JP2016134553A

JP2016134553A - ガス供給系清浄化方法および基板処理装置

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Publication number: JP2016134553A
Application number: JP2015009444A
Authority: JP
Inventors: 俊彦城; Toshihiko Jo; 中山　博之; Hiroyuki Nakayama; 博之中山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-25
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: JP6316759B2

Abstract

【課題】基板処理装置のスループットの低下を抑制しつつ、基板処理装置のガス供給系を清浄化することが可能なガス供給系清浄化方法を提供すること。
【解決手段】基板処理装置のガス供給系を清浄化するガス供給系清浄化方法であって、パージガス供給源および排気装置を作動させる工程（ステップ１）と、ガス配管の、パージガス供給源側に設けられた第１のバルブを閉止し、排気装置側に設けられた第２のバルブを開放する工程（ステップ２）と、第１のバルブおよび第２のバルブの双方を開放する工程（ステップ３）と、第１のバルブを開放したまま、第２のバルブを閉止する工程（ステップ４）と、第１のバルブおよび第２のバルブの双方を開放する工程（ステップ５）と、を具備し、ステップ２からステップ５までを、設計された回数まで繰り返し行う。
【選択図】図３

Description

この発明は、ガス供給系清浄化方法および基板処理装置に関する。

半導体装置等の精密電子製品の製造においては、プロセス中のパーティクルをいかにして減らすかが重要な課題となっている。例えば、半導体装置の製造においては、基板処理装置の処理室内にパーティクルが発生すると、半導体ウエハの被処理面上にパーティクルが付着してしまうことがある。被処理面上に付着したパーティクルは、製造中の製品に不具合を発生させて歩留まりを低下させたり、被処理面上に成膜させる薄膜の品質を劣化させたり、変質させたりする原因となり得る。

特許文献１には、基板処理装置の処理室内の部材の表面から、パーティクル発生源を除去する“減圧処理室内の部材清浄化方法”が記載されている。特許文献１では、処理室内の部材を清浄にするために、処理室内にガスを導入し、処理室内の部材にガス衝撃波を到達させてパーティクル発生源を除去する。

特許文献１においては、処理室内の部材にガス衝撃波を到達させるので、ガス衝撃波を到達させない場合に比較して、パーティクル発生源の除去効果を高めることができる。

しかし、パーティクル発生源は処理室内の部材ばかりに堆積されているわけではない。基板処理に使用する処理ガスを、処理室内へ送るためのガス配管の内部にもパーティクル発生源は堆積している。

ガス配管の内部に堆積されたパーティクル発生源を除去するためには、ガス配管の内部へのパージガスの供給と停止とを繰り返すいわゆる“サイクルパージ”が有効である、とされている。

特開２０１１−９７０６８号公報

しかしながら、“サイクルパージ”ではパーティクル発生源の除去に時間がかかり、基板処理装置のスループットが低下する、という事情がある。

この発明は、基板処理装置のスループットの低下を抑制しつつ、基板処理装置のガス供給系を清浄化することが可能なガス供給系清浄化方法およびそのガス供給系清浄化方法を実施することが可能な基板処理装置を提供する。

この発明の第１の態様に係るガス供給系清浄化方法は、被処理体に処理を施す処理室と、パージガスを供給するパージガス供給源と、前記パージガス供給源を前記処理室に接続するガス配管と、前記ガス配管に接続された、処理に使用する処理ガスを発生させるガス発生部と、前記ガス配管を排気することが可能な排気装置とを備えた基板処理装置のガス供給系を清浄化するガス供給系清浄化方法であって、(１)前記パージガス供給源および前記排気装置を作動させる工程と、(２)前記ガス配管の、前記パージガス供給源側に設けられた第１のバルブを閉止し、前記排気装置側に設けられた第２のバルブを開放する工程と、(３)前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの双方を開放する工程と、(４)前記第１のバルブを開放したまま、前記第２のバルブを閉止する工程と、(５)前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの双方を開放する工程と、を具備し、前記(２)工程から前記(５)工程までを、設計された回数まで繰り返し行う。

