CN111719137B - 成膜装置的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置的清洗方法。该成膜装置的清洗方法能够高效地去除沉积于处理容器的内部的氮化硅膜，并且能够抑制由石英形成的构件的损坏。所述成膜装置的清洗方法包括利用等离子体化后的清洗用气体对沉积氮化硅膜的处理容器的内部进行清洗的工序，所述清洗用气体包含含氟气体和氧气。

Description

成膜装置的清洗方法
技术领域
本公开涉及一种成膜装置的清洗方法。
背景技术
在专利文献1中记载了一种通过对基板交替地供给互相反应的至少两种反应气体来在基板形成反应生成物的ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法。在专利文献1中，通过使绕旋转台的旋转中心水平地配置的基板与旋转台一同旋转，来将该基板送至第一处理区域、第二处理区域、第三处理区域以及第四处理区域。在第一处理区域中，向基板供给含硅气体(例如二氯硅烷气体)，使含硅气体吸附于基板来在基板形成含硅层。在第二处理区域、第三处理区域以及第四处理区域中，向基板供给氮化用气体(例如氨气和氢气的混合气体)。使氮化用气体等离子体化，来使含硅层氮化。其结果是，形成氮化硅膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-175106号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的一个方式提供一种能够高效地去除沉积于处理容器的内部的氮化硅膜并且能够抑制由石英形成的构件的损坏的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的成膜装置的清洗方法包括利用等离子体化后的清洗用气体对沉积氮化硅膜的处理容器的内部进行清洗的工序，所述清洗用气体包含含氟气体和氧气。
发明的效果
根据本公开的一个方式，能够高效地去除沉积于处理容器的内部的氮化硅膜并且能够抑制由石英形成的构件的损坏。
附图说明
图1是一个实施方式所涉及的成膜装置的截面图。
图2是表示一个实施方式所涉及的处理容器的内部构造的俯视图。
图3是一个实施方式所涉及的供排气单元的截面图。
图4是一个实施方式所涉及的供排气单元的俯视图。
图5是表示一个实施方式所涉及的成膜方法的流程图。
图6是表示一个实施方式所涉及的在成膜时向旋转台上供给的气体的种类的俯视图。
图7是表示一个实施方式所涉及的清洗方法的流程图。
图8是表示通过图7所示的旋转台的氟清洗(工序S201)向旋转台供给的气体的一例的俯视图。
图9是表示图7所示的旋转台的氟清洗(工序S201)中的旋转台的铅垂方向位置的一例的截面图。
图10是表示通过图7所示的供排气单元的氟清洗(工序S204)向旋转台供给的气体的一例的俯视图。
图11是表示图7所示的供排气单元的氟清洗(工序S204)中的旋转台的铅垂方向位置的一例的截面图。
图12是表示变形例所涉及的清洗方法的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的实施方式。此外，在各附图中，对相同或对应的结构标注相同或对应的标记，有时省略说明。
(成膜装置)
图1是一个实施方式所涉及的成膜装置的截面图。图2是表示一个实施方式所涉及的处理容器的内部构造的俯视图。
成膜装置利用ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法在基板W进行成膜。基板W例如为硅晶圆等半导体基板。基板W可以包括基底膜。通过成膜装置形成的膜例如为氮化硅膜。通过向基板W交替地供给原料气体(例如二氯硅烷气体)和氮化用气体(例如氨气)来在基板W上形成氮化硅膜。
成膜装置具备：扁平的处理容器1，其具有大致圆形的平面形状；以及旋转台13，其设置在该处理容器1内，在处理容器1的中心具有旋转中心线13Z。处理容器1具有：容器主体11，其具有有底的圆筒形状；以及顶板12，其以相对于容器主体11的上表面可装拆的方式气密地配置。
如图2所示，在处理容器1的侧壁形成基板W的搬送口19。外部的搬送臂通过搬送口19后旋转台13的上方待机。在旋转台13的上表面，绕其旋转中心线13Z设置多个(例如六个)凹部14。凹部14形成为圆形。凹部14的直径比基板W的直径大。在凹部14的内底面水平地设置基板W。设置的基板W的上表面与旋转台13的上表面齐平。在凹部14的内底面形成三个销孔，在三个销孔中分别配置升降销。三个升降销一边从基板W的下方支承基板W一边升降，由此在搬送臂与旋转台13之间交接基板W。搬送口19由闸阀进行开闭。
如图1所示，旋转台13通过中心部固定于旋转轴15的上端部。旋转轴15向铅垂方向下方延伸，贯穿处理容器1的底部并与驱动部16连接。当驱动部16使旋转台13旋转时，凹部14以旋转台13的旋转中心线13Z为中心旋转，载置于凹部14的基板W旋转。驱动部16还具有使旋转台13升降的作用。通过使旋转台13下降，旋转台13与顶板12之间的间隔扩大，因此搬送臂容易进入旋转台13与顶板12之间。
