JP2015099808A

JP2015099808A - ポリイミド膜形成装置の洗浄方法

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Publication number: JP2015099808A
Application number: JP2013237537A
Authority: JP
Inventors: 橋本　浩幸; Hiroyuki Hashimoto; 浩幸橋本; 秀朗田中; Hideo Tanaka; 礼二新納; Reiji Shinno; 廣行松浦; Hiroyuki Matsuura
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-05-28

Abstract

【課題】装置内部に付着したポリイミドを容易に除去することができるポリイミド膜形成装置の洗浄方法を提供する。【解決手段】反応室内に収容された複数枚の被処理体にポリイミド膜を成膜する成膜工程により装置内部に付着したポリイミドを除去するポリイミド膜形成装置の洗浄方法であって、反応室内に酸素を供給するとともに反応室内に高周波電力を印加して酸素をプラズマ励起させ、該プラズマ励起された酸素を装置内部に付着したポリイミドに接触させることによりポリイミドを除去する洗浄工程を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、ポリイミド膜形成装置の洗浄方法に関する。

従来、半導体装置の製造工程では、被処理体、例えば、半導体ウエハにポリイミド膜を形成する薄膜形成処理が行われている。例えば、特許文献１には、基板の表面に、２種類のモノマーを交互に蒸着した後、モノマーの蒸着を停止するとともに、基板を加熱することにより、基板にポリイミド膜を形成する方法が開示されている。

特開平８−１７６８０３号公報

ところで、薄膜形成処理によって蒸着するモノマーは、半導体ウエハの表面だけでなく、例えば、反応管の内壁や各種の治具等のポリイミド膜形成装置の内部にも堆積（付着）してしまう。このような付着物が付着した状態で薄膜形成処理を引き続き行うと、例えば、反応管を構成する石英と付着物との熱膨張率の違いにより応力が発生し、この応力によって石英や付着物が割れてしまう。この結果、石英や付着物が割れたものがパーティクルとなり、生産性を低下させる原因となる。

このため、例えば、薄膜形成処理を所定回数行った後、反応管の壁面をウエット洗浄するウエットエッチングにより装置内部に付着した付着物を除去している。しかし、ウエットエッチングでは、ポリイミド膜形成装置の部品を取り外し、手作業で洗浄し、再度、組立及び調整する作業が必要であり、装置内部に付着したポリイミド膜を容易に除去することができる方法が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、装置内部に付着したポリイミドを容易に除去することができるポリイミド膜形成装置の洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のポリイミド膜形成装置の洗浄方法は、
反応室内に収容された複数枚の被処理体にポリイミド膜を成膜する成膜工程により装置内部に付着したポリイミドを除去するポリイミド膜形成装置の洗浄方法であって、
前記反応室内に酸素を供給するとともに当該反応室内に高周波電力を印加して前記酸素をプラズマ励起させ、該プラズマ励起された酸素を前記装置内部に付着したポリイミドに接触させることにより当該ポリイミドを除去する洗浄工程を備える、ことを特徴とする。

前記洗浄工程では、例えば、前記反応室内の圧力を１．３３Ｐａ〜５３．２Ｐａに設定する。
前記洗浄工程では、例えば、１０００Ｗ〜５０００Ｗの高周波電力を印加する。

前記成膜工程では、例えば、二官能性の酸無水物からなる第１のモノマーを含む第１の処理ガスを前記複数枚の被処理体に供給するステップと、前記反応室内に置換ガスを供給して前記反応室内の雰囲気を前記置換ガスにより置換するステップと、二官能性のアミンからなる第２のモノマーを含む第２の処理ガスを前記複数枚の被処理体に供給するステップと、を含むサイクルを複数回行う。

本発明によれば、装置内部に付着したポリイミドを容易に除去することができるポリイミド膜形成装置の洗浄方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の熱処理装置を示す図である。図１の制御部の構成を示す図である。本実施の形態の成膜処理を説明するレシピを示す図である。本実施の形態の洗浄処理を説明するレシピを示す図である。圧力とエッチングレートとの関係を示す図である。ＲＦパワーとエッチングレートとの関係を示す図である。