この発明の第２の態様に係るガス供給系清浄化方法は、基板処理装置のガス供給系を清浄化するガス供給系清浄化方法であって、(１)前記ガス供給系のガス配管内に下流に向かう急激なパージガスの流れを発生させ、前記急激なパージガスの流れを利用して前記ガス配管の内部に付着した管内付着物を除去する工程と、(２)前記ガス供給系のガス配管内に上流に向かう衝撃波を発生させ、前記(１)工程では除去しきれなかった前記管内付着物を、前記衝撃波を利用して粉砕する工程と、(３)前記ガス供給系のガス配管内に下流に向かうパージガスの流れを発生させ、前記(１)工程によって前記ガス配管の内部に飛散したパーティクルを排出する工程と、を具備し、前記(１)工程から前記(３)工程までを、設計された回数まで繰り返し行う。

この発明の第３の態様に係る基板処理装置は、被処理体に処理を施す処理室と、パージガスを供給するパージガス供給源と、前記パージガス供給源を前記処理室に接続するガス配管と、前記ガス配管に接続された、処理に使用する処理ガスを発生させるガス発生部と、前記ガス配管の、前記パージガス供給源側に設けられた第１のバルブと、前記ガス配管の、前記処理室側に設けられた第２のバルブと、前記ガス配管の内部を排気することが可能な排気装置と、前記パージガス供給源、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、および前記排気装置を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラが、上記第１の態様に係るガス供給系清浄化方法を実施するように、前記パージガス供給源、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、および前記排気装置を制御する。

この発明によれば、基板処理装置のスループットの低下を抑制しつつ、基板処理装置のガス供給系を清浄化することが可能なガス供給系清浄化方法およびそのガス供給系清浄化方法を実施することが可能な基板処理装置を提供できる。

この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法を実施することが可能な基板処理装置の一例を概略的に示す断面図ガス供給系の一構成例を示すシステム図この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例を示す流れ図この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例によるバルブの開閉状態を示す図この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例によるバルブの開閉状態を示す図この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例によるバルブの開閉状態を示す図この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例によるバルブの開閉状態を示す図ステップ２におけるガス配管内の様子を模式的に示す図ステップ３におけるガス配管内の様子を模式的に示す図ステップ４におけるガス配管内の様子を模式的に示す図ステップ５におけるガス配管内の様子を模式的に示す図シリコンウエハ上のパーティクル数を示す図処理室内の圧力と時間との関係を示す図この発明の第２の変形例に係る基板処理装置を概略的に示す図この発明の第３の変形例に係るガス供給機構の第１例を示すシステム図この発明の第３の変形例に係るガス供給機構の第２例を示すシステム図この発明の第３の変形例に係るガス供給機構の第３例を示すシステム図

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。

（基板処理装置）
まず、この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法を実施することが可能な基板処理装置の一例を説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法を実施することが可能な基板処理装置の一例を概略的に示す断面図である。

図１に示すように、一例に係る基板処理装置は、蒸着重合法を用いて重合膜を成膜する重合膜成膜装置１００である。本例の重合膜成膜装置１００は、被処理体を、ボート上に高さ方向に複数枚積み重ねて成膜処理を行う縦型バッチ式成膜装置として構成されている。重合膜成膜装置１００は、有天井の円筒状の外管１０１と、外管１０１の内側に設けられ、有天井の円筒状の内管１０２とを備えている。外管１０１および内管１０２は、例えば、石英製であり、内管１０２の内側を、被処理体、例えば、シリコンウエハＷを複数収容し、収容された複数のシリコンウエハＷに対して一括して重合膜の成膜処理を施す処理室１０３とする。本例においては、重合膜として、例えば、ポリイミド膜を、蒸着重合法を用いて、シリコンウエハＷの被処理面上に成膜する。

内管１０２の側壁の一方には、処理室１０３内に成膜処理ガスを導入するガス導入部として、高さ方向に、例えば、垂直に延びるインジェクタ１０４が設けられている。インジェクタ１０４の内部には、ガス拡散空間であるプリミックス空間１０５が設けられている。プリミックス空間１０５は、ガス供給機構２００に接続される。

