CN111172515A - 清洁方法和成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不对基座造成损伤、利用蚀刻进行清洁的清洁方法和成膜方法。一种清洁方法，其是对设置到成膜装置的处理室内的基座进行干式清洁的清洁方法，其具有如下工序：将保护构件载置于在所述基座设置的基板载置区域的工序；以及在将所述保护构件载置到所述基板载置区域的状态下向所述基座供给清洁气体、利用蚀刻去除在所述基座的表面上堆积的膜的工序。

Description

清洁方法和成膜方法
技术领域
本公开涉及一种清洁方法和成膜方法。
背景技术
以往以来，公知有成膜装置的清洁方法，该成膜装置的清洁方法具备如 下步骤：使基座旋转的步骤，该基座以能够旋转的方式设置于成膜装置的容 器内，在一个面包括供基板载置的基板载置区域；向由第1凹状构件划分的 逆凹状的空间供给清洁气体的步骤，该第1凹状构件配置于所述基座的上方， 朝向该基座的所述一个面开口；以及经由气体流路对所述清洁气体进行排气 的步骤，在所述第1凹状构件与覆盖该第1凹状构件的第2凹状构件之间划分 有该气体流路(参照例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-153805号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种不对基座造成损伤、利用蚀刻进行清洁的清洁方法和成 膜方法。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本公开的一形态的清洁方法是对设置到成膜装置的 处理室内的基座进行干式清洁的清洁方法，其具有如下工序：
将保护构件载置于在所述基座设置的基板载置区域的工序；以及
在将所述保护构件载置到所述基板载置区域的状态下向所述基座供给 清洁气体、利用蚀刻去除在所述基座的表面上堆积的膜的工序。
发明的效果
根据本公开，不对基座造成损伤、就能够进行清洁。
附图说明
图1是表示能够适用本公开的清洁方法和成膜方法的成膜装置的一个例 子的纵截面。
图2是所述成膜装置的横剖俯视图。
图3是所述成膜装置的横剖俯视图。
图4是表示所述成膜装置的内部的一部分的立体图。
图5是表示所述成膜装置的内部的一部分的纵剖视图。
图6是表示所述成膜装置的旋转台的一部分的俯视图。
图7是表示以往的旋转台的作用的纵剖视图。
图8是表示以往的旋转台的作用的纵剖视图。
图9是表示以往的旋转台的作用的纵剖视图。
图10是表示以往的旋转台的作用的纵剖视图。
图11是表示以往的旋转台的作用的纵剖视图。
图12是表示以往的旋转台的作用的立体图。
图13是表示本发明的旋转台的作用的纵剖视图。
图14是表示本发明的旋转台的作用的纵剖视图。
图15是表示本发明的旋转台的作用的俯视图。
图16是表示本发明的旋转台的作用的纵剖视图。
图17是表示本发明的旋转台的作用的纵剖视图。
图18是表示本发明的旋转台的作用的纵剖视图。
图19是表示所述成膜装置的另一个例子的一部分的纵剖视图。
图20是表示所述成膜装置的另一个例子的一部分的纵剖视图。
图21是表示以往的清洁方法的图。
图22是用于说明从以往的清洁方法产生的问题点的一个例子的图。
图23是用于说明从以往的清洁方法产生的问题点的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图而进行用于实施本公开的形态的说明。
[成膜装置]
首先，参照图1～图6而对为了适用本公开的实施方式的清洁方法和成膜 方法所优选的成膜装置的一个例子进行说明。如图1～图4所示，该成膜装置 具备：真空容器1，其俯视形状是大致圆形；以及基座2，其设置于该真空容 器1内，在该真空容器1的中心具有旋转中心，并且由例如石英形成，该成膜 装置构成为对晶圆W进行成膜处理的成膜装置。并且，如随后详细论述那样， 该成膜装置构成为，即使是在对翘曲成例如山状(向上凸起)的晶圆W进行 成膜处理的情况下，也一边抑制生产率的降低、且确保面内的成膜处理的均 匀性，一边能够抑制微粒向晶圆W的附着。接下来，以下，对该成膜装置的 各部进行说明。
真空容器1具备顶板11和容器主体12，顶板11构成为能够相对于容器主 体12拆装。在顶板11的上表面侧的中央部连接有用于将氮气(N2气体)作为 分离气体供给的分离气体供给管51，以便抑制互不相同的处理气体在真空容 器1内的中心部区域C中彼此混合。在图1中，附图标记13是呈环状设置到容 器主体12的上表面的周缘部的密封构件例如O形密封圈。
如图1所示，在真空容器1的底面部14的上方侧设置有作为加热机构的加 热器单元7，隔着基座2将基座2上的晶圆W加热成成膜温度例如300℃。在图 1中，附图标记71a是设置到加热器单元7的侧方侧的罩构件，附图标记7a是 覆盖在该加热器单元7的上方侧的覆盖构件。另外，在底面部14，在整个周 向在多个部位设置有用于在加热器单元7的下方侧吹扫加热器单元7的配置 空间的吹扫气体供给管73。
