CN112385017A - 清洁方法和基片处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除去附着于腔室内的工作台的污染物的清洁方法，该清洁方法包括：将上述腔室内设定为规定的真空压力的第1工序；向上述工作台供给形成冲击波的第1气体的第2工序；向上述工作台供给不形成冲击波的第2气体的第3工序。

Description

清洁方法和基片处理装置
技术领域
本发明涉及清洁方法和基片处理装置。
背景技术
例如，专利文献1中，作为从集尘体除去颗粒的手段，提出了使亚音速的气体在集尘体与晶片载置台之间的密闭空间中流动，将附着于集尘体的颗粒与气体一起回收到外部的方案。
此外，例如，专利文献2、3中，提出了对晶片照射气体簇(gas cluster)，以除去附着于晶片的颗粒的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-302185号公报
专利文献2：日本特开2015-26745号公报
专利文献3：日本特开2015-41646号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供能够有效地除去附着于腔室内的工作台的污染物的技术。
用于解决技术问题的技术方案
依照本发明的一个方面，提供一种除去附着于腔室内的工作台的污染物的清洁方法，其包括：将上述腔室内设定为规定的真空压力的第1工序；向上述工作台供给形成冲击波的第1气体的第2工序；和向上述工作台供给不形成冲击波的第2气体的第3工序。
发明效果
依照该一个方面，能够有效地除去附着于腔室内的工作台的污染物。
附图说明
图1是表示现有的清洁方法的一个例子的图。
图2是用于说明一个实施方式的冲击波的图。
图3是表示一个实施方式的冲击波的产生过程的模拟结果的一个例子的图。
图4是表示一个实施方式的工作台和喷淋头的距离与冲击波的关系的模拟结果的一个例子的图。
图5是表示一个实施方式的成膜装置的一个例子的图。
图6是俯视图5的成膜装置的图。
图7是表示第1实施方式的清洁方法的一个例子的流程图。
图8是表示第2实施方式的清洁方法的一个例子的流程图。
图9是表示第3实施方式的清洁方法的一个例子的流程图。
图10是表示一个实施方式的成膜装置的气体管线的一个例子的图。
图11是表示一个实施方式的N2气体的导入的一个例子的图。
图12是表示一个实施方式的N2气体的导入的一个例子的图。
图13是表示一个实施方式的成膜装置的一个例子的图。
图14是表示一个实施方式的旋风气流和排气的一个例子的图。
图15是表示一个实施方式的气体喷嘴的一个例子的图。
图16是表示一个实施方式的气体喷嘴的形状和模拟结果的一个例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，而省略重复说明。
[引言]
在CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)、蚀刻装置中，由处理导致的生成物可能附着于工作台，它们成为颗粒而在晶片处理时飞散，附着在晶片上(颗粒污染)。于是，现有技术中已知有除去附着于工作台上的颗粒的清洁方法。
参照图1的(a)和(b)，对现有的清洁方法的一个例子进行说明。此处，说明对图1的(a)所示的具有喷淋头152的腔室C内的工作台150上进行清洁的情况。
如图1的(b)中表示的现有的清洁方法的一个例子那样，在现有的清洁方法中，首先，使用设置于腔室C的真空泵(未图示)开始腔室C内的抽真空(步骤S100)。
当腔室C内达到设定压力时(步骤S102)，从气体导入口151供给的高压的气体从喷淋头152的多个气体孔154向工作台150释放(步骤S104)。由此，进行利用高压气体的吹扫。利用由此产生的冲击波SW，将附着于工作台150上的颗粒剥离。此外，本处理中，在执行所有步骤的期间，将排气阀控制为打开状态。
当利用高压气体的吹扫结束时(步骤106)，判断是否反复进行了规定次数的吹扫(步骤108)，反复进行步骤S102～S108直至执行规定次数，在执行了规定次数后结束本处理。
但是，上述清洁方法中，当不能够适当地设定冲击波的产生条件时，其除去范围可能受限。此外，存在被冲击波剥离的颗粒再次附着到工作台，而滞留于腔室内的可能性。为了防止这样的现象，使冲击波有效地作用的条件的设定、将附着于工作台上的颗粒剥离后迅速地将该颗粒向腔室C外除去是很重要的。
于是，一个实施方式的清洁方法中，在从喷淋头吹扫高压气体，使冲击波撞击到工作台而将颗粒剥离后，利用从喷射器等供给的气体的旋风(cyclone)气流进行扫气(scavenging)，由此迅速地向腔室外排气。
下面，在说明了在一个实施方式的清洁方法中使用的冲击波后，说明一个实施方式的清洁方法和执行该清洁方法的基片处理装置。
[冲击波]
本说明书中的“冲击波”是指压力和温度不连续的波以超音速在静止气体中传播的现象。图2的(a)所示的模型中示意地表示了，以某一速度在中空的物体L内流动的规定温度和规定压力的高压气体，在任意的位置成为静止气体(速度＝0)时，产生压力和温度不连续的波，成为冲击波而以超音速在静止气体中传播的情形。在图2的(b)所示的例子中，超音速的高压气体在轴对称的气体管153内喷流，从气体孔154释放到比气体管153内的压力低压的空间。此时与气体的流动大致垂直地产生冲击波SW。所产生的冲击波也称为垂直冲击波或马赫盘。
