JP2004095699A - 基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法 - Google Patents
基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】活性種の失活を抑制することができる基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法を提供する。
【解決手段】成膜装置1は、処理チャンバ2とFラジカルを発生させるための外部チャンバ51とを備えている。処理チャンバ2と外部チャンバ51とには、ゲートバルブ60を介して輸送配管71が接続されている。輸送配管71は、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増した流路71aを備えている。
【選択図】 図2
【解決手段】成膜装置1は、処理チャンバ2とFラジカルを発生させるための外部チャンバ51とを備えている。処理チャンバ2と外部チャンバ51とには、ゲートバルブ60を介して輸送配管71が接続されている。輸送配管71は、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増した流路71aを備えている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法に関する。
【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、プラズマ等により処理ガスからラジカルを発生させて、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処理チャンバ内壁及び処理チャンバ内に配設されたサセプタ等には、生成物が付着している。この処理チャンバ内壁等に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、生成物が処理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、定期的に処理チャンバ内をクリーニングして、処理チャンバ内壁等に付着している生成物を取り除いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
現在、処理チャンバ内のクリーニングは様々な方式が知られているが、その一つに、特開平10−149989号に記載されているように処理チャンバの外部に配設された外部チャンバ内でラジカルを発生させ、そのラジカルを処理チャンバに供給して、処理チャンバ内のクリーニングを行う方式が知られている。特開平10−149989号では、ラジカルを輸送するための輸送配管に流量絞りを形成し、外部チャンバと処理チャンバとの間に圧力差を作り出している。
【0005】
しかしながら、外部チャンバと処理チャンバとの間に圧力差を作り出すと、ラジカルの活性が失われ易くなる(失活)という問題がある。ラジカルが失活すると、クリーニング効率が低下してしまうので、クリーニング効率を向上させる点からラジカルの失活を抑制することが望ましい。
【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、活性種の失活を抑制することができる基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング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は、基板を収容する処理容器と、処理容器の外部に配設された、ガス供給口とガス排出口とを備えた外部容器と、ガス供給口を介して外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給系と、外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生機構と、全ての場所における流路断面積がガス排出口の流路断面積以上となる流路が形成された、ガス排出口から排出された活性種を含むガスを処理容器内に輸送する輸送配管と、を具備することを特徴としている。 本発明の「活性種」には、ラジカル、イオンが含まれる。本発明の基板処理装置は、このような輸送配管を備えているので、活性種の失活を抑制することができる。
【0008】
上記輸送配管の流路は、流路断面積が外部容器側から処理容器側に向けて逓増した逓増流路を備えていてもよい。逓増流路を備えることにより、外部容器と処理容器と間の圧力差を低下させることができる。
【0009】
上記輸送配管の流路は、流路断面積がほぼ等しい均一流路を備えていてもよい。均一流路を備えることにより、外部容器と処理容器との間の圧力差を低下させることができる。
【0010】
上記流路の流路断面は、円状であってもよい。流路断面を円状にすることにより、輸送配管を容易に製造することができる。
【0011】
上記基板処理装置は、全ての場所における流路断面積がガス排出口の流路断面積以上となる前記活性種を含むガスを流すための流路が形成された筐体と、筐体の流路を開閉する弁体と、を備えた仕切弁をさらに備えていることが好ましい。仕切弁を備えることにより、外部容器と処理容器との間の圧力差を低下させることができる。
【0012】
本発明の他の基板処理装置は、基板を収容する処理容器と、処理容器の外部に配設された、ガス供給口とガス排出口とを備えた外部容器と、ガス供給口を介して外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給系と、外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生機構と、外部容器と処理容器との間に配設された、全ての場所における流路断面積がガス排出口の流路断面積以上となる活性種を含むガスを流すための流路が形成された筐体と筐体の流路を開閉する弁体とを備えた仕切弁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は、このような仕切弁を備えているので、活性種の失活を抑制することができる。
【0013】
上記基板処理装置は、弁体を移動させる弁体移動機構と、流路が開かれたとき前記外部容器側から見て弁体全体が筐体に隠れるように弁体移動機構の作動を制御する弁体移動機構制御器とをさらに備えていることが好ましい。弁体移動機構と弁体移動機構制御器とを備えることにより、外部容器と処理容器との間の圧力差を低下させることができる。
【0014】
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給工程と、外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生工程と、外部容器と処理容器との圧力差が530Pa以下の状態で、外部容器内に発生した活性種を含むガスを処理容器内に輸送する活性種含有ガス輸送工程と、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のクリーニング方法は、このような活性種含有ガス輸送工程を備えているので、活性種の失活を抑制することができる。
【0015】
【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り、図2は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図であり、図3は本実施の形態に係るゲートバルブの流出口を開いたときの弁体の位置を模式的に示した図である。
【0016】
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処理チャンバ2を備えている。なお、処理チャンバ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。