本例のガス供給機構２００は、例えば、不活性ガスであるパージガスを供給するパージガス供給源２０１を備えている。パージガス供給源２０１は、ガス配管２０２ａ〜２０２ｃを介して処理室１０３に接続されている。ガス配管２０２ａにはパージガス供給源２０１側から順に流量制御器２０３ａおよびガス発生部２０４ａが接続されている。同様に、ガス配管２０２ｂにもパージガス供給源２０１側から順に流量制御器２０３ｂおよびガス発生部２０４ｂが接続されている。本例においては、パージガス供給源２０１から供給されるパージガスは、ガス発生部２０４ａおよび２０４ｂで発生させたガスを搬送するキャリアガスを兼ねている。キャリアガスと兼用可能なパージガスの一例は、窒素（Ｎ_２）ガスである。ガス配管２０２ａおよび２０２ｂのうち、ガス発生部２０４ａおよび２０４ｂの後段に位置した部分は、マニホールド１１６の側壁を貫通して設けられたガス供給部１０９ａおよび１０９ｂに接続されている。ガス供給部１０９ａおよび１０９ｂはそれぞれ、インジェクタ１０４に設けられたプリミックス空間１０５に連通されている。ガス配管２０２ａおよび２０２ｂをガス供給部１０９ａおよび１０９ｂに接続することで、ガス発生部２０４ａおよび２０４ｂで発生させたガスをキャリアガス（本例においてはパージガス）にのせて、プリミックス空間１０５の内部に供給することが可能となっている。

また、ガス配管２０２ｃにはパージガス供給源２０１側から順に流量制御器２０３ｃおよびガス流量を開閉するバルブ２０５が接続されている。ガス配管２０２ｃのうち、バルブ２０５の後段に位置した部分は、供給ノズル１０９ｃに接続されている。供給ノズル１０９ｃは、例えば、石英管よりなり、マニホールド１１６の側壁を貫通して設けられている。供給ノズル１０９ｃはマニホールド１１６の内側空間において高さ方向へ屈曲され、そして、垂直に延びている。パージガス供給源２０１から供給されたパージガスは、供給ノズル１０９ｃを介して処理室１０３の内部へと供給される。

ガス発生部２０４ａは、第１のモノマーであるモノマーＡを、例えば、加熱気化させることによって生成したガスを発生させる。ガス発生部２０４ｂも同様に、第２のモノマーであるモノマーＢを、例えば、加熱気化させることによって生成したガスを発生させる。モノマーＡの一例はピロメリット酸二無水物であり、モノマーＢの一例はオキシジアニリンである。気化されたモノマーＡおよびモノマーＢは、プリミックス空間１０５においてプリミックスされ、インジェクタ１０４に設けられた複数の吐出孔１１０を介して、処理室１０３の内部に、例えば、水平方向に吐出される。重合膜成膜装置１００は、ピロメリット酸二無水物のガスとオキシジアニリンのガスとを重合させることによって、ポリイミド膜を、処理室１０３の内部に収容されているシリコンウエハＷの被処理面上に成膜する。

内管１０２のインジェクタ１０４に対向した側壁には、複数の排気口１１１が形成されている。複数の排気口１１１はそれぞれ、外管１０１と内管１０２とによって区画された空間に連通している。空間は排気空間１１２として機能し、排気空間１１２は排気管１１３を通じて、処理室１０３内を排気する排気機構１１４に接続される。排気機構１１４は、例えば、真空ポンプ等の排気装置１１５を備えており、処理室１０３の内部を排気し、処理室１０３の内部の圧力を処理に必要とされる圧力に設定する。

外管１０１の開放側端部（下端側）は、例えば、ステンレススチールにより円筒体状に成形されたマニホールド１１６にＯリング等のシール部材１１７を介して連結されている。マニホールド１１６は、外管１０１の下端側を支持する。また、内管１０２の開放側端部は、例えば、マニホールド１１６の内側周囲につば状に設けられた内管支持部１１８に接続されている。

マニホールド１１６の下方からは、複数枚の被処理体、例えば、シリコンウエハＷを多段に載置可能なボート１５０が、内管支持部１１８の内側を介して処理室１０３に挿入可能となっている。ボート１５０は石英製であり、複数本の支柱１５１を有し、支柱１５１には溝１５２が複数形成され、複数のシリコンウエハＷは、複数の溝１５２によって支持される。

ボート１５０は、石英製の保温筒１１９を介してテーブル１２０上に載置される。テーブル１２０は、マニホールド１１６の下端側の開口部を開閉する、例えば、ステンレススチール製の蓋部１２１を貫通する回転軸１２２上に支持される。蓋部１２１の、回転軸１２２が貫通する貫通部には、例えば、磁性流体シール１２３が設けられ、回転軸１２２を気密にシールしつつ回転可能に支持している。蓋部１２１の周辺部とマニホールド１１６の下端との間には、例えば、Ｏリングよりなるシール部材１２４が介設されている。これにより処理室１０３内のシール性が保持されている。回転軸１２２は、例えば、ボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム１２５の先端に取り付けられている。これにより、ボート１５０および蓋部１２１等は、一体的に昇降されて処理室１０３に対して挿脱される。