以下、本発明のポリイミド膜形成装置の洗浄方法について説明する。本実施の形態では、ポリイミド膜形成装置として、図１に示すバッチ式の縦型のプラズマ処理装置を用いた場合を例に説明する。

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、石英等の誘電体により成形された略円筒体状の処理容器４を有している。処理容器４は、長手方向が垂直方向に向けられ、その下端が開口されている。処理容器４の上端は、閉じられて天井部６を構成する。天井部６は、平坦に形成されており、その上面が平面状に形成されている。天井部６は、耐圧性を持たせるため、例えば、２０ｍｍ程度の厚さに設定されている。

処理容器４は、この下部に設けた円筒体状の金属製のマニホールド部１０により支持されている。マニホールド部１０は、例えば、ステンレススチール等の金属よりなり、この周辺部はベースプレート１２により支持されている。ベースプレート１２は、Ｏリング等のシール部材１４を介して、処理容器４の略円筒体の下端部を気密に支持している。マニホールド部１０には、処理容器４の周方向に沿ってリング状になされた排気空間２０が形成されており、後述するように、処理容器４内の雰囲気を偏りなく均等に排気するように構成されている。

また、マニホールド部１０は、その下端が開口されて開口部となっており、その周辺部にリング状のフランジ部２２が形成されている。そして、処理容器４の下端の開口部（マニホールド部１０の下端の開口部）には、Ｏリング等のシール部材２４を介して、蓋部２６が気密に着脱可能に取り付けられている。

蓋部２６は、ローディング機構３０のアーム３０Ａの先端に支持されている。このローディング機構３０は、例えば、ボートエレベータのような昇降機構よりなり、ローディング機構３０を駆動することにより蓋部２６を昇降できるように構成されている。そして、ローディング機構３０により蓋部２６が上昇すると、処理容器４（マニホールド部１０）の開口部（炉口部分）が閉鎖され、ローディング機構３０により蓋部２６が下降すると、処理容器４（マニホールド部１０）の開口部（炉口部分）が開口される。

なお、蓋部２６は、例えば、ステンレススチール等の金属により形成されるとともに接地されており、電極である下部電極２８として兼用されている。下部電極２８には、インピーダンス整合用のマッチング回路７６が介設された配線７８を介して、プラズマ発生用の高周波電源８０に接続されている。高周波電源８０は、プラズマ処理中に、バイアス用の高周波電力を下部電極２８に印加する。このバイアス用の高周波電力により、処理容器４内に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に被処理体（半導体ウエハＷ）に引き込まれる。

また、蓋部２６の中央部には、処理容器４内（上方）に向かって突起上に成型され、その上面が平坦になされた凸部３２が設けられている。そして、蓋部２６の凸部３２の中心部を貫通するように、回転軸３４が設けられている。回転軸３４の貫通部には、回転軸３４の回転を許容しつつ、処理容器４内の気密性を維持するためのシール部材として、例えば、磁性流体シール３６が設けられている。回転軸３４の下端には、回転モータ３８に連結され、回転軸３４を回転する。また、回転軸３４の上端には、ボート台４０が連結されている。

ボート台４０上には、複数枚の被処理体、例えば、半導体ウエハＷを保持するための保持手段４２が設置されている。保持手段４２は、例えば、石英製のウエハボート４４からなり、上下に配置した石英製の天板４４Ａと底板４４Ｂとの間に、例えば、３本の石英製の支柱４６を掛け渡し、支柱４６に所定のピッチ、例えば、１ｃｍのピッチでウエハ支持溝（図示せず）を形成し、ウエハ支持溝に半導体ウエハＷの周辺部を支持させることで、半導体ウエハＷを所定のピッチで多段に支持できるように構成されている。

半導体ウエハＷの枚数は、特に限定されるものではないが、例えば、２５〜３０枚程度である。これによって、ローディング機構３０を駆動して昇降させることにより、半導体ウエハＷはウエハボート４４に支持された状態で、処理容器４内に対して下方より搬入及び搬出（ローディング及びアンローディング）される。

