JP2022143281A - 基板処理装置及び基板の処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板に対するニッケルの再付着を抑制することのできる基板処理装置、及び基板の処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１０は、基板１００を内部に収容するチャンバー２０と、チャンバー２０の内部に処理ガスを供給する供給配管３０と、チャンバー２０の内部で生成された生成ガスを、チャンバー２０から排出する排出配管５０と、排出配管５０の途中となる位置に設けられるトラップ部５１０と、トラップ部５１０を加熱するヒーター５１１と、排出配管５０のうち、トラップ部５１０よりも下流側となる位置に設けられる緩衝部５２０と、緩衝部５２０を冷却する冷却配管５２１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置及び基板の処理方法に関する。
例えば半導体記憶装置を製造する際には、基板に形成されたシリコン層における結晶化を促進するために、基板には触媒としてのニッケルが添加されることがある。結晶化が完了した時点では、基板にはニッケルが残留する。残留したニッケルは、一部における耐電圧を低下させ、リーク電流の原因となってしまう可能性がある。このため、上記のように結晶化が行われた後は、基板からニッケルを除去するためのアニール処理が行われる。
特開昭６３－７６３３３号公報 特開平１０－２２３５３１号公報
アニール処理においては、基板から除去されたニッケル等が、基板に再付着してしまうことがある。
開示された実施形態によれば、基板に対するニッケル等の再付着を抑制することのできる基板処理装置、及び基板の処理方法が提供される。
実施形態に係る基板処理装置は、基板を内部に収容するチャンバーと、チャンバーの内部に処理ガスを供給する供給配管と、チャンバーの内部で生成された生成ガスを、チャンバーから排出する排出配管と、排出配管の途中となる位置に設けられるトラップ部と、トラップ部の温度が、基板の処理温度よりも高く且つ３００℃以上の温度である第１温度以上となるように、トラップ部を加熱する加熱部と、排出配管のうち、トラップ部よりも下流側となる位置に設けられる緩衝部と、緩衝部のうち下流側端部の温度が、第１温度よりも低い第２温度以下となるように、緩衝部を冷却する冷却部と、を備える。
図１は、ニッケルを用いた結晶化について説明するための図である。 図２は、本実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 図３は、基板処理装置が備える供給配管の構成を示す断面図である。 図４は、基板処理装置が備えるクリーニング用配管の構成を示す断面図である。 図５は、本実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
本実施形態に係る基板処理装置１０は、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリのような半導体記憶装置の製造工程のうち、基板１００からニッケルを除去する工程において用いられる装置である。基板１００は、例えばシリコンウェハである。基板処理装置１０の説明に先立ち、上記工程が行われる理由について先ず説明する。
半導体記憶装置の製造工程では、基板１００の一部にアモルファスシリコン層を形成した後に、当該層を結晶化してポリシリコン層とすることが行われる。このように形成されたポリシリコン層は、例えば、半導体記憶装置が有するメモリセルトランジスタのチャンネル等として用いられる。
図１を参照しながら、ポリシリコン層を形成する方法について説明する。図１は、ニッケルを用いた結晶化について説明するための図である。先ず、図１（Ａ）に示されるように、基板１００（全体は不図示）に形成された絶縁膜１１０（例えば酸化シリコン）を覆うように、アモルファスシリコン層１２０が形成される。アモルファスシリコン層１２０は、例えばＣＶＤ成膜により形成される。
続いて、図１（Ｂ）に示されるように、アモルファスシリコン層１２０の表面に、ニッケル（Ｎｉ）が添加される。ニッケルは、アモルファスシリコン層１２０の結晶化を促進するための触媒として機能する。ニッケルの添加は、例えば、ニッケルを含有するガスに基板１００を曝して、アモルファスシリコン層１２０の表面にニッケルを吸着させることにより行われる。また、ニッケルを含有する薬液をアモルファスシリコン層１２０の表面に塗布することで、ニッケルの添加が行われてもよい。