外管１０１の外側周囲には、外管１０１を囲むように加熱装置１３０が設けられている。加熱装置１３０は、処理室１０３内に収容された複数枚のシリコンウエハＷを加熱する。

重合膜成膜装置１００には、制御部３００が接続されている。制御部３００は、例えば、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ３０１を備えており、重合膜成膜装置１００の各構成部の制御は、プロセスコントローラ３０１が行う。プロセスコントローラ３０１には、ユーザーインターフェース３０２と、記憶部３０３とが接続されている。

ユーザーインターフェース３０２は、オペレータが重合膜成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うためのタッチパネルディスプレイやキーボードなどを含む入力部、および重合膜成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどを含む表示部を備えている。

記憶部３０３は、重合膜成膜装置１００で実行される成膜処理やクリーニング処理などの各種処理をプロセスコントローラ３０１の制御にて実現するための制御プログラムや、重合膜成膜装置１００の各構成部に、処理条件に応じた処理を実行させるためのプログラムを含んだ、いわゆるプロセスレシピが格納される。プロセスレシピは、記憶部３０３の中の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、プロセスレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して適宜伝送させるようにしてもよい。

プロセスレシピは、必要に応じてユーザーインターフェース３０２からのオペレータの指示等にて記憶部３０３から読み出され、読み出されたプロセスレシピに従った処理をプロセスコントローラ３０１が実行することで、重合膜成膜装置１００は、プロセスコントローラ３０１の制御のもと、要求された処理を実行する。

（ガス供給系の一構成例）
図２は、ガス供給系の一構成例を示すシステム図である。図２には、特に、成膜処理に使用するガスを供給するガス供給系の部分が示されている。

図２に示すように、重合膜成膜装置１００のガス供給系のガス配管２０２ａおよび２０２ｂ各々には、パージガス供給源２０１側に設けられた第１のバルブ２０６ａおよび２０６ｂ、並びに排気装置１１５側に設けられた第２のバルブ２０７ａおよび２０７ｂがそれぞれ設けられている。

ガス発生部２０４ａは、第１のバルブ２０６ａと第２のバルブ２０７ａとの間に接続されている。ガス発生部２０４ａは、モノマーＡを収容する原料タンク２０８ａを備えている。原料タンク２０８ａには、例えば、液状あるいは溶媒に溶かされたモノマーＡが収容される。原料タンク２０８ａに収容されたモノマーＡは、原料タンク２０８ａの周囲に設けられた加熱器２０９ａによって加熱されて気化される。原料タンク２０８ａのガス導入部は、バルブ２１０ａを介して第１のバルブ２０６ａ側のガス配管２０２ａに接続されている。また、原料タンク２０８ａのガス排出部は、バルブ２１１ａを介して第２のバルブ２０７ａ側のガス配管２０２ａに接続されている。バルブ２１０ａのガス導入側とバルブ２１１ａのガス排出側とは、バイパスバルブとして機能するバルブ２１２ａによって互いに接続されている。

ガス供給時には、第１のバルブ２０６ａおよび第２のバルブ２０７ａを開放し、バイパスバルブ２１２ａを閉止する。さらにバルブ２１０ａおよび２１１ａを開放する。この状態で、パージガス供給源２０１からパージガスをガス配管２０２ａに向けて供給すると、原料タンク２０８ａにはパージガスがキャリアガスとして導入される。原料タンク２０８ａの内部で気化していたモノマーＡはキャリアガスにのって原料タンク２０８ａから排出され、ガス配管２０２ａ、第２のバルブ２０７ａを介して処理室１０３の内部へと送給されていく。

なお、図２に示すように、ガス発生部２０４ｂ側の構成もガス発生部２０４ａ側の構成と同様である。よって、ガス発生部２０４ｂ側の構成に関する説明は、参照符号の末尾に“ｂ”の符号を付すことによって割愛することにする。

（ガス供給系清浄化方法）
次に、この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例を説明する。

図３はこの発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例を示す流れ図、図４Ａ〜図４Ｄはこの発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の一例によるバルブの開閉状態を示す図である。図４Ａ〜図４Ｄには、ガス供給系のうち、モノマーＡを供給するガス供給系のみを示す。