【0017】
処理チャンバ2の側部にはウェハWを処理チャンバ2内に搬入或いは搬出するためのウェハ搬出入口2aが形成されている。ウェハ搬出入口2aの縁部には、ゲートバルブ3が取り付けられている。また、処理チャンバ2の側部には、処理チャンバ2内に後述するFラジカルを含むガス(以下、「Fラジカル含有ガス」という。)を供給するためのFラジカル含有ガス供給口2bが形成されている。
【0018】
処理チャンバ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Al2O3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、下部電極として作用する電極5が配設されている。なお、電極5は、接地されている。
【0019】
また、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6が配設されている。ヒータ6に電流が流されることにより、サセプタ4が所定の温度に加熱され、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。
【0020】
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おり、孔4aの下方には孔4aに挿入可能なウェハ昇降ピン7がそれぞれ配設されている。ウェハ昇降ピン7は、ウェハ昇降ピン7が立設するようにウェハ昇降ピン支持台8に固定されている。ウェハ昇降ピン支持台8には、エアシリンダ9が固定されている。エアシリンダ9の駆動でエアシリンダ9のロッド9aが縮退することにより、ウェハ昇降ピン7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9の駆動でロッド9aが伸長することにより、ウェハ昇降ピン7が上昇して、ウェハWがサセプタ4から離れる。
【0021】
処理チャンバ2内部には、ロッド9aを覆う伸縮自在なベローズ10が配設されている。ベローズ10でロッド9aを覆うことにより、処理チャンバ2内の気密性が保持される。
【0022】
処理チャンバ2の外側には、処理チャンバ2を所定の温度に加熱するヒータ11が巻回されている。ヒータ11に電流が流されることにより、処理チャンバ2が所定の温度に加熱される。
【0023】
処理チャンバ2の上部には、Si(OC2H5)4(テトラエトキシシラン:TEOS)及びO2をサセプタ4に向けて供給するとともに上部電極として作用するシャワーヘッド12が配設されている。シャワーヘッド12には、高周波電源13が接続されている。TEOSとO2とを処理チャンバ2内に供給した状態で、高周波電源13が作動することにより、シャワーヘッド12と電極5との間に高周波電圧が印加され、シャワーヘッド12とサセプタ4との間にプラズマが発生する。
【0024】
シャワーヘッド12は、TEOSを供給するTEOS供給部12aと、O2を供給するO2供給部12bとに分かれた構造になっている。シャワーヘッド12をこのような構造にすることにより、TEOSとO2とがシャワーヘッド12の外部で混合される。
【0025】
TEOS供給部12aには、TEOSを供給する多数のTEOS供給孔が形成されている。また、同様にO2供給部12bには、O2を供給する多数のO2供給孔が形成されている。
【0026】
TEOS供給部12aには、TEOS供給部12aにTEOSを供給するためのTEOS供給配管21が接続されている。TEOS供給配管21の他端には、TEOSを収容したTEOS供給源22が接続されている。また、TEOS供給源22には、バルブ23及びTEOS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、TEOS供給源22から所定の流量でTEOSがTEOS供給部12aに供給される。
【0027】
O2供給部12bには、O2供給部12bにO2を供給するためのO2供給配管31が接続されている。O2供給配管31の他端には、O2を収容したO2供給源33が接続されている。また、O2供給配管32には、バルブ33及びO2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、O2供給源32から所定の流量でO2がO2供給部12bに供給される。
【0028】
処理チャンバ2の底部には、排気を行うための排気口2cが形成されている。排気口2cの縁部には、処理チャンバ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)41及び排気配管42を介して、処理チャンバ2内を排気する真空ポンプ43が接続されている。オートプレッシャコントローラ41が調節された状態で、真空ポンプ43が作動することにより、処理チャンバ2内が排気されるとともに処理チャンバ2内の圧力が所定の圧力に維持される。
【0029】
処理チャンバ2の外部にはAl2O3から形成された外部チャンバ51が配設されている。外部チャンバ51には、NF3を外部チャンバ51内に供給するための円形の供給口51a及び後述するFラジカル含有ガスを外部チャンバ51から排出するための円形の排出口51bが形成されている。
【0030】
供給口51aの縁部には、NF3を外部チャンバ51に供給するためのNF3供給配管52が接続されている。NF3供給配管52の他端には、NF3を収容したNF3供給源53が接続されている。また、NF3供給配管52には、バルブ54及びNF3の流量を調節するマスフローコントローラ(MFC)55が介在している。マスフローコントローラ55が調節された状態で、バルブ54が開かれることにより、NF3供給源53から所定の流量でNF3が外部チャンバ51内に供給される。
【0031】
外部チャンバ51の外部には、外部チャンバ51内に供給されたNF3を励起させて、NF3からFラジカルを発生させるラジカル発生機構56が配設されている。ラジカル発生機構56は、主に、外部チャンバ51に巻回された銅線57と銅線57に接続された高周波電源58とから構成されている。高周波電源58の作動で銅線57に高周波電流が流されることにより、外部チャンバ51内に供給されたNF3が励起して、Fラジカルが発生する。なお、Fラジカルの他にFイオン等も発生するので、FラジカルはFラジカル含有ガスとして、次に説明するゲートバルブ60に送られる。
【0032】
排出口51bの縁部には、成膜時に閉じられ、かつクリーニング時に開かれるゲートバルブ60が接続されている。ゲートバルブ60は、図2に示されるように筐体61を備えており、筐体61内にはクリーニング時にFラジカル含有ガスを流すための流路61aが形成されている。流路61aは、Fラジカル含有ガスを流入させる円形の流入口61b及びFラジカル含有ガスを流出させる円形の流出口61cを備えている。
【0033】
流入口61b及び流出口61cの流路断面積は、それぞれ排出口51bの流路断面積とほぼ同じになるように形成されている。即ち、本実施の形態では流入口61b及び流出口61cは円形に形成されているので、流入口61b及び流出口61cの直径が排出口51bの直径とほぼ同じになるように形成されている。なお、流入口61b及び流出口61c以外の部分における流路断面積は流入口61b及び流出口61cの流路断面積より大きくなるように形成されている。
【0034】
筐体61内には、流出口61cを開閉する弁体62と弁体62にリンク63及びスプリング64を介して連結された昇降可能な基体65とが配設されている。弁体62には、筐体61と弁体62との間からのTEOS等の流出を抑制するシール部材66が取り付けられている。基体65には、基体65を昇降させるエアシリンダ67及び基体65を上下方向に案内するガイドレール68が取り付けられている。
【0035】