アモルファスシリコン層１２０の表面にニッケルが添加された後は、基板１００が加熱される。基板１００の加熱は、例えば不活性ガス又は水素を含む雰囲気中において行われる。基板１００は、例えば５００～７００℃の温度で、４～８時間程度加熱される。このとき、図１（Ｃ）に示されるように、添加されたニッケルが触媒として機能することで、アモルファスシリコン層１２０の一部が結晶化し、更には当該結晶の粒径が拡大して行く。これにより、アモルファスシリコン層１２０の一部がポリシリコン層１２１へと変化する。
ポリシリコン層１２１となる部分は、時間の経過と共に拡大して行く。基板１００の加熱が十分に行われた後は、図１（Ｄ）に示されるように、アモルファスシリコン層１２０であった部分は、その殆どもしくは全体がポリシリコン層１２１となる。アモルファスシリコン層１２０であった部分は、ポリシリコン層１２１へと変化することでその電気抵抗が低くなるので、メモリセルトランジスタのチャンネル等として十分に機能し得るようになる。
図１（Ｄ）のように結晶化が完了した時点では、触媒として添加されたニッケルはポリシリコン層１２１の表面に残留している。また、一部のニッケルが、ポリシリコンの内部等に拡散した状態で残留することもある。基板１００にニッケルが残留した状態で後の製造工程が行われると、一部における耐電圧が低下し、予期せぬリーク電流の原因となってしまうことがある。このため、図１に示される結晶化が行われた後は、基板処理装置１０を用いて、基板１００からニッケルを除去するためのアニール処理を行う。
図２は、本実施形態に係る基板処理装置１０の構成を模式的に示す図であり、図２を主に参照しながら、基板処理装置１０の構成について説明する。同図において模式的に示されるように、基板処理装置１０は、チャンバー２０と、保持部２００と、ヒーター３００と、供給配管３０と、排出配管５０と、ポンプ６０と、を備える。
チャンバー２０は、基板１００を内部に収容する容器である。チャンバー２０は略円筒形状に形成されており、全体がニッケルを含まない材料、例えば石英で形成されている。チャンバー２０の下端は、後述の保持部２００と共にベース２１０によって支持されている。
チャンバー２０には、側面の一部を突出させることにより突出部２１が形成されている。突出部２１は上下方向に沿って伸びており、その内側には、後に説明するクリーニング用配管４０が収容されている。チャンバー２０は、突出部２１を含む全体が外壁１の内側に収容されている。
保持部２００は、チャンバー２０の内側において、処理対象である複数の基板１００を保持するための部材である。保持部２００は、「ボート」とも称されるものであり、基板１００の外周部分を下方側から保持するための突起（不図示）を複数有している。それぞれの基板１００は、互いに間隔を空けた状態で上下方向に沿って並ぶように、上記突起によって支持される。基板１００は、図１を参照しながら説明した結晶化のプロセスを経た後の基板１００である。つまり、保持部２００によって保持されているそれぞれの基板１００にはニッケルが含まれている。尚、保持部２００によって実際に保持されている基板１００の数は、図２に示される数よりも多い。
ヒーター３００は、チャンバー２０の外側から基板１００を加熱するためのものであり、例えば電気ヒーターである。ヒーター３００は、チャンバー２０と外壁１との間の空間において、チャンバー２０を取り囲むように複数配置される。ヒーター３００と外壁１との間には不図示の断熱材が配置されてもよい。
供給配管３０は、チャンバー２０の内部に、一酸化炭素（ＣＯ）を含むガスを供給するための配管である。当該ガスのことを、以下では「処理ガス」とも称する。処理ガスは、一酸化炭素のみを含むガスであってもよく、一酸化炭素に加えて他の成分を含むガスであってもよい。後に説明するように、供給配管３０から処理ガスが供給されると、基板１００に含まれるニッケルは、一酸化炭素と反応しニッケルカルボニルとなって、基板１００から除去される。
供給配管３０は、チャンバー２０の側面のうち下方側の部分から内側に入り込んでおり、チャンバー２０の内部において上方側に向かって伸びている。供給配管３０の側面のうち、保持部２００と対向する部分には、複数の導入口３２が形成されている。導入口３２は、供給配管３０を通った処理ガスの出口となる開口である。複数の導入口３２は、上下方向に沿って互いに等間隔を空けて並ぶように、又はチャンバー２０内のガス流れが均一となるように間隔を調整して形成されている。
図３には、供給配管３０のうちチャンバー２０の内部に配置された部分を、その長手方向に沿った中心軸を通る面で切断した場合の断面が示されている。同図に示されるように、供給配管３０は、基材３１と、コーティング層３３と、を有している。基材３１は、供給配管３０の本体部分であって、例えばステンレス等の金属材料により形成されている。