まず、図３中のステップ１に示すように、パージガス供給源２０１および排気装置１１５を作動させる。この時、バルブの開閉状態は以下のように設定しておく。
第１のバルブ２０６ａ “開放” （パージガス供給源側）
第２のバルブ２０７ａ “開放” （排気装置側）
バルブ２１０ａ “閉止” （原料タンク導入部側）
バルブ２１１ａ “閉止” （原料タンク排出部側）
バルブ２１２ａ “開放” （原料タンクバイパス）
バルブを上記のように設定することで、ガス配管２０２ａの内部に、パージガス供給源２０１から排気装置１１５に向かうパージガスの流れを作る。

次に、図３中のステップ２および図４Ａに示すように、ガス配管２０２ａの、パージガス供給源２０１側に設けられた第１のバルブ２０６ａを閉止し、排気装置１１５側に設けられた第２のバルブ２０７ａを開放する。これにより、ガス配管２０２ａの内部のパージガスの流れを、第１のバルブ２０６ａを閉止することによって遮断する。ガス配管２０２ａのうち、第１のバルブ２０６ａよりも後段にある部分は、処理室１０３の内部を介して排気装置１１５により排気され、第１のバルブ２０６ａを境にして、ガス配管２０２ａの内部には、第１のバルブ２０６ａの上流で高圧、下流で低圧となる圧力差が生じる。

次に、図３中のステップ３および図４Ｂに示すように、第１のバルブ２０６ａおよび第２のバルブ２０７ａの双方を開放する。これにより、ガス配管２０２ａの内部に、パージガス供給源２０１から排気装置１１５に向かうパージガスの流れを作る。この際、第１のバルブ２０６ａの上流で高圧、下流で低圧となる圧力差が生じていたことにより、第１のバルブ２０６ａを開放した瞬間に、排気装置１１５側、即ち下流に向かう急激なパージガスの流れが発生する。

次に、図３中のステップ４および図４Ｃに示すように、第１のバルブ２０６ａを開放したまま、第２のバルブ２０７ａを閉止する。これにより、ガス配管２０２ａの内部のパージガスの流れを、第２のバルブ２０７ａを閉止することによって遮断する。

次に、図３中のステップ５および図４Ｄに示すように、第１のバルブ２０６ａおよび第２のバルブ２０７ａの双方を開放する。これにより、ガス配管２０２ａの内部に、パージガス供給源２０１から排気装置１１５に向かうパージガスの流れを、再び作る。

次に、図３中のステップ６に示すように、ステップ２〜ステップ５からなるサイクルが、設定回数に達したか否かを判断する。設定回数に達していない（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ２に戻り、再度、ステップ２からステップ５を順次繰り返す。設定回数に達した（Ｙｅｓ）と判断された場合には、ステップ７に進み、パージガス供給源２０１および排気装置１１５を停止させ、この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法を終了する。

図５Ａ〜図５Ｄは、ステップ２〜ステップ５におけるガス配管内の様子を模式的に示す図である。

一実施形態に係るガス供給系清浄化方法によれば、まず、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ステップ２からステップ３にかけてガス配管２０２ａの内部に急激なパージガスの流れを発生させる。そして、図５Ｃに示すように、パージガスの流れをステップ４において遮断する。この際、第２のバルブ２０７ａを閉止することにより、ガス配管２０２ａの内部を流れるパージガスは、第２のバルブ２０７ａの手前で急激に圧縮され、第１のバルブ２０６ａ側で低圧、第２のバルブ２０７ａ側で高圧となる圧力差が一時的に生じる。この圧力差によって、ガス配管２０２ａの内部には、第２のバルブ２０７ａから第１のバルブ２０６ａへ、即ち上流へと向かう衝撃波が発生する。なお、パージガス供給源２０１からのパージガスの流量は、第２のバルブ２０７ａを閉止したときに、ガス配管２０２ａの内部に衝撃波を発生させる流量とされる。

このような衝撃波を発生させることによって、第１のバルブ２０６ａを開放した瞬間に発生する急激なパージガスの流れだけでは除去しきれなかったパーティクル発生源、即ち、管内付着物２１３を除去することができる。除去された管内付着物２１３は、微小なパーティクルとなってガス配管２０２ａ内に飛散する。飛散したパーティクルは、図５Ｄに示すように、ステップ５においてガス配管２０２ａの内部を排気することで排出することができる。