在旋转台13的下方设置加热器17。加热器17通过将旋转台13进行加热来将旋转台13上的基板W进行加热。加热器17呈同心圆状地配置于处理容器1的底部，以能够将整个基板W进行加热。
如图2所示，在旋转台13的上方，在旋转台13的旋转方向13R上按照所记载的顺序配置供排气单元2、等离子体形成单元3A、等离子体形成单元3B以及等离子体形成单元3C。与旋转台13一同旋转的基板W按照第一处理区域R1、第二处理区域R2、第三处理区域R3以及第四处理区域R4的顺序通过这些区域。
第一处理区域R1形成于供排气单元2的下方。在第一处理区域R1中，原料气体吸附于基板W。在通过成膜装置形成氮化硅膜的情况下，使用含硅气体来作为原料气体。含硅气体吸附于基板W，由此在基板W形成含硅层。含硅层除了硅以外还包含卤元素。这是因为原料气体包含卤元素。
第二处理区域R2形成于等离子体形成单元3A的下方。另外，第三处理区域R3形成于等离子体形成单元3B的下方。在第二处理区域R2和第三处理区域R3中，利用等离子体化后的改性用气体将含硅层改性。含硅层的改性例如包括去除含硅层中包含的卤元素。通过去除卤元素，能够形成Si的悬挂键(Dangling Bond)。其结果是，能够使含硅层活性化，从而能够促进含硅层的氮化。改性用气体例如包含氢气(H2)。改性用气体除了氢气以外还可以包括氩气(Ar)。
第四处理区域R4形成于等离子体形成单元3C的下方。在第四处理区域R4中，利用等离子体化后的氮化用气体使含硅层氮化，因此形成氮化硅膜。例如使用氨气(NH3)或氮气(N2)来作为氮化用气体。
图3是一个实施方式所涉及的供排气单元的截面图。图4是一个实施方式所涉及的供排气单元的俯视图。在图4中，为了提高附图的识别性，对排气口22和吹扫气体喷出口23标注大量的点来进行表示。
如图4所示，供排气单元2形成为在俯视时为扇状。供排气单元2随着去向旋转台13的径向外侧而在旋转台13的周向上扩展。供排气单元2的下表面配置为与旋转台13的上表面平行。
在供排气单元2的下表面形成气体喷出口21、排气口22以及吹扫气体喷出口23。在扇状区域24中分散地配置多个气体喷出口21。扇状区域24随着去向旋转台13的径向外侧而在旋转台13的周向上扩展。在成膜处理时，多个气体喷出口21原料气体被喷淋状地喷出并供给至基板W的整个表面。在通过成膜装置形成氮化硅膜的情况下，使用含硅气体来作为原料气体。
例如使用二氯硅烷(DCS：SiH2Cl2)气体来作为含硅气体。此外，本实施方式的原料气体为DCS，但本公开的技术不限定于此。作为原料气体，除了DCS气体以外例如还能够使用氯硅烷(MCS：SiH3Cl)气体、三氯硅烷(TCS：SiHCl3)气体、四氯硅烷(STC：SiCl4)气体、六氯乙硅烷(HCDS：Si2Cl6)气体等。通过将这些气体供给至基板W，能够在基板W形成包含硅(Si)的含硅层。含硅层除了硅以外还包含卤元素。这是因为原料气体包含卤元素。
在扇状区域24中，从旋转台13的中心侧朝向旋转台13的周缘侧设定三个区域24A、24B、24C。多个气体喷出口21经由按每个区域24A、24B、24C不同的气体流路25A、25B、25C而与不同的气体供给机27连接。气体供给机27控制从DCS气体的供给源26供给至气体喷出口21的DCS气体的流量。能够针对每个区域24A、24B、24C控制DCS的喷出流量。气体供给机27例如具有控制原料气体的流量的流量控制器和对原料气体的流路进行开闭的开闭阀。
在扇状区域24的外侧，以包围扇状区域24的方式配置排气口22。排气口22经由排气管而与排气装置28连接。排气装置28包括吸引气体的真空泵。在连接排气装置28和排气口22的排气管的中途配置压力控制器20。压力控制器20控制排气口22的气压。
在排气口22的外侧，以包围排气口22的方式呈环状地配置吹扫气体喷出口23。吹扫气体喷出口23经由气体流路23A而与气体供给机27连接。气体供给机27控制从吹扫气体的供给源29向吹扫气体喷出口23供给的吹扫气体的流量。气体供给机27例如具有控制吹扫气体的流量的流量控制器和对吹扫气体的流路进行开闭的开闭阀。在通过成膜装置形成氮化硅膜的情况下，例如使用氩气来作为吹扫气体。
在进行成膜时，气体喷出口21喷出原料气体并且吹扫气体喷出口23喷出吹扫气体。另外，在进行成膜时，排气口22将原料气体和吹扫气体排出。由此，能够将基板W的吸附原料气体的第一处理区域R1限定于俯视时呈环状的排气口22的内侧。另外，能够抑制被供给至第一处理区域R1的原料气体与通过等离子体形成单元3A、3B、3C等离子体化后的气体的混合。吹扫气体除了使第一处理区域R1的气氛气体与外部的气氛气体分离的作用以外还具有从基板W去除过度地吸附于基板W的原料气体的作用。
