JP2008229449A - 洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄後にパーティクルが発生する虞がなく、短時間かつ低コストでの構成部材の洗浄を可能とする。
【解決手段】成膜装置の処理雰囲気に設置された成膜装置の構成部材の表面から付着物を除去するための洗浄方法であって、上記付着物と上記構成部材との密着力を低減させるプラズマエッチング処理と、上記プラズマエッチング処理によって上記構成部材との密着力が低減した上記付着物を水にて洗い流す水洗処理とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄方法に関するものである。

従来から、液晶装置等の製造工程では、基板等の処理対象物に対して所定材料からなる膜を形成するための成膜装置が用いられている。このような成膜装置では、チャンバ内部に材料源及び処理対象物を配置し、材料源から材料を放出させて処理対象物に付着させることによって成膜を行っている。

ところで、成膜装置では、材料源から放射状に材料が放出されるため、放出された材料が処理対象物以外の箇所にも付着する。このため、処理対象物以外の箇所にも成膜されてしまう。処理対象物以外の箇所に形成された膜は、徐々に膜厚を増し、いずれ剥離してパーティクルとなってしまう。
このため、成膜装置は、チャンバから取り外し可能な防着板をチャンバの壁部を覆うように配置し、定期的に防着板を取り外して洗浄を行うことによって、パーティクルが発生することを防止している。また、防着板にて覆えない箇所については、個別に取り外し可能とし、定期的な洗浄が可能とされている。このように、成膜装置の構成部材のうち、放出された材料が付着される構成部材は、取り外しが可能とされており、定期的に洗浄が行われている。

成膜装置の構成部材の洗浄方法としては、いわゆるブラスト方法やウェットエッチング方法、ドライエッチング方法等が用いられている。
ブラスト方法は、ガラスビーズやサンド等を砥粒として用い、該砥粒にて構成部材を研磨することによって付着物を剥離する方法である。また、ウェットエッチング方法は、薬液によって付着物を溶解させて剥離する方法である。また、ドライエッチング方法は、プラズマを用いて気相中にて構成部材の表面をエッチングすることによって付着物を除去する方法である。
特開平６−４９６２６号公報

しかしながら、従来の洗浄方法は以下のような問題を有している。
ブラスト方法は、砥粒が構成部材に残留し、成膜装置内においてパーティクルとなる虞がある。また、ウェットエッチング方法では、成膜装置にて用いられる材料に応じて薬液を使い分ける必要があるとともに、洗浄コストが高くなる。ドライエッチング方法では、完全に付着物を除去するまでの処理時間が長くなるとともに、洗浄コストが高くなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、洗浄後にパーティクルが発生する虞がなく、短時間かつ低コストでの構成部材の洗浄を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の洗浄方法は、成膜装置の処理雰囲気に設置された成膜装置の構成部材の表面から付着物を除去するための洗浄方法であって、上記付着物と上記構成部材との密着力を低減させるプラズマエッチング処理と、上記プラズマエッチング処理によって上記構成部材との密着力が低減した上記付着物を水にて洗い流す水洗処理とを有することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の洗浄方法によれば、プラズマエッチング処理によって付着物と構成部材との密着力が低減され、水洗処理によって密着力が低減した付着物が水によって洗い流される。プラズマエッチング処理によって付着物と構成部材との密着力を低減させる処理は、プラズマエッチング処理によって付着物を完全に除去する場合と比べて極めて短時間にて行うことができる。また、水洗処理は、構成部材を水にて洗う処理であるため、安価に短時間に行うことができる。
したがって、本発明の洗浄方法によれば、洗浄後にパーティクルが発生する虞がなく、短時間かつ低コストでの構成部材の洗浄を可能とする。

また、本発明の洗浄方法においては、上記構成部材は、ステンレス鋼からなるという構成を採用することができる。
また、本発明の洗浄方法においては、上記構成部材は、ステンレス鋼からなる母材と、該母材の表面に溶射されたアルミニウムが凝固したアルミニウム層とを備えるという構成を採用することもできる。

