JP2004091828A

JP2004091828A - 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置

Info

Publication number: JP2004091828A
Application number: JP2002252269A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Oshima; 大島　康弘; Hiroshi Kawanami; 河南　博
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Also published as: WO2004020693A1; AU2003257621A1

Abstract

【課題】被クリーニング物質を低温で取り除くことができ、かつ処理容器の損傷を低減させることができる基板処理装置のクリーニング方法及びそのようなクリーニングを行い得る基板処理装置を提供する。
【解決手段】成膜装置１は、チャンバ２を備えている。チャンバ２には、チャンバ２内に紫外線を導入するための紫外線透過窓６１が配設されている。紫外線透過窓６１の上方には、紫外線を発生させる水銀ランプ６３が配設されている。チャンバ２内壁及びサセプタ４等にＴｉＮが付着している状態で、Ｃｌ_２をチャンバ２内に供給するとともにチャンバ２内部に紫外線を照射する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置の処理容器等に付着した物質を取り除く基板処理装置のクリーニング方法及クリーニングが行い得る基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）上に薄膜を形成する成膜装置としては、化学的に薄膜を形成する成膜装置が知られている。このような成膜装置では、ウェハを加熱するとともに処理ガスをチャンバ内に供給し、化学反応を起こさせることにより、ウェハ上に薄膜を形成している。
【０００３】
ところで、ウェハに薄膜が形成された後のチャンバ内壁及びチャンバ内に配設されたサセプタ等には、反応生成物が付着している。このチャンバ内壁等に反応生成物が付着している状態で、ウェハに薄膜を形成すると、反応生成物がチャンバ内壁等から剥離し、ウェハを汚染することがある。このようなことから、定期的にチャンバ内をクリーニングして、チャンバ内壁等に付着している反応生成物を取り除いている。
【０００４】
現在、成膜装置のクリーニングは、主に、チャンバ等を高温に加熱して行う加熱クリーニング、或いはチャンバ内にプラズマを発生させて行うプラズマクリーニングのいずれかの方法により行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱クリーニングでは、チャンバ等を高温に加熱しなければならないという問題がある。また、プラズマクリーニングでは、チャンバ内にプラズマを発生させるためにチャンバ等が損傷し易いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。即ち、被クリーニング物質を低温で取り除くことができ、かつ処理容器の損傷を低減させることができる基板処理装置のクリーニング方法及びそのようなクリーニングを行い得る基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、基板処理装置の処理容器内に被クリーニング物質が存在している状態で、処理容器内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程と、処理容器内に前記クリーニングガスを励起させる光を照射する光照射工程とを具備することを特徴としている。クリーニングガス供給工程と光照射工程とは同時に、或いはクリーニング工程が光照射工程よりも前に行われてもよい。また、被クリーニング物質は、特に限定されないが、例えば、Ｔｉ、Ｗ、及びＡｌのような金属、ＴｉＮのような金属窒化物、ＳｉＯ_２及びＴａ_２Ｏ_５のような金属酸化物、ＷＳｉのような金属珪化物等が挙げられる。本発明の基板処理装置のクリーニング方法によれば、被クリーニング物質を低温で取り除くことができ、かつ処理容器の損傷を低減させることができる。
【０００８】