基座2以中心部固定于概略圆筒形状的芯部21，构成为，利用与该芯部 21的下表面连接、并且沿着铅垂方向延伸的旋转轴22绕铅垂轴线、在本例子 中顺时针旋转自由。在图1中，附图标记23是使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的 驱动部(旋转机构)，附图标记20是收纳旋转轴22和驱动部23的壳体。该壳 体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装于真空容器1的底面部14的下表面。 另外，在该壳体20连接有用于向基座2的下方区域供给氮气作为吹扫气体的 吹扫气体供给管72。真空容器1的底面部14中的靠芯部21的外周侧的位置以 从下方侧接近基座2的方式形成为环状而构成突出部12a。
如图2～图3所示，在基座2的表面部设置有圆形的凹部24作为基板载置区 域，以便使圆板状(圆形)的由硅形成的晶圆W落入并保持该晶圆W，该凹 部24沿着该基座2的旋转方向(周向)形成于多个部位例如5个部位。各凹部 24以在平面中观察时直径比晶圆W的直径大的方式形成，以便在各凹部24与 晶圆W的外缘之间设置有间隙区域(间隙)。具体而言，如图5所示，晶圆W 的直径尺寸r和凹部24的直径尺寸R分别成为例如300mm和302mm。另外，基 座2的直径尺寸成为例如1000mm左右。在图4中，附图标记24a是供用于从下 方侧顶起晶圆W而使晶圆W升降的例如3根升降销(未图示)突出没入的贯 通孔。此外，在图2和图3中，简化地描绘凹部24的直径尺寸R，另外，对于 贯通孔24a，在除了图4以外的图中，省略了记载。
如图4～图6所示，在各凹部24的底面设置有用于从下方侧支承晶圆W的 中央部的载置台25作为凸设部，各载置台25以成为扁平的圆筒形状的方式构 成，并且，上端面形成为水平面。这些载置台25以在俯视观察时成为比晶圆 W小的圆状的方式形成，以便使晶圆W的周缘部在整个周向上从凹部24的底 面浮起、即该周缘部不与载置台25接触(超出载置台25)。因而，载置台25 形成为，若晶圆W载置于该载置台25上，则该晶圆W的外端缘(周缘部)在 整个周向上面对凹部24的底面。这样一来可说成在凹部24的内壁面与载置台 25的外壁面之间形成有环状的槽26。载置台25的高度尺寸h是0.03mm～0.2mm 左右，在本例子中，成为0.03mm，载置台25的高度尺寸h设定成，若将晶圆 W载置于该载置台25上，则该晶圆W的表面与基座2的表面对齐，换言之晶 圆W的下表面比基座2的表面低。载置台25的直径尺寸d成为例如297mm。
如图5和图6所示，载置台25以在俯视观察时相对于凹部24向基座2的外 周部侧偏心的方式配置。具体而言，若将在俯视观察时的这些凹部24和载置 台25的中心位置分别设为O1和O2，则中心位置O2向基座2的外周部侧与中心 位置O1分开例如0.5mm。因而，在该例子中，如图6所示，中心位置O1、O2 以沿着基座2的半径方向相互分开的方式排列于沿着该半径方向延伸的线10 上。
此时，将在俯视观察已述的槽26时的宽度尺寸(凹部24的内壁面与载置 台25的外壁面之间的尺寸)称为“宽度尺寸L”，并且，若在基座2的中央部 侧和外周部侧处的宽度尺寸L分别标注“1”和“2”的尾标，则宽度尺寸L1 和宽度尺寸L2分别成为3mm和2mm。基座2的旋转方向上的宽度尺寸L成为 这些宽度尺寸L1与宽度尺寸L2之间的尺寸，随着从所述中央部侧朝向所述外 周部侧而变小。这样一来宽度尺寸L在整个周向上成为2mm～3mm。另外，在由于基座2的离心力而晶圆W的外端缘与凹部24的内周面接触时，晶圆W的 外端缘从载置台25的上端缘突出的长度尺寸(突出量)t在整个周向上成为 1mm～2mm。以下详细论述如此使载置台25相对于凹部24偏心的理由。此外， 在图6等中，夸张而放大地描绘了宽度尺寸L。
首先，对未设置载置台25、将晶圆W直接载置到凹部24的底面的情况进 行说明。如已经详细论述那样，在向基座2载置之前的未处理的晶圆W是常 温的情况下，若将晶圆W载置于该基座2，则在面内产生温度不均，之后朝 向成膜温度进行升温，并且，温度不均变小。另一方面，在利用与成膜装置 不同的热处理装置对晶圆W已经进行了别的热处理的情况下，在向该成膜装 置的输送中途进行晶圆W的自然散热，此时的降温速度在晶圆W的面内变得 不均匀。因而，在对晶圆W预先进行热处理的情况下，在载置到基座2时， 晶圆W已经产生温度不均，之后由于来自基座2的热量输入，温度不均逐渐 变小。
因此，对于未处理的晶圆W，无论是常温的情况，还是已经进行了热处 理的情况，在载置到基座2时，在面内产生温度不均。此时，基于晶圆W的 温度不均，存在该晶圆W翘曲成山状(向上凸起)的情况，若如此晶圆W翘 曲成山状，则晶圆W的中央部与基座2的表面分开，并且，以外端缘与基座2 接触。并且，如图7所示，若该翘曲成山状的晶圆W直接载置于凹部24的底 面，则在随着晶圆W的均热化而该晶圆W平坦地延伸时，晶圆W的外端缘与 基座2的表面(详细而言，是凹部24的底面)相互磨擦，产生微粒。如图8所 示，在例如晶圆W彻底延伸成水平时，该微粒绕过该晶圆W的外端缘侧而附 着于晶圆W的表面。因而，为了尽可能减少晶圆W的表面上的微粒的附着数 量，并不优选将晶圆W直接载置于凹部24的底面。