接着，参照图1来说明等离子体形成单元3C。其它等离子体形成单元3A、3B与图1所示的等离子体形成单元3C同样地构成，因此省略说明。
等离子体形成单元3C设置于沿铅垂方向贯穿处理容器1的顶板12的开口部11a。开口部11a形成为在俯视时呈大致扇形。开口部11a随着去向圆盘状的顶板12的径向外侧而在顶板12的周向上扩展。以开口部11a的开口直径随着去向铅垂下方而阶段性地减小的方式形成台阶部11b。
等离子体形成单元3C利用微波来激励被供给至旋转台13上的等离子体形成用气体，由此产生等离子体。等离子体形成单元3C具备用于供给上述的微波的天线31。天线31包括电介质板32和金属制的波导管33。
电介质板32以封闭顶板12的开口部11a的方式形成为在俯视时呈扇状。电介质板32插入至顶板12的开口部11a，由台阶部11b进行支承。电介质板32以与旋转台13相向的方式设置。电介质板32处理容器1的内部保持气密。
波导管33具有设置在电介质板32上且沿旋转台13的径向延伸的内部空间35。内部空间35的靠旋转中心线13Z侧的端部被封闭，内部空间35的靠与旋转中心线13Z相反的一侧的端部与微波产生器37连接。微波产生器37例如将约2.45GHz的微波供给至波导管33。波导管33包括与电介质板32接触的槽板36。槽板36具有多个槽孔36A。
被供给至波导管33的微波通过槽板36的槽孔36A后到达电介质板32，在电介质板32的下表面附近对等离子体形成用气体进行等离子体化。能够将形成等离子体的第四处理区域R4限定于电介质板32的下方区域。通过气体供给机40向第四处理区域R4供给等离子体形成用气体。
气体供给机40具有内侧气体喷出口41和外侧气体喷出口42。内侧气体喷出口41和外侧气体喷出口42设置于从电介质板32的下方支承电介质板32的台阶部11b。
内侧气体喷出口41朝向顶板12的径向外侧沿电介质板32的下表面喷出等离子体形成用气体。内侧气体喷出口41沿顶板12的周向隔开间隔地排列有多个。内侧气体喷出口41经由主管以及从主管分支出来的多个支管而与氩气的供给源43、氨气的供给源44、氢气的供给源45、含氟气体的供给源46以及氧气的供给源47连接。在多个支管的各支管的中途配置流量控制器48。内侧气体喷出口41将从氩气、氨气、氢气、含氟气体以及氧气中选择出的一种以上的气体以任意的组合以及任意的混合比喷出。
另一方面，外侧气体喷出口42朝向顶板12的径向内侧沿电介质板32的下表面喷出等离子体形成用气体。外侧气体喷出口42沿顶板12的周向隔开间隔地排列有多个。外侧气体喷出口42与内侧气体喷出口41同样地经由主管以及从主管分支出来的多个支管而与氩气的供给源43、氨气的供给源44、氢气的供给源45、含氟气体的供给源46以及氧气的供给源47连接。在多个支管的各支管中途配置流量控制器49。外侧气体喷出口42将从氩气、氨气、氢气、含氟气体以及氧气中选择出的一种以上的气体以任意的组合以及任意的混合比喷出。内侧气体喷出口41和外侧气体喷出口42连接于不同的流量控制器48、49，以能够相独立地喷出等离子体形成用气体。
如图2所示，在处理容器1的底部形成排气口51。排气口51配置在旋转台13的径向外侧，以旋转中心线13Z为基准配置在与第一处理区域R1相反的一侧。排气口51经由排气管而与排气装置52连接。排气装置52具有吸引气体的真空泵。在将排气装置52与排气口51连接的排气管的中途配置压力控制器53。压力控制器53控制排气口51的气压。从上述的等离子体形成单元3A、3B、3C喷出的等离子体形成用气体从排气口51排出。
如图1所示，成膜装置具备控制部100。控制部100例如由计算机构成，并且具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)101、存储器等存储介质102。在存储介质102中保存对在成膜装置中执行的各种处理进行控制的程序。控制部100通过使CPU10执行存储介质102中存储的程序来控制成膜装置的动作。另外，控制100具备输入接口103和输出接口104。控制部100通过输入接口103接收来自外部的信号，通过输出接口104向外部发送信号。
所述程序可以存储于可由计算机读取的存储介质中，并且从该存储介质中安装至控制部100的存储介质102中。作为可由计算机读取的存储介质，例如能够列举硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。此外，程序也可以经由网络从服务器中下载后安装至控制部100的存储介质102中。
(成膜方法)
图5是表示一个实施方式所涉及的成膜方法的流程图。在控制部100的控制下实施图5所示的工序S101～S106。图6是表示一个实施方式所涉及的在进行成膜时向旋转台上供给的气体的种类的俯视图。
成膜方法包括向处理容器1的内部搬入基板W的工序S101。在该工序S101中，首先，闸阀将搬送口19打开。接下来，搬送臂通过搬送口19后在旋转台13的上方待机。接着，升降销从搬送臂接受基板W，并将接受到的基板W载置在旋转台13的凹部14内。一边使旋转台13间歇地旋转，一边重复地从搬送臂向旋转台13交接基板W。其结果是，在旋转台13载置例如六张基板W。