上記クリーニングガスは、塩素含有ガス及びフッ素含有ガスの少なくともいずれかを含んでいてもよい。塩素含有ガスとしては、例えば、Ｃｌ_２等が挙げられる。クリーニングガスにＣｌ_２を含ませると、例えば、Ｔｉ、Ｗ、及びＡｌのような金属、ＴｉＮのような金属窒化物等を取り除くことができる。フッ素含有ガスとしては、例えば、ＳＦ_６、ＮＦ_３等が挙げられる。クリーニングガスにＳＦ_６を含ませると、例えば、Ｔｉ、及びＷのような金属、ＴｉＮのような金属窒化物、ＳｉＯ_２及びＴａ_２Ｏ_５のような金属酸化物、ＷＳｉのような金属珪化物等を取り除くことができる。また、クリーニングガスにＮＦ_３を含ませると、例えば、Ｔｉ、及びＷのような金属、ＴｉＮのような金属窒化物、ＳｉＯ_２及びＴａ_２Ｏ_５のような金属酸化物、ＷＳｉのような金属珪化物等を取り除くことができる。クリーニングガスに塩素含有ガス及びフッ素含有ガスの少なくともいずれかを含ませることにより、金属等を取り除くことができる。
【０００９】
上記光は、紫外線或いは赤外線であることが好ましい。クリーニングガスにＣｌ_２を含ませた場合、Ｃｌ_２は約３３２ｎｍの波長で励起する。クリーニングガスにＳＦ_６を含ませた場合、ＳＦ_６は約９４７ｎｍの波長で励起する。クリーニングガスにＮＦ_３を含ませた場合、ＮＦ_３は約１２０〜１５０ｎｍの波長で励起する。光として紫外線或いは赤外線を使用することにより、確実にクリーニングガスを励起させることができる。
【００１０】
上記基板処理装置のクリーニング方法は、処理容器の光透過窓を透過した光の強度を測定する光強度測定工程と、測定された光の強度に基づいてクリーニングの終点を検出する終点検出工程とさらに具備することが好ましい。光強度測定工程と終点検出工程とをさらに備えることにより、クリーニング不足或いは過度のクリーニングによるクリーニングガスの消耗を抑制することができる。
【００１１】
上記基板処理装置のクリーニング方法は、処理容器内壁或いは処理容器内に配設された部材で反射された光の強度を測定する光強度測定工程と、測定された光の強度に基づいてクリーニングの終点を検出する終点検出工程をさらに具備することも可能である。処理容器内に配設された部材とは、処理容器内に存在する部材であれば、どのようなものであってもよい。光強度測定工程と終点検出工程とをさらに備えることにより、クリーニング不足或いは過度のクリーニングによるクリーニングガスの消耗を抑制することができる。
【００１２】
本発明の基板処理装置は、基板を収容する処理容器と、処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、処理容器内に被クリーニング物質を取り除くためのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、処理容器内に供給されたクリーニングガスを励起させる光を発生させる光源とを具備することを特徴としている。本発明の基板処理装置によれば、被クリーニング物質を低温で取り除くことができ、かつ処理容器の損傷を低減させることができる。
【００１３】
上記クリーニングガスは、塩素含有ガス及びフッ素含有ガスの少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。クリーニングガスに塩素含有ガス及びフッ素含有ガスの少なくともいずれかを含ませることにより、金属等を取り除くことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置について説明する。図１は本実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【００１５】
図１に示されるように、成膜装置１は、例えばアルミニウムやステンレス鋼により形成されたチャンバ２を備えている。なお、チャンバ２は、アルマイト処理等の表面処理が施されていてもよい。チャンバ２の側部には開口２ａが形成されており、開口２ａ付近には、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）Ｗをチャンバ２内に搬入或いは搬出するためのゲートバルブ３が取り付けられている。
【００１６】
チャンバ２内には、ウェハＷを載置する略円板状のサセプタ４が配設されている。サセプタ４は、例えばＡｌＮやＡｌ_２Ｏ_３等のセラミックスから形成されている。サセプタ４内には、サセプタ４を所定の温度に加熱するヒータ５が配設されている。ヒータ５でサセプタ４を所定の温度に加熱することにより、サセプタ４に載置されたウェハＷが所定の温度に加熱される。