エアシリンダ67の駆動でエアシリンダ67のロッド67aが伸長し、ガイドレール68に沿って基体65が上昇することにより、弁体62が筐体61の天井に衝突し、その後天井に沿って流入口61b側から流出口61c側に移動する。これにより流出口61cが閉じられる。また、エアシリンダ67の駆動でエアシリンダ67のロッド67aが縮退し、ガイドレール68に沿って基体65が下降することにより、弁体62が筐体61の天井から離れる。これにより流出口61cが開かれる。
【0036】
エアシリンダ67には、エアシリンダ67の駆動を制御するエアシリンダ制御器69が電気的に接続されている。具体的には、エアシリンダ制御器69は、図3に示されるように流出口61cが開かれたとき弁体62全体が外部チャンバ51側から見て筐体61内に隠れるようにエアシリンダ67の駆動を制御する。
【0037】
流出口61cの縁部とFラジカル含有ガス供給口2bの縁部とには、外部チャンバ51内で発生したFラジカルを処理チャンバ2内に輸送するための輸送配管71が接続されている。輸送配管71は、円筒形状に形成されている。輸送配管71内には、Fラジカル含有ガスを流すための流路71aが形成されている。流路71aは、Fラジカル含有ガスを流入させる円形の流入口71b及びFラジカル含有ガスを流出させる円形の流出口71cを備えている。
【0038】
輸送配管71の流路71aは、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増するように形成されている。即ち、輸送配管71は、内径が流入口71bから流出口71cにかけて徐々に大きくなるように形成されている。なお、流入口71bの直径は流出口61cの直径とほぼ同じで大きさに形成されており、流出口71cの直径はFラジカル含有ガス供給口2cとほぼ同じ大きさに形成されている。このような輸送配管71を使用することにより、外部チャンバ51と処理チャンバ2と間の圧力差を530Pa以下にすることが可能となる。
【0039】
以下、成膜装置1で行われる成膜について図4に沿って説明する。図4は本実施の形態に係る成膜装置1で行われる成膜の流れを示したフローチャートである。
【0040】
まず、流出口61cが閉じられた状態で、真空ポンプ43が作動して、処理チャンバ2内の真空引きが行われる(ステップ101)。次いで、ヒータ6、11に電流が流されて、サセプタ4及び処理チャンバ2が加熱される(ステップ102)。
【0041】
処理チャンバ2内の圧力が所定圧力まで低下し、かつサセプタ4の温度が約350〜400℃及び処理チャンバ2の温度が約100℃に安定した後、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、処理チャンバ2内にウェハWが搬入される(ステップ103)。
【0042】
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7に載置される。ウェハWがウェハ昇降ピン7に載置された後、エアシリンダ9の駆動によりウェハ昇降ピン7が下降して、ウェハWがサセプタ4に載置される(ステップ104)。
【0043】
ウェハWが所定の温度に安定した後、処理チャンバ2内の圧力が約70Paに維持された状態で、バルブ23、33が開かれて、約100sccmの流量でTEOSが処理チャンバ2内に供給されるとともに約100〜200sccmの流量でO2が処理チャンバ2内に供給される(ステップ105)。
【0044】
次いで、処理チャンバ2内にTEOS及びO2が供給されている状態で、高周波電源13からシャワーヘッド12と電極5との間に13.56MHzの高周波電圧が印加される(ステップ106)。処理チャンバ2内にTEOS及びO2が供給されている状態で、シャワーヘッド12と電極4との間に高周波電圧が印加されることにより、シャワーヘッド12とサセプタ4との間にプラズマが発生し、ウェハW上にSiO2膜が形成される。
【0045】
所定時間経過後、バルブ23、33が閉じられて、TEOS及びO2の供給が停止されるとともに高周波電圧の印加が停止されて、SiO2膜の形成が終了される(ステップ107)。
【0046】
SiO2膜の形成が終了された後、エアシリンダ9の駆動によりウェハ昇降ピン7が上昇して、ウェハWがサセプタ4から離れる(ステップ108)。
【0047】
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が処理チャンバ2から搬出される(ステップ109)。
【0048】
以下、成膜装置1で行われるクリーニングについて図5〜図7に沿って説明する。図5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流れを示したフローチャートであり、図6(a)〜図7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模式図である。
【0049】
まず、流出口61cが開かれた状態で、真空ポンプ43が作動して、処理チャンバ2内の真空引きが行われる(ステップ201)。なお、流出口61bが開かれた状態では、弁体62は弁体62全体がFラジカル含有ガスの流れ方向から見て筐体61内に隠れる位置まで退いている。次いで、ヒータ6、11に電流が流されてサセプタ4及び処理チャンバ2が加熱される(ステップ202)。
【0050】
処理チャンバ2内の圧力が約100Paに維持され、かつサセプタ4の温度が約200℃、及び処理チャンバ2の温度が約100℃に安定した後、バルブ54が開かれて、図6(a)に示されるようにNF3が約500sccmの流量で外部チャンバ51内に供給される(ステップ203)。なお、NF3は、キャリアガスとともに供給される。
【0051】
次いで、外部チャンバ51内にNF3が供給されている状態で、高周波電源58が作動して、図6(b)に示されるように銅線57に約13.56MHzの高周波電流が流れる(ステップ204)。外部チャンバ51内にNF3が供給されている状態で、銅線57に高周波電流が流されることにより、外部チャンバ51内のNF3が励起し、Fラジカルが発生する。
【0052】
発生したFラジカルは、処理チャンバ2内の排気及び供給されてくるNF3による押し出しにより、Fラジカル含有ガスとして図7に示されるように筐体61及び輸送配管71を介して、処理チャンバ2内に輸送される。ここで、Fラジカル含有ガスの輸送は、外部チャンバ51と処理チャンバ2と間の圧力差が530Pa以下の状態で行われる(ステップ205)。Fラジカル含有ガスが処理チャンバ2内に輸送されると、Fラジカルと処理チャンバ2の内壁面等に付着しているSiO2とが反応し、SiF4が生成される。生成されたSiF4は、気化しているので、排気により処理チャンバ2内から速やかに排出される。なお、NF3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。
【0053】
所定時間経過後、バルブ55が閉じられるとともに高周波電流の供給が停止されて、処理チャンバ2内のクリーニングが終了される(ステップ206)。
【0054】
本実施の形態では、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増した輸送配管71を使用しているので、Fラジカルの失活が抑制される。即ち、輸送配管71の流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増しているので、外部チャンバ51と処理チャンバ2との間の圧力差が低下する。これにより、平均自由工程が長くなり、外部チャンバ51内で発生したFラジカルが他のFラジカル等と反応し難くなる。それ故に、Fラジカルの失活が抑制される。
【0055】
本実施の形態では、流入口61b及び流出口61cの直径が流出口51bの直径とほぼ同じ大きさに形成されており、かつ流入口61b及び流出口61c以外の部分における流路断面積が流入口61b及び流出口61bc流路断面積より大きくなるように形成されているので、外部チャンバ51と処理チャンバ2との間の圧力差が低下し、Fラジカルの失活が抑制される。