在本实施方式中，吹扫高压的Ar气体(以下，也称为“高压气体”。)而产生冲击波SW。高压气体是大气压以上的气体，优选非活性气体。高压气体例如优选以Ar为代表的稀有气体、N2气体、CO2气体等非活性气体，但并不限于此，也可以是CF4、NF3等在通常状态下为非活性的气体。
图3表示对本实施方式的冲击波的产生过程进行了模拟的结果的一个例子。作为模拟条件，如图3的(a)所示，从在前端具有直径设定得较小的气体孔154的气体释放口释放Ar气体。此外，将从气体孔154的下端部到工作台表面的距离(Gap：间隙)设定为20mm。此外，将气体供给压(气体管153内的压力)设定为0.2MPa，将Ar气体被释放的空间的压力设定为40Pa。
在以上的模拟条件下，将高压气体从气体孔154释放时作为0秒，说明图3的(a)～图3(h)的各经过时间的垂直冲击波的状态。图3的(a)是表示1×10-5秒后的气体的状态的模拟结果。此时，在气体孔154的附近的空间形成Ar气体的流动，但不产生冲击波。之后，如图3的(b)的A1所示，在2×10-5秒后在Ar气体的流动的前端开始产生冲击波。如图3的(c)的A2所示，在3×10-5秒后在Ar气体的流动的前端局部地出现了强力的质量通量(质量Flux)(kg/m2s)。质量通量是表示单位时间通过单位面积的气体的质量的物理量，是冲击波的强度的指标。
质量通量能够由以下的(1)式导出。
质量通量(kg/m2s)＝气体密度(kg/m3)×垂直方向的气流速(m/s)……(1)
如图3的(d)的A3所示，在4×10-5秒后，Ar气体的气流前端的质量通量的峰值逐渐变高，在5.9×10-5秒后，如图3的(e)所示的垂直冲击波SW到达工作台。之后的6×10-5秒后、6.2×10-5秒后、6.5×10-5秒后，如图3的(f)～(h)所示，规定值以上的质量通量的垂直冲击波SW撞击到工作台，工作台上的颗粒被剥离。
当将喷淋头与工作台之间的距离(Gap：间隙)调节为最佳值时，能够使质量通量为规定值以上的垂直冲击波SW撞击到工作台，垂直冲击波强力地作用，工作台上的颗粒变得容易剥离。
此外，当使气体供给压变高时垂直冲击波变强。进而，如(1)式所示，作为从喷淋头供给的气体种类，当使用气体密度大(即分子量大)的气体时，垂直冲击波变强。
根据以上的模拟结果可知，垂直冲击波到达工作台，随着时间流逝而垂直冲击波变大。于是可知，在垂直冲击波到达工作台时使工作台上的颗粒剥离。由此可知，当垂直冲击波以最强的状态，即以质量通量具有最大的值的状态到达工作台的上表面时，工作台上的颗粒的剥离效果最高。
图4是表示一个实施方式的工作台与形成有气体孔154的喷淋头之间的距离和垂直冲击波的模拟结果的一个例子的图。图4的(a)是将工作台与喷淋头之间的距离设定为5mm时的模拟结果，图4的(b)是将工作台与喷淋头之间的距离设定为10mm时的模拟结果，图4的(c)是将工作台与喷淋头的距离设定为20mm时的模拟结果。
当工作台与喷淋头之间的距离为5mm、10mm时，如图4的(a)和(b)所示，冲击波没有过于生长，冲击波没有成为强力地作用于工作台的状态。与之相对，当工作台与喷淋头之间的距离为20mm时，如图4的(c)所示，垂直冲击波SW生长，出现强力的质量通量(kg/m2s)，垂直冲击波SW成为强力地作用的状态。
以下说明成膜装置，其具有如以上所说明的那样，使垂直冲击波SW作用于工作台，而且防止从工作台剥离的颗粒飞到晶片上而造成污染的机构。
[成膜装置]
参照图5和图6，对一个实施方式的成膜装置100进行说明。图5是表示一个实施方式的成膜装置100的纵截面的一个例子的图。图6是俯视图5的成膜装置的图。本实施方式的成膜装置100是能够一边旋转一边同时对多个晶片W进行成膜的装置。
图5所示的成膜装置100包括：具有大致圆形的平面形状的扁平的真空容器(腔室)1；和设置于真空容器1内的、在真空容器1的中心具有旋转中心的旋转台2。真空容器1包括：具有有底的圆筒形状的容器主体12；和顶板11，其经由例如O形环等密封部件13以气密地可拆装的方式配置在容器主体12的上表面。
旋转台2在中心部固定于圆筒形状的芯部21。芯部21固定在沿与芯部21垂直的方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯通真空容器1的底部14，其下端安装于使旋转轴22绕铅垂轴旋转的驱动部23。旋转轴22和驱动部23收纳于上表面开口的筒状的壳体20内。关于壳体20，设置于其上表面的凸缘部分气密地安装于真空容器1的底部14的下表面，由此，壳体20的内部气氛与外部气氛的气密状态得以维持。
在旋转台2的表面部，如图6所示，沿旋转方向(周向)设置有用于载置多个(本例中是5个)晶片W的圆形的凹部(基片载置部)24。此外，图6中，为了方便，仅在1个凹部24表示晶片W。该凹部24具有比晶片W的直径稍大例如4mm的内径和与晶片W的厚度大致相等的深度。由此，当将晶片W收纳在凹部24时，晶片W的表面与旋转台2的表面(没有载置晶片W的区域)成为相同的高度。在凹部24的底面，形成有供用于支承晶片W的背面而使晶片W升降的例如3根升降销贯通的贯通孔。
图6是说明真空容器1内的结构的图，为了方便说明，将设置于顶板11的喷淋头SH和气体供给管156以虚线表示，省略此外的顶板11的图示。在成膜处理中，一边使旋转台2旋转一边同时处理5个晶片W。
