　スパッタ圧力：０．１Ｐａ
　処理時間：８０ｓｅｃ（＝搬入時間１０ｓｅｃ＋成膜時間６０ｓｅｃ＋搬出時間１０ｓｅｃ）
　上述したように、成膜室Ｃ、Ｄの処理枚数の増加に従い、成膜処理中に基板表面に堆積するパーティクル数が増加する。そこで、各成膜室Ｃ、Ｄにおける処理枚数が規定枚数に達すると、Ｔｉターゲット２６をシャッター２９により遮蔽し、Ｔｉターゲットをスパッタするダミースパッタ処理を行って、成膜室Ｃ、Ｄの状態を回復させる必要がある。尚、ダミースパッタ処理条件は、例えば、以下の通りである。
［ダミースパッタ処理条件］
　スパッタ電力：１２ｋＷ
　反応ガス中の窒素ガス割合（＝Ｎ２流量／（Ａｒ流量＋Ｎ２流量））：９０％
　スパッタ圧力：０．１Ｐａ
　処理時間：２４０ｓｅｃ
　図３を参照して、本実施形態における基板処理方法について説明する。図中の数字は、成膜室Ｃ、Ｄで処理されている基板が、第１ロット又は第２ロットの何枚目であるかを表している。尚、図３では、第１ロット前に行われるダミースパッタ処理の図示を省略している。
　上述したように搬送ロボット１を作動させることにより、２つのロードロック室Ａ、Ｂに交互に投入された第１ロットの１枚目、２枚目、…の基板を２つの成膜室Ｃ、Ｄにそれぞれ搬送し、これら２つの成膜室Ｃ、Ｄにて同一の成膜処理を並行して行うことができる（図３参照）。
　ここで、図３（ｂ）に示す従来の基板処理方法では、成膜室Ｄにおける第１ロットの２４枚目の成膜処理が終了すると、つまり、成膜室Ｄにおける処理枚数が規定枚数（２５枚の半分である１２枚）に達すると、成膜室Ｄにおいてダミースパッタ処理を開始する。そして、成膜室Ｃにおける処理枚数が規定枚数（１３枚）に達すると、成膜室Ｃにおいてダミースパッタ処理を開始する。このとき、ダミースパッタ処理時間が成膜室Ｃ、Ｄの処理時間よりも長いため、２つの成膜室Ｃ、Ｄでダミースパッタ処理が相互に重複して行われることになる。このような場合、ダミースパッタ処理の前後において２つの成膜室Ｃ、Ｄで同一の成膜処理が並行して行われるため、ロット間に長時間の処理を行った場合と同様である。
　ここで、２つの成膜室Ｃ、Ｄで同一の成膜処理を並行して行うときに、例えば、成膜室Ｃ、Ｄの処理時間よりもロードロック室Ａ、Ｂの処理時間が長い場合や、搬送ロボット１の速度が遅くて搬送律速となる場合等には、成膜室Ｃ、Ｄで処理が終了した直後に基板を搬出することができず、待ち時間が生じる。従来の基板処理方法は、このような待ち時間を効果的に短縮できず、スループットの向上が図れない。
　これに対して、本実施形態の基板処理方法では、いずれか一の成膜室における処理枚数が規定枚数に達すると、ダミースパッタ処理を先行して行う。図３（ａ）に示す例では、成膜室Ｃにおける処理枚数が規定枚数（１１枚）に達すると、成膜室Ｃにおいてダミースパッタ処理を開始する。
　ここで、成膜室Ｃでのダミースパッタ処理の開始時刻は、成膜室Ｄで第１ロットの２５枚目の成膜処理が終了すると同時に、成膜室Ｃでのダミースパッタ処理が終了するように決定することができる。具体的には、ダミースパッタ処理時間は３枚分の処理時間に相当するため、第１ロットの未処理基板数が３枚となり、成膜室Ｃにおける第１ロットの２１枚目の成膜処理が終了すると、成膜室Ｃにおいてダミースパッタ処理を開始するようにする。これにより、成膜室Ｃでのダミースパッタ処理が終了した後すぐに、成膜室Ｄでのダミースパッタ処理を開始することができる。
　成膜室Ｃでダミースパッタ処理が行われている間、第１ロットの２３枚目、２４枚目、２５枚目を他の成膜室Ｄにのみ搬送して成膜処理を行う。このとき、成膜室Ｃでの処理状況を考慮する必要がないため、第１ロットの２３枚目、２４枚目、２５枚目の基板は成膜処理終了直後に成膜室Ｄから搬出され、従来方法で生じたような待ち時間が生じない。