【００１７】
サセプタ４の３箇所には、ウェハＷを昇降させるための孔４ａが上下方向に形成されている。孔４ａの下方には、孔４ａに挿入可能なウェハ昇降ピン６がそれぞれ配設されている。ウェハ昇降ピン６は、ウェハ昇降ピン６が立設するようにウェハ昇降ピン支持台７に固定されている。ウェハ昇降ピン支持台７には、エアシリンダ８が固定されている。エアシリンダ８の駆動でエアシリンダ８のロッド８ａが縮退することにより、ウェハ昇降ピン６が下降して、ウェハＷがサセプタ４に載置される。また、エアシリンダ８の駆動でロッド８ａが伸長することにより、ウェハ昇降ピン６が上昇して、ウェハＷがサセプタ４から離れる。チャンバ２内部には、ロッド８ａを覆う伸縮自在なベローズ９が配設されている。ベローズ９でロッド８ａを覆うことにより、チャンバ２内の気密性が保持される。
【００１８】
チャンバ２の外側には、チャンバ２を所定の温度に加熱するヒータ１０が巻回されている。チャンバ２の側部には、開口が形成されている。この開口には、ＴｉＣｌ_４をチャンバ内に供給するＴｉＣｌ_４供給系２０が接続されている。ＴｉＣｌ_４供給系２０は、ＴｉＣｌ_４を収容したＴｉＣｌ_４供給源２１を備えている。ＴｉＣｌ_４供給源２１には、一端が開口に挿入されたＴｉＣｌ_４供給配管２２が接続されている。ＴｉＣｌ_４供給配管２２には、バルブ２３及びＴｉＣｌ_４の流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４が介在している。マスフローコントローラ２４が調節された状態で、バルブ２３が開かれることにより、ＴｉＣｌ_４供給源２１から所定の流量でＴｉＣｌ_４がチャンバ２内に供給される。
【００１９】
ＴｉＣｌ_４供給配管２２には、チャンバ２内にＮＨ_３を供給するＮＨ_３供給系３０が接続されている。ＮＨ_３供給系３０は、ＮＨ_３を収容したＮＨ_３供給源３１を備えている。ＮＨ_３供給源３１には、一端がＴｉＣｌ_４供給配管２２に接続されたＮＨ_３供給配管３２が接続されている。ＮＨ_３供給配管３２には、バルブ３３及びＮＨ_３の流量を調節するマスフローコントローラ３４が介在している。マスフローコントローラ３４が調節された状態で、バルブ３３が開かれることにより、ＮＨ_３供給源３１から所定の流量でＮＨ_３がチャンバ２内に供給される。
【００２０】
バルブ２３、３３には、バルブ２３、３３が交互に開かれるようにバルブ２３、３３を制御する制御器３５が電気的に接続されている。制御器３５でこのようなバルブ２３、３３の制御を行うことにより、ウェハＷにステップカバレージに優れたＴｉＮ膜が形成される。
【００２１】
ＴｉＣｌ_４供給配管２２には、チャンバ２内壁等に付着したＴｉＮを取り除くためのＣｌ_２を供給するＣｌ_２供給系４０が接続されている。Ｃｌ_２供給系４０は、Ｃｌ_２を収容したＣｌ_２供給源４１を備えている。Ｃｌ_２供給源４１には、一端がＴｉＣｌ_４供給配管２２に接続されたＣｌ_２供給配管４２が接続されている。Ｃｌ_２供給配管４２には、バルブ４３及びＣｌ_２の流量を調節するマスフローコントローラ４４が介在している。マスフローコントローラ４４が調節された状態で、バルブ４３が開かれることにより、Ｃｌ_２供給源４１から所定の流量でＣｌ_２がチャンバ２内に供給される。
【００２２】
チャンバ２の底部には、チャンバ２内を排気する排気系５０が接続されている。排気系５０は、チャンバ２内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ（ＡＰＣ）５１を備えている。オートプレッシャコントローラ５１でコンダクタンスを調節することにより、チャンバ２内の圧力が所定の圧力に制御される。
【００２３】
オートプレッシャコントローラ５１には、排気配管５２を介して図示しない減圧ポンプが接続されている。図示しない減圧ポンプが作動することにより、チャンバ２内が排気される。
【００２４】
チャンバ２の上部には、開口が形成されている。この開口には、例えば石英のような紫外線を透過する材料から形成された紫外線透過窓６１が嵌め込まれている。チャンバ２と紫外線透過窓６１との間には、シール部材６２が配設されている。シール部材６２が配設されることにより、チャンバ２内の気密性が保持される。
【００２５】