另一方面，如图9所示，将高度尺寸是例如30μm或者150μm左右的销状 的突起部27在凹部24的底面设置于多个部位，在借助这些突起部27以可以说 使晶圆W浮起来的状态支承着晶圆W的情况下，晶圆W的外端缘向上方侧与 凹部24的底面分开。因此，即使是晶圆W翘曲成山状的情况下，也抑制已述 的微粒的产生，因此，微粒向晶圆W的表面的附着也被抑制。然而，在如此 使晶圆W浮起而支承着的情况下，如随后论述的实施例所示，面内的处理(例 如薄膜的膜厚)变得不均匀。即、向例如晶圆W的外周部供给的处理气体的 一部分向晶圆W的背面侧蔓延，因此，处理气体的供给量在该外周部在比中 央部少，处理在面内产生不均。另外，与突起部27接触的部位、以及在彼此 相邻的突起部27、27间从凹部24的底面浮起来的部位，晶圆W的加热温度稍 微不同，因此，晶圆W的面内的处理也不均。而且，在处理气体是成膜气体 (吸附气体)的情况下，与该处理气体蔓延到晶圆W的背面侧相应地微粒附着于该背面侧。因而，在如此将使晶圆W以可以说浮起来的状态支承的情况 下，对于晶圆W的表面侧，微粒的附着被抑制，但对于处理的均匀性和背面 微粒，并不优选。
因此，通过在凹部24的底面设置已述的载置台25，晶圆W的外端缘不与 凹部24的底面接触，而且处理气体向晶圆W的背面侧的蔓延被抑制，因此， 认为：针对晶圆W的表面侧的微粒、晶圆W的背面侧的微粒和处理的均匀性 均获得良好的结果。即、在利用载置台25支承晶圆W的情况下，认为：获得 将晶圆W直接载置到凹部24的底面时(图7、图8)、将晶圆W以从凹部24的 底面浮起来的状态支承着时(图9)这两者的优点。然而，凹部24形成得相 对于晶圆W大一圈，而且，晶圆W在处理中利用基座2公转。因此，处理中 的晶圆W由于基座2的离心力而在凹部24内向靠该基座2的外周部侧的位置 移动与晶圆W的外缘和凹部24的内缘之间的间隙的量。因而，若仅将载置台 25设置到凹部24的中央、即在背景技术中所述的专利文献2的技术中，则针 对晶圆W的表面侧的微粒或者处理的均匀性未获得良好的结果。
具体而言，在将载置台25配置到凹部24的中央的情况(将宽度尺寸L1、 L2均设定成2.5mm的情况)下，若由于基座2的离心力而使晶圆W在凹部24 内向该基座2的外周部侧移动，则如图10所示，在基座的中央侧，晶圆W的 外端缘的相对于载置台25的上端缘的突出量t变得比外周侧(2.5mm)小例如 0.5mm左右。因此，在基座2的中央部侧，于在晶圆W的背面侧产生了微粒的 情况下，该微粒有可能绕过晶圆W的外端缘侧而附着于晶圆W的表面侧。
另一方面，如图11所示，在由于基座2的离心力而晶圆W偏离到该基座2 的外周部侧时，在基座2的中央部侧，在缩短了例如载置台25的直径尺寸d、 以确保例如1mm左右的充分的突出量t的方式情况下，在该中央部侧，微粒 绕到晶圆W的表面侧的情况被抑制。具体而言，在将直径尺寸d设定成例如 296mm、并且将宽度尺寸L1、L2均设定成3.0mm的情况下，中央部侧和外周 部侧的突出量t分别成为1mm和3mm。不过，在基座2的外周部侧，突出量t过大，在晶圆W的外端缘的下方侧形成有较宽的空间S，因此，也如图12所 示，处理气体向该空间S蔓延。因此，晶圆W的面内的处理变得不均匀，并 且，微粒易于附着于该外端缘的背面侧。换言之，若如此较宽的空间S形成 于晶圆W的背面侧，则在该背面侧产生与如已述的图9那样由突起部27支承 着时同样的特性劣化。
因此，在本发明中，如已经详细论述那样，对于载置台25，形成于相对 于凹部24向基座2的外周部侧偏心了的位置。若具体地说明该载置台25的形 成方法的一个例子，则在将晶圆W的外端缘的突出量t设定成某一尺寸时，在 基座2的外周部侧，载置台25的外周端形成于自基座2的外周部侧的凹部24的 内缘向基座2的中央部侧分开所述突出量t的量的位置。另外，在基座2的中央 部侧，载置台25的外周端设定于自基座2的中央部侧的凹部24的内缘向外周 部侧分开比突出量t多出晶圆W的外端缘与凹部24的内缘之间的间隙的量的位置。这样一来，晶圆W是圆形，因而，对于载置台25，也形成为圆形，因 此，该载置台25以中心位置O1、O2沿着基座2的半径方向相互分开地排列的 方式形成于相对于凹部24向基座2的外周部侧偏心的位置。
在该例子中，对于所述突出量t，将基座2的中央部侧和外周部侧的尺寸 分别设定成1mm和2mm，因而，载置台25的直径尺寸d成为297mm(＝302mm (凹部24的直径尺寸R)-1mm(中央部侧的突出量t)-2mm(外周部侧的突 出量t)-2mm(凹部24与晶圆W之间的间隙尺寸))。另外，宽度尺寸L1成为 中央部侧的突出量t加上所述间隙尺寸而成的尺寸(＝3mm)，宽度尺寸L2成 为与外周部侧的突出量t相同的尺寸(＝2mm)。
接下来，返回成膜装置的各部的说明，如图2和图3所示，在与以上进行 了说明的凹部24的通过区域分别相对的位置，分别由例如石英形成的6根喷 嘴31、32、34、35、41、42沿着真空容器1的周向相互隔开间隔而呈放射状 配置。所述各喷嘴31、32、34、35、41、42以从例如真空容器1的外周壁朝 向中心部区域C与晶圆W相对而水平地延伸的方式分别安装。在该例子中， 从随后论述的输送口15看来顺时针(基座2的旋转方向)地以等离子体产生用气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、清洁气体喷嘴35、第1处理气体喷嘴31、 分离气体喷嘴42以及第2处理气体喷嘴32的顺序排列有等离子体产生用气体 喷嘴34、分离气体喷嘴41、清洁气体喷嘴35、第1处理气体喷嘴31、分离气 体喷嘴42以及第2处理气体喷嘴32。如图1所示，在等离子体产生用气体喷嘴 34的上方侧设置有随后论述的等离子体产生部80，以便使从该等离子体产生 用气体喷嘴34喷出的气体等离子体化。