在旋转台2的上方，各个由石英构成的喷射器31、喷射器41、42在真空容器1的周向(旋转台2的旋转方向(图6的箭头A))上彼此隔开间隔地配置。在顶板11设置有喷淋头SH。
在图示的例子中，在顺时针方向上，喷射器41、喷射器31、喷射器42和喷淋头SH依次排列。
图5所示的喷淋头SH上的阀V3在气体供给管156中设置于真空容器1的正上方的位置。当打开阀V3时，规定的气体从与气体供给部连接的气体供给管156被供给到喷淋头SH，通过多个气体管153，从气体孔154被供给到真空容器1内。
喷射器31和喷射器41、42的根端部固定在容器主体12的外周内壁。由此，喷射器31和喷射器41、42以从真空容器1的外周内壁导入真空容器1内，沿容器主体12的径向相对于旋转台2水平地延伸的方式安装。
在本实施方式中，喷射器31经由配管和流量控制阀等供给作为反应性气体的含Si(硅)气体。喷淋头SH经由配管和流量控制阀等供给作为反应性气体的氧化气体。喷射器41、42经由配管和流量控制阀等供给作为分离气体的N2(氮)气体。此外，也可以使喷射器31为喷淋头结构，也可以使喷淋头SH为喷射器结构。
在喷射器31设置有朝向旋转台2开口的多个气体孔。在喷淋头SH设置有朝向旋转台2开口的多个气体孔154。
喷射器31的下方区域成为用于使作为反应性气体的含Si气体吸附在晶片W的第1处理区域P1。喷淋头SH的下方区域成为使在第1处理区域P1中吸附于晶片W的含Si气体氧化的第2处理区域P2。
参照图6，在真空容器1内设置有2个凸状部4。凸状部4与喷射器41、42一起构成分离区域D，因此以向旋转台2突出的方式安装于顶板11的背面。此外，凸状部4具有顶部被切断成圆弧状的扇型的平面形状。
在图5所示的顶板11的下表面，设置有包围固定旋转台2的芯部21的外周的突出部5。在本实施方式中，凸状部4的内圆弧与突出部5连结，外圆弧以沿着真空容器1的容器主体12的内周面的方式配置。通过采用该结构，凸状部4抑制反应性气体从分离区域D的两侧侵入，抑制两反应性气体的混合。
在收纳于凸状部4的槽部的喷射器41、42，沿喷射器41、42的长度方向排列有朝向旋转台2开口的多个气体孔(参照图11的41a)。
当从喷射器41、42的气体孔供给N2气体时，该N2气体作为与来自第1区域P1的含Si气体和来自第2区域P2的氧化气体反向的逆流(counterflow)起作用。由此，来自第1区域P1的含Si气体和来自第2区域P的氧化气体被分离区域D分离。因此，在真空容器1内能够抑制含Si气体与氧化气体混合而发生反应。
容器主体12的内周壁如图5所示，例如从与旋转台2的外端面相对的部位直到底部14向外侧凹陷，形成排气区域E。具体而言，将与第1处理区域P1连通的排气区域记为第1排气区域E1，将与第2处理区域P2连通的区域记为第2排气区域E2。在上述第1排气区域E1和第2排气区域E2的底部，如图6所示，分别形成有第1排气口610和第2排气口620。第1排气口610和第2排气口620分别与图5和图6所示的排气管630连通，经由压力控制器650与真空泵640连接。第1排气区域E1和第2排气区域E2由真空泵640排气。
在旋转台2与真空容器1的底部14之间的空间设置有加热器单元7，利用加热器单元7经由旋转台2将旋转台2上的晶片W加热至由处理方案决定的温度(例如450℃)。在旋转台2的周缘附近的下方侧设置有环状的遮挡部件71。遮挡部件71划分从旋转台2的上方空间到第1排气区域E1和第2排气区域E2为止的气氛与设置有加热器单元7的气氛，抑制气体侵入旋转台2的下方区域。
比配置有加热器单元7的空间靠旋转中心的部位的底部14，以接近旋转台2的下表面的中心部附近的芯部21的方式向上方侧突出，在其上方形成有突出部12a。突出部12a与芯部21之间形成有狭窄的空间，而且贯通底部14的旋转轴22的贯通孔的内周面与旋转轴22的间隙狭窄，这些狭窄的空间与壳体20连通。在壳体20设置有用于将作为吹扫气体的N2气体供给到狭窄空间内来进行吹扫的吹扫气体供给管72。
此外，在真空容器1的底部14，在加热器单元7的下方在周向上以规定的角度间隔设置有用于对加热器单元7的配置空间进行吹扫的多个吹扫气体供给管73、74。此外，在加热器单元7与旋转台2之间，为了抑制气体向设置有加热器单元7的区域的侵入，设置有遍及周向地覆盖在环状的遮挡部件71至突出部12a的上端部之间的盖部件7a。盖部件7a例如能够由石英制作。
在真空容器1的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51，对顶板11与芯部21之间的空间供给作为分离气体的N2气体。供给到该空间的分离气体经由突出部5与旋转台2的狭窄间隙沿旋转台2的晶片载置区域的表面向周缘释放。
进而，如图6所示，在真空容器1的外周内壁，设置有用于在外部的运送臂10与旋转台2之间进行晶片W的交接的运送口15。运送口15由闸阀(gate valve)开闭。此外，旋转台2中作为晶片载置区域的凹部24在面对该运送口15的位置在其与运送臂10之间进行晶片W的交接。由此，在旋转台2的下方侧，在与晶片W的交接位置对应的部位，设置有用于贯通凹部24而从背面抬起晶片W的交接用的升降销及其升降机构。