【0056】
本実施の形態では、流出口61cが開かれたとき弁体62全体が外部チャンバ51側から見て筐体61内に隠れるので、弁体62による外部チャンバ51と処理チャンバ2との間の圧力差の増加が抑制され、Fラジカルの失活が抑制される。
【0057】
(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、均一流路を備えた輸送配管を使用した例について説明する。図8は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【0058】
図8に示されるように、輸送配管71には、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけてほぼ等しい均一流路71dが形成されている。均一流路71dは、流路断面が円形になるように形成されている。即ち、輸送配管71は、内径が流入口71bから流出口71cにかけてほぼ等しくなるように形成されている。
【0059】
(第3の実施の形態)
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態では、均一流路とと逓増流路とを備えた輸送配管を使用した例について説明する。図9は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【0060】
図9に示されるように、輸送配管71には、流路断面積がほぼ等しい等しい均一流路71eと流路断面積が逓増した逓増流路71fが形成されている。均一流路71e及び逓増流路71fは、流路断面が円形になるように形成されている。即ち、輸送配管71は、流入口71bから所定の位置までの内径がほぼ等しくなるように形成され、所定の位置から流出口71cまでの内径が所定の位置から流出口71cにかけて徐々に大きくなるように形成されている。
【0061】
(第4の実施の形態)
以下、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態では、均一小流路と均一大流路とを備えた輸送配管を使用した例について説明する。図10は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【0062】
図10に示されるように、輸送配管71には、流路断面積がほぼ等しい等しい均一小流路71gと、流路断面積がほぼ等しく、かつ流路断面積が均一小流路71gの流路断面積より大きい均一大流路71hが形成されている。均一小流路71g及び均一大流路71hは、流路断面が円形になるように形成されている。即ち、輸送配管71は、流入口71bから所定の位置までの内径より、所定の位置から流出口71cまでの内径の方が大きくなるように形成されている。また、輸送配管71は、流入口71bから所定の位置までの内径がほぼ等しくなるように形成され、所定の位置から流出口71cまでの内径がほぼ等しくなるように形成されている。
【0063】
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〜第4の実施の形態では、Fラジカルを発生させるためにプラズマを発生させているが、光照射によりFラジカルを発生させてもよい。
【0064】
第1〜第4の実施の形態では、処理チャンバ2の内壁面等に付着したSiO2を取り除いているが、TiNを取り除いてもよい。この場合、Fラジカルのみならず、Clラジカルを発生させることによりTiNを取り除くことが可能である。ここで、Clラジカルは、HCl、Cl2、及びBCl3等から発生させることが可能である。
【0065】
第1〜第4の実施の形態では、ウェハWを使用しているが、ガラス基板であってもよい。また、成膜装置1について説明しているが、成膜装置1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。
【0066】
【発明の効果】
以上、詳説したように本発明の基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法によれば、活性種の失活を抑制することができる。
【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ゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【図3】図3は第1の実施の形態に係るゲートバルブの流出口を開いたときの弁体の位置を模式的に示した図である。
【図4】図4は第1の実施の形態に係る成膜装置で行われる成膜の流れを示したフローチャートである。
【図5】図5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流れを示したフローチャートである。
【図6】図6(a)及び図6(b)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模式図である。
【図7】図7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模式図である。
【図8】図8は第2の実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【図9】図9は第3の実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【図10】図10は第4の実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【符号の説明】
1…成膜装置
2…処理チャンバ
51…外部チャンバ
51a…供給口
52b…排出口
56…ラジカル発生機構
60…ゲートバルブ
61…筐体
61a…流路
62…弁体
71…輸送配管
71a…流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法に関する。
【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、プラズマ等により処理ガスからラジカルを発生させて、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処理チャンバ内壁及び処理チャンバ内に配設されたサセプタ等には、生成物が付着している。この処理チャンバ内壁等に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、生成物が処理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、定期的に処理チャンバ内をクリーニングして、処理チャンバ内壁等に付着している生成物を取り除いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
現在、処理チャンバ内のクリーニングは様々な方式が知られているが、その一つに、特開平10−149989号に記載されているように処理チャンバの外部に配設された外部チャンバ内でラジカルを発生させ、そのラジカルを処理チャンバに供給して、処理チャンバ内のクリーニングを行う方式が知られている。特開平10−149989号では、ラジカルを輸送するための輸送配管に流量絞りを形成し、外部チャンバと処理チャンバとの間に圧力差を作り出している。
【0005】
しかしながら、外部チャンバと処理チャンバとの間に圧力差を作り出すと、ラジカルの活性が失われ易くなる(失活)という問題がある。ラジカルが失活すると、クリーニング効率が低下してしまうので、クリーニング効率を向上させる点からラジカルの失活を抑制することが望ましい。