处理气体喷嘴31、32分别构成第1处理气体供给部、第2处理气体供给部， 分离气体喷嘴41、42分别构成分离气体供给部。另外，清洁气体喷嘴35构成 清洁气体供给部。此外，图2和图4表示以使等离子体产生用气体喷嘴34可见 的方式将等离子体产生部80和随后论述的壳体90拆掉的状态，图3表示安装 有这些等离子体产生部80和壳体90的状态。
各喷嘴31、32、34、35、41、42借助流量调整阀分别与以下的各气体供 给源(未图示)分别连接。即、第1处理气体喷嘴31与含有Si(硅)的第1处 理气体例如BTBAS(双(叔丁基氨基)硅烷、SiH2(NH-C(CH3)3)2)气 体等的供给源连接。第2处理气体喷嘴32与第2处理气体例如臭氧(O3)气体 和氧气(O2气体)的混合气体的供给源(详细而言，设置有臭氧发生器的氧 气供给源)连接。等离子体产生用气体喷嘴34与由例如氩气(Ar气体)和氧 气的混合气体构成的等离子体产生用气体的供给源连接。分离气体喷嘴41、 42与作为分离气体的氮气(N2气体)的气体供给源分别连接。在这些气体喷 嘴31、32、34、41、42的例如下表面侧，沿着基座2的半径方向在多个部位 例如等间隔地形成有气体喷出孔33。
处理气体喷嘴31、32的下方区域分别成为用于使第1处理气体吸附于晶 圆W的第1处理区域P1以及用于使吸附到晶圆W的第1处理气体的成分和第2 处理气体反应的第2处理区域P2。分离气体喷嘴41、42用于分别形成使第1 处理区域P1和第2处理区域P2分离的分离区域D。如图2和图3所示，在该分 离区域D的真空容器1的顶板11设置有概略扇形的凸状部4，分离气体喷嘴41、 42收纳于该凸状部4内。因而，在分离气体喷嘴41、42处的基座2的周向两侧 配置有作为所述凸状部4的下表面的较低的顶面，以便阻止各处理气体彼此 的混合，在该顶面的所述周向两侧配置有比该顶面高的顶面。凸状部4的周 缘部(真空容器1的外缘侧的部位)以与基座2的外端面相对、并且相对于容 器主体12稍微分开的方式弯曲成L字型，以便阻止各处理气体彼此的混合。
接着，对已述的等离子体产生部80进行说明。该等离子体产生部80是将 由金属线构成的天线83卷绕成螺旋状而构成的，以从基座2的中央部侧到外 周部侧跨晶圆W的通过区域的方式配置。另外，该天线83借助匹配器84与频 率是例如13.56MHz和输出电力是例如5000W的高频电源85连接，并且，以相 对于真空容器1的内部区域气密地划分开的方式配置。即、已述的等离子体 产生用气体喷嘴34的上方侧的顶板11在平面观察时开口成概略扇形，被由例 如石英等形成的壳体90气密地封堵。该壳体90以周缘部在整个周向上呈凸缘状水平地伸出、并且中央部朝向真空容器1的内部区域凹陷的方式形成，在 该壳体90的内侧收纳有所述天线83。在图1中，附图标记11a是设置到壳体90 与顶板11之间的密封构件，附图标记91是用于将壳体90的周缘部朝向下方侧 按压的按压构件。另外，在图1中，附图标记86是用于将等离子体产生部80 与匹配器84和高频电源85电连接的连接电极。
如图1所示，壳体90的下表面的外缘部在整个周向上向下方侧(基座2侧) 垂直地伸出而构成气体限制用的突起部92，以便阻止N2气体、O3气体等向该 壳体90的下方区域的进入。并且，在由该突起部92的内周面、壳体90的下表 面以及基座2的上表面围成的区域中收纳有已述的等离子体产生用气体喷嘴 34。
如图1和图3所示，在壳体90与天线83之间配置有上表面侧开口的概略箱 型的法拉第屏蔽件95，该法拉第屏蔽件95由作为导电性的板状体的金属板构 成，并且被接地。在该法拉第屏蔽件95的底面上，在整个周向上在天线83的 下方位置设置有狭缝97，该狭缝97以沿着与天线83的卷绕方向正交的方向延 伸的方式形成，以便阻止在天线83中产生的电场和磁场(电磁场)中的电场 成分朝向下方的晶圆W，并且使磁场到达晶圆W。由例如石英形成的绝缘板 94介于法拉第屏蔽件95与天线83之间，以便取得这些法拉第屏蔽件95与天线83之间的绝缘。
在基座2的外周侧的比该基座2稍微靠下的位置配置有环状的侧环100， 在该侧环100的上表面以沿着周向相互分开的方式在两个部位形成有排气口 61、62。换言之，在真空容器1的底面部14形成有两个排气口，在侧环100的 与这些排气口相对应的位置处的部分形成有排气口61、62。将这两个排气口 61、62中的一者和另一者分别称为第1排气口61和第2排气口62，第1排气口 61在第1处理气体喷嘴31与比该第1处理气体喷嘴31靠基座的旋转方向下游 侧的分离区域D之间形成于靠该分离区域D侧的位置。第2排气口62在等离子 体产生用气体喷嘴34与比该等离子体产生用气体喷嘴34靠基座的旋转方向 下游侧的分离区域D之间形成于靠该分离区域D侧的位置。
第1排气口61用于对第1处理气体和分离气体进行排气，第2排气口62除 了用于对第2处理气体和分离气体进行排气之外，还用于对等离子体产生用 气体进行排气。另外，在清洁时，对清洁气体进行排气。并且，在侧环100 的上表面的靠壳体90的外缘侧的部分形成有用于避开该壳体90而使气体向 第2排气口62流通的槽状的气体流路101。如图1所示，这些第1排气口61和第 2排气口62由夹设有各蝶形阀等压力调整部65的排气管63与作为真空排气机 构的例如真空泵64连接。