紫外線透過窓６１の上方には、紫外線を発生させる水銀ランプ６３が配設されている。水銀ランプ６３が点灯すると、水銀ランプ６３から紫外線が発生し、紫外線が紫外線透過窓６１を介してチャンバ２内に導入される。水銀ランプ６３の背面側には、水銀ランプ６３から発せられる紫外線を反射して、紫外線を紫外線透過窓６１に導く反射板６４が配設されている。
【００２６】
チャンバ２の底部には、主に紫外線透過窓６１を透過する光の強度を測定する光センサ６５が配設されている。ここで、紫外線透過窓６１に付着しているＴｉＮが多いほど、ＴｉＮで反射される光が多くなるので、光センサ６５で測定される光の強度は小さくなる。即ち、クリーニングにより紫外線透過窓６１に付着しているＴｉＮが減少すると、ＴｉＮで反射される光が少なくなるので、光センサ６５で測定される光の強度は大きくなる。このことから、紫外線透過窓６１を透過する光の強度を測定することにより、クリーニングの度合いを知ることができる。
【００２７】
光センサ６５及び水銀ランプ６３には、光センサ６５の測定結果に基づいてクリーニングの終点を検出し、検出結果に基づいてバルブ４３及び水銀ランプ６３を制御する制御器６６が電気的に接続されている。制御器６６は、メモリ６６ａ及びＣＰＵ６６ｂを備えている。メモリ６６ａには、紫外線透過窓６１にＴｉＮが付着していない状態で測定された光の強度情報が記憶されている。ＣＰＵ６６ｂでは、メモリ６６ａに記憶された光の強度情報と光センサ６５から送られてきたクリーニングが行われている間に測定された光の強度情報とから、メモリ６６ａに記憶された光の強度に対するクリーニングが行われている間に測定された光の強度の割合が演算され、演算結果が所定の数値ｎ以上、例えば０．９以上であるか否かの判断が行われる。なお、所定の数値ｎは０＜ｎ＜１を満たすものである。演算結果が所定の数値ｎ未満と判断された場合には、再び光センサ６５による光の強度測定が行われるような制御信号がＣＰＵ６６ｂから光センサ６５に送られる。一方、演算結果が所定の数値ｎ以上であると判断された場合には、クリーニングの終点が検出されたとして、バルブ４３が閉じられるとともに水銀ランプ６３の点灯が停止されるような制御信号がＣＰＵ６６ｂからバルブ４３及び水銀ランプ６３を点灯させる図示しない電源に送られる。
【００２８】
以下、成膜装置１で行われる成膜のフローについて図２に沿って説明する。なお、成膜の際には、紫外線ランプ６３は点灯しないものとする。図２は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる成膜のフローを示したフローチャートである。
【００２９】
まず、図示しない減圧ポンプが作動して、チャンバ２内の真空引きが行われる。また、ヒータ５に電流が流されて、サセプタ４が加熱される（ステップ１０１）。
【００３０】
チャンバ２内の圧力が所定圧力まで低下し、かつサセプタ４が所定温度まで加熱された後、ゲートバルブ３が開かれ、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが伸長して、チャンバ２内にウェハＷが搬入される（ステップ１０２）。
【００３１】
その後、搬送アームが縮退して、ウェハＷがウェハ昇降ピン６に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン６に載置された後、エアシリンダ８の駆動で、ウェハ昇降ピン６が下降し、ウェハＷがサセプタ４に載置される（ステップ１０３）。
【００３２】
ウェハＷが約４００℃に安定した後、チャンバ２内の圧力が約５０〜４００Ｐａに維持された状態で、バルブ２３が開かれて、ＴｉＣｌ_４が約３０ｓｃｃｍの流量でチャンバ２内に供給される（ステップ１０４）。供給されたＴｉＣｌ_４がウェハＷに接触すると、ウェハＷ表面にＴｉＣｌ_４が吸着される。
【００３３】
所定時間経過後、バルブ２３が閉じられて、ＴｉＣｌ_４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ_４がチャンバ２内から排出される（ステップ１０５ａ）。なお、排出の際、チャンバ２内の圧力は、約１．３３×１０^−２Ｐａに維持される。
【００３４】
所定時間経過後、バルブ３３が開かれて、ＮＨ_３が約１００ｓｃｃｍの流量でチャンバ２内に供給される（ステップ１０６）。供給されたＮＨ_３がウェハＷに吸着されたＴｉＣｌ_４に接触すると、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３とが反応して、ＴｉＮ膜がウェハＷ上に形成される。