以下、図面を参照して、本発明に係る洗浄方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

また、本実施形態においては、成膜装置の処理雰囲気に設置された防着板（成膜装置の構成部材）を洗浄する洗浄方法について説明する。
本実施形態の洗浄方法の説明に先立ち、防着板が設置される成膜装置について説明する。

図１は、成膜装置１００の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、成膜装置１００は、真空ポンプ１０２が接続されたチャンバ１０４を備えている。そのチャンバ１０４の内部には、基板ホルダ１１０が設けられている。この基板ホルダ１１０には、成膜処理の対象となる基板Ｐが下向きに保持されるようになっている。一方、基板ホルダ１１０と対向するように、成膜材料１２４が充填されるルツボ１２０が設けられている。そのルツボ１２０にはフィラメント１２２が敗戦され、ルツボ内の成膜材料１２４を加熱しうるようになっている。そして、ルツボ１２０から放出された材料がチャンバ１０４の内壁等に付着するのを防止するための防着板１３０が設置されている。すなわち、防着板１３０は、成膜装置の処理雰囲気に設置されている。

このような成膜装置を用いて成膜処理を行うには、まず基板ホルダ１１０に基板Ｐを装着するとともに、ルツボ１２０に成膜材料１２４を充填する。次に、チャンバ１０４に接続された真空ポンプ１０２を運転して、チャンバ１０４の内部を真空引きする。次に、ルツボ１２０に配線されたフィラメント１２２に通電し、フィラメント１２２を発熱させて、ルツボ内の成膜材料１２４を加熱する。すると、成膜材料１２４が蒸発して、基板Ｐの表面に付着する。そして、このような成膜処理の過程において、基板Ｐ以外の方向に飛散した成膜材料が、防着板１３０の表面に付着する。なお、本実施形態において、成膜材料１２４は、酸化珪素である。

この防着板１３０は、チャンバ１０４に対して脱着可能とされており、定期的に取り外され、成膜装置１００の外部にて洗浄されて再生される。図２は、防着板１３０の断面図である。この図に示すように、本実施形態においては、防着板１３０は、ステンレス鋼からなる母材１３１と、該母材１３１の表面に溶射されたアルミニウムが凝固したアルミニウム層１３２とを備えている。
そして、本実施形態の洗浄方法は、上述の防着板１３０の表面に付着した付着物である成膜材料１２４を除去するためのものである。

（洗浄方法）
次に、本実施形態の洗浄方法について説明する。図３は、本実施形態の洗浄方法を示すフローチャートである。この図に示すように、本実施形態の洗浄方法は、プラズマエッチング処理工程（ステップＳ１）と、水洗処理工程（ステップＳ２とを有している。）

図４は、プラズマエッチング処理工程Ｓ１にて用いるプラズマエッチング処理装置２００の概略構成図である。なお、本実施形態のプラズマエッチング処理装置２００では、いわゆるリモートプラズマ処理方法を採用するものであり、反応ガス供給部２０１と、プラズマ発生部２０２と、反応装置２０３とを備えている。
反応ガス供給部２０１は、配管２０４を介してプラズマ発生部２０２に反応ガスを供給するものである。
プラズマ発生部２０２は、反応ガス供給部２０１から供給された反応ガスを励起し、励起ガスを配管２０５を介して反応装置２０３に供給するものであり、例えば誘導結合型プラズマ源を有する真空容器及び高周波電源を備えるものを用いることができる。
反応装置２０３は、内部に防着板１３０を載置するための防着板ホルダ２０６を備えており、該防着板ホルダ２０６に載置された防着板１３０を、プラズマ発生部２０２から供給された励起ガスにてエッチング処理するものである。