之后，闸阀将搬送口19关闭。接下来，当排气装置52对处理容器1的内部进行排气且处理容器1的内部的气压达到设定气压时，压力控制器53将处理容器1的内部的气压控制为设定气压。压力控制器53的设定气压例如为66.5Pa(0.5Torr)以上且665Pa(5Torr)以下。接着，驱动部16使旋转台13以设定转速旋转，并且加热器17将基板W加热至设定温度。旋转台13的设定转速例如为10rpm以上且30rpm以下。与旋转台13一同旋转的基板W按照第一处理区域R1、第二处理区域R2、第三处理区域R3以及第四处理区域R4的顺序通过这些区域。
成膜方法包括通过在第一处理区域R1中使含硅气体吸附于基板W来在基板W形成含硅层的工序S102。作为含硅气体，例如使用DCS气体。供排气单元2从扇状区域24的多个气体喷出口21喷淋状地喷出含硅气体，并且从包围扇状区域24的环状的吹扫气体喷出口23朝向旋转台13喷出吹扫气体。另外，供排气单元2从形成于扇状区域24与吹扫气体喷出口23之间的环状的排气口22将含硅气体和吹扫气体排出。
成膜方法包括在第二处理区域R2和第三处理区域R3中将含硅层改性的工序S103。在该工序S103中，在第二处理区域R2和第三处理区域R3中，内侧气体喷出口41和外侧气体喷出口42喷出改性用气体。作为改性用气体，例如使用氢气。改性用气体为等离子体形成用气体，通过等离子体形成单元3A、3B被等离子体化。等离子体化后的改性用气体将含硅层改性。含硅层的改性例如包括去除含硅层中包含的卤元素。通过去除卤元素，能够形成硅元素的悬挂键。其结果是，能够使含硅层活性化，从而能够促进含硅层的氮化。
成膜方法包括在第四处理区域R4中使含硅层氮化的工序S104。在该工序S104中，在第四处理区域R4中，内侧气体喷出口41和外侧气体喷出口42喷出氮化用气体。作为氮化用气体，例如使用氨气。氮化用气体为等离子体形成用气体，通过等离子体形成单元3C被等离子体化。等离子体化后的氮化用气体通过使含硅层氮化来形成氮化硅膜。
在氮化硅膜的膜厚小于目标厚度的情况下(工序S105，“否”)，控制部100再次实施工序S102以后的处理。基于处理时间等来判断氮化硅膜的膜厚是否为目标厚度。另一方面，在氮化硅膜的膜厚为目标厚度的情况下(工序S105，“是”)，控制部100实施工序S106的处理。
成膜方法包括向处理容器1的外部搬出基板W的工序S106。在该工序S106中，首先，闸阀将搬送口19打开。接下来，搬送臂通过搬送口19后在旋转台13的上方待机。接着，升降销从旋转台13接受基板W，并将接受到的基板W传递至搬送臂。一边使旋转台13间歇地旋转，一边重复从旋转台13向搬送臂交接基板W。
(清洗方法)
图7是表示一个实施方式所涉及的清洗方法的流程图。在控制部100的控制下实施图7所示的工序S201～S208，例如，每当进行设定次数的氮化硅膜的成膜时或每当经过设定时间，进行所述工序S201～S208。一边通过驱动部16使旋转台13旋转并且通过加热器17将旋转台13进行加热，一边进行图7所示的工序S201～S208。旋转台13的转速并无特别限定，例如为10rpm。另外，旋转台13的温度并无特别限定，例如为550℃。
清洗方法包括利用等离子体化后的清洗用气体来清洗旋转台13的工序S201。清洗用气体包含含氟气体和氧气(O2)。含氟气体例如为三氟化氮(NF3)气体。清洗用气体例如包含1体积％以上且10体积％以下的三氟化氮气体，并且包含0.5体积％以上且5体积％以下的氧气。此外，在本实施方式中，使用NF3气体来作为含氟气体，但可以使用F2气体来取代NF3气体。含氟气体为包含氟的气体即可。
使清洗用气体等离子体化，来将沉积于旋转台13的沉积物去除。去除的沉积物例如为氮化硅膜。另一方面，旋转台13例如由石英(氧化硅)形成。清洗用气体包含含氟气体和氧气，因此能够相比于氧化硅(SiO)选择性地蚀刻氮化硅(SiN)。
此外，在本说明书中，无关于硅(Si)与氮(N)的比率，将氮化硅记述为SiN。“SiN”例如包括以3：4包含硅和氮的情况(Si3N4)。同样地，在本说明书中，无关于硅(Si)与氧(O)的比率，将氧化硅记述为SiO。“SiO”例如包括以1：2包含硅和氧的情况(SiO2)。
清洗用气体相比于SiO选择性地蚀刻SiN的机制如以下那样进行估计。
下述式(1)为等离子体化后的NF3气体与SiN的反应式。
SiN+NF3*→SiF4↑…(1)
如上述式(1)所示，SiN与等离子体化后的NF3气体(NF3*)反应，产生SiF4气体。SiF4气体从排气口51排出，对SiN进行蚀刻。
下述式(2)为在NF3气体中添加了O2气体的情况下的反应式。O2气体也与NF3气体同样地被等离子体化。
SiN+NF3*+O2*→SiF4↑+NO(NO2)↑…(2)