如图2所示，在顶板11的下表面的中央部设置有突出部5，该突出部5与 凸状部4中的靠中心部区域C侧的部位连续且在整个周向上形成为概略环状， 并且，其下表面形成于与凸状部4的下表面相同的高度。在芯部21的比该突 出部5靠基座2的旋转中心侧的部分的上方侧配置有用于抑制第1处理气体和 第2处理气体在中心部区域C中相互混合的迷宫构造部110。该迷宫构造部110 采取从基座2侧朝向顶板11侧在整个周向上垂直地延伸的第1壁部111以及从 顶板11侧朝向基座2在整个周向上垂直地延伸的第2壁部112沿着基座2的半 径方向交替地配置而成的结构。
在真空容器1的侧壁形成有用于如图2和图3所示那样在未图示的外部的 输送臂与基座2之间进行晶圆W的交接的输送口15，该输送口15构成为，由 闸阀G气密地开闭自由。另外，在基座2的面对该输送口15的位置处的部分的 下方侧设置有用于经由基座2的贯通孔24a从背面侧抬起晶圆W的未图示的 升降销。
另外，在该成膜装置设置有用于进行装置整体的动作的控制的由计算机 构成的控制部120，在该控制部120的存储器内储存有用于进行随后论述的成 膜处理和改性处理的程序。该程序以执行随后论述的装置的动作的方式编入 有步骤组，从作为硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等存储介质的存储部121安装于控制部120内。
[成膜方法]
接着，对本公开的实施方式的成膜方法进行说明。本实施方式的成膜方 法包括成膜工序和清洁工序。即、于在成膜工序中对晶圆W实施成膜处理之 际，也在基座2的表面上进行成膜处理，薄膜逐渐向基座2上堆积。在去除该 基座2上的薄膜之际，实施本公开的实施方式的清洁方法。在本实施方式的 清洁方法中，将能够利用蚀刻去除薄膜的蚀刻气体用作清洁气体，向真空容 器1内的基座2供给清洁气体，进行利用蚀刻去除在基座2的表面上堆积的薄 膜的干式清洁。此外，在该干式清洁中，不仅基座2的表面被清洁，真空容 器1的内壁、真空容器1内的零部件也被清洁。
关于清洁的频度，存在将5张～6张晶圆W载置于基座2上而进行的每1次 成膜处理都进行清洁的情况，也存在反复进行多次该成膜处理、并每2次～3 次等预定次数进行清洁的情况。另外，也存在还测定堆积到基座2上的薄膜， 在每次达到预定膜厚都进行清洁的情况。在任一情况下，都进行至少1次成 膜处理，之后进行清洁。
因而，按照一系列的工艺的顺序，首先，从成膜工序开始说明。
首先，在实施成膜工序之际，基座2已经被加热器单元7加热，以使载置 于该基座2上的晶圆W成为成膜温度例如300℃左右。首先，使闸阀G开放， 一边使基座2间歇地旋转，一边利用未图示的输送臂经由输送口15向基座2上 载置例如5张晶圆W。这些晶圆W分别被载置于凹部24的中央位置，因而， 以在整个周向上与该凹部24的内周面分开的方式(以不接触的方式)配置。 此时，各晶圆W是常温，或者已经被实施了别的热处理，在载置到基座2上时，如图13所示，存在基于该晶圆W的面内的温度不均而翘曲成山状的情况。
接下来，使闸阀G关闭，利用真空泵64将真空容器1内设为抽空的状态， 并且，使基座2以例如2rpm～240rpm顺时针旋转。如图14所示，各晶圆W由于 基座2的离心力而在凹部24内向该基座2的外周部侧移动。此时，不等待直到 晶圆W达到成膜温度为止的时间就使基座2旋转，因此，在晶圆W翘曲成山 状的情况下，在平坦化之前(保持翘曲着的状态)向外周部侧移动。不过， 在晶圆W移动时，晶圆W的外端缘与基座2的表面、载置台25的表面分开，因此，由该外端缘与载置台25之间的滑动导致的微粒的产生被抑制。
在此，若使基座2从静止状态旋转，则各晶圆W欲保持静止着的状态， 因此，欲向该基座2的旋转方向后方侧(与基座2的行进方向相反的方向)移 动。不过，由于所述离心力而晶圆W可以说被按压，使得晶圆W的外端缘与 基座2的外周部侧的凹部24的内周面接触，因此，基座2的旋转方向上的晶圆 W的位置被凹部24和离心力限制，作为结果，如图15所示那样该旋转方向两 侧的突出量t一致。因而，在晶圆W利用基座2公转着时，所述突出量t在整个 周向上成为1mm～2mm。
并且，在进行以下说明的成膜处理的期间内，或者在开始供给各处理气 体之前，由于来自基座2的热量输入，晶圆W朝向成膜温度逐渐升温，之后 温度在整个面内以该成膜温度一致。因而，即使晶圆W翘曲成山状，也如图 16所示那样平坦化。此时，在晶圆W平坦化时，以该晶圆W的外端缘向外侧 延伸的方式移动，但该晶圆W的外端缘与载置台25分开，因此，同样地抑制 微粒的产生。
此时，在由于基座2的离心力而晶圆W向基座2的外周部侧移动时，由于 晶圆W的背面与载置台25的表面相互摩擦而产生微粒。不过，如图17所示， 若从晶圆W的背面侧的微粒观察，则晶圆W的外端缘也在1mm～2mm的长度 上沿着整个周向水平地伸出。因此，微粒难以绕过晶圆W的外端缘，因此， 向晶圆W的表面侧的附着被抑制。
并且，从处理气体喷嘴31、32分别喷出第1处理气体和第2处理气体，并 且，从等离子体产生用气体喷嘴34喷出等离子体产生用气体。另外，从分离 气体喷嘴41、42以预定的流量喷出分离气体，也从分离气体供给管51和吹扫 气体供给管72、72以预定的流量喷出氮气。并且，利用压力调整部65将真空 容器1内调整成预先设定好的处理压力，并且，向等离子体产生部80供给高 频电力。