【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、活性種の失活を抑制することができる基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング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は、基板を収容する処理容器と、処理容器の外部に配設された、ガス供給口とガス排出口とを備えた外部容器と、ガス供給口を介して外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給系と、外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生機構と、全ての場所における流路断面積がガス排出口の流路断面積以上となる流路が形成された、ガス排出口から排出された活性種を含むガスを処理容器内に輸送する輸送配管と、を具備することを特徴としている。 本発明の「活性種」には、ラジカル、イオンが含まれる。本発明の基板処理装置は、このような輸送配管を備えているので、活性種の失活を抑制することができる。
【0008】
上記輸送配管の流路は、流路断面積が外部容器側から処理容器側に向けて逓増した逓増流路を備えていてもよい。逓増流路を備えることにより、外部容器と処理容器と間の圧力差を低下させることができる。
【0009】
上記輸送配管の流路は、流路断面積がほぼ等しい均一流路を備えていてもよい。均一流路を備えることにより、外部容器と処理容器との間の圧力差を低下させることができる。
【0010】
上記流路の流路断面は、円状であってもよい。流路断面を円状にすることにより、輸送配管を容易に製造することができる。
【0011】
上記基板処理装置は、全ての場所における流路断面積がガス排出口の流路断面積以上となる前記活性種を含むガスを流すための流路が形成された筐体と、筐体の流路を開閉する弁体と、を備えた仕切弁をさらに備えていることが好ましい。仕切弁を備えることにより、外部容器と処理容器との間の圧力差を低下させることができる。
【0012】
本発明の他の基板処理装置は、基板を収容する処理容器と、処理容器の外部に配設された、ガス供給口とガス排出口とを備えた外部容器と、ガス供給口を介して外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給系と、外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生機構と、外部容器と処理容器との間に配設された、全ての場所における流路断面積がガス排出口の流路断面積以上となる活性種を含むガスを流すための流路が形成された筐体と筐体の流路を開閉する弁体とを備えた仕切弁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は、このような仕切弁を備えているので、活性種の失活を抑制することができる。
【0013】
上記基板処理装置は、弁体を移動させる弁体移動機構と、流路が開かれたとき前記外部容器側から見て弁体全体が筐体に隠れるように弁体移動機構の作動を制御する弁体移動機構制御器とをさらに備えていることが好ましい。弁体移動機構と弁体移動機構制御器とを備えることにより、外部容器と処理容器との間の圧力差を低下させることができる。
【0014】
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給工程と、外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生工程と、外部容器と処理容器との圧力差が530Pa以下の状態で、外部容器内に発生した活性種を含むガスを処理容器内に輸送する活性種含有ガス輸送工程と、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のクリーニング方法は、このような活性種含有ガス輸送工程を備えているので、活性種の失活を抑制することができる。
【0015】
【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り、図2は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図であり、図3は本実施の形態に係るゲートバルブの流出口を開いたときの弁体の位置を模式的に示した図である。
【0016】
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処理チャンバ2を備えている。なお、処理チャンバ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。
【0017】
処理チャンバ2の側部にはウェハWを処理チャンバ2内に搬入或いは搬出するためのウェハ搬出入口2aが形成されている。ウェハ搬出入口2aの縁部には、ゲートバルブ3が取り付けられている。また、処理チャンバ2の側部には、処理チャンバ2内に後述するFラジカルを含むガス(以下、「Fラジカル含有ガス」という。)を供給するためのFラジカル含有ガス供給口2bが形成されている。
【0018】
処理チャンバ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Al2O3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、下部電極として作用する電極5が配設されている。なお、電極5は、接地されている。
【0019】
また、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6が配設されている。ヒータ6に電流が流されることにより、サセプタ4が所定の温度に加熱され、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。
【0020】
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おり、孔4aの下方には孔4aに挿入可能なウェハ昇降ピン7がそれぞれ配設されている。ウェハ昇降ピン7は、ウェハ昇降ピン7が立設するようにウェハ昇降ピン支持台8に固定されている。ウェハ昇降ピン支持台8には、エアシリンダ9が固定されている。エアシリンダ9の駆動でエアシリンダ9のロッド9aが縮退することにより、ウェハ昇降ピン7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9の駆動でロッド9aが伸長することにより、ウェハ昇降ピン7が上昇して、ウェハWがサセプタ4から離れる。
【0021】
処理チャンバ2内部には、ロッド9aを覆う伸縮自在なベローズ10が配設されている。ベローズ10でロッド9aを覆うことにより、処理チャンバ2内の気密性が保持される。
【0022】
処理チャンバ2の外側には、処理チャンバ2を所定の温度に加熱するヒータ11が巻回されている。ヒータ11に電流が流されることにより、処理チャンバ2が所定の温度に加熱される。
【0023】
処理チャンバ2の上部には、Si(OC2H5)4(テトラエトキシシラン:TEOS)及びO2をサセプタ4に向けて供給するとともに上部電極として作用するシャワーヘッド12が配設されている。シャワーヘッド12には、高周波電源13が接続されている。TEOSとO2とを処理チャンバ2内に供給した状態で、高周波電源13が作動することにより、シャワーヘッド12と電極5との間に高周波電圧が印加され、シャワーヘッド12とサセプタ4との間にプラズマが発生する。
【0024】
シャワーヘッド12は、TEOSを供給するTEOS供給部12aと、O2を供給するO2供給部12bとに分かれた構造になっている。シャワーヘッド12をこのような構造にすることにより、TEOSとO2とがシャワーヘッド12の外部で混合される。
【0025】