在本实施方式的成膜装置100中，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103。控制部103具有CPU。在ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的存储部101内，保存有使成膜装置100实施成膜方法、清洁方法的控制程序。控制部103的CPU按照存储于存储器的方案中设定的流程，控制成膜处理、清洁处理。控制程序也可以存储于硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等的介质102中，由规定的读取装置读入存储部101而安装到控制部103内。
对成膜装置100中执行的成膜方法进行说明。在本实施方式中，首先，打开闸阀，从外部用运送臂10经由运送口15将晶片W交接至旋转台2的凹部24内。
接着关闭闸阀，用真空泵640将真空容器1内排气至可达到的真空度后，从喷射器41、42以规定的流量释放作为分离气体的N2气体。从分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、73、74也以规定的流量释放N2气体。并且，用压力控制器650将真空容器1内控制为预先设定的处理压力。接着，一边使旋转台2顺时针地以例如20rpm的旋转速度旋转，一边用加热器单元7将晶片W加热至例如450℃。之后，从喷射器31供给含Si气体，从喷淋头SH供给氧化气体。
由于旋转台2的旋转，晶片W依次通过第1处理区域P1、分离区域D、第2处理区域P2和分离区域D。在第1处理区域P1中，在晶片W的表面吸附含Si气体的分子，形成含Si气体的分子层。在通过了分离区域D后，在第2处理区域P2中，吸附于晶片W的表面的含Si气体被氧化气体的分子氧化，形成一层氧化硅膜。
接着，由于旋转台2的旋转而晶片W再次到达第1处理区域P1时，从喷射器31供给的含Si气体的分子吸附在晶片W的表面。
接着，当晶片W通过第2处理区域P2时，吸附于晶片W的表面的含Si气体被氧化气体氧化，进一步形成氧化硅膜。通过反复进行以上的处理，能够形成规定膜厚的氧化硅膜。
旋转台2也可以是载置晶片W的工作台的一个例子，能够借助未图示的升降机构来升降。在这种情况下，在以下的清洁处理中旋转台2与喷淋头SH之间的距离(Gap：间隙)被调节为最佳值。
成膜装置100是对基片实施规定的处理的基片处理装置的一个例子，基片处理装置的结构并不限于此。例如，基片处理装置也可以不旋转。此外，基片处理装置也可以是一个一个地处理晶片W的装置。基片处理装置并不限于成膜装置，也可以是蚀刻装置、灰化装置等。基片处理装置也可以是用等离子体对晶片W进行处理的装置，也可以是用等离子体以外的能量(热、光等)对晶片W进行处理的装置。
在由旋转台2例示的载置晶片的工作台附着反应生成物，反应生成物飞到晶片W上而成为引起颗粒污染的主要原因。于是，在下文中，说明有效地除去附着于旋转台2的污染物的一个实施方式的清洁方法。
[清洁方法]
<第1实施方式>
首先，参照图7，对第1实施方式的清洁方法的一个例子进行说明。图7是表示第1实施方式的清洁方法的一个例子的流程图。第1实施方式的清洁方法由控制部103控制。
当本处理开始时，控制部103利用驱动机构使旋转台2升降，调整旋转台2，以使旋转台2与喷淋头SH之间的距离最佳(步骤S10)。接着，使调节好高度的旋转台2旋转，从喷射器31、41、42供给N2气体(步骤S10)。优选从喷射器31、41、42全部供给N2气体，但也可以从喷射器31、41、42的至少任一个供给N2气体。此外，步骤S10是向旋转台2供给不形成冲击波的第2气体的第3工序的一个例子。第2气体并不限于N2气体，也可以是Ar气体等非活性气体或CO2气体，也可以是CF4、NF3等通常状态下非活性的气体。
接着，用真空泵640开始进行真空容器1内的抽真空(步骤S11)，将真空容器1内抽真空至例如数Pa～数十Pa。此外，步骤S11是将腔室内设定为规定的真空压力的第1工序的一个例子。此外，当然能够想到在步骤S10的前段预先进行抽真空。
当腔室内达到了设定的真空压力时(步骤S12)，打开设置于真空容器1的正上方的位置的气体管线(gas line)的阀V3(步骤S13)，将贮留在比阀V3靠上游侧的气体供给管156中的高压气体(例如Ar气体)从喷淋头SH供给到真空容器1内(步骤S14)。由此，高压气体的流动成为超音速的流动，利用此时产生的垂直冲击波使附着与旋转台2上的颗粒剥离。此外，步骤S14是向旋转台2供给形成冲击波的第1气体的第2工序的一个例子。第1气体并不限于Ar气体，也可以是N2气体等非活性气体或CO2气体，也可以是CF4、NF3等通常状态下非活性的气体。
当利用高压气体的吹扫结束时，关闭设置于真空容器1的正上方的位置的阀V3(步骤S15)。接着，判断是否反复进行了规定次数的吹扫(步骤S16)，反复进行步骤S11以后的处理直至执行规定次数，在执行了规定次数后结束本处理。
在本处理中，排气侧的阀总是打开的，一直对真空容器1内进行排气。此外，从喷射器31、41、42导出的N2气体从本处理开始到结束为止一直进行供给。而且，旋转台2在本处理结束之前不停止旋转，控制利用高压气体的吹扫的时间，使得能够对旋转台2的整个上表面进行清洁。
依照该清洁方法，一边使旋转台2旋转一边使冲击波撞击到旋转台2上。此外，一直从各喷射器31、41、42导入N2气体。利用冲击波从旋转台2剥离的污染物，随着因旋转台2的旋转产生的N2气体的旋风气流而被转移，顺畅地排出到真空容器1外。