このように、この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法では、
(１) ステップ２〜ステップ３
・下流に向かう急激なパージガスの流れの発生
・急激なパージガスの流れを利用した管内付着物２１３の除去
(２) ステップ４
・上流に向かう衝撃波の発生
・衝撃波を利用した管内付着物２１３の除去
(３) ステップ５
・下流に向かうパージガスの流れの発生
・ガス配管内パーティクルの排出
という方法が異なった清浄化プロセスを用いて、管内付着物２１３を除去する。さらに、このような方法が異なった清浄化プロセス(１)〜(３)を、設定された回数に達するまで繰り返す。このため、清浄化プロセス(１)のみを繰り返す場合に比較して、管内付着物２１３をより効率よく除去することができる。管内付着物２１３が、より効率よく除去されるようになった結果、より短時間で、ガス供給系の清浄度を要求されるレベルまで高めることができる。したがって、ガス供給系の清浄化処理を、より短時間で済ませることができ、基板処理に寄与しないメンテナンス時間等が短縮され、基板処理装置のスループットの低下を抑制することができる。

図６は、シリコンウエハ上のパーティクル数を示す図である。図６には、比較例に係る清浄化方法を実施した場合と、一実施形態に係る清浄化方法を実施した場合とで、処理室１０３内に収容したシリコンウエハＷ上に、どのくらいのパーティクルが付着するかを調べた結果が示されている。比較例は、ガス供給系の清浄化としてステップ２、３を繰り返した場合であり、一実施形態はステップ２〜５を繰り返した場合である。なお、清浄化の実施時間は、比較例および一実施形態の双方で、ほぼ同じ時間となるように設定した。

図６に示すように、比較例では、シリコンウエハＷ上に約５５０個のパーティクルが付着したのに対し、一実施形態では約１２０個まで低減されている。このように一実施形態よれば、ガス配管２０２ａ、２０２ｂから処理室１０３内にもたらされるパーティクルを、比較例に比較してより短い時間で減らすことができる。

したがって、一実施形態に係るガス供給系清浄化方法によれば、基板処理装置のスループットの低下を抑制しつつ、基板処理装置のガス供給系を清浄化することが可能なガス供給系清浄化方法を提供できる。また、そのようなガス供給系清浄化方法を実施することが可能な基板処理装置を提供できる。

（第１の変形例）
次に、この発明の一実施形態に係るガス供給系清浄化方法の第１の変形例を説明する。第１の変形例においては、ガス供給系の清浄化を実施しているとき、処理室１０３の内部の温度設定に関している。

図７は、処理室内の圧力と時間との関係を示す図である。図７には、ガス供給系の清浄化を実施しているとき、処理室１０３の内部の温度を１５０℃に設定した場合と、２７５℃に設定した場合とが示されている。なお、温度１５０℃は、処理室１０３内で行う基板処理の温度、本例では重合膜の成膜温度付近の温度を表し、温度２７５℃は、重合膜の成膜温度以上の温度を表している。

図７に示すように、処理室１０３の内部の温度を２７５℃に設定した方が、処理室１０３内の圧力を、より低い圧力に下げることができる。例えば、処理室１０３内の圧力を０．００４Ｔｏｒｒに低下させるまでに要する時間が、温度１５０℃に設定した場合では約４８分を要したが、温度２７５℃に設定した場合では約１２分で済む。さらに、温度２７５℃に設定した場合では、処理室１０３内の圧力を約４２分で０．００２Ｔｏｒｒまで低下させることができる。

この傾向は、排気装置１１５に向かうパーティクルが多いか少ないかを示している。一実施形態に係るガス供給系清浄化方法では、ガス供給系から処理室１０３の内部に、一度に大量のパーティクルがもたらされる。このため、処理室１０３の内壁に、パーティクルが再付着する可能性が高まる。再付着したパーティクルが剥がれると、新たなパーティクルを処理室１０３内に発生させる。

処理室１０３内の圧力が下がりにくい場合には、排気装置１１５に向かって多くのパーティクルが送られている、と考えることができる。つまり、処理室１０３の内壁からパーティクルが発生している、と考えることができる。排気装置１１５に向かうパーティクルが多いと、排気装置１１５の排気能力は低下する。排気能力が低下すると、処理室１０３内の圧力は下がりにくくなる。

反対に、処理室１０３内の圧力が下がりやすい場合には、排気装置１１５に向かうパーティクルが少なく、排気装置１１５の排気能力の低下が抑制されている、と考えることができる。