TEOS供給部12aには、TEOSを供給する多数のTEOS供給孔が形成されている。また、同様にO2供給部12bには、O2を供給する多数のO2供給孔が形成されている。
【0026】
TEOS供給部12aには、TEOS供給部12aにTEOSを供給するためのTEOS供給配管21が接続されている。TEOS供給配管21の他端には、TEOSを収容したTEOS供給源22が接続されている。また、TEOS供給源22には、バルブ23及びTEOS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、TEOS供給源22から所定の流量でTEOSがTEOS供給部12aに供給される。
【0027】
O2供給部12bには、O2供給部12bにO2を供給するためのO2供給配管31が接続されている。O2供給配管31の他端には、O2を収容したO2供給源33が接続されている。また、O2供給配管32には、バルブ33及びO2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、O2供給源32から所定の流量でO2がO2供給部12bに供給される。
【0028】
処理チャンバ2の底部には、排気を行うための排気口2cが形成されている。排気口2cの縁部には、処理チャンバ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)41及び排気配管42を介して、処理チャンバ2内を排気する真空ポンプ43が接続されている。オートプレッシャコントローラ41が調節された状態で、真空ポンプ43が作動することにより、処理チャンバ2内が排気されるとともに処理チャンバ2内の圧力が所定の圧力に維持される。
【0029】
処理チャンバ2の外部にはAl2O3から形成された外部チャンバ51が配設されている。外部チャンバ51には、NF3を外部チャンバ51内に供給するための円形の供給口51a及び後述するFラジカル含有ガスを外部チャンバ51から排出するための円形の排出口51bが形成されている。
【0030】
供給口51aの縁部には、NF3を外部チャンバ51に供給するためのNF3供給配管52が接続されている。NF3供給配管52の他端には、NF3を収容したNF3供給源53が接続されている。また、NF3供給配管52には、バルブ54及びNF3の流量を調節するマスフローコントローラ(MFC)55が介在している。マスフローコントローラ55が調節された状態で、バルブ54が開かれることにより、NF3供給源53から所定の流量でNF3が外部チャンバ51内に供給される。
【0031】
外部チャンバ51の外部には、外部チャンバ51内に供給されたNF3を励起させて、NF3からFラジカルを発生させるラジカル発生機構56が配設されている。ラジカル発生機構56は、主に、外部チャンバ51に巻回された銅線57と銅線57に接続された高周波電源58とから構成されている。高周波電源58の作動で銅線57に高周波電流が流されることにより、外部チャンバ51内に供給されたNF3が励起して、Fラジカルが発生する。なお、Fラジカルの他にFイオン等も発生するので、FラジカルはFラジカル含有ガスとして、次に説明するゲートバルブ60に送られる。
【0032】
排出口51bの縁部には、成膜時に閉じられ、かつクリーニング時に開かれるゲートバルブ60が接続されている。ゲートバルブ60は、図2に示されるように筐体61を備えており、筐体61内にはクリーニング時にFラジカル含有ガスを流すための流路61aが形成されている。流路61aは、Fラジカル含有ガスを流入させる円形の流入口61b及びFラジカル含有ガスを流出させる円形の流出口61cを備えている。
【0033】
流入口61b及び流出口61cの流路断面積は、それぞれ排出口51bの流路断面積とほぼ同じになるように形成されている。即ち、本実施の形態では流入口61b及び流出口61cは円形に形成されているので、流入口61b及び流出口61cの直径が排出口51bの直径とほぼ同じになるように形成されている。なお、流入口61b及び流出口61c以外の部分における流路断面積は流入口61b及び流出口61cの流路断面積より大きくなるように形成されている。
【0034】
筐体61内には、流出口61cを開閉する弁体62と弁体62にリンク63及びスプリング64を介して連結された昇降可能な基体65とが配設されている。弁体62には、筐体61と弁体62との間からのTEOS等の流出を抑制するシール部材66が取り付けられている。基体65には、基体65を昇降させるエアシリンダ67及び基体65を上下方向に案内するガイドレール68が取り付けられている。
【0035】
エアシリンダ67の駆動でエアシリンダ67のロッド67aが伸長し、ガイドレール68に沿って基体65が上昇することにより、弁体62が筐体61の天井に衝突し、その後天井に沿って流入口61b側から流出口61c側に移動する。これにより流出口61cが閉じられる。また、エアシリンダ67の駆動でエアシリンダ67のロッド67aが縮退し、ガイドレール68に沿って基体65が下降することにより、弁体62が筐体61の天井から離れる。これにより流出口61cが開かれる。
【0036】
エアシリンダ67には、エアシリンダ67の駆動を制御するエアシリンダ制御器69が電気的に接続されている。具体的には、エアシリンダ制御器69は、図3に示されるように流出口61cが開かれたとき弁体62全体が外部チャンバ51側から見て筐体61内に隠れるようにエアシリンダ67の駆動を制御する。
【0037】
流出口61cの縁部とFラジカル含有ガス供給口2bの縁部とには、外部チャンバ51内で発生したFラジカルを処理チャンバ2内に輸送するための輸送配管71が接続されている。輸送配管71は、円筒形状に形成されている。輸送配管71内には、Fラジカル含有ガスを流すための流路71aが形成されている。流路71aは、Fラジカル含有ガスを流入させる円形の流入口71b及びFラジカル含有ガスを流出させる円形の流出口71cを備えている。
【0038】
輸送配管71の流路71aは、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増するように形成されている。即ち、輸送配管71は、内径が流入口71bから流出口71cにかけて徐々に大きくなるように形成されている。なお、流入口71bの直径は流出口61cの直径とほぼ同じで大きさに形成されており、流出口71cの直径はFラジカル含有ガス供給口2cとほぼ同じ大きさに形成されている。このような輸送配管71を使用することにより、外部チャンバ51と処理チャンバ2と間の圧力差を530Pa以下にすることが可能となる。
【0039】
以下、成膜装置1で行われる成膜について図4に沿って説明する。図4は本実施の形態に係る成膜装置1で行われる成膜の流れを示したフローチャートである。
【0040】
まず、流出口61cが閉じられた状態で、真空ポンプ43が作動して、処理チャンバ2内の真空引きが行われる(ステップ101)。次いで、ヒータ6、11に電流が流されて、サセプタ4及び処理チャンバ2が加熱される(ステップ102)。
【0041】
処理チャンバ2内の圧力が所定圧力まで低下し、かつサセプタ4の温度が約350〜400℃及び処理チャンバ2の温度が約100℃に安定した後、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、処理チャンバ2内にウェハWが搬入される(ステップ103)。
【0042】
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7に載置される。ウェハWがウェハ昇降ピン7に載置された後、エアシリンダ9の駆動によりウェハ昇降ピン7が下降して、ウェハWがサセプタ4に載置される(ステップ104)。
【0043】
ウェハWが所定の温度に安定した後、処理チャンバ2内の圧力が約70Paに維持された状態で、バルブ23、33が開かれて、約100sccmの流量でTEOSが処理チャンバ2内に供給されるとともに約100〜200sccmの流量でO2が処理チャンバ2内に供給される(ステップ105)。