此外，将旋转台2与喷淋头SH之间的距离调节为垂直冲击波的质量通量最大或尽量大的位置。由此，通过高压气体的吹扫，使强力的垂直冲击波撞击到旋转台2，能够有效地除去附着于旋转台2上的污染物。
而且，通过使旋转台2旋转，能够垂直冲击波无遗漏地作用到旋转台2的整个表面。由此，能够无遗漏地除去附着于旋转台2的污染物。
<第2实施方式>
下面，参照图8，对第2实施方式的清洁方法的一个例子进行说明。图8是表示第2实施方式的清洁方法的一个例子的流程图。当本处理开始时，控制部103在调整旋转台2以使旋转台2与喷淋头SH之间的距离最佳后，使旋转台2旋转(步骤S9)。
接着，用真空泵640开始进行真空容器1内的抽真空(步骤S11)。此外，也可以在旋转台旋转(步骤S9)之前开始抽真空。接着，从喷射器31、41、42供给N2气体(步骤S20：第3工序的一个例子)。也可以从喷射器31、41、42的至少任一个供给N2气体。当到达了设定压力时(步骤S12：第1工序的一个例子)，打开设置于真空容器1的正上方的位置的阀V3(步骤S13)。由此，将贮留于上游侧的气体供给管156中的高压气体从喷淋头SH供给到真空容器1内(步骤S14：第2工序的一个例子)。由此，高压气体的流动成为超音速的气流，利用此时产生的垂直冲击波使附着于旋转台2上的颗粒剥离。
当利用高压气体的吹扫结束时，关闭设置于真空容器1的正上方的位置的阀V3(步骤S15)。接着，停止从喷射器31、41、42供给N2气体(步骤S21)。接着，判断是否反复进行了规定次数的吹扫(步骤S16)，反复进行步骤S11以后的处理直至执行规定次数，在执行了规定次数后结束本处理。
本处理中，排气侧的阀总是打开的，一直对真空容器1内进行排气。此外，旋转台2在本处理结束之前不停止旋转，控制利用高压气体的吹扫的时间，使得能够对旋转台2的整个上表面进行清洁。
依照该清洁方法，一边使旋转台2旋转一边供给高压气体，使冲击波撞击到旋转台2。此外，至少在供给高压气体的第2工序的期间，从各喷射器31、41、42导入N2气体。由此，能够将利用冲击波从旋转台2剥离的污染物随着N2气体的旋风气流更顺畅地转移，排出到真空容器1外。
<第3实施方式>
下面，参照图9，对第3实施方式的清洁方法的一个例子进行说明。图9是表示第3实施方式的清洁方法的一个例子的流程图。当本处理开始时，控制部103调整旋转台2以使旋转台2与喷淋头SH之间的距离最佳，使旋转台2旋转(步骤S9)。
接着，用真空泵640开始进行真空容器1内的抽真空(步骤S11)。此外，也可以在旋转台旋转(步骤S9)之前开始实施抽真空。当达到设定压力时(步骤S12：第1工序的一个例子)，打开设置于真空容器1的正上方的位置的阀V3(步骤S13)。由此，将贮留在上游侧的气体供给管156的高压气体从喷淋头SH供给到真空容器1内(步骤S14：第2工序的一个例子)。由此，高压气体的流动成为超音速的气流，利用此时产生的垂直冲击波使附着于旋转台2上的颗粒剥离。
当利用高压气体的吹扫结束时，关闭设置于真空容器1的正上方的位置的阀V3(步骤S15)。接着，从喷射器31、41、42供给N2气体(步骤S20：第3工序的一个例子)。也可以从喷射器31、41、42的至少任一者供给N2气体。经过规定时间后，停止从喷射器31、41、42供给N2气体(步骤S21)。接着，判断是否反复进行了规定次数的吹扫(步骤S16)，反复进行步骤S11以后的处理直至执行规定次数，在执行了规定次数后结束本处理。
在本处理中，排气侧的阀总是打开的，一直对真空容器1内进行排气。此外，旋转台2在本处理结束之前不停止旋转，控制利用高压气体的吹扫的时间，使得能够对旋转台2的整个上表面进行清洁。
依照该清洁方法，交替地执行供给高压气体的步骤S14和从喷射器31、41、42供给N2气体的步骤S20，交替地供给在步骤S14中供给的第1气体和在步骤S20中供给的第2气体。由此，也能够利用冲击波从旋转台2剥离污染物，使其随着N2气体的旋风气流更顺畅地转移，排出到真空容器1外。
在第1实施方式～第3实施方式的清洁方法的任一者中，在调节了喷淋头SH与旋转台2之间的距离后执行清洁方法。此外，在真空容器1的正上方的位置设置有开闭气体供给管156的阀V3，通过控制阀V3的开闭，将贮留在上游侧的气体供给管156的高压气体供给到喷淋头SH。由此，能够间歇地供给高压气体，在旋转台2上形成冲击波。
[用于得到冲击波的气体管线]
参照图10，说明用于间歇地供给Ar气体的成膜装置100的气体管线的一个例子。图10是表示比较例和一个实施方式的成膜装置的气体管线的一个例子的图。
图10的(a)表示比较例的气体管线的一个例子，图10的(b)表示本实施方式的气体管线的一个例子。比较例的气体管线中，在气体管线GL设置有2个阀V1、V2，在阀V1、V2之间设置有流量控制器MFC，在比阀V2靠下游的真空容器1侧安装有过滤器F。
在本实施方式的气体管线中，在气体管线GL设置有2个阀V1、V2，在阀V1、V2之间设置有流量控制器MFC，在比阀V2靠下游侧的位置安装有过滤器F。而且，在真空容器1的正上方安装有阀V3。在本实施方式中也可以不设置过滤器F。
在图10的(a)所示的比较例的气体管线中，当打开阀V1、V2时，从气体供给源供给来的Ar气体在气体管线GL中流动。刚打开阀V1、V2时，在过滤器F发生压力损失，因此在打开阀V1、V2时供给到喷淋头SH的Ar气体的到达压力下降。例如，令关闭阀V2时上游侧的压力为0.2MPa。在比较例的气体管线中，关闭阀V2，供给到喷淋头SH的Ar气体的压力由于过滤器F中的压力损失而低于0.2MPa。