　そして、成膜室Ｄでの第１ロットの２５枚目の成膜処理が終了すると、成膜室Ｄでダミースパッタ処理を開始する。上述したように、成膜室Ｄでの第１ロットの２５枚目の成膜処理が終了すると同時に、成膜室Ｃでのダミースパッタ処理が終了すると、成膜室Ｃへの基板の搬送が可能となる。そして、成膜室Ｄでダミースパッタ処理が行われている間、第２ロットの１枚目、２枚目、３枚目を成膜室Ｃにのみ搬送して成膜処理を行う。このとき、成膜室Ｄでの処理状況を考慮する必要がないため、第２ロットの１枚目、２枚目、３枚目の基板は成膜処理終了直後に成膜室Ｃから搬出され、従来方法で生じたような待ち時間が生じない。
　その後、成膜室Ｄでのダミースパッタ処理が終了すると、２つの成膜室Ｃ、Ｄに基板を交互に搬送することを再開する。つまり、第２ロットの４枚目以降の基板は成膜室Ｃ、Ｄに交互に搬送され、成膜室Ｃ、Ｄにて同一の成膜処理が並行して行われる。
　以上説明したように、本実施形態では、ダミースパッタ処理時間が成膜室Ｃ、Ｄの処理時間よりも長い場合、成膜室Ｃにおける処理枚数が規定枚数（１１枚）に達すると、成膜室Ｃでダミースパッタ処理を先行して開始すると共に、ダミースパッタ処理が終了するまでの間、成膜室Ｄにのみ基板を搬送して成膜処理を行うようにした。そして、成膜室Ｃでのダミースパッタ処理が終了した後、成膜室Ｄでダミースパッタ処理を開始すると共に、このダミースパッタ処理が終了するまでの間、成膜室Ｃにのみ基板を搬送して成膜処理を行うようにした。これによれば、ダミースパッタ処理が行われている間に待ち時間を効果的に短縮することができるため、スループットの向上を図ることができる。
　次に、図４を参照して、本実施の形態の効果について説明する。ここで、成膜室Ｃ、Ｄの処理時間よりもロードロック室Ａ、Ｂの処理時間が長いものとする。つまり、２つの成膜室Ｃ、Ｄで同一の成膜処理を並行して行うと、ロードロック室Ａ、Ｂでの処理が律速過程（ボトルネック）である。この場合、成膜室Ｃ、Ｄにて成膜処理が終了した直後に基板が搬出されず、待ち時間が生じることになる。例えば、成膜室Ｃ、Ｄの処理時間が８０ｓｅｃ、ロードロック室Ａ、Ｂの処理時間が１２０ｓｅｃである場合、基板１枚当たりの待ち時間は２０ｓｅｃ（＝１２０ｓｅｃ／２－８０ｓｅｃ／２）となる。
　このような場合に従来の基板処理方法を適用すると、図４（ｂ）に示すように、成膜室Ｃ、Ｄでダミースパッタ処理が相互に重複して行われる。この場合、第１ロットの２５枚目の基板だけが成膜処理直後に成膜室Ｃから搬出され、待ち時間が生じないものの、その他の基板は処理終了直後に成膜室Ｃ、Ｄから搬出されず、待ち時間が生じる。従って、複数のロットを連続して処理する場合に従来の基板処理方法を適用しても、待ち時間を効果的に短縮できず、スループットの向上が図れない。
　これに対して、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、成膜室Ｃ、Ｄでダミースパッタ処理が相互に重複して行われない。そして、一方の成膜室Ｃ（Ｄ）でダミースパッタ処理が行われている間、他方の成膜室Ｄ（Ｃ）で行われる成膜処理は律速過程となる。即ち、ダミースパッタ処理が行われている間、搬送ロボット１及びロードロック室Ａ、Ｂが、成膜室Ｄ（Ｃ）での成膜処理の終了を待つことになる。このため、第１ロットの２３枚目～２５枚目の基板は、成膜処理が終了した直後に処理室Ｄから搬出され、待ち時間が生じない。同様に、第２ロットの１枚目～３枚目の基板は、成膜処理が終了した直後に成膜室Ｃから搬出され、待ち時間が生じない。このように、本実施形態によれば、成膜室Ｃ、Ｄでダミースパッタ処理が重複して行われないようにし、ダミースパッタ処理が行われている間、１つの成膜室のみにて成膜処理を行うようにしたため、待ち時間を効果的に短縮でき、スループットの向上を図ることができる。成膜室Ｃ、Ｄの処理時間が８０ｓｅｃ、ロードロック室Ａ、Ｂの処理時間が１２０ｓｅｃである場合、２つの成膜室Ｃ、Ｄでダミースパッタ処理を行う間に２０ｓｅｃ×６枚＝１２０ｓｅｃの待ち時間の短縮を図ることができる。