此时，向晶圆W供给的各处理气体要经由晶圆W的外端缘与凹部24的内 周面之间的间隙向晶圆W的背面侧的区域蔓延，如已述那样设定有突出量t 而没有气体容易地向该区域蔓延的程度的较大的空间，因此，气体的蔓延被 抑制。因而，微粒向晶圆W的背面侧的附着被抑制，并且，向晶圆W的表面 均匀地供给各处理气体。另外，如此设定有突出量t，因此，晶圆W的温度在 载置台25的上方侧的区域中变得均匀，另外，经由该区域向外周部侧迅速地 传热，这样一来各晶圆W的温度在面内一致。
并且，在晶圆W的表面，由于基座2的旋转，在第1处理区域P1中，第1 处理气体吸附，接下来，在第2处理区域P2中，产生吸附到晶圆W上的第1处 理气体与第2处理气体之间的反应，作为薄膜成分的氧化硅膜(SiO2)的分 子层形成1层或者多层而形成反应生成物。此时，存在如下情况：在反应生 成物中由于例如第1处理气体所包含的残留基而含有水分(OH基)、有机物 等杂质。
另一方面，在等离子体产生部80的下方侧，由从高频电源85供给的高频 电力产生的电场和磁场中的电场被法拉第屏蔽件95反射或者吸收(衰减)， 向真空容器1内的到达被阻碍(被阻断)。磁场在法拉第屏蔽件95的狭缝97穿 过而经由壳体90的底面到达真空容器1内。因而，从等离子体产生用气体喷 嘴34喷出来的等离子体产生用气体被经由狭缝97而穿过了的磁场活性化，而 生成例如离子、自由基等等离子体。
并且，若由于磁场而产生的等离子体(活性种)与晶圆W的表面接触， 则进行反应生成物的改性处理。具体而言，例如等离子体与晶圆W的表面碰 撞，从而所述杂质从例如该反应生成物释放，或反应生成物内的元素被再次 排列而谋求致密化(高密度化)。这样一来通过继续使基座2旋转，第1处理 气体向晶圆W表面的吸附、吸附到晶圆W表面的第1处理气体的成分的反应 和反应生成物的等离子体改性依次进行许多次，反应生成物被层叠而形成薄 膜。此时，如已述那样各气体向各晶圆W在整个面内均匀地供给，另外，晶 圆W的面内的温度一致，因此，薄膜的膜厚在整个面内变得均匀。
另外，向第1处理区域P1与第2处理区域P2之间供给氮气，因此，以第1 处理气体、第2处理气体以及等离子体产生用气体不相互混合的方式使各气 体被排气。而且，向基座2的下方侧供给吹扫气体，因此，要向基座2的下方 侧扩散的气体被所述吹扫气体向排气口61、62侧推回。
根据上述的实施方式，对于用于使晶圆W落入而收纳晶圆W的凹部24， 形成得比晶圆W大，并且，将比晶圆W小地形成的载置台25形成于该凹部24 内。并且，对于该载置台25，使载置台25的中心位置相对于凹部24的中心位 置向外周部侧偏心，以便在晶圆W由于基座2的离心力而向该基座2的外周部 侧移动了时，晶圆W的外端缘在整个周向上从载置台25的上端缘突出(超出)。 因此，对于突出量t，在晶圆W的整个周向上，确保能够抑制在晶圆W的背面 侧所产生的微粒向表面侧飞扬的尺寸，同时能够抑制形成处理气体向晶圆W 的背面侧蔓延的程度的较大的空间。因而，能够在整个面内进行膜厚的均匀 性较高的处理，并且，能够抑制微粒向晶圆W的附着。因此，即使晶圆W翘 曲成山状，也能够载置于基座2而立刻开始处理(基座2的旋转)，因此，能 够抑制生产率的降低。
在此，作为由于基座2的离心力而晶圆W的外端缘与凹部24的内周面接 触了时的突出量t，如已述那样，若过小，则微粒易于绕到晶圆W的表面侧， 另一方面，若过大，则面内的膜厚的均匀性变差，或微粒易于附着于晶圆W 的背面，因此，优选突出量t在晶圆W的整个周向上是1mm～3mm。
在已述的例子中，对于突出量t，在基座2的外周部侧和中央部侧分别设 定成2mm和1mm，也可以在整个周向上设定成例如2mm。在该情况下，载置 台25的直径尺寸d、宽度尺寸L1以及宽度尺寸L2分别设定成例如296mm、 4mm以及2mm。
在此，列举以上进行了说明的成膜装置的另一个例子。图19表示以越从 上端面朝向下方侧、直径尺寸d越大的方式形成了载置台25的例子。另外， 图20表示以载置台25的直径尺寸d越从上端面朝向下方侧、越小的方式形成 了载置台25的例子。即使是图19、图20的情况，晶圆W的突出量t也与已述的 例子同样地设定。
如此，通过在凹部24的中央部设置能够对基板进行接触支承的载置台25， 在载置台25的周围设置环状的槽26，能够防止晶圆W与凹部24的内壁与晶圆 W的边缘之间的接触，能够防止起因于该接触的微粒的产生。
在结束了成膜处理之后，使来自各喷嘴31、32、34、41、42的气体的供 给停止，使基座2的旋转停止。并且，使基座2间歇地旋转，从输送口15逐张 输出晶圆W。一输出全部的晶圆W，则结束1次运转(1圈的成膜处理)。
在此，在成膜处理的期间内，不仅在晶圆W的表面上进行成膜处理，也 在基座2的表面上进行成膜处理，薄膜堆积，因此，进行基座2的清洁。
首先，在对本实施方式的清洁方法进行说明之前，对以往的清洁方法进 行说明。
图21是表示以往的清洁方法的图。此外，在图21中，对包括以往的清洁 方法的成膜方法整体进行说明。
图21的(a)是表示实施成膜工艺之前的晶圆W的状态的图。晶圆W载 置于基座2的凹部24内的载置台25上。在载置台25的周围形成有环状的槽26。
图21的(b)是表示成膜工艺后的晶圆W和基座2的状态的图。晶圆W和 基座2这两者都在暴露着的部分对薄膜进行成膜。即、载置台25与晶圆W的 背面的接触部分未暴露，因此，未形成薄膜，在除此之外的部分形成薄膜T。 具体而言，在晶圆的表面、侧面以及晶圆W的未与载置台25接触的背面外周 部、凹部24的侧面、底面以及载置台25的侧面、基座2的平坦的上表面形成 薄膜T。