如上述式(2)所示，SiN与等离子体化后的O2气体(O2*)反应，产生NO气体或NO2气体。NO气体或NO2气体从排气口51排气，对SiN进行蚀刻。
通过向NF3气体添加O2气体，除了生成SiF4气体以外还生成NO气体或NO2气体，因此SiN的蚀刻速度加快。因而，认为能够相比于SiO选择性地蚀刻SiN。
此外，通过向NF3气体添加O2气体来供给氧自由基，其结果是，SiO的蚀刻速度慢，这也是清洗用气体相比于SiO选择性地蚀刻SiN的一个原因。与SiN同样地，SiO也与NF3*反应，产生SiF4气体。此时，Si与O的键和被切断，但在氟自由基(F*)与Si的悬挂键键和之前氧自由基(O*)与Si的悬挂键键和，由此在表观上SiO的蚀刻速度慢。
此外，在使用F2气体来取代NF3气体的情况下，也产生与上述的式(1)和式(2)同样的反应。
如上所述，清洗用气体包含含氟气体和氧气，因此能够相比于氧化硅(SiO)选择性地蚀刻氮化硅(SiN)。因而，清洗用气体能够抑制石英(氧化硅)制的旋转台13的损伤，并且能够去除沉积物即氮化硅膜。
石英制的构件不限定为旋转台13。清洗用气体包含含氟气体和氧气，因此能够抑制石英制的构件的损伤，并且能够从石英制的构件去除沉积物即氮化硅膜。
清洗用气体除了包含含氟气体和氧(O2)气体以外还包含氩气等稀有气体。这是因为清洗用气体由于还包含稀有气体而容易被等离子体化。
图8是表示通过图7所示的旋转台的氟清洗(工序S201)向旋转台供给的气体的一例的俯视图。图9是表示图7所示的旋转台的氟清洗(工序S201)中的旋转台的铅垂方向位置的一例的截面图。图9是一个实施方式所涉及的沿旋转台的周向剖切第四处理区域和第一处理区域所得到的截面图。
如图8所示，清洗用气体例如被供给至第四处理区域R4，通过等离子体形成单元3C被等离子体化来蚀刻氮化硅膜。沉积于旋转台13的氮化硅膜在通过第四处理区域R4的期间被等离子体化后的清洗用气体蚀刻。
此外，在图7所示的工序S201～S208中，等离子体形成单元3B不在第三处理区域R3形成等离子体。同样地，在图7所示的工序S201～S208中，等离子体形成单元3A不在第二处理区域R2形成等离子体。
如图8所示，在旋转台13的上方，等离子体形成单元3C、块60、供排气单元2按所记载的顺序配置在旋转台13的周向上。等离子体形成单元3C使清洗用气体等离子体化。如图9所示，块60与旋转台13相向。旋转台13的上表面与块60的下表面形成为彼此平行。旋转台13的上表面与块60的下表面的间隙的大小h1与进行氮化硅膜的成膜时的大小相同，比较窄。块60抑制被供给至第四处理区域R4的清洗用气体流向第一处理区域R1。能够使清洗用气体集中在第四处理区域R4，能够提高清洗用气体的清洗效率。
如图8所示，在旋转台13的上方，除了块60以外还配置其它块61。两个块60、61以在旋转台13的周向上隔着等离子体形成单元3C的方式配置。块61配置于等离子体形成单元3C与等离子体形成单元3B之间。块61与块60同样地构成，抑制被供给至第四处理区域R4的清洗用气体流向第三处理区域R3。能够将清洗用气体集中在第四处理区域R4，从而能够提高清洗用气体的清洗效率。另外，由于抑制清洗用气体流向第三处理区域R3，因此能够将残留清洗用气体中包含的氟的区域限定于第四处理区域R4。
第一排气口22与第二排气口51以在旋转台13的周向上隔着等离子体形成单元3C的方式配置。第一排气口22与第二排气口51例如配置为在俯视时隔着旋转台13的旋转中心线13Z配置于互相相反侧。第一排气口22形成于第一处理区域R1的上方，形成于供排气单元2。另一方面，第二排气口51形成于旋转台13的径向外侧，形成在与第三处理区域R3相邻的位置。第一排气口22的气压、也就是压力控制器20的设定气压例如为0.8Torr。第二排气口51的气压、也就是压力控制器53的设定气压例如为1.0Torr。第一排气口22的气压P1A与第二排气口51的气压P2A相同。
如图8中的箭头A所示，清洗用气体主要从第二排气口51被排出。从供排气单元2的扇状区域24喷淋状地喷出氩气，以使清洗用气体主要从第二排气口51排出。分散地配置于扇状区域24的多个气体喷出口21喷出氩气来取代喷出原料气体。第一排气口22排出从扇状区域24喷出的氩气，因此清洗用气体如图8中的箭头A所示那样主要从第二排气口51排出。
清洗用气体的流动也能够由沿旋转台13的径向延伸的喷嘴70、71进行控制。喷嘴70、71具有沿其长度方向隔开间隔地排列的多个喷出孔。多个喷出孔沿与喷嘴70、71的长度方向正交的方向喷出反推用气体。喷嘴70例如设置于等离子体形成单元3B，喷出反推用气体，以将从第四处理区域R4超过第二排气口51后去向喷嘴70的清洗用气体推回至第二排气口51。另外，喷嘴71例如设置于等离子体形成单元3A，喷出反推用气体，以将从第四处理区域R4超过第一排气口22后去向喷嘴71的清洗用气体推回至第一排气口22。例如使用氮气(N2)来作为反推用气体。也可以使用氩气等稀有气体以取代氮气。反推用气体为非活性气体即可。