　尚、図４（ａ）に示す例では、成膜室Ｃでのダミースパッタ処理と成膜室Ｄでの第１ロットの２５枚目の基板の搬出とが同時に終了しているが、ダミースパッタ処理時間や成膜室Ｃ、Ｄの処理時間等に応じて、成膜室Ｃにてダミースパッタ処理が行われている間に、成膜室Ｄに第２ロットの１枚目の基板を搬入して成膜処理を行うようにしてもよい。
　上記実施形態では、所定処理として反応性スパッタＴｉＮ膜の成膜処理を、回復処理としてダミースパッタ処理をそれぞれ例示したが、所定処理及び回復処理はこれらに限られず、例えば、所定処理として他の成膜処理やエッチング処理を、回復処理としてドライクリーニングやシーズニングを例示することができる。
　また、上記実施形態では、２つの成膜室Ｃ、Ｄに交互に基板を搬送して成膜処理を並行して行っているが、３つ以上の成膜室を用いて成膜処理を並行して行う場合にも本発明を適用することができる。
　上記実施形態では、２つのロードロック室Ａ、Ｂのスループットが、１つの成膜室Ｃ（Ｄ）のスループットよりも高く、かつ、２つの成膜室Ｃ、Ｄのスループットよりも低い場合、つまり、２つのロードロック室のスループットがボトルネックとなることで待ち時間が生じる場合について説明したが、搬送ロボット１のスループットやロボット３０のスループットがボトルネックとなることで待ち時間が生じる場合にも本発明を適用することができ、この場合も上述したように待ち時間を効果的に短縮できる。
　さらに、上記実施形態では、搬送室Ｔを囲んでロードロック室Ａ、Ｂと成膜室Ｃ、Ｄとが配置されたスパッタ装置１００を用いた場合について説明したが、成膜室Ｃ、Ｄでの成膜処理に先立ちデガスなどの前処理を行う２つの前処理室を更に搬送室Ｔの周囲に備えたスパッタ装置を用いることができる。この場合、２つのロードロック室Ａ、Ｂに投入された基板が２つの前処理室に交互に搬送され、前処理が施された基板が２つの成膜室Ｃ、Ｄに交互に搬送され、成膜室Ｃ、Ｄにて成膜処理が施された基板がロードロック室Ａ、Ｂに戻される。そして、前処理室のスループットがボトルネックとなることで成膜室Ｃ、Ｄで待ち時間が生じる場合に本発明の基板処理方法を適用すれば、上述したように待ち時間を効果的に短縮できる。
　　Ｃ、Ｄ　成膜室
　　Ｓ　基板

Claims (3)

  1. 　少なくとも２つの処理室に基板を交互に搬送し、各処理室にて基板に対して同一処理を並行して行い、各処理室での処理枚数が規定枚数に達すると、各処理室の状態を回復させる回復処理を行い、前記回復処理の時間が前記処理の時間よりも長くなる基板処理方法において、
    　いずれか一の処理室での処理枚数が規定枚数に達すると、該一の処理室で前記回復処理を開始し、前記一の処理室での回復処理が終了するまでの間、他の処理室にのみ基板を搬送して前記処理を行い、
    　前記一の処理室での回復処理が終了した後、前記他の処理室で前記回復処理を開始すると共に、前記他の処理室での回復処理が終了するまでの間、前記一の処理室にのみ基板を搬送して前記処理を行い、
    　前記他の処理室での回復処理が終了すると、前記交互の搬送を再開することを特徴とする基板処理方法。
  2. 　前記他の処理室での処理枚数が規定枚数に達すると同時に、前記一の処理室で行われる回復処理が終了するように、前記一の処理室での前記回復処理の開始時刻を決定することを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
  3. 　前記処理は、Ｔｉターゲットを用いた反応性スパッタにより基板表面に窒化チタン膜を成膜する処理であり、
    　前記回復処理は、Ｔｉターゲットのスパッタ粒子の飛散を防ぐシャッターによりＴｉターゲットを遮蔽し、Ｔｉターゲットをスパッタするダミースパッタ処理であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板処理方法。
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