また、マニホールド部１０には、処理容器４中へガスを導入するガス導入手段５０が設けられている。ガス導入手段５０は、例えば、マニホールド部１０の側壁を貫通するようにして設けられた石英製のガス導入ノズル５２を有している。ガス導入ノズル５２としては、例えば、複数のガス噴出口５２Ａを有する、分散インジェクターが用いられている。また、ガス導入ノズル５２は、図示しないマスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）等を介して、図示しない処理ガス供給源に接続されている。このため、処理ガス供給源からガス導入ノズル５２を介して所望量の処理ガスが処理容器４内に供給される。なお、図１では１本のガス導入ノズル５２しか図示していないが、ガス導入ノズル５２は、用いるガスの種類等に応じて、必要な本数だけ設けられている。

マニホールド部１０の内面及び蓋部２６の内面であって、処理容器４内に晒される表面には、プラズマから保護のために、絶縁部材５４、５６が形成されている。絶縁部材５４、５６としては、例えば、薄い石英板を用いてもよいし、絶縁性薄膜を貼り付けるようにしてもよい。

また、排気空間２０を区画するマニホールド部１０の区画壁には排気口５８が設けられている。排気口５８には、排気系６０が設けられている。排気系６０は、排気口５８に接続された排気路６２に圧力調整弁６４や真空ポンプ６６等を順次介設して構成されており、処理容器４内の雰囲気を真空引きして処理容器４内を所定の圧力に維持する。

処理容器４の外周側には、半導体ウエハＷを加熱するための加熱手段６８が設けられている。加熱手段６８は、例えば、円筒体状に成形された断熱材７０と、断熱材７０の内側に設けられた加熱ヒータ線７２とからなり、半導体ウエハＷの収容領域の側面全体を囲むように配置されている。なお、プラズマにより半導体ウエハＷを所定の温度まで加熱する必要がない場合には、加熱手段６８を設けなくてもよい。

処理容器４の天井部６の上面側には、電極である上部電極７４が設けられている。上部電極７４は、例えば、アルミニウム合金やステンレススチール等の金属により薄い円板状に成形されており、電極７４の直径はウエハＷの直径よりも少し大きなサイズに設定されている。上部電極７４には、インピーダンス整合用のマッチング回路７６が介設された配線７８を介して、プラズマ発生用の高周波電源８０に接続されており、上部電極７４に高周波電力を印加するようになっている。

高周波電力の周波数としては、例えば、４０ＭＨｚを用いることができるが、他に、１３．５６ＭＨｚ等も用いることができる。ここで、蓋部２６を兼用する下部電極２８の凸部３２の上面と上部電極７４との間の距離は、処理容器４内にプラズマを発生させることができるような距離であるならば、特に限定されないが、例えば、４０〜５０ｃｍ程度の範囲内に設定するのがよい。また、半導体ウエハＷのサイズは、その直径が３００ｍｍ（１２インチ）のものや２００ｍｍ（８インチ）のもの等を用いることができ、そのサイズに対応して処理容器４の直径の大きさも設定される。そして、処理容器４の全体を覆うようにして、高周波を遮断する高周波（電磁）シールド（図示せず）が設けられており、安全性を確保するようになっている。

また、プラズマ処理装置１は、装置各部の制御を行う制御部１００を備えている。図２に制御部１００の構成を示す。図２に示すように、制御部１００には、操作パネル１２１、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ヒータコントローラ１２４、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）制御部１２５、バルブ制御部１２６等が接続されている。

操作パネル１２１は、表示画面と操作ボタンとを備え、オペレータの操作指示を制御部１００に伝え、また、制御部１００からの様々な情報を表示画面に表示する。

温度センサ（群）１２２は、処理容器４内、ガス導入ノズル５２内、排気路６２内等の各部の温度を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。
圧力計（群）１２３は、処理容器４内、ガス導入ノズル５２内、排気路６２内等の各部の圧力を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。

ヒータコントローラ１２４は、加熱ヒータ線７２を個別に制御するためのものであり、制御部１００からの指示に応答して、これらに通電してこれらを加熱し、また、これらの消費電力を個別に測定して、制御部１００に通知する。