【0044】
次いで、処理チャンバ2内にTEOS及びO2が供給されている状態で、高周波電源13からシャワーヘッド12と電極5との間に13.56MHzの高周波電圧が印加される(ステップ106)。処理チャンバ2内にTEOS及びO2が供給されている状態で、シャワーヘッド12と電極4との間に高周波電圧が印加されることにより、シャワーヘッド12とサセプタ4との間にプラズマが発生し、ウェハW上にSiO2膜が形成される。
【0045】
所定時間経過後、バルブ23、33が閉じられて、TEOS及びO2の供給が停止されるとともに高周波電圧の印加が停止されて、SiO2膜の形成が終了される(ステップ107)。
【0046】
SiO2膜の形成が終了された後、エアシリンダ9の駆動によりウェハ昇降ピン7が上昇して、ウェハWがサセプタ4から離れる(ステップ108)。
【0047】
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が処理チャンバ2から搬出される(ステップ109)。
【0048】
以下、成膜装置1で行われるクリーニングについて図5〜図7に沿って説明する。図5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流れを示したフローチャートであり、図6(a)〜図7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模式図である。
【0049】
まず、流出口61cが開かれた状態で、真空ポンプ43が作動して、処理チャンバ2内の真空引きが行われる(ステップ201)。なお、流出口61bが開かれた状態では、弁体62は弁体62全体がFラジカル含有ガスの流れ方向から見て筐体61内に隠れる位置まで退いている。次いで、ヒータ6、11に電流が流されてサセプタ4及び処理チャンバ2が加熱される(ステップ202)。
【0050】
処理チャンバ2内の圧力が約100Paに維持され、かつサセプタ4の温度が約200℃、及び処理チャンバ2の温度が約100℃に安定した後、バルブ54が開かれて、図6(a)に示されるようにNF3が約500sccmの流量で外部チャンバ51内に供給される(ステップ203)。なお、NF3は、キャリアガスとともに供給される。
【0051】
次いで、外部チャンバ51内にNF3が供給されている状態で、高周波電源58が作動して、図6(b)に示されるように銅線57に約13.56MHzの高周波電流が流れる(ステップ204)。外部チャンバ51内にNF3が供給されている状態で、銅線57に高周波電流が流されることにより、外部チャンバ51内のNF3が励起し、Fラジカルが発生する。
【0052】
発生したFラジカルは、処理チャンバ2内の排気及び供給されてくるNF3による押し出しにより、Fラジカル含有ガスとして図7に示されるように筐体61及び輸送配管71を介して、処理チャンバ2内に輸送される。ここで、Fラジカル含有ガスの輸送は、外部チャンバ51と処理チャンバ2と間の圧力差が530Pa以下の状態で行われる(ステップ205)。Fラジカル含有ガスが処理チャンバ2内に輸送されると、Fラジカルと処理チャンバ2の内壁面等に付着しているSiO2とが反応し、SiF4が生成される。生成されたSiF4は、気化しているので、排気により処理チャンバ2内から速やかに排出される。なお、NF3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。
【0053】
所定時間経過後、バルブ55が閉じられるとともに高周波電流の供給が停止されて、処理チャンバ2内のクリーニングが終了される(ステップ206)。
【0054】
本実施の形態では、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増した輸送配管71を使用しているので、Fラジカルの失活が抑制される。即ち、輸送配管71の流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけて逓増しているので、外部チャンバ51と処理チャンバ2との間の圧力差が低下する。これにより、平均自由工程が長くなり、外部チャンバ51内で発生したFラジカルが他のFラジカル等と反応し難くなる。それ故に、Fラジカルの失活が抑制される。
【0055】
本実施の形態では、流入口61b及び流出口61cの直径が流出口51bの直径とほぼ同じ大きさに形成されており、かつ流入口61b及び流出口61c以外の部分における流路断面積が流入口61b及び流出口61bc流路断面積より大きくなるように形成されているので、外部チャンバ51と処理チャンバ2との間の圧力差が低下し、Fラジカルの失活が抑制される。
【0056】
本実施の形態では、流出口61cが開かれたとき弁体62全体が外部チャンバ51側から見て筐体61内に隠れるので、弁体62による外部チャンバ51と処理チャンバ2との間の圧力差の増加が抑制され、Fラジカルの失活が抑制される。
【0057】
(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、均一流路を備えた輸送配管を使用した例について説明する。図8は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【0058】
図8に示されるように、輸送配管71には、流路断面積が流入口71bから流出口71cにかけてほぼ等しい均一流路71dが形成されている。均一流路71dは、流路断面が円形になるように形成されている。即ち、輸送配管71は、内径が流入口71bから流出口71cにかけてほぼ等しくなるように形成されている。
【0059】
(第3の実施の形態)
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態では、均一流路とと逓増流路とを備えた輸送配管を使用した例について説明する。図9は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【0060】
図9に示されるように、輸送配管71には、流路断面積がほぼ等しい等しい均一流路71eと流路断面積が逓増した逓増流路71fが形成されている。均一流路71e及び逓増流路71fは、流路断面が円形になるように形成されている。即ち、輸送配管71は、流入口71bから所定の位置までの内径がほぼ等しくなるように形成され、所定の位置から流出口71cまでの内径が所定の位置から流出口71cにかけて徐々に大きくなるように形成されている。
【0061】
(第4の実施の形態)
以下、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態では、均一小流路と均一大流路とを備えた輸送配管を使用した例について説明する。図10は本実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【0062】
図10に示されるように、輸送配管71には、流路断面積がほぼ等しい等しい均一小流路71gと、流路断面積がほぼ等しく、かつ流路断面積が均一小流路71gの流路断面積より大きい均一大流路71hが形成されている。均一小流路71g及び均一大流路71hは、流路断面が円形になるように形成されている。即ち、輸送配管71は、流入口71bから所定の位置までの内径より、所定の位置から流出口71cまでの内径の方が大きくなるように形成されている。また、輸送配管71は、流入口71bから所定の位置までの内径がほぼ等しくなるように形成され、所定の位置から流出口71cまでの内径がほぼ等しくなるように形成されている。
【0063】
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〜第4の実施の形態では、Fラジカルを発生させるためにプラズマを発生させているが、光照射によりFラジカルを発生させてもよい。