另一方面，在图10的(b)所示的本实施方式的气体管线中，当打开阀V1、V2时，从气体供给源供给来的Ar气体在气体管线GL中流动。通过不使用过滤器F或使用低压损类型的装置，能够抑制压力损失的发生。此外，关闭真空容器1的正上方的阀V3直至产生冲击波的规定的时间为止，由此，能够在真空容器1的近前，用Ar气体充满气体管线GL。因此，能够使气体管线GL内的压力迅速地上升。例如，当令关闭阀V3时真空容器1的近前的气体管线GL的压力为0.2MPa时，打开阀V3时供给到喷淋头SH的Ar气体的到达压力不会下降，而保持在大致0.2MPa的高压状态。
如上所述，在本实施方式的气体管线中，通过在真空容器1的正上方设置阀V3，能够将高压气体供给到喷淋头SH，由此能够使气体管153内的压力在极短时间内上升至大致0.2MPa的高压的状态。由此，高压气体以超音速从气体孔154喷流，释放到比气体管153内的压力(约0.2MPa)低压(约40Pa)的空间。利用此时产生的垂直冲击波能够有效地使附着于旋转台2上的颗粒剥离。
另外，产生冲击波的Ar气体的压力只要为大气压以上即可。但是，第2工序中，优选以相对于真空容器1内的压力，使供给Ar气体的气体管153内的压力为5倍以上，优选10倍以上的状态，供给第1气体。
[由N2气体导入引起的旋风气流]
在第1实施方式～第3实施方式的清洁方法中，至少在执行第2工序和第3工序的期间，使旋转台2旋转，对真空容器1内连续地进行排气。在该状态下从喷射器31、41、42的气体孔供给N2气体。
图11的(a)是表示一个实施方式的N2气体的导入的模拟结果的一个例子的图。在本模拟中，表示在旋转台2顺时针旋转的状态下，从喷射器41的气体孔41a供给N2气体时的气体的流线。此外，在本模拟中，旋转台2的外周与真空容器1的内壁之间的空间成为环状的排气口600，排气口600经由排气管630与真空泵640(参照图5)连接。
参照表示图11的(a)的B-B截面的图11的(b)，喷射器41的气体孔41a以朝向旋转台2的方式设置在正下方，向正下方供给N2气体。根据图11的(a)的模拟结果，N2气体一边由于旋转台2的旋转以在旋转台2上盘爬的方式形成旋风气流，一边从旋转台2的外周与真空容器1的内壁之间的环状的排气口600被排气。由此可知，能够将利用冲击波从旋转台2剥离的污染物随着N2气体的旋风气流顺畅地转移，从环状的排气口600排出到真空容器1外。
如上所述，在图5的成膜装置100中，在第3工序中，从在旋转台2的附近平行于径向地设置的喷射器41供给N2气体。由此，能够一边形成N2气体的旋风气流，一边将利用冲击波从旋转台2剥离的污染物引导到排气口。此外，在图11的例子中，表示了从喷射器41供给N2气体的例子，但并不限于此，至少从喷射器41、42和喷射器31的任一者供给N2气体。此外，优选从喷射器41、42和喷射器31供给N2气体。
在清洁处理中旋转台2旋转时，利用旋风气流将N2气体运送至旋转台2的外侧，因此排气口优选处于旋转台2的外周部。由此，能够防止随着以在旋转台2上盘爬的方式形成的N2气体的旋风气流而从旋转台2上剥离的污染物的再次附着，并且促进污染物的顺畅的排出。
如以上所说明的那样，依照第1实施方式～第3实施方式的清洁方法，通过使旋转台2旋转，能够使垂直冲击波没有遗漏地撞击到旋转台2的整个面。由此，能够没有遗漏地使附着在旋转台2上的污染物剥离。此外，从喷射器31、41、42供给的N2气体形成旋风气流，能够将剥离的污染物顺畅地转移到排气侧。
但是，N2气体的导入并不限于使用喷射器进行。如图12的(a)所示，也可以在旋转台2的中央配置作为中心轴的气体供给管55，从气体供给管55的侧壁等间隔地设置气体喷嘴56，从设置于气体喷嘴56的气体孔56a在圆周方向上供给气体。如图12的(b)所示，也可以在中心轴的气体供给管55的底面与旋转台2之间设置间隙，从该间隙在圆周方向上供给气体。
图12的(a-1)是图12的(a)的侧视图的一个例子，图12的(a-2)是图12的(a)的俯视图的一个例子。在气体供给管55内流动的N2气体，从作为气体喷嘴56的截面的图12的(a-3)所示的角度θ的位置的气体孔56a向旋转台2释放，如图12的(a-2)所示顺着旋转台2的旋转方向在圆周的切线方向上流动。
气体喷嘴56的气体孔的角度θ并不限于气体喷嘴56的正下方，也可以是从气体喷嘴56的正下方起比90°小的角度。即，将气体喷嘴56的气体孔56a位于正下方的角度设为0°时，气体孔56a的角度θ在圆周方向上形成在满足﹣90°＜θ＜90°的位置即可。
通过使用了图12所示的气体喷嘴56的N2气体的供给，也能够利用旋风气流将N2气体运送到旋转台2的外周侧。由此，在采用该结构的情况下，排气口优选配置在旋转台2的外周侧。另外，关于图11所示的喷射器41的气体孔41a等的角度θ，当将气体孔41a位于正下方的角度设为0°时，气体孔41a的角度θ在圆周方向上形成在满足﹣90°＜θ＜90°的位置即可。
图13表示一个实施方式的成膜装置100的其它例子。如该成膜装置100所示，也可以使多个气体喷嘴57在圆周方向上等间隔地从真空容器1的侧壁贯通。此时，第3工序中的N2气体的导入也可以使用气体喷嘴57进行。