ＭＦＣ制御部１２５は、ガス導入ノズル５２等に設けられた図示しないＭＦＣを制御して、これらに流れるガスの流量を制御部１００から指示された量とするとともに、実際に流れたガスの流量を測定して、制御部１００に通知する。

バルブ制御部１２６は、各管に配置されたバルブの開度を制御部１００から指示された値に制御する。

制御部１００は、レシピ記憶部１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、Ｉ／Ｏポート（Input/Output Port）１１４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit)１１５と、これらを相互に接続するバス１１６とから構成されている。

レシピ記憶部１１１には、セットアップ用レシピと複数のプロセス用レシピとが記憶されている。熱処理装置１の製造当初は、セットアップ用レシピのみが格納される。セットアップ用レシピは、各熱処理装置に応じた熱モデル等を生成する際に実行されるものである。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う熱処理（プロセス）毎に用意されるレシピであり、例えば、処理容器４への半導体ウエハＷのロードから、処理済みの半導体ウエハＷをアンロードするまでの、各部の温度の変化、処理容器４内の圧力変化、処理ガスの供給の開始及び停止のタイミングと供給量などを規定する。

ＲＯＭ１１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ１１５の動作プログラム等を記憶する記録媒体である。
ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１５のワークエリアなどとして機能する。

Ｉ／Ｏポート１１４は、操作パネル１２１、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６等に接続され、データや信号の入出力を制御する。

ＣＰＵ１１５は、制御部１００の中枢を構成し、ＲＯＭ１１２に記憶された制御プログラムを実行し、操作パネル１２１からの指示に従って、レシピ記憶部１１１に記憶されているレシピ（プロセス用レシピ）に沿って、熱処理装置１の動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１５は、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ＭＦＣ制御部１２５等に処理容器４内、ガス導入ノズル５２内、排気路６２内の各部の温度、圧力、流量等を測定させ、この測定データに基づいて、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６等に制御信号等を出力し、上記各部がプロセス用レシピに従うように制御する。
バス１１６は、各部の間で情報を伝達する。

次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１の洗浄方法について説明する。以下の説明において、プラズマ処理装置１を構成する各部の動作は、制御部１００（ＣＰＵ１１５）により制御されている。また、各処理における処理容器４内の温度、圧力、ガスの流量等は、前述のように、制御部１００（ＣＰＵ１１５）がヒータコントローラ１２４（加熱ヒータ線７２）、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６等を制御することにより、例えば、図３に示すようなレシピに従った条件に設定される。まず、成膜処理について説明する。本例では、二官能性の酸無水物からなる第１のモノマーを含む第１の処理ガスと、二官能性のアミンからなる第２のモノマーを含む第２の処理ガスと、を交互に半導体ウエハＷに供給して、半導体ウエハＷにポリイミド膜を形成する成膜処理の場合を例に説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、処理容器４内を所定の温度、例えば、１５０℃に設定する。また、図３（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給する。次に、半導体ウエハＷが収容されているウエハボート４４をボート台４０上に載置する。そして、ローディング機構３０により蓋部２６（ボート台４０）を上昇させ、半導体ウエハＷ（ウエハボート４４）を処理容器４内にロードする（ロード工程）。

続いて、図３（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給するとともに、処理容器４内を所定の温度、例えば、１００℃〜２５０℃に設定する。本例では、図３（ａ）に示すように、１５０℃に設定する。また、処理容器４内のガスを排出し、処理容器４を所定の圧力、例えば、０．１Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ）〜２Ｔｏｒｒ（２６６Ｐａ）に減圧する。本例では、図３（ｂ）に示すように、処理容器４内を０．２Ｔｏｒｒ（２６．６Ｐａ）に減圧する。そして、処理容器４内をこの温度及び圧力で安定させる（安定化工程）。

処理容器４内を所定の圧力および温度で安定させた後、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の二官能性の酸無水物からなる第１のモノマーを含む第１の処理ガスを供給する。本例では、図３（ｃ）に示すように、無水ピロメリト酸（ＰＭＤＡ）を１００ｓｃｃｍの流量で供給する（第１の工程）。