【００３５】
所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、ＮＨ_３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ_３等がチャンバ２内から排出される（ステップ１０７）。なお、排出の際、チャンバ２内の圧力は、約１．３３×１０^−２Ｐａに維持される。
【００３６】
所定時間経過後、ステップ１０４〜ステップ１０７の工程を１サイクルとして、図示しない中央制御器により処理が約２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ１０８）。処理が約２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ１０４〜ステップ１０７の工程が再び行われる。
【００３７】
処理が約２００サイクル行われたと判断されると、エアシリンダ８の駆動で、ウェハ昇降ピン６が上昇し、ウェハＷがサセプタ４から離れる（ステップ１０９）。なお、処理が約２００サイクル行われると、ウェハＷ上には、約１０ｎｍのＴｉＮ膜が形成される。
【００３８】
その後、ゲートバルブ３が開かれた後、図示しない搬送アームが伸長して、搬送アームにウェハＷが保持される。最後に、搬送アームが縮退して、ウェハＷがチャンバ２から搬出される（ステップ１１０）。
【００３９】
以下、成膜装置１で行われるクリーニングのフローについて図３及び図４に沿って説明する。図３は本実施の形態に係る成膜装置１で行われるクリーニングのフローを示したフローチャートであり、図４（ａ）及び図４（ｂ）は本実施の形態に係るクリーニング工程の模式的な図である。
【００４０】
まず、図示しない減圧ポンプが作動して、チャンバ２内の真空引きが行われる。また、ヒータ５、１０に電流が流されて、チャンバ２及びサセプタ４等が加熱される（ステップ２０１ａ）。
【００４１】
チャンバ２内の圧力が６５０Ｐａ以下に維持され、かつチャンバ２及びサセプタ４等の温度が約２００℃に安定した後、バルブ４３が開かれて、図４（ａ）に示されるようにＣｌ_２が約５００ｓｃｃｍの流量でチャンバ２内に供給される。また、水銀ランプ６３が点灯し、水銀ランプ６３から紫外線が発せられる（ステップ２０２ａ）。チャンバ２内にＣｌ_２が供給されるとともに水銀ランプ６３が点灯することにより、チャンバ２内のクリーニングが行われ、チャンバ等に付着したＴｉＮが除去される。具体的には、水銀ランプ６３から発せられた紫外線が紫外線透過窓６１を介してＣｌ_２に照射されると、Ｃｌ_２は約３３２ｎｍの紫外線を吸収し励起する。その結果、Ｃｌ_２とＴｉＮとが反応し、ＴｉＣｌ_４及びＮ_２が生成される。生成されたＴｉＣｌ_４及びＮ_２は、気体状態にあるので、排気によりチャンバ２内から速やかに排出される。なお、Ｃｌ_２はクリーニングが行われている間中、常に供給されている。
【００４２】
次に、クリーニングが行われている状態で、図４（ｂ）に示されるように光センサ６５により紫外線透過窓６１から透過する光の強度が測定される（ステップ２０３ａ）。
【００４３】
光センサ６５により測定された光の強度の情報はＣＰＵ６６ｂに送られて、ＣＰＵ６６ｂでメモリ６６ａに記憶された光の強度に対するクリーニングが行われている間に測定された光の強度の割合が演算され、演算結果が所定の数値ｎ以上であるか否か判断される（ステップ２０４ａ）。演算結果が所定の数値ｎ未満である判断された場合には、ＣＰＵ６６ｂから制御信号が光センサ６５に送られ、再び光の強度測定が行われる。
【００４４】
演算結果が所定の数値ｎ以上であると判断された場合には、ＣＰＵ６６ｂから制御信号がバルブ４３及び水銀ランプ６３を点灯させる図示しない電源に送られ、バルブ４３が閉じられるとともに水銀ランプ６３の点灯が停止される（ステップ２０５ａ）。これにより、チャンバ２内のクリーニングが終了される。
【００４５】
本実施の形態では、Ｃｌ_２に光を照射しながらチャンバ２内のクリーニングを行うので、ＴｉＮを低温で取り除くことができ、かつチャンバ２及びサセプタ４等の損傷を低減させることができる。即ち、光エネルギーを利用するので、低温であってもＣｌ_２とＴｉＮとが反応する。それ故、低温でＴｉＮを取り除くことができる。また、プラズマを使用せずにクリーニングを行うので、チャンバ２及びサセプタ４等の損傷を低減させることができる。