コーティング層３３は、基材３１の表面全体を覆うように形成された層である。コーティング層３３は、ニッケルを含まない材料により形成されている。このような材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ナイロン、ガラス等を用いることができる。コーティング層３３は、基材３１の外面、内面、及び導入口３２の内面全体を覆っている。供給配管３０の表面にコーティング層３３が形成されている理由については後に説明する。
図２に戻って説明を続ける。排出配管５０は、基板１００に含まれるニッケルと、処理ガスに含まれる一酸化炭素と、が反応することにより生成されたガス、すなわちチャンバー２０の内部で生成されたガスを、チャンバー２０から外部へと排出するための配管である。排出配管５０を通ってチャンバー２０から排出される上記ガスのことを、以下では「生成ガス」とも称する。基板１００に含まれていたニッケルは、基板１００から除去された後、生成ガスとなってチャンバー２０から排出される。
ポンプ６０は、排出配管５０の途中となる位置に配置され、生成ガスをチャンバー２０から外部へと向かう方向に送り出すためのポンプである。ポンプ６０としては、例えばドライポンプが用いられる。
図２に示されるように、排出配管５０の途中には、トラップ部５１０と、緩衝部５２０と、バルブ５３０と、が設けられている。これらはいずれも、その内部に生成ガスや生成ガスが分解された後のガスが通る流路（不図示）が形成されており、排出配管５０の一部を構成している。
排出配管５０は、配管５１、配管５２、配管５３、及び配管５４を含む。配管５１は、チャンバー２０の側面から突出するように形成された管状の部分である。配管５１は、例えば石英であり、チャンバー２０と一体に形成されている。配管５１の先端は、フランジを介してトラップ部５１０に接続されている。
トラップ部５１０のうち、配管５１とは反対側の端部は、フランジを介して緩衝部５２０に接続されている。緩衝部５２０のうち、トラップ部５１０とは反対側の端部は、フランジを介して配管５２に接続されている。配管５２のうち、緩衝部５２０とは反対側の端部は、フランジを介してバルブ５３０に接続されている。バルブ５３０と、ポンプ６０の吸気ポートとの間は、配管５３により接続されている。ポンプ６０の排気ポートには配管５４が接続されている。生成ガス等は、配管５１、トラップ部５１０、緩衝部５２０、配管５２、バルブ５３０、配管５３、ポンプ６０、及び配管５４を順に通って、チャンバー２０から外部へと排出される。
トラップ部５１０は、上記のように排出配管５０の途中となる位置に設けられている。トラップ部５１０にはヒーター５１１が設けられている。ヒーター５１１は例えば電気ヒーターであり、トラップ部５１０の温度を上昇させるための「加熱部」として機能するものである。トラップ部５１０は、生成ガスに触れる内面の部分も含めた全体が、ヒーター５１１によって所定の第１温度以上となるように加熱される。「第１温度」は、チャンバー２０の内部で処理が行われている際の基板１００の温度よりも高い温度であって、且つ３００℃以上の温度に設定されることが好ましい。本実施形態では、トラップ部５１０の温度が５００℃となるように、ヒーター５１１による加熱が行われる。
緩衝部５２０は、上記のように、排出配管５０のうちトラップ部５１０よりも下流側となる位置に設けられている。緩衝部５２０には冷却配管５２１が設けられている。冷却配管５２１は、内部に低温の冷媒を通すことによって緩衝部５２０を冷却し、緩衝部５２０の温度を低下させるための「冷却部」として機能するものである。緩衝部５２０は、その下流側端部の温度が、冷却配管５２１によって所定の第２温度以下となるように冷却される。「第２温度」は、上記の第１温度よりも低い温度であって、例えば７５℃以下の温度に設定されることが好ましい。
バルブ５３０は、上記のように緩衝部５２０とポンプ６０との間に設けられている。バルブ５３０は、排出配管５０のコンダクタンスを調整することで、チャンバー２０の内部における圧力を所定圧力に維持するための圧力調整バルブである。
基板処理装置１０による基板１００の処理方法、すなわち、基板１００からニッケルを除去するための具体的な方法について説明する。
先ず、ニッケルを含んだ状態の複数の基板１００が、保持部２００に収容された状態でチャンバー２０の内部に設置される。基板処理装置１０では、チャンバー２０の内部で複数枚の基板１００が同時にバッチ処理される。