图21的(c)是表示干式清洁前的基座2的状态的图。若晶圆W被从凹部 24输出，则成为在载置台25的除了处理上表面以外的区域形成有薄膜T的状 态。
在该状态下，从清洁气体喷嘴35供给清洁气体，进行基座2的干式清洁。 一般而言，以基座2旋转着的状态进行清洁。清洁气体使用能够蚀刻去除薄 膜的气体，使用例如ClF3、NF3等含氟气体的情况较多。
图21的(d)是表示干式清洁后的基座2的状态的图。若以图21的(c) 所示的状态进行干式清洁，则薄膜T存在的区域的薄膜被蚀刻。薄膜T不存在 的载置台25的载置台25的表面被蚀刻。一般而言，载置台25作为基座2的一 部分由石英形成的情况较多，但用于干式清洁的清洁气体使用了蚀刻效果较 高的气体，因此，不仅在成膜工艺中所堆积的薄膜、而且由石英形成的载置 台25也被蚀刻。
载置台25的表面被该蚀刻削薄，载置台25的高度稍微变低。若在干式清 洁时反复进行这样的情况，则载置台25的尺寸逐渐不同，成膜工艺的再现性 变低。
图22是用于说明从以往的清洁方法产生的问题点的一个例子的图。在图 22中，对在图21的(d)所示的载置台25的高度变低的情况下产生的问题点 的一个例子进行说明。
图22的(a)是表示在成膜工序中将晶圆W载置于凹部24内的载置台25 上的状态的图。如图22的(a)所示，3根(在图22的(a)中，仅图示1根) 升降销28上升而保持晶圆W，升降销28下降而将晶圆W载置于凹部24内的载 置台25上。
图22的(b)是表示将晶圆W载置到凹部24内的载置台25上的状态的图。 如图22的(b)所示，另外，如前文进行了说明那样，在将晶圆W载置到载 置台25之际，晶圆W热变形。此时，如之前先进行了说明那样，通过形成有 环状的槽26，能够防止晶圆W的边缘与凹部24的内壁之间的接触，意图在于 能够防止微粒的产生。
图22的(c)是表示晶圆W变形了的情况的晶圆W与凹部24之间的关系 的图。如图22的(c)所示，若载置台25变低，则载置台25与槽26之间的高 低差减少，因此，根据晶圆W的变形的大小，晶圆W的边缘与槽26接触，产 生微粒。即、槽26的深度最初设定成即使晶圆W变形、也不接触的程度的深 度，由于载置台25变低，其深度变化，无法避免晶圆W与槽26之间的接触。 其中，载置台25和槽26无法起到本来的功能，对成膜工艺造成不良影响。
图23是表示包括本实施方式的清洁方法的成膜方法的一个例子的图。
图23的(a)是表示成膜工艺前的晶圆W和基座2的状态的图。在成膜工 艺前，晶圆W载置于凹部24内的载置台25上。在载置台25的周围形成有环状 的槽26。在该状态下开始成膜工艺。
图23的(b)是表示成膜工艺后的晶圆W和基座2的状态的图。通过实施 成膜工艺(成膜工序)，晶圆W和基座2这两者都在暴露着的部分对薄膜进行 成膜。即、载置台25与晶圆W的背面的接触部分未暴露，因此，未形成薄膜， 在除此之外的部分形成薄膜T。具体而言，在晶圆的表面、侧面以及晶圆W 的未与载置台25接触的背面外周部、凹部24的侧面、底面、载置台25的侧面、 以及基座2的平坦的上表面形成薄膜T。
图23的(c)是表示干式清洁前的基座2的状态的图。在将晶圆W从凹部 24输出了后，反而将保护构件130载置于载置台25上。优选保护构件130具有 与晶圆W近似的俯视形状、大小，进一步优选具有与晶圆W大致相同的俯视 形状和大小，最优选具有与晶圆W相同的俯视形状和大小。
由此，能够形成与载置有晶圆W的成膜工艺时同样的状态，能够利用保 护构件130同样地覆盖在成膜工艺时由晶圆W覆盖着的区域。由此，能够覆 盖载置台25的未形成薄膜的上表面，能够防止清洁气体对载置台25的上表面 的蚀刻。
以这样的状态使基座2旋转，从清洁气体喷嘴35供给清洁气体。清洁气 体能够如上述那样使用可利用蚀刻去除薄膜T的各种气体，能够使用例如 ClF3、NF3等含氟气体。
保护构件130是替代晶圆W而使用的构件，也可以称为仿真晶圆。作为 保护构件130的材质，优选是即使被清洁气体蚀刻、也不产生微粒的材质、 或针对清洁气体的耐蚀刻性较高、且几乎不被清洁气体蚀刻的材质。是在任 一情况下都不使微粒产生的材质即可。
作为保护构件130即使被蚀刻、也不使微粒产生的材质，可列举出例如 硅。另外，作为耐蚀刻性较高的保护构件130，可列举出碳化硅(SiC)、石 英、碳、陶瓷等。在陶瓷的情况下，优选使用不产生金属污染的材料。在使 用硅的情况下，与晶圆W的材料相同，因此，在不对成膜工艺造成不良影响 这点，非常地优选。但是，由于蚀刻而被削薄，则成为一次性的用途。另一 方面，SiC、石英、碳、陶瓷等的耐蚀刻性较高，因此，具有能够多次使用 这样的优点。但是，是与晶圆W不同的材料、且不是完全的仿真晶圆，因此， 也可能存在如下情况：优选的是，根据工艺，将安全可靠的硅用作保护构件 130的材质。如此，保护构件130的材质能够根据用途适当使用恰当的材料。
另外，保护构件130的平面的大小只要具有能够覆盖载置台25的大小， 就能够设为各种大小。然而，在清洁工序中，也一边使基座2旋转一边进行 清洁，因此，离心力起作用，以晶圆W的外侧的边缘与凹部24的外侧的内周 面接触了的状态进行清洁的情况较多。此时，若晶圆W和大小不同，则成为 成膜时和条件稍微不同的状态，也可能存在成膜量与蚀刻量的位置的平衡不 同的情况，因此，优选使用尽可能与晶圆W近似的形状和大小、最优选相同 的形状和大小的保护构件130。即使是基座2的表面的暴露部分，膜厚也在完 全暴露着的部分和易于被晶圆W覆盖的槽26的外周部分以不同的状态形成 有薄膜，因此，更优选清洁也以与成膜时相对应的暴露的程度进行。