如图7所示，清洗方法包括使旋转台13从第一位置(图9所示的位置)下降至第二位置(图11所示的位置)的工序S202。另外，清洗方法包括变更压力控制器20、53的设定的工序S203。并且，清洗方法包括利用等离子体化后的清洗用气体来清洗供排气单元2的工序S204。关于旋转台13的下降(工序S202)和压力控制器20、53的设定变更(工序S203)，既可以先进行其中一个工序，也可以同时进行这两个工序。进行旋转台13的下降(工序S202)和压力控制器20、53的设定变更(工序S203)是为了变更旋转台13的氟清洗(工序S201)和供排气单元的氟清洗(工序S204)中的清洗用气体的流动。
图10是表示通过图7所示的供排气单元的氟清洗(工序S204)向旋转台供给的气体的一例的俯视图。图11是表示图7所示的供排气单元的氟清洗(工序S204)中的旋转台的铅垂方向位置的一例的截面图。图11是一个实施方式所涉及的沿旋转台的周向剖切第四处理区域和第一处理区域所得到的截面图。
如图10中的箭头B所示，在供排气单元2的氟清洗(工序S204)中，在第四处理区域R4被等离子体化后的清洗用气体主要朝向第一排气口22流动。能够通过清洗用气体对沉积于供排气单元2的氮化硅膜进行蚀刻，从而能够从供排气单元2去除氮化硅膜。
为了使清洗用气体主要朝向第一排气口22流动，将旋转台13的铅垂方向位置保持于第二位置(图11所示的位置)。被保持在第二位置的旋转台13的上表面与块60的下表面的间隙的大小h2比被保持于第一位置的旋转台13的上表面与块60的下表面的间隙的大小h1大。因而，被供给至第四处理区域R4的清洗用气体容易从块60之下通过。因而，能够使清洗用气体主要朝向第一排气口22流动。
另外，在旋转台13的铅垂方向位置为第一位置的情况下和旋转台13的铅垂方向位置为第二位置的情况下，分别变更第一排气口22的气压和第二排气口51的气压，以使清洗用气体主要朝向第一排气口22流动。变更后的第一排气口22的气压P1B比变更后的第二排气口51的气压P2B小。通过P1B与P2B的压差，能够使清洗用气体主要朝向第一排气口22流动。
例如，旋转台13的铅垂方向位置为第二位置的情况下的第一排气口22的气压P1B比旋转台13的铅垂方向位置为第一位置的情况下的第一排气口22的气压P1A小，例如为0.3Torr。另一方面，旋转台13的铅垂方向位置为第二位置的情况下的第二排气口51的气压P2B比旋转台13的铅垂方向位置为第一位置的情况下的第二排气口51的气压P2A大，例如为2.3Torr。
供排气单元2的氟清洗(工序S204)和旋转台13的氟清洗(工序S201)除了旋转台13的铅垂方向位置、第一排气口22的气压以及第二排气口51的气压以外以相同的条件实施。
如图7所示，清洗方法包括利用等离子体化后的吹扫用气体将附着于供排气单元2的氟去除的工序S205。供排气单元2的氟去除(工序S205)在供排气单元2的氟清洗(工序S204)之后进行。供排气单元2的氟去除(工序S205)除了供给吹扫用气体以取代供给清洗用气体这一点以外与供排气单元2的氟清洗(工序S204)同样地实施。
吹扫用气体与清洗用气体不同，不包含含氟气体，包含氧气(O2)。“吹扫用气体不包含含氟气体”是指吹扫用气体中的氟(F)的含有率为1体积ppm以下。
吹扫用气体与清洗用气体同样地被供给至第四处理区域R4，通过等离子体形成单元3C被等离子体化。吹扫用气体除了氧气以外还包含氩气等稀有气体。这是因为吹扫用气体由于还包含稀有气体而容易等离子体化。
吹扫用气体在被等离子体化之后与清洗用气体同样地如图10中的箭头B所示那样朝向供排气单元2流动，将附着于供排气单元2的氟去除。去除氟是因为在再次开始进行氮化硅膜的成膜时氟会阻碍该成膜。氟阻碍含硅气体吸附于基板W。另外，氟阻碍改性用气体将含硅层改性。根据本实施方式，由于去除氟，因此能够提高氮化硅膜的成膜速度。
吹扫用气体与清洗用气体同样地如图10中的箭头B所示那样主要从第一排气口22排出。附着于供排气单元2的氟与吹扫用气体一同主要从第一排气口22排出。
如图7所示，清洗方法包括使旋转台13从第二位置(图11所示的位置)上升至第一位置(图9所示的位置)的工序S206。另外，清洗方法包括变更压力控制器20、53的设定的工序S207。并且，清洗方法包括利用等离子体化后的吹扫用气体将附着于旋转台13的氟去除的工序S208。关于旋转台13的上升(工序S206)和压力控制器20、53的设定变更(工序S207)，既可以先进行其中一个工序，也可以同时进行这两个工序。进行旋转台13的上升(工序S206)和压力控制器20、53的设定变更(工序S207)是为了在供排气单元2的氟去除(工序S205)和旋转台13的氟去除(工序S208)中变更吹扫用气体的流动。
旋转台13的氟去除(工序S208)在旋转台13的氟清洗(工序S201)后进行。旋转台13的氟去除(工序S208)除了供给吹扫用气体以取代供给清洗用气体这一点之外与旋转台13的氟清洗(工序S201)同样地实施。