このように、ガス供給系の清浄化を実施しているとき、処理室１０３の内部の温度を基板処理温度以上に設定しておくと、処理室１０３の内壁へのパーティクルの再付着を抑制でき、処理室１０３の内部の清浄度についても高めることが可能となる。

（第２の変形例）
第１の変形例において、一実施形態に係るガス供給系清浄化方法では、ガス配管２０２ａ、２０２ｂから処理室１０３内に、一度にもたらされるパーティクルが多くなることを説明した。処理室１０３内にもたらされたパーティクルは排気装置１１５によって排気されるが、パーティクルが排気装置１１５に吸入されると排気装置１１５自体の排気能力が低下しだす。このため、排気装置１１５の定期的なメンテナンスが必要とされる。第２の変形例は、排気装置１１５に吸入されるパーティクルの数を減らし、排気装置１１５自体の排気能力の低下を抑制しようとするものである。

図８は、この発明の第２の変形例に係る基板処理装置を概略的に示す図である。

図８に示すように、第２の変形例に係る基板処理装置１００ａでは、排気装置１１５を処理室１０３に接続する排気配管２５０にコールドトラップ２５１を設けている。

コールドトラップ２５１は、排気配管２５０中に流れてくるパーティクルを捕集する。このようにコールドトラップ２５１を、排気装置１１５の前段に設けておくことによって、排気装置１１５に吸入されるパーティクルの数を減らすことができ、排気装置１１５自体の排気能力の低下を抑制することが可能となる。

（第３の変形例）
一実施形態においては、パージガス供給源２０１から供給されるパージガスを、モノマーＡおよびモノマーＢを搬送するキャリアガスと兼用した。しかし、この発明は、このようなガス供給機構に限られるものではない。第３の変形例は、ガス供給機構の変形例に関している。

図９Ａ〜図９Ｃは、第３の変形例に係るガス供給機構の第１例〜第３例を示す図である。

＜第１例＞
図９Ａに示すように、第１例に係るガス供給機構２００ａは、パージガスをキャリアガスと兼用することは一実施形態と同じであるが、通常処理用のパージガス供給源２０１の他に、清浄化処理用のパージガス供給源２０１ａを備えたことが異なっている。

このように、通常処理用のパージガス供給源２０１の他に、清浄化処理用のパージガス供給源２０１ａを備えるようにしてもよい。このような第１例に係るガス供給機構２００ａによれば、例えば、通常処理用のパージガスとしては窒素（Ｎ_２）ガスを使用し、清浄化処理用のパージガスとして窒素ガス以外の、例えば、水素（Ｈ_２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガス等を用いることが可能となる。

＜第２例＞
図９Ｂに示すように、第２例に係る供給機構２００ｂは、パージガス供給源２０１と、キャリアガス供給源２０１ｂとを独立させたものである。このような第２例においても、パージガスとキャリアガスとを互いに異なったものとすることができる。

なお、第２例においては、ガス供給系の清浄化に際しては、キャリアガス供給源２０１ｂから供給されるキャリアガスが用いられる。

＜第３例＞
図９Ｃに示すように、第３例に係る供給機構２００ｃは、第２例と、パージガス供給源２０１とキャリアガス供給源２０１ｂとを独立させたことは同じであるが、第１例のように、清浄化処理用のパージガス供給源２０１ａを備えていることが異なっている。

このようなガス供給機構２００ｃに示されるように、ガス供給機構は、通常処理用のパージガス供給源２０１、清浄化処理用のパージガス供給源２０１ａ、およびキャリアガス供給源２０１ｂをそれぞれ独立して有していてもよい。

以上、この発明を一実施形態、および第１〜第３の変形例に従って説明したが、この発明は、上記一実施形態や、第１〜第３の変形例に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、上記一実施形態においては基板処理装置として、重合膜を成膜する重合膜成膜装置を例示したが、この発明は、重合膜成膜装置以外の成膜装置等にも適用することが可能である。

上記一実施形態においてはガス供給系清浄化方法として、ガス配管２０２ａ、２０２ｂのうち、ガス配管２０２ａを清浄化する場合を例示したが、もちろんガス配管２０２ｂを清浄化する場合においても、上記一実施形態に係るガス供給系清浄化方法を用いることができる。さらに、複数系統存在する、例えば、ガス配管２０２ａおよび２０２ｂの双方を、同時に清浄化することも可能である。ガス配管２０２ａおよび２０２ｂの双方を、同時に清浄化すると、ガス供給系の清浄化に要する時間を、さらに短縮させることが可能である。