图13所示的成膜装置100是能够执行第1实施方式～第3实施方式的清洁方法的其它基片处理装置的一个例子。成膜装置100具有真空容器1。真空容器1具有容器主体12和以气密地可拆装的方式配置在容器主体12的上表面的顶板11。在容器主体12设置有4个工作台S，在各工作台S载置晶片W。
在各工作台S的上方的顶板11设置有喷淋头SH。各工作台S也可以构成为能够借助升降机构35来升降。由此，能够调节工作台S与喷淋头SH之间的距离(Gap：间隙)。
对喷淋头SH，从气体供给部(清洁气体供给部、吹扫气体供给部、反应性气体供给部)在规定的时间供给各气体。此外，在喷淋头SH经由匹配器37连接有RF电源36。
例如，在成膜时，控制阀V和流量控制器MFC对喷淋头SH供给成膜用的气体(反应性气体)，从RF电源36对喷淋头SH施加例如13.56MHz等规定频率的高周波电功率。由此，由供给到喷淋头SH的成膜用的气体生成等离子体，对工作台S上的晶片实施成膜处理。
在清洁时，控制阀V和流量控制器MFC对喷淋头SH供给清洁气体(例如Ar气体)(第2工序的一个例子)，利用Ar气体产生冲击波，使工作台S上的颗粒剥离。此外，与该第2工序同时或交替地，从吹扫气体供给部和/或设置于真空容器1的外周内壁的气体喷嘴57供给吹扫气体的N2气体(第3工序的一个例子)，使剥离的颗粒随着N2气体的气流而转移。所转移的颗粒从排气口6由真空泵640排出。
具体而言，图13所示的成膜装置100的情况下，如图14的(a)所示多个气体喷嘴57等间隔地设置在容器主体12的外周内壁，从设置于气体喷嘴57的圆周方向的气体孔在切线方向上供给气体。当将气体喷嘴57的气体孔位于正下方的角度设为0°时，气体喷嘴57的气体孔的角度θ在圆周方向上形成在满足﹣90°＜θ＜90°的位置即可。但是，优选除去θ为0°的情况。这是因为，在工作台不旋转的情况下，θ＝0°的话难以产生旋风气流。
该情况下，例如，优选如图14的(a)所示，排气口6设置在真空容器1的底部的中央。由此，形成以从真空容器1的外周侧去往中央侧的方式流向内侧的N2气体的旋风气流，将颗粒转移到真空容器1的中央侧，从中央的排气口6排气。
此外，排气口6并不限于在中央设置1个，也可以设置在多个部位。在图14的(b)的例子中，4个排气口6分别设置在4个工作台S的下方，将随着从气体喷嘴57供给的N2气体的旋风气流而被转移的颗粒，从4个排气口6排气。
另外，举出在真空容器1的外周、中央或其间(工作台下)在真空容器1的底部设置有1个或多个排气口6的例子进行了说明，但并不限于此。例如，也可以在真空容器1的顶部设置1个或多个排气口6，也可以在真空容器1的底部和顶部设置1个或多个排气口6。
[气体喷嘴的形状]
参照图15和图16，说明气体喷嘴56、57(参照图12～图14)的形状和表示气体喷射的状态的模拟结果的一个例子。图15是表示在模拟中使用的喷嘴的形状的图。图16是表示图15的气体喷嘴的各形状和气体的喷射的模拟结果的一个例子的图。
在模拟中，使用了图15的(a)和(b)所示的形状的气体喷嘴。图15的(a)所示的气体喷嘴具有随着去往气口而笔直的形状。图15的(b)所示的气体喷嘴具有随着去往气口而扩展成约16°的锥状。图15的(a)的气体喷嘴，其气体的入口和出口的气口的直径
Figure BDA0002883488100000181
为2mm。图15的(b)的气体喷嘴，其气体的入口的直径
Figure BDA0002883488100000182
为0.5mm，而作为气体的出口的气口的直径
Figure BDA0002883488100000183
为2mm。
对于以上2种形状的气体喷嘴，在图16中表示将10(l/min)、20℃的N2气体从气体喷嘴喷射到空间时的模拟的结果。根据该结果，图15的(a)的笔直形状的气体喷嘴的情况下，从气口喷射出的N2气体的喷流立即减速，N2气体的高速喷流不能够从气口延伸到100mm～150mm的范围。
与之相对，图15的(b)的锥状的气体喷嘴的情况下，从气口喷射出的高速的N2气体的气流延伸至100mm～150mm的范围，高速喷流得以较长地保持。根据该结果可知，通过研究供给N2气体的气体喷嘴的形状，使其成为随着去往气口(气体喷嘴的出口)而锥状地扩展的形状，能够使气体高速化，更有效地排出污染物。
如以上所说明的那样，依照本实施方式的清洁方法和执行该清洁方法的基片处理装置，能够有效地除去附着于真空容器内的工作台的污染物。
应当认为，本次公开的一个实施方式的清洁方法和基片处理装置在所有方面均是例示，而不具有限制作用。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求的范围及其主旨的情况下，能够以各种方式进行变形和改良。上述多个实施方式中记载的事项，在不产生矛盾的范围内也能够采用其他结构，而且，在不产生矛盾的范围内能够进行组合。
本发明的基片处理装置也能够应用于Capacitively Coupled Plasma(CCP，电容耦合等离子体)、Inductively Coupled Plasma(ICP，电感耦合等离子体)、Radial LineSlot Antenna(RLSA，径向线缝隙天线)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR，电子回旋共振等离子体)、Helicon Wave Plasma(HWP，螺旋波等离子体)的任意类型的装置。