このようなプラズマエッチング処理装置２００では、まず、反応ガス供給部２０１から配管２０４を介して反応ガスがプラズマ発生部２０２に供給され、プラズマ発生部２０２にて供給された反応ガスが励起された励起ガスが生成される。そして、生成された励起ガスは、配管２０５を介して反応装置２０３に供給される。この結果、防着板１３０に付着された付着物である成膜材料１２４がエッチングされる。
成膜材料１２４のエッチングは徐々に進行するが、進行の過程において、成膜材料１２４が徐々に分解され、これによって成膜材料１２４と防着板１３０との密着力が低減される。
そして、本実施形態の洗浄方法において、プラズマエッチング処理工程Ｓ１とは、付着物である成膜材料１２４と防着板１３０との密着力を低減させる工程である。なお、プラズマエッチング処理工程Ｓ１では、成膜材料１２４が完全になくなるまでエッチング処理する工程ではなく、あくまでも成膜材料１２４と防着板１３０との密着力を低減させる工程である。このため、プラズマエッチング処理工程Ｓ１が終了した後であっても、付着物である成膜材料１２４は防着板１３０に対して付着した状態のままである。

実際には、成膜材料１２４がＳｉＯ_２である場合に、プラズマエッチング処理装置２００では、反応ガスとしてＣ_３Ｆ_６、Ｏ_２を用い、反応ガス流量を、Ｏ_２が２０００ｓｃｃｍ、Ｃ_３Ｆ_６がＯ_２の３０％以下とする。そして、パワーを１０ｋＷ（ＭＡＸ）とし、１０〜３０分のプラズマエッチング処理を行う。防着板１３０に付着した成膜材料１２４を完全に除去するには、同条件にて１時間以上のプラズマエッチング処理を行う必要があるため、本実施形態の洗浄方法におけるプラズマエッチング処理は、短時間の処理となる。

図５は、水洗処理工程Ｓ２にて用いられる水洗処理装置３００の概略構成図である。この水洗処理装置３００は、チャンバ３０２と、ノズルヘッド３０３と、水供給部３０４と、移動部３０５と、防着板ホルダ３０６とを備えている。

チャンバ３０２は、防着板１３０を洗浄するための空間を囲うものであり、洗浄空間を形成している。そして、チャンバ３０２の内部にノズルヘッド３０３、水供給部３０４、移動部３０５及び防着板ホルダ３０６が載置されている。

ノズルヘッド３０３は、水供給部３０４から供給される水Ｗを防着板１３０に向けて噴射するものであり、例えば複数のノズルを介して水Ｗを噴射する。このノズルヘッド３０３は、チャンバ３０２によって形成された洗浄空間の上方に位置されており、下方に向けて水Ｗを噴射可能とされている。

水供給部３０４は、水Ｗを、フレキシブルチューブ３０７を介してノズルヘッド３０３に供給するものである。

移動部３０５は、ノズルヘッド３０３を支持するとともに、ノズルヘッド３０３を水平方向に移動するためのものである。この移動部３０５としては、図６の模式図に示すように、例えば、ノズルヘッド３０３を水平に縦横に移動可能とするＸＹテーブルを用いることができる。

防着板ホルダ３０６は、防着板１３０を支持するものであり、防着板１３０の洗浄を行う面を上方に向けた状態にて防着板１３０を支持する。

次に、このような水洗装置３００では、防着板ホルダ３０６によって防着板１３０が支持された状態にて、移動部３０５によってノズルヘッド３０３が防着板１３０の上方に移動される。
続いて、水供給部３０４から水Ｗをフレキシブルチューブ３０７を介してノズルヘッド３０３に供給し、ノズルヘッド３０３から防着板１３０に向けて水Ｗを噴射する。
そして、ノズルヘッド３０３が移動部３０５によって、防着板１３０との距離を保ちながら水平に移動され、これによって防着板１３０の全体に水Ｗが噴射される。
この結果、付着物である成膜材料１２４が付着した防着板１３０の面に水Ｗが噴射され、付着物である成膜材料が剥離して除去される。