第１の工程では、ウエハボート４４内に収容された半導体ウエハＷの表面にＰＭＤＡが吸着する。なお、半導体ウエハＷの表面に吸着されたＰＭＤＡ上にはＰＭＤＡが吸着せず、そのまま、処理容器４外に排出される。このため、ＰＭＤＡ半導体ウエハＷの表面に均一に吸着される。

次に、ガス導入ノズル５２からのＰＭＤＡの供給を停止し、処理容器４からＰＭＤＡをを排出し、図３（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給して、処理容器４内のガスを排出する（パージ工程）。続いて、図３（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給するとともに、図３（ａ）に示すように、処理容器４内を１５０℃に設定する。また、図３（ｂ）に示すように、処理容器４内を０．２Ｔｏｒｒ（２６．６Ｐａ）に設定する。

処理容器４内を所定の圧力および温度で安定させた後、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の二官能性のアミンからなる第２のモノマーを含む第２の処理ガスを供給する。本例では、図３（ｃ）に示すように、４，４'−オキシジアニリン（ＯＤＡ）を１００ｓｃｃｍの流量で供給する（第２の工程）。

第２の工程では、半導体ウエハＷの表面に均一に吸着されたＰＭＤＡにＯＤＡが接触してポリアミド膜（前駆体）が生成され、さらに、この前駆体から水分（Ｈ_２Ｏ）が脱離する脱水縮合が進む。この結果、半導体ウエハＷの表面にイミド分子が多数重合したポリイミド膜が形成される。

次に、ガス導入ノズル５２からのＯＤＡの供給を停止し、処理容器４からＯＤＡを排出し、図３（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給して、処理容器４内のガスを排出する（パージ工程）。続いて、図３（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給するとともに、図３（ａ）に示すように、処理容器４内を１５０℃に設定する。また、図３（ｂ）に示すように、処理容器４内を０．２Ｔｏｒｒ（２６．６Ｐａ）に設定する。

続いて、再び、第１の工程、パージ工程、第２の工程、及び、パージ工程を繰り返す。このように、第１の工程及びパージ工程と、第２の工程及びパージ工程とを一つのサイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより半導体ウエハＷ上に所定厚のポリイミド膜を形成する。なお、サイクルを繰り返す回数は、必要とされる膜厚等に応じて決定される。

半導体ウエハＷ上に所望の厚みのポリイミド膜が形成されると、ガス導入ノズル５２から窒素を供給して、図３（ｂ）に示すように、処理容器４内を常圧に戻す。また、図３（ａ）に示すように、処理容器４内を１５０℃に設定する。そして、ローディング機構３０により蓋部２６（ボート台４０）を下降させ、半導体ウエハＷ（ウエハボート４４）を処理容器４内からアンロードする（アンロード工程）。これにより、ポリイミド膜の成膜処理が終了する。

以上のような成膜処理を複数回行うと、成膜処理によって生成されるポリイミドが、半導体ウエハＷの表面だけでなく、処理容器４の内壁のような処理容器４の内部や各種の治具等にも堆積（付着）する。このため、成膜処理を所定回数行った後、プラズマ処理装置１の内部に付着したポリイミドを除去する洗浄処理（本発明のポリイミド膜形成装置の洗浄方法）を行う。

まず、図４（ａ）に示すように、処理容器４内を所定の温度、例えば、１５０℃に設定する。また、図４（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給する。次に、半導体ウエハＷが収容されていないウエハボート４４をボート台４０上に載置する。そして、ローディング機構３０により蓋部２６（ボート台４０）を上昇させ、ウエハボート４４を処理容器４内にロードする（ロード工程）。

続いて、図４（ｅ）に示すように、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の窒素を供給するとともに、処理容器４内を所定の温度に設定する。本例では、図４（ａ）に示すように、１５０℃に設定する。また、処理容器４内のガスを排出し、処理容器４を所定の圧力に減圧する。本例では、図４（ｂ）に示すように、処理容器４内を０．３Ｔｏｒｒ（４０Ｐａ）に減圧する。そして、処理容器４内をこの温度及び圧力で安定させる（安定化工程）。