チャンバー２０の内部に基板１００が設置された後、ヒーター３００によるそれぞれの基板１００の加熱が開始される。当該加熱は、基板１００の温度が所定の目標温度以上となるように行われる。目標温度は例えば２５０℃に設定される。このとき、ヒーター５１１によるトラップ部５１０の加熱、及び、冷却配管５２１による緩衝部５２０の冷却も、併せて開始される。
それぞれの基板１００の温度が目標温度となる前後のタイミングで、チャンバー２０の内部には、供給配管３０の各導入口３２から処理ガスが供給される。それぞれの基板１００には、処理ガスに含まれる一酸化炭素が到達する。このとき、基板１００に含まれるニッケル（Ｎｉ）と、一酸化炭素（ＣＯ）との間で、以下の式（１）で示される反応が生じることで、ニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）４）が生成される。
Ｎｉ＋４ＣＯ→Ｎｉ（ＣＯ）４・・・（１）
ニッケルカルボニルは揮発性が高い物質のため、基板１００から脱離したあと、生成ガスとなってチャンバー２０から排出配管５０へと排出される。これにより、基板１００からニッケルが除去される。
尚、式（１）の反応は、基板１００の温度が７５℃以上となっているときに生じやすい。本実施形態では、上記のように基板１００の目標温度が２５０℃に設定されているので、全ての基板１００において確実に上記の反応を生じさせることができる。尚、基板１００の目標温度は、少なくとも式（１）の反応が生じる温度であればよく、２５０℃とは異なる温度に設定されてもよい。
ところで、ヒーター３００により基板１００が加熱される際には、供給配管３０も同時に加熱されるので、その温度は７５℃以上まで上昇する。このため、供給配管３０が、例えばステンレスのようなニッケルを含む材料で形成されている場合には、供給配管３０の表面でも式（１）の反応が生じ、生成されたニッケルカルボニルが基板１００に到達する可能性がある。その結果、ニッケルカルボニルが基板１００に付着して分解されることで、基板１００がニッケルで汚染されてしまうこととなる。
そこで、本実施形態に係る基板処理装置１０では、供給配管３０の表面を、ニッケルを含まない材料からなるコーティング層３３で覆った構成としている。このような構成においては、供給配管３０の表面で式（１）の反応が生じることがないので、ニッケルカルボニルが基板１００に付着する現象を抑制することができる。
供給配管３０のうちコーティング層３３で覆われる範囲は、供給配管３０の表面全体であってもよいが、供給配管３０の一部のみであってもよい。「供給配管３０の一部」とは、例えば、供給配管３０のうち７５℃以上まで加熱される部分であって、且つ、一酸化炭素に触れる部分である。このため、例えば、供給配管３０のうち外壁１の外側にある部分は、コーティング層３３で覆われていなくてもよい。
尚、供給配管３０の基材３１を、ニッケルを含まない材料で形成してもよい。このような材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ナイロン、ガラス等を用いることができる。この場合、図３に示されるようなコーティング層３３の形成は不要である。このように、供給配管３０一部ではなく全部が、ニッケルを含まない材料によって構成されていてもよい。
式（１）の反応で生じたニッケルカルボニルを含む生成ガスは、排出配管５０に流入し、トラップ部５１０に到達する。先に述べたように、トラップ部５１０はヒーター５１１によって加熱されており、その温度は第１温度以上（本実施形態では５００℃）まで上昇している。生成ガスがトラップ部５１０を通る際には、以下の式（２）で示される反応が生じることで、ニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）４）がニッケル（Ｎｉ）と一酸化炭素（ＣＯ）とに分解される。
Ｎｉ（ＣＯ）４→Ｎｉ＋４ＣＯ・・・（２）
式（２）で生成されるニッケルは、固体の状態で析出し、トラップ部５１０の内面に付着して堆積する。このため、トラップ部５１０は定期的に取り外して、ニッケルを除去するなどのメンテナンスに供される。
尚、トラップ部５１０の内部には、生成ガスとの接触面積を増加させるために、不図示の板状部材が配置されていることが好ましい。これにより、式（２）の反応を促進することができる。また、トラップ部５１０の内部に貯え得るニッケルの量を増加させることもできる。