【００４６】
本実施の形態では、光センサ６５で光の強度を測定して、測定結果に基づいてクリーニングの終点を検出するので、ＴｉＮの付着状態に応じたクリーニングを行うことができる。これにより、クリーニング不足或いは過度のクリーニングによるクリーニングガスの消耗を抑制することができる。また、過度のクリーニングを抑制することができるので、スループットを向上させることができる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下本実施の形態以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容については説明を省略することもある。本実施の形態では、サセプタで反射された光の強度を測定してクリーニングの終点を検出する例について説明する。図５は本実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【００４８】
図５に示されるように、紫外線透過窓６１の上方には、ランプ７１が配設されている。ランプ７１は、発生した光が主にサセプタ４で反射されるような角度で配設されている。ランプ７１の背面側には、ランプ７１から発せられる光を反射して、反射光をサセプタ４に導く反射板７２が配設されている。紫外線透過窓６１には、主にサセプタ４で反射された光の強度を測定する光センサ６５が挿入されている。ここで、ＴｉＮとセラミックスとの反射率を比較すると、ＴｉＮの方がセラミックスよりも反射率が大きい。一方、サセプタ４はセラミックスから形成されている。従って、クリーニングによりサセプタ４に付着しているＴｉＮが減少すると、光センサ６５で測定される光の強度は小さくなる。このことから、サセプタ４で反射される光の強度を測定することにより、クリーニングの度合いを知ることができる。
【００４９】
本実施の形態の制御器６６のメモリ６６ａには、サセプタ４にＴｉＮが付着していない状態で測定された、サセプタ４で反射された光の強度情報が記憶されている。ＣＰＵ６６ｂでは、メモリ６６ａに記憶された光の強度情報とクリーニングが行われている間に測定された光の強度情報とから、メモリ６６ａに記憶された光の強度に対するクリーニングが行われている間に測定された光の強度の割合が演算され、演算結果が所定の数値ｎ以下、例えば１．１以下であるか否かの判断が行われる。ここで、所定の数値ｎは１＜ｎを満たすものである。演算結果が所定の数値ｎを超えたと判断された場合には、再び光センサ６５による光の強度測定が行われるような制御信号がＣＰＵ６６ｂから光センサ６５に送られる。一方、演算結果が所定の数値ｎ以下であると判断された場合には、クリーニングの終点が検出されたとして、バルブ４３が閉じられるとともに水銀ランプ６３の点灯が停止されるような制御信号がＣＰＵ６６ｂからバルブ４３及び水銀ランプ６３を点灯させる図示しない電源に送られる。
【００５０】
以下、成膜装置１で行われるクリーニングのフローについて図６及び図７に沿って説明する。図６は本実施の形態に係る成膜装置１で行われるクリーニングのフローを示したフローチャートであり、図７は本実施の形態に係るクリーニング工程の模式的な図である。
【００５１】
まず、図示しない減圧ポンプが作動して、チャンバ２内の真空引きが行われる。また、チャンバ２及びサセプタ４等が加熱される（ステップ２０１ｂ）。
【００５２】
チャンバ２内の圧力が６５０Ｐａ以下に維持され、かつチャンバ２及びサセプタ４等の温度が約２００℃に安定した後、Ｃｌ_２が約５００ｓｃｃｍの流量でチャンバ２内に供給される。また、水銀ランプ６３が点灯し、水銀ランプ６３から紫外線が発せられる。（ステップ２０２ｂ）。
【００５３】
その後、クリーニングが行われている状態で、図７に示されるようにランプ７１が点灯するとともに光センサ６５によりサセプタ４で反射された光の強度が測定される（ステップ２０３ｂ）。
【００５４】
光センサ６５により測定された光の強度情報はＣＰＵ６６ｂに送られて、ＣＰＵ６６ｂでメモリ６６ａに記憶された光の強度に対するクリーニングが行われている間に測定された光の強度の割合が演算され、演算結果が所定の数値ｎ以下であるか否か判断される（ステップ２０４ｂ）。演算結果が所定の数値ｎを超えたと判断された場合には、ＣＰＵ６６ｂから制御信号が光センサ６５に送られ、再び光の強度測定が行われる。