ここで、処理容器４内の温度は、４００℃以下であることが好ましく、１００℃〜３００℃であることがさらに好ましく、１５０℃〜２００℃であることが最も好ましい。かかる範囲とすることにより、低温下で洗浄処理することができるプラズマ処理の機能が発揮されるためである。

また、処理容器４内の圧力は、０．０１Ｔｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜０．４Ｔｏｒｒ（５３．２Ｐａ）であることが好ましく、０．０５Ｔｏｒｒ（６．６５Ｐａ）〜０．３Ｔｏｒｒ（４０Ｐａ）であることがさらに好ましい。処理容器４内の圧力をかかる範囲とすることにより、均一に洗浄することができるためである。

図５に処理容器４内の圧力とエッチングレートとの関係を示す。図５では、ウエハボート４４にポリイミドが形成された半導体ウエハＷを収容した状態で、処理容器４内の圧力を変化させて、プラズマ洗浄処理を行った場合のエッチングレート（μｍ／ｍｉｎ）を測定した。なお、処理容器４内の温度を１５０℃、酸素の供給量を３００ｓｃｃｍ、ＲＦパワー１５００Ｗとした。図５に示すように、処理容器４内の圧力を０．５５Ｔｏｒｒ（７３．２Ｐａ）以上にすると、エッチングした半導体ウエハＷの中央部（Ｃ）と端部（Ｅ）とのエッチングレートの差が大きくなり、処理容器４内の圧力を０．３Ｔｏｒｒ（４０Ｐａ）以下とすることにより、エッチングした半導体ウエハＷの中央部（Ｃ）と端部（Ｅ）とのエッチングレートの差が小さくなることが確認できた。

処理容器４内を所定の圧力および温度で安定させた後、ガス導入ノズル５２から処理容器４内に所定量の酸素を供給するとともに、上部電極７４と下部電極２８との間に、高周波電源８０からマッチング回路７６を介して、所定量の高周波電力を印加する。本例では、図４（ｄ）に示すように、１５００Ｗ（周波数４０ＭＨｚ）の高周波電力を印加する。上部電極７４と下部電極２８との間に供給された酸素は、プラズマ励起（活性化）される。そして、活性化された酸素が処理容器４内に供給されることにより、処理容器４の内壁、各種の治具等に付着したポリイミドに接触し、ポリイミドがエッチングされる。これにより、プラズマ処理装置１の内部に付着したポリイミドが除去される（洗浄工程）。

ここで、印加する高周波電力は、１０００Ｗ〜５０００Ｗ（周波数４０ＭＨｚ）であることが好ましく、１５００Ｗ〜３０００Ｗ（周波数４０ＭＨｚ）であることがさらに好ましい。かかる範囲とすることにより、エッチングレートを向上させることができるためである。

図６に高周波電力とエッチングレートとの関係を示す。図６では、ウエハボート４４にポリイミドが形成された半導体ウエハＷを収容した状態で、高周波電力を変化させて、プラズマ洗浄処理を行った場合のエッチングレート（μｍ／ｍｉｎ）を測定した。なお、処理容器４内の温度を１５０℃、圧力を０．３Ｔｏｒｒ（４０Ｐａ）、酸素の供給量を３００ｓｃｃｍとし、高周波電力を１５００Ｗを「１」としたときの比で示した。図６に示すように、高周波電力を１０００Ｗ（周波数４０ＭＨｚ）とすることによりエッチングレートが大きくなり、高周波電力を１５００Ｗ（周波数４０ＭＨｚ）以上とすることによりエッチングレートがさらに大きくなることが確認できた。