式（２）の反応は、トラップ部５１０の温度が３００℃以上であるときに生じやすい。本実施形態では、トラップ部５１０の温度が第１温度（３００℃）以上となるように、トラップ部５１０の目標温度がそれよりも高い５００℃に設定されているので、トラップ部５１０で確実に上記の反応を生じさせることができる。トラップ部５１０の最低限の温度である第１温度は、先に述べたように３００℃もしくはそれ以上の温度であればよい。しかしながら、チャンバー２０の内部で処理が行われている際の基板１００の温度が、３００℃よりも高い温度となる場合には、第１温度は、当該温度よりも更に高い温度とすることが好ましい。式（２）の反応は、式（１）でニッケルカルボニルが生成されるときの温度よりも、トラップ部５１０の温度が更に高くなっているときにおいて特に生じやすいからである。
このように、本実施形態に係る基板処理装置１０では、排出配管５０の途中にトラップ部５１０を設けることで、ニッケルカルボニルの分解、及びその際に生じたニッケルの捕集を行うことが可能となっている。これにより、一部のニッケルカルボニルが基板１００に再付着する現象を抑制することができる。
生成ガスは、トラップ部５１０を通る際において式（２）の反応が生じることにより、概ね一酸化炭素のみを含んだガスとなった後、下流側に向かって流れる。このとき、仮に、下流側における排出配管５０の一部（例えば配管５２やバルブ５３０等）の温度が７５℃以上となっていた場合には、当該部分に含まれるニッケルと、式（２）の反応後のガスに含まれる一酸化炭素との間で式（１）の反応が生じ、再びニッケルカルボニルが生成されてしまう可能性がある。その結果、有毒なニッケルカルボニルが配管５４を通って外部に排出されたり、一部のニッケルカルボニルがチャンバー２０側に逆流して基板１００に再付着したりする可能性がある。
そこで、本実施形態に係る基板処理装置１０では、トラップ部５１０よりも下流側となる位置に緩衝部５２０を設け、緩衝部５２０を冷却配管５２１により冷却することとしている。緩衝部５２０のうち下流側端部の温度が、第２温度以下の温度、すなわち７５℃以下の温度となるように冷却されるので、排出配管５０のうち緩衝部５２０よりも下流側の部分における温度も７５℃以下まで低下する。これにより、当該部分において式（１）の反応が生じることを防止することができる。従って、配管５２、バルブ５３０、配管５３、ポンプ６０、及び配管５４には、少なくとも一部において、例えばステンレスのようなニッケルを含む材料を用いることができる。
尚、緩衝部５２０は、高温のトラップ部５１０に隣接して設けられるため、その一部の温度が７５℃以上となってしまう可能性がある。例えば、緩衝部５２０の下流側端部の温度が６０℃となるように冷却配管５２１による冷却が行われた場合でも、緩衝部５２０の上流側端部の温度は、トラップ部５１０の温度とほぼ同じ５００℃となる。このため、緩衝部５２０のうち少なくともトラップ部５１０を通過したガスに触れる内面部分は、供給配管３０と同様に、ニッケルを含まない材料でコーティングが施されていることが好ましい。又は、緩衝部５２０の全体が、ニッケルを含まない材料で形成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ナイロン、ガラス等を用いることができる。
以上に説明したように、本実施形態に係る基板処理装置１０は、基板１００を内部に収容するチャンバー２０と、チャンバー２０の内部に一酸化炭素を含む処理ガスを供給する供給配管３０と、基板１００に含まれるニッケルと、処理ガスに含まれる一酸化炭素と、が反応することにより生成された生成ガスを、チャンバー２０から排出する排出配管５０と、排出配管５０の途中となる位置に設けられるトラップ部５１０と、トラップ部５１０の温度が、３００℃以上であって基板１００の処理温度よりも高い第１温度以上となるように、トラップ部５１０を加熱するヒーター５１１（加熱部）と、排出配管５０のうち、トラップ部５１０よりも下流側となる位置に設けられる緩衝部５２０と、緩衝部５２０のうち下流側端部の温度が、第１温度よりも低い第２温度以下となるように、緩衝部５２０を冷却する冷却配管５２１（冷却部）と、を備える。上記の第２温度は７５℃以下の温度とすることが好ましい。
また、基板処理装置１０により実行される基板１００の処理方法は、チャンバー２０の内部に基板１００を収容する工程と、チャンバー２０の内部に一酸化炭素を含む処理ガスを供給する工程と、基板１００に含まれるニッケルと、処理ガスに含まれる一酸化炭素と、が反応することにより生成された生成ガスを、チャンバー２０から排出する工程と、チャンバー２０から排出された生成ガスを、３００℃以上であって基板１００の処理温度よりも高い第１温度以上となっているトラップ部５１０を通過させる工程と、を含む。また、当該処理方法は、トラップ部５１０を通過したあとのガスを、一部（具体的には下流側端部）が第１温度よりも低い第２温度以下となっている緩衝部５２０を通過させる工程を更に含む。