吹扫用气体与清洗用气体同样地被供给至第四处理区域R4，通过等离子体形成单元3C被等离子体化，将附着于旋转台13的氟去除。附着于旋转台13的氟在通过第四处理区域R4的期间通过等离子体化后的吹扫用气体而被去除。
吹扫用气体在等离子体化之后，与清洗用气体同样地如图8中的箭头A所示那样主要从第二排气口51排出。附着于旋转台13的氟与吹扫用气体一同主要从第二排气口51排出。
块60抑制被供给至第四处理区域R4的吹扫用气体流向第一处理区域R1。同样地，块61抑制被供给至第四处理区域R4的清洗用气体流向第三处理区域R3。能够使吹扫用气体集中于第四处理区域R4，从而能够提高吹扫用气体对氟的去除效率。
如图7所示，清洗方法按照旋转台13的氟清洗(工序S201)、旋转台13的下降(工序S202)、供排气单元2的氟清洗(工序S204)、供排气单元2的氟去除(工序S205)、旋转台13的上升(工序S206)、旋转台13的氟去除(工序S208)的顺序包括这些工序。在该情况下，清洗方法在将旋转台13的铅垂方向位置保持于第二位置的状态下连续地进行供排气单元2的氟清洗(工序S204)和供排气单元2的氟去除(工序S205)。因而，能够减少在第一位置与第二位置之间切换旋转台13的铅垂方向位置的次数，从而能够缩短处理时间。
此外，上述的工序S201～S208的顺序不限定为图7所示的顺序。例如，如图12所示，清洗方法可以按照供排气单元2的氟清洗(工序S204)、旋转台13的上升(工序S206)、旋转台13的氟清洗(工序S201)、旋转台13的氟去除(工序S208)、旋转台13的下降(工序S202)、供排气单元2的氟去除(工序S205)的顺序包括这些工序。在该情况下，清洗方法在将旋转台13的铅垂方向位置保持于第一位置的状态下连续地进行旋转台13的氟清洗(工序S201)和旋转台13的氟去除(工序S208)。因而，在该情况下也是，能够减少在第一位置与第二位置之间切换旋转台13的铅垂方向位置的次数，从而能够缩短处理时间。
此外，每当进行设定次数的氮化硅膜的成膜时、或每当经过设定时间时，进行图7和图12所示的清洗方法，但也可以在第一次进行氮化硅膜的成膜前进行图7和图12所示的清洗方法。也就是说，可以通过本公开的清洗方法对尚未全部进行氮化硅膜的成膜的处理容器1的内部进行清洗。根据本公开的清洗方法，能够减少残留于处理容器1的内部的氟量，但难以使氟量完全为零。如果在第一次进行氮化硅膜的成膜前实施本公开的清洗方法，则能够制造在第一次进行氮化硅膜的成膜时微量的氟残留于处理容器1的内部的状况。因而，能够稳定地实施氮化硅膜的成膜。
以上对本公开所涉及的成膜装置的清洗方法的实施方式进行了说明，但本公开不限定为上述实施方式等。在权利要求书所记载的范围内能够进行各种变更、修正、置换、附加、削除以及组合。这些也当然属于本公开的技术范围内。
例如，成膜装置在上述实施方式中形成微波等离子体，但也可以形成感应耦合等离子体。另外，成膜装置也可以在处理容器1的外部产生等离子体，将产生的等离子体导入处理容器1的内部。
另外，成膜装置在上述的实施方式中对多张基板W同时形成氮化硅膜，但也可以对基板W逐张地形成氮化硅膜。
基板W不限定为硅晶圆等半导体基板，也可以为玻璃基板等。

Claims (8)

1.一种成膜装置的清洗方法，
包括利用等离子体化后的清洗用气体对沉积氮化硅膜的处理容器的内部进行清洗的工序，
所述清洗用气体包含含氟气体和氧气，
所述成膜装置具备：扁平的处理容器，其具有大致圆形的平面形状；以及旋转台，其设置在所述处理容器内，在所述处理容器的中心具有旋转中心线，其中，所述处理容器具有顶板和呈有底的圆筒形状的容器主体，所述顶板以相对于所述容器主体的上表面可装拆的方式气密地配置，在所述旋转台的上表面绕所述旋转中心线设置有多个凹部，在所述多个凹部的内底面能够水平地设置基板，与所述旋转台一同旋转的所述基板依次通过多个处理区域来进行成膜处理，其中，仅向所述多个处理区域中的一个处理区域供给所述清洗用气体，
所述成膜装置的清洗方法还包括以下工序：
使在所述处理容器的内部旋转的水平的所述旋转台在第一位置与比所述第一位置靠铅垂下方的第二位置之间升降；
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第一位置的状态下，将等离子体化后的所述清洗用气体供给到所述一个处理区域以对所述处理容器的内部进行清洗；以及
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第二位置的状态下，将等离子体化后的所述清洗用气体供给到所述一个处理区域以对所述处理容器的内部进行清洗，
所述成膜装置在所述旋转台的上方设置使所述清洗用气体等离子体化的等离子体形成单元，
俯视观察时，在所述旋转台的周向上以隔着所述等离子体形成单元的方式配置第一排气口与第二排气口，