プラズマ処理装置１の内部に付着したポリイミドが除去されると、ガス導入ノズル５２からの酸素の供給を停止するとともに、高周波電力の印加を終了する。そして、ガス導入ノズル５２から窒素を供給して、図４（ｂ）に示すように、処理容器４内を常圧に戻す。また、図４（ａ）に示すように、処理容器４内を１５０℃に設定する。そして、ローディング機構３０により蓋部２６（ボート台４０）を下降させ、ウエハボート４４を処理容器４内からアンロードする（アンロード工程）。これにより、洗浄処理が終了する。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、処理容器４内に酸素を供給するとともに、上部電極７４と下部電極２８との間に高周波電力を印加しているので、上部電極７４と下部電極２８との間に供給された酸素がプラズマ励起（活性化）し、処理容器４の内壁、各種の治具等に付着したポリイミドをエッチング（除去）する。このように、装置内部に付着したポリイミドを容易に除去することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。
上記実施の形態では、ＰＭＤＡと、ＯＤＡと、を交互に半導体ウエハＷに供給して、半導体ウエハＷにポリイミド膜を形成することにより装置内部に付着したポリイミドを除去する場合を例に本発明を説明したが、他の製造方法により装置内部に付着したポリイミドを除去する場合に本発明を適用することができる。

上記実施の形態では、ＰＭＤＡと、ＯＤＡと、を交互に半導体ウエハＷに供給した場合を例に本発明を説明したが、二官能性の酸無水物からなる第１のモノマーを含む第１の処理ガスを前記複数枚の被処理体に供給するステップと、前記反応室内に置換ガスを供給して前記反応室内の雰囲気を置換ガスにより置換するステップと、二官能性のアミンからなる第２のモノマーを含む第２の処理ガスを前記複数枚の被処理体に供給するステップと、を含むサイクルを複数回行えばよい。

また、上記実施の形態では、二官能性の酸無水物からなる第１のモノマーを含む第１の処理ガスとしてＰＭＤＡ、二官能性のアミンからなる第２のモノマーを含む第２の処理ガスとしてＯＤＡを用いた場合を例に本発明を説明したが、例えば、第１のモノマーとしては、ＢＴＤＡ、ＯＤＰＡ、ＢＰＤＡ等のベンゼンを含む芳香族モノマーや、ＣＢＤＡ、ＣＰＤＡ、ＣＨＤＡ、ＴＢＤＡ等のベンゼンを含まない非芳香族モノマーを用いてもよい。第２のモノマーとしては、アミノ基が２つずつ形成されている芳香族モノマーや非芳香族モノマーを用いてもよい。

上記実施の形態では、プラズマ処理装置として、単管構造のバッチ式縦型プラズマ処理装置を用いた場合を例に本発明を説明したが、例えば、本発明を二重管構造のバッチ式縦型プラズマ処理装置に適用することも可能である。

本発明の実施の形態にかかる制御部１００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）など）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部１００を構成することができる。

そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。

本発明は、ポリイミド膜形成装置の洗浄に有用である。

１プラズマ処理装置
４処理容器
６天井部
１０マニホールド部
２６蓋部
２８下部電極
３０ローディング機構
４４ウエハボート
５２ガス導入ノズル
５８排気口
６８加熱手段
７４上部電極
８０高周波電源
１００制御部
１１５ＣＰＵ
Ｗ半導体ウエハ

Claims

反応室内に収容された複数枚の被処理体にポリイミド膜を成膜する成膜工程により装置内部に付着したポリイミドを除去するポリイミド膜形成装置の洗浄方法であって、
前記反応室内に酸素を供給するとともに当該反応室内に高周波電力を印加して前記酸素をプラズマ励起させ、該プラズマ励起された酸素を前記装置内部に付着したポリイミドに接触させることにより当該ポリイミドを除去する洗浄工程を備える、ことを特徴とするポリイミド膜形成装置の洗浄方法。
前記洗浄工程では、前記反応室内の圧力を１．３３Ｐａ〜５３．２Ｐａに設定する、ことを特徴とする請求項１に記載のポリイミド膜形成装置の洗浄方法。
前記洗浄工程では、１０００Ｗ〜５０００Ｗの高周波電力を印加する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のポリイミド膜形成装置の洗浄方法。
前記成膜工程では、二官能性の酸無水物からなる第１のモノマーを含む第１の処理ガスを前記複数枚の被処理体に供給するステップと、前記反応室内に置換ガスを供給して前記反応室内の雰囲気を前記置換ガスにより置換するステップと、二官能性のアミンからなる第２のモノマーを含む第２の処理ガスを前記複数枚の被処理体に供給するステップと、を含むサイクルを複数回行う、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポリイミド膜形成装置の洗浄方法。