图23的(d)是表示干式清洁后的基座2的状态的图。如图23的(d)所 示，载置台25被保护构件130覆盖而被保护着，因此，清洁气体不接触，保 持着未被蚀刻的状态。另外，形成有薄膜T的区域的薄膜T被去除，能够设为 基座2的表面暴露着的与成膜工艺前同样的状态。
如此，根据本实施方式的清洁方法和成膜方法，在清洁工序中，将保护 构件130载置于在成膜工序中载置有晶圆W的部位而进行干式清洁，从而能 够以与成膜时类似的状态进行清洁。通过与膜厚成比例地分布蚀刻量这样的 清洁，在成膜时暴露较大且膜厚较大的部位的蚀刻量也变多，在成膜时暴露 较小且膜厚较小的部位的蚀刻量也变小。由此，能够仅蚀刻所堆积的薄膜T， 不削薄基座2的表面，就能够进行清洁。若不对基座2的表面进行蚀刻，则不 产生石英的微粒，因此，不对成膜工艺造成不良影响。另外，保护构件130 也由即使被蚀刻、也不对成膜工艺造成不良影响的材料、或耐蚀刻性较高的 材料形成，因此，也不会由于从保护构件130产生的微粒而对成膜工艺造成 不良影响。
如此，根据本实施方式的清洁方法和成膜方法，不对成膜工艺造成污染 等不良影响，就能够对基座2进行清洁，也能够延长基座2的寿命。
在进行了清洁之后，将晶圆W输入真空容器1内，再次进行成膜工序。 交替地进行清洁工序和成膜工序，未必需要以针对1次成膜工序进行1次清洁 的方式使清洁工序和成膜工序一一对应，实施两次成膜处理后进行清洁、实 施3次成膜处理后进行清洁等能够根据用途变更清洁频度。
此外，在本实施方式中，列举将清洁方法和成膜方法适用于在凹部24内 形成有载置台25和槽26的成膜装置的例子而进行了说明，但这些不是必须的， 能够将本实施方式的清洁方法和成膜方法适用于各种成膜装置。
以成为与成膜时同样的状态的方式载置保护构件130，以与对晶圆W进 行成膜同样的条件进行清洁的原因在于，无论载置台25和槽26的有无，都可 实施。
以上，详细说明了本公开的优选的实施方式，但本公开并不被限制于上 述的实施方式，不脱离本公开的范围，就能够对上述的实施方式施加各种变 形和置换。

Claims (14)

1.一种清洁方法，其是对设置到成膜装置的处理室内的基座进行干式清洁的清洁方法，其中，
该清洁方法具有如下工序：
将保护构件载置于在所述基座设置的基板载置区域的工序；以及
在将所述保护构件载置在所述基板载置区域的状态下向所述基座供给清洁气体、利用蚀刻去除在所述基座的表面上堆积的膜的工序。
2.根据权利要求1所述的清洁方法，其中，
所述保护构件具有与进行成膜处理的基板大致相同的俯视形状。
3.根据权利要求2所述的清洁方法，其中，
所述保护构件配置于与所述进行成膜处理的基板大致相同的位置。
4.根据权利要求2或3所述的清洁方法，其中，
所述保护构件由即使被所述清洁气体蚀刻、也不产生污染的材料形成。
5.根据权利要求4所述的清洁方法，其中，
所述保护构件由与所述进行成膜处理的基板相同的材料形成。
6.根据权利要求5所述的清洁方法，其中，
所述保护构件和所述进行成膜处理的基板由硅形成。
7.根据权利要求2或3所述的清洁方法，其中，
所述保护构件由针对所述清洁气体的耐蚀刻性是所述基座的针对所述清洁气体的耐蚀刻性以上的材料形成。
8.根据权利要求7所述的清洁方法，其中，
所述保护构件由石英或碳化硅形成。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的清洁方法，其中，
所述基座由石英形成。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的清洁方法，其中，
所述基板载置区域构成为具有沿着基板的外形的俯视形状的凹坑，
该凹坑具有：载置台，其能够将所述基板和所述保护构件接触支承于底面的中央部；以及槽，其具有即使所述基板热变形、也不与该载置台的周围的外周区域接触的深度，
该清洁方法进行如下工序：在将所述保护构件载置到所述载置台上的状态下利用蚀刻去除在所述基座的表面上堆积的膜。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的清洁方法，其中，
一边使所述基座旋转一边进行利用蚀刻去除在所述基座的表面上堆积的膜的工序。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的清洁方法，其中，
所述清洁气体是含氟气体。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的清洁方法，其中，
所述基板载置区域沿着所述基座的周向设置有多个。
14.一种成膜方法，其具有如下工序：
将第1基板向处理室内输入、并将该第1基板载置于在该处理室内设置的基座的基板载置区域上的工序；
在所述第1基板上进行成膜的工序；
将成膜后的所述第1基板从所述处理室输出的工序；
使用权利要求1～13中任一项所述的清洁方法而清洁所述基座的工序；
将所述保护构件从所述基板载置区域去除而向所述处理室外输出的工序；
将第2基板向处理室内输入、并将该第2基板载置于在该处理室内设置的基座的基板载置区域上的工序；以及
在所述第2基板上进行成膜的工序。
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