その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。

Ｗ…シリコンウエハ、１００…重合膜成膜装置、１０３…処理室、１１１…排気口、１１２…排気空間、１１３…排気管、１１４…排気機構、１１５…排気装置、１３０…加熱装置、２００…ガス供給機構、２０１…パージガス供給源、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ…ガス配管、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ…流量制御器、２０４ａ、２０４ｂ…ガス発生部、２０５…バルブ。

Claims

被処理体に処理を施す処理室と、
パージガスを供給するパージガス供給源と、
前記パージガス供給源を前記処理室に接続するガス配管と、
前記ガス配管に接続された、処理に使用する処理ガスを発生させるガス発生部と、
前記ガス配管を排気することが可能な排気装置と
を備えた基板処理装置のガス供給系を清浄化するガス供給系清浄化方法であって、
(１) 前記パージガス供給源および前記排気装置を作動させる工程と、
(２) 前記ガス配管の、前記パージガス供給源側に設けられた第１のバルブを閉止し、前記排気装置側に設けられた第２のバルブを開放する工程と、
(３) 前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの双方を開放する工程と、
(４) 前記第１のバルブを開放したまま、前記第２のバルブを閉止する工程と、
(５) 前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの双方を開放する工程と、
を具備し、
前記(２)工程から前記(５)工程までを、設計された回数まで繰り返し行うことを特徴とするガス供給系清浄化方法。
前記パージガス供給源からの前記パージガスの流量は、前記第２のバルブを閉止したときに、前記ガス配管の内部に衝撃波を発生させる流量とすることを特徴とする請求項１に記載のガス供給系清浄化方法。
前記排気装置は前記処理室に接続され、
前記ガス配管は前記処理室を介して排気されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス供給系清浄化方法。
前記排気装置を前記処理室に接続する排気配管にコールドトラップが設けられ、
前記(２)工程から前記(５)工程の間、前記処理室から排気されてくるガス中に含まれたパーティクルを、前記コールドトラップにトラップさせることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガス供給系清浄化方法。
前記処理室の内部を加熱可能な加熱装置を備え、
前記加熱装置は、前記(２)工程から前記(５)工程の間、前記処理室の内部の温度を、前記被処理体処理の際の処理温度以上とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガス供給系清浄化方法。
前記パージガスは、前記ガス発生部で発生させたガスを搬送するキャリアガスを兼ねることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス供給系清浄化方法。
前記ガス発生部で発生される処理ガスは、モノマーガスであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガス供給系清浄化方法。
基板処理装置のガス供給系を清浄化するガス供給系清浄化方法であって、
(１) 前記ガス供給系のガス配管内に下流に向かう急激なパージガスの流れを発生させ、前記急激なパージガスの流れを利用して前記ガス配管の内部に付着した管内付着物を除去する工程と、
(２) 前記ガス供給系のガス配管内に上流に向かう衝撃波を発生させ、前記(１)工程では除去しきれなかった前記管内付着物を、前記衝撃波を利用して粉砕する工程と、
(３) 前記ガス供給系のガス配管内に下流に向かうパージガスの流れを発生させ、前記(１)工程によって前記ガス配管の内部に飛散したパーティクルを排出する工程と、
を具備し、
前記(１)工程から前記(３)工程までを、設計された回数まで繰り返し行うことを特徴とするガス供給系清浄化方法。
被処理体に処理を施す処理室と、
パージガスを供給するパージガス供給源と、
前記パージガス供給源を前記処理室に接続するガス配管と、
前記ガス配管に接続された、処理に使用する処理ガスを発生させるガス発生部と、
前記ガス配管の、前記パージガス供給源側に設けられた第１のバルブと、
前記ガス配管の、前記処理室側に設けられた第２のバルブと、
前記ガス配管の内部を排気することが可能な排気装置と、
前記パージガス供給源、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、および前記排気装置を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラが、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載されたガス供給系清浄化方法を実施するように、前記パージガス供給源、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、および前記排気装置を制御することを特徴とする基板処理装置。
前記排気装置を前記処理室に接続する排気配管と、
前記排気配管に接続された、前記排気配管内を流れるパーティクルを捕集するコールドトラップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。