【００５５】
演算結果が所定の数値ｎ以下であると判断された場合には、ＣＰＵ６６ｂから制御信号がバルブ４３及び水銀ランプ６３を点灯させる図示しない電源に送られ、バルブ４３が閉じられるとともに水銀ランプ６３の点灯が停止される（ステップ２０５ｂ）。これにより、チャンバ２内のクリーニングが終了される。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。第１の実施の形態では、Ｃｌ_２を励起させるための水銀ランプ６３から発せられた光の強度を測定しているが、第２の実施の形態のようなＣｌ_２を励起させるものとは別のランプから発せられた光の強度を測定してもよい。
【００５７】
第２の実施の形態では、Ｃｌ_２を励起させるものとは別のランプであるランプ７１から発せられた光の強度を測定しているが、第１の実施の形態のようなＣｌ_２を励起させるための水銀ランプ６３から発せられた光の強度を測定してもよい。また、サセプタ４で反射される光の強度を測定しているが、チャンバ２内壁或いはチャンバ２内部に配設されたその他の部材で反射された光の強度を測定してもよい。
【００５８】
第１及び第２の実施の形態では、光センサ６５により光の強度を測定しているが、分光器により光の波長毎の強度を測定してもよい。また、成膜の際に水銀ランプ６３を点灯させていないが、成膜の際にも、水銀ランプ６３を点灯させてもよい。
【００５９】
第１及び第２の実施の形態では、成膜するガスとして、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３を使用しているが、その他のガスを使用することも可能である。例えば、ＴｉＦ_４とＮＨ_３、ＴｉＢｒ_４とＮＨ_３、ＴｉＩ_４とＮＨ_３、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）_２］_４（ＴＥＭＡＴ）とＮＨ_３、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）とＮＨ_３、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）とＮＨ_３、ＴａＦ_５とＮＨ_３、ＴａＣｌ_５とＮＨ_３、ＴａＢｒ_５とＮＨ_３、ＴａＩ_５とＮＨ_３、Ｔａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_５とＯ_２、Ｔａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_５とＨ_２Ｏ、或いはＴａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_５とＨ_２Ｏ_２を使用してもよい。なお、ＴｉＦ_４とＮＨ_３、ＴｉＢｒ_４とＮＨ_３、ＴｉＩ_４とＮＨ_３、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）_２］_４（ＴＥＭＡＴ）とＮＨ_３、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）とＮＨ_３、或いはＴｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）とＮＨ_３を使用した場合には、ウェハＷ上にＴｉＮ膜が形成される。また、ＴａＦ_５とＮＨ_３、ＴａＣｌ_５とＮＨ_３、ＴａＢｒ_５とＮＨ_３、或いはＴａＩ_５とＮＨ_３を使用した場合には、ウェハＷ上にＴａＮ膜が形成される。さらに、Ｔａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_５とＯ_２、Ｔａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_５とＨ_２Ｏ、或いはＴａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_５とＨ_２Ｏ_２を使用した場合には、ウェハＷ上にＴａ_２Ｏ_５膜が形成される。
【００６０】
第１及び第２の実施の形態では、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３をＴｉＣｌ_４、ＮＨ_３の順序で供給しているが、このような順序で供給しなくてもよい。また、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３を交互に供給しているが、これらのガスを同時に供給してもよい。なお、上記したその他のガスについても同様である。