在本说明书中，作为基片的一个例子举出晶片W进行了说明。但是，基片并不限定于此，也可以是用于FPD(Flat Panel Display，平板显示器)的各种基板、印刷基板等。
本国际申请主张基于2018年7月12日提出申请的日本国专利申请2018-132558号的优先权，在此援引其全部内容。
附图标记说明
1 真空容器
2 旋转台
4 凸状部
5 突出部
7 加热器单元
10 运送臂
11 顶板
12 容器主体
15 运送口
21 芯部
24 凹部(基片载置部)
31 喷射器
41、42 喷射器
55 气体供给管
56 气体喷嘴
100 成膜装置
103 控制部
610 第1排气口
620 第2排气口
600 排气口
640 真空泵
SH 喷淋头
V3 阀。

Claims (20)

1.一种除去附着于腔室内的工作台的污染物的清洁方法，其特征在于，包括：
将所述腔室内设定为规定的真空压力的第1工序；
向所述工作台供给形成冲击波的第1气体的第2工序；和
向所述工作台供给不形成冲击波的第2气体的第3工序。
2.如权利要求1所述的清洁方法，其特征在于：
所述第2工序间歇地供给所述第1气体，形成冲击波。
3.如权利要求1或2所述的清洁方法，其特征在于：
并行地执行所述第2工序和所述第3工序。
4.如权利要求1或2所述的清洁方法，其特征在于：
交替地执行所述第2工序和所述第3工序。
5.如权利要求1～4中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述工作台可旋转，
在执行所述第2工序和所述第3工序的期间，使所述工作台旋转。
6.如权利要求1～5中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
在执行所述第2工序和所述第3工序的期间，将所述腔室内排气。
7.如权利要求1～6中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述第2工序从设置于所述腔室的顶部的喷淋头供给所述第1气体。
8.如权利要求7所述的清洁方法，其特征在于：
在调节了所述喷淋头与所述工作台之间的距离后执行所述第2工序。
9.如权利要求7或8所述的清洁方法，其特征在于：
开闭与所述喷淋头相连的气体供给管的阀设置在所述腔室的正上方的位置，
所述第2工序打开所述阀，从所述气体供给管对所述喷淋头内供给所述第1气体。
10.如权利要求1～9中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述第3工序从在所述工作台的上方设置于径向上的喷射器供给所述第2气体。
11.如权利要求1～10中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述第3工序从设置于所述工作台的中央或所述腔室的侧壁的气体喷嘴供给所述第2气体。
12.如权利要求11所述的清洁方法，其特征在于：
所述气体喷嘴具有随着去往气口而扩展的锥状。
13.如权利要求11或12所述的清洁方法，其特征在于：
将所述气体喷嘴的气体孔位于正下方的角度设为0°，所述气体孔的角度θ在圆周方向上形成在满足﹣90°＜θ＜90°的位置。
14.如权利要求11～13中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
将所述气体喷嘴配置在设置于所述腔室的中央的气体供给管的外周内壁，所述清洁方法包括从设置于比所述腔室的中央靠外侧的位置的1个或多个排气口将所述第2气体排气的第4工序。
15.如权利要求11～13中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
将所述气体喷嘴配置在所述腔室的侧壁，所述清洁方法包括从设置于所述腔室的中央或所述工作台的下方的1个或多个排气口将所述第2气体排气的第4工序。
16.如权利要求1～15中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述第1气体是大气压以上的气体。
17.如权利要求1～16中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述第2工序在使供给所述第1气体的气体供给管内的压力相对于所述腔室内的压力为5倍以上的状态下供给所述第1气体。
18.如权利要求1～17中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
在所述工作台之上形成保持多个基片的基片载置部，
一边使执行了所述清洁方法后的所述工作台旋转，一边同时处理载置于所述基片载置部的多个基片。
19.如权利要求1～18中任一项所述的清洁方法，其特征在于：
所述第1气体和所述第2气体是非活性气体。
20.一种基片处理装置，其特征在于：
所述基片处理装置包括：在腔室内载置基片的工作台；对所述腔室内供给第1气体的第1气体供给管；对所述腔室内供给第2气体的第2气体供给管；和控制部，
所述控制部进行控制，以将所述腔室内设定为规定的真空压力，向所述工作台供给形成冲击波的第1气体，向所述工作台供给不形成冲击波的第2气体。
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