【0064】
第1〜第4の実施の形態では、処理チャンバ2の内壁面等に付着したSiO2を取り除いているが、TiNを取り除いてもよい。この場合、Fラジカルのみならず、Clラジカルを発生させることによりTiNを取り除くことが可能である。ここで、Clラジカルは、HCl、Cl2、及びBCl3等から発生させることが可能である。
【0065】
第1〜第4の実施の形態では、ウェハWを使用しているが、ガラス基板であってもよい。また、成膜装置1について説明しているが、成膜装置1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。
【0066】
【発明の効果】
以上、詳説したように本発明の基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法によれば、活性種の失活を抑制することができる。
【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ゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【図3】図3は第1の実施の形態に係るゲートバルブの流出口を開いたときの弁体の位置を模式的に示した図である。
【図4】図4は第1の実施の形態に係る成膜装置で行われる成膜の流れを示したフローチャートである。
【図5】図5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流れを示したフローチャートである。
【図6】図6(a)及び図6(b)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模式図である。
【図7】図7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模式図である。
【図8】図8は第2の実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【図9】図9は第3の実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【図10】図10は第4の実施の形態に係るゲートバルブ、輸送配管、及びそれらの周辺部の模式図である。
【符号の説明】
1…成膜装置
2…処理チャンバ
51…外部チャンバ
51a…供給口
52b…排出口
56…ラジカル発生機構
60…ゲートバルブ
61…筐体
61a…流路
62…弁体
71…輸送配管
71a…流路
Claims (8)
- 基板を収容する処理容器と、
前記処理容器の外部に配設された、ガス供給口とガス排出口とを備えた外部容器と、
前記ガス供給口を介して前記外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給系と、
前記外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、前記クリーニング原料ガスから前記処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生機構と、
全ての場所における流路断面積が前記ガス排出口の流路断面積以上となる流路が形成された、前記ガス排出口から排出された前記活性種を含むガスを前記処理容器内に輸送する輸送配管と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 前記輸送配管の流路は、流路断面積が前記外部容器側から前記処理容器側に向けて逓増した逓増流路を備えていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
- 前記輸送配管の流路は、流路断面積がほぼ等しい均一流路を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の基板処理装置。
- 前記流路の流路断面は、円状であ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。
- 全ての場所における流路断面積が前記ガス排出口の流路断面積以上となる前記活性種を含むガスを流すための流路が形成された筐体と、前記筐体の流路を開閉する弁体と、を備えた仕切弁をさらに備えることを特徴とする1乃至4のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 基板を収容する処理容器と、
前記処理容器の外部に配設された、ガス供給口とガス排出口とを備えた外部容器と、
前記ガス供給口を介して前記外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給系と、
前記外部容器内に供給されたクリーニング原料ガスを励起させて、前記クリーニング原料ガスから前記処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生機構と、
前記外部容器と前記処理容器との間に配設された、全ての場所における流路断面積が前記ガス排出口の流路断面積以上となる前記活性種を含むガスを流すための流路が形成された筐体と前記筐体の流路を開閉する弁体とを備えた仕切弁と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 前記弁体を移動させる弁体移動機構と、
前記流路が開かれたとき前記外部容器側から見て前記弁体全体が前記筐体内に隠れるように弁体移動機構の作動を制御する弁体移動機構制御器と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項6記載の基板処理装置。 - 外部容器内にクリーニング原料ガスを供給するクリーニング原料ガス供給工程と、
前記外部容器内に供給された前記クリーニング原料ガスを励起させて、前記クリーニング原料ガスから処理容器内をクリーニングするための活性種を発生させる活性種発生工程と、
前記外部容器と前記処理容器との圧力差が530Pa以下の状態で、前記外部容器内に発生した活性種を含むガスを前記処理容器内に輸送する活性種含有ガス輸送工程と、
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002252271A JP2004095699A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 基板処理装置及び基板処理装置のクリーニング方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008511179A (ja) * | 2004-08-24 | 2008-04-10 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド | 半導体処理の構成材およびそれを用いた半導体の処理 |
JP2012501067A (ja) * | 2008-08-22 | 2012-01-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体プロセスチャンバのプロセスガス配送 |
KR20190020094A (ko) * | 2016-07-05 | 2019-02-27 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 차량 관리 방법 및 장치 |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002252271A patent/JP2004095699A/ja not_active Withdrawn
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