【００６１】
第１及び第２の実施の形態では、チャンバ２内から排気してＴｉＣｌ_４等を排出しているが、排気の際にＮ_２のようなパージガスをチャンバ２内に供給することも可能である。また、ウェハＷを使用しているが、ガラス基板であってもよい。
【００６２】
第１及び第２の実施の形態では、成膜装置について説明しているが、成膜装置に限らず、エッチング装置にも適用することが可能である。この場合、エッチングガスを、交互に供給しても、或いは同時に供給してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳説したように、本発明の基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置によれば、被クリーニング物質を低温で取り除くことができ、かつ処理容器の損傷を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【図２】図２は第１の実施の形態に係る成膜装置で行われる成膜のフローを示したフローチャートである。
【図３】図３は第１の実施の形態に係る成膜装置で行われるクリーニングのフローを示したフローチャートである。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は第１の実施の形態に係るクリーニング工程の模式的な図である。
【図５】図５は第２の実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【図６】図６は第２の実施の形態に係る成膜装置で行われるクリーニングのフローを示したフローチャートである。
【図７】図７は第２の実施の形態に係るクリーニング工程の模式的な図である。
【符号の説明】
Ｗ…ウエハ
１…成膜装置
２…チャンバ
２０…ＴｉＣｌ_４供給系
３０…ＮＨ_３供給系
４０…Ｃｌ_２供給系
６１…紫外線透過窓
６３…水銀ランプ
６５…光センサ
６６…制御器

Claims

基板処理装置の処理容器内に被クリーニング物質が存在している状態で、前記処理容器内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程と、
前記処理容器内に前記クリーニングガスを励起させる光を照射する光照射工程と、
を具備することを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
前記クリーニングガスは、塩素含有ガス及びフッ素含有ガスの少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置のクリーニング方法。
前記光は、紫外線或いは赤外線であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置のクリーニング方法。
前記処理容器の光透過窓を透過した光の強度を測定する光強度測定工程と、測定された前記光の強度に基づいてクリーニングの終点を検出する終点検出工程とさらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置のクリーニング方法。
前記処理容器内壁或いは前記処理容器内に配設された部材で反射された光の強度を測定する光強度測定工程と、測定された前記光の強度に基づいてクリーニングの終点を検出する終点検出工程をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置のクリーニング方法。
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理容器内に被クリーニング物質を取り除くためのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記処理容器内に供給されたクリーニングガスを励起させる光を発生させる光源と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
前記クリーニングガスは、塩素含有ガス及びフッ素含有ガスの少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。