所述成膜装置的清洗方法还包括在所述旋转台的铅垂方向位置为所述第一位置的情况下和所述旋转台的铅垂方向位置为所述第二位置的情况下分别变更所述第一排气口的气压和所述第二排气口的气压的工序。
2.根据权利要求1所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，
所述含氟气体为三氟化氮气体。
3.根据权利要求2所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，
所述清洗用气体包含1体积％以上且10体积％以下的三氟化氮气体，并且包含0.5体积％以上且5体积％以下的氧气。
4.根据权利要求1所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，
在所述旋转台的上方，使所述清洗用气体等离子体化的等离子体形成单元、与所述旋转台相向的块、以及对作为所述氮化硅膜的原料气体的含硅气体进行供排气的供排气单元按所记载的顺序配置在所述旋转台的周向上。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，
还包括以下工序：在利用所述清洗用气体进行清洗的工序之后，利用等离子体化后的吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除，
所述吹扫用气体不包含所述含氟气体，包含氧气。
6.根据权利要求5所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，还包括以下工序：
使在所述处理容器的内部旋转的水平的旋转台在第一位置与比所述第一位置靠铅垂下方的第二位置之间升降；
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第一位置的状态下，利用等离子体化后的所述吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除；以及
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第二位置的状态下，利用等离子体化后的所述吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除。
7.根据权利要求6所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，包括按照所记载的顺序执行的以下工序：
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第一位置的状态下，利用等离子体化后的所述清洗用气体对所述处理容器的内部进行清洗；
使所述旋转台从所述第一位置下降至所述第二位置；
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第二位置的状态下，利用等离子体化后的所述清洗用气体对所述处理容器的内部进行清洗；
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第二位置的状态下，利用等离子体化后的所述吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除；
使所述旋转台从所述第二位置上升至所述第一位置；以及
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第一位置的状态下，利用等离子体化后的所述吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除。
8.根据权利要求6所述的成膜装置的清洗方法，其特征在于，
包括按照所记载的顺序执行的以下工序：
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第二位置的状态下，利用等离子体化后的所述清洗用气体对所述处理容器的内部进行清洗；
使所述旋转台从所述第二位置上升至所述第一位置；
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第一位置的状态下，利用等离子体化后的所述清洗用气体对所述处理容器的内部进行清洗；
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第一位置的状态下，利用等离子体化后的所述吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除；
使所述旋转台从所述第一位置下降至所述第二位置；以及
在将所述旋转台的铅垂方向位置保持于所述第二位置的状态下，利用等离子体化后的所述吹扫用气体将残留于所述处理容器的内部的氟去除。
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