ここで、本実施形態においては、上述のプラズマエッチング処理工程Ｓ１にて、付着物である成膜材料１２４と防着板１３０との密着力が低減されている。このため、水洗処理工程Ｓ２にて、水洗装置３００を用いて防着板１３０に水Ｗを噴射することによって、容易に成膜材料１２４が防着板１３０から剥離する。
このように、本実施形態の洗浄方法において、水洗処理工程Ｓ２とは、プラズマエッチング処理工程Ｓ１によって防着板１３０との密着力が低減した成膜材料１２４を水Ｗにて洗い流す工程である。

このような本実施形態の洗浄方法によれば、プラズマエッチング処理によって付着物である成膜材料１２４と防着板１３０との密着力が低減され、水洗処理によって密着力が低減した成膜材料１２４が水Ｗによって洗い流される。プラズマエッチング処理によって成膜材料１２４と防着板１３０との密着力を低減させる処理は、プラズマエッチング処理によって成膜材料１２４を完全に除去する場合と比べて極めて短時間にて行うことができる。また、水洗処理は、防着板１３０を水にて洗う処理であるため、安価に短時間に行うことができる。
したがって、本実施形態の洗浄方法によれば、洗浄後にパーティクルが発生する虞がなく、短時間かつ低コストでの防着板１３０の洗浄を可能となる。

以上、本発明の一実施形態として洗浄方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、且つ当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。

例えば、上記実施形態においては、防着板１３０が、母材１３１とアルミニウム層１３２とによって構成されている例について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、防着板１３０がステンレス鋼の母材のみからなる構成であっても良い。このような場合には、アルミニウム層１３２の剥離を考慮せずに洗浄を行うことができる。

また、上記実施形態においては、成膜装置の構成部材の一例として防着板を挙げ、当該防着板を洗浄する方法について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、成膜装置の他の構成部材（例えば、材料の通過領域を規定するためのシャッター等）を洗浄する方法にも適用することが可能である。

また、上記実施形態においては、プラズマエッチング処理工程において、リモートプラズマ処理方法を用いるプラズマエッチング処理装置２００を用いた。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、バレル型や平行平板型のプラズマエッチング処理装置を用いることもできる。

また、上記実施形態の洗浄方法においては、水洗装置３００の移動部３０５として、ＸＹテーブルを用いる例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、水洗装置３００の移動部３０５として６自由度のロボットアームを用いても良い。また、移動部３０５を備えず作業者によってノズルヘッド３０３が把持可能な構成としても良い。また、防着板ホルダ３０６を回転可能としても良い。また、ノズルヘッド３０３を複数備えていても良い。

本発明の一実施形態である洗浄方法にて洗浄を行う防着板を備える成膜装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態である洗浄方法にて洗浄を行う防着板の断面図である。 本発明の一実施形態である洗浄方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態である洗浄方法にて用いられるプラズマエッチング処理装置の概略構成を模式的に示した全体図である。 本発明の一実施形態である洗浄方法にて用いられる水洗処理装置の概略構成を模式的に示した全体図である。 本発明の一実施形態である洗浄方法にて用いられる水洗処理装置がＸＹテーブルを移動部として備えた場合の模式図である。

符号の説明

１００……成膜装置、２００……プラズマエッチング処理装置、３００……水洗処理装置、１３０……防着板、１３１……母材、１３２……アルミニウム層、Ｗ……水

Claims (3)

1. 成膜装置の処理雰囲気に設置された成膜装置の構成部材の表面から付着物を除去するための洗浄方法であって、
   前記付着物と前記構成部材との密着力を低減させるプラズマエッチング処理と、
   前記プラズマエッチング処理によって前記構成部材との密着力が低減した前記付着物を水にて洗い流す水洗処理と
   を有することを特徴とする洗浄方法。
2. 前記構成部材は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
3. 前記構成部材は、前記構成部材は、ステンレス鋼からなる母材と、該母材の表面に溶射されたアルミニウムが凝固したアルミニウム層とを備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。

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