このような方法で基板１００を処理する基板処理装置１０によれば、チャンバー２０内で生じたニッケルカルボニルを、トラップ部５１０において分解し、ニッケルとなった状態で捕集することができる。
基板１００に含まれていたニッケルが、有害な物質であるニッケルカルボニルの状態で捕集されるのではなく、ニッケルの状態で捕集されるので、メンテナンス作業における安全性を確保することができる。また、ニッケルは、概ねトラップ部５１０の部分においてのみ捕集されるので、メンテナンス作業を容易に行うことができる。
また、基板処理装置１０によれば、排出配管５０のうち緩衝部５２０よりも下流側の部分の温度は７５℃以下となるので、当該部分でニッケルカルボニルが生成されてしまうことがない。これにより、配管５４を通り外部に排出されるガスにおける、ニッケルカルボニルの含有量を、十分に低く抑えることが可能となる。
基板処理装置１０が備えるその他の構成について説明する。図２に示されるように、基板処理装置１０にはクリーニング用配管４０が設けられている。クリーニング用配管４０は、基板処理装置１０のメンテナンス時において、チャンバー２０の内部にクリーニング用のガスとして酸素を供給するための配管である。
クリーニング用配管４０は、供給配管３０と同様に、チャンバー２０の側面のうち下方側の部分から内側に入り込んでおり、チャンバー２０の内部において上方側に向かって伸びている。クリーニング用配管４０のうち、このように上方側に向かって伸びている部分は、チャンバー２０のうち突出部２１の内側に収容されている。
クリーニング用配管４０の側面のうち、保持部２００と対向する部分には、複数の導入口４２が形成されている。導入口４２は、クリーニング用配管４０を通った酸素の出口となる開口である。複数の導入口４２は、上下方向に沿って互いに等間隔を空けて並ぶように、又はチャンバー２０内のガス流れが均一となるように間隔を調整して形成されている。
図４には、クリーニング用配管４０のうちチャンバー２０の内部に配置された部分を、その長手方向に沿った中心軸を通る面で切断した場合の断面が示されている。同図に示されるように、クリーニング用配管４０は供給配管３０と同様の構成を有しており、基材４１と、コーティング層４３と、を有している。基材４１は、クリーニング用配管４０の本体部分であって、例えばステンレス等の金属材料により形成されている。
コーティング層４３は、基材４１の表面全体を覆うように形成された層である。コーティング層４３は、ニッケルを含まない材料により形成されている。このような材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ナイロン、ガラス等を用いることができる。コーティング層４３は、基材４１の外面、内面、及び導入口４２の内面全体を覆っている。
図５には、基板処理装置１０の一部の構成が、上面視で模式的に描かれている。同図に示されるように、クリーニング用配管４０のうち上方側に向かって伸びている部分の近傍には、一対の電極７１、７２が、クリーニング用配管４０を間に挟んで互いに対向した状態で配置されている。電極７１、７２は、導入口４２からチャンバー２０の内部に供給される酸素の周囲に電界を生じさせ、当該酸素を酸素ラジカルへと変化させるための板状電極である。電極７１、７２は、これらの間に電圧を印加するための電源７３に繋がっている。電源７３としては交流電源が用いられるが、直流電源が用いられてもよい。電源７３は、例えばチャンバー２０の外側に設置される。
尚、図２においては、電極７１、７２の図示が省略されている。電極７１、７２は、図２の紙面奥行き方向に沿って、クリーニング用配管４０を間に挟んだ両側となる位置に配置されている。酸素ラジカルはその他の方法、例えば誘導結合プラズマを用いた方法により、生成されてもよい。
基板処理装置１０のメンテナンス時においては、クリーニング用配管４０の導入口４２から、チャンバー２０の内側に向かって酸素が供給される。また、電極７１、７２には電源７３により電圧が印加される。これにより、供給された酸素は酸素ラジカルに変化して、チャンバー２０の内側における各部へと到達する。尚、図５においては保持部２００が描かれているが、メンテナンス時においては、チャンバー２０の内側には保持部２００が設置されていなくてもよい。
チャンバー２０の内面等には、基板１００の処理時において基板１００から離脱したニッケルが付着している。当該ニッケルに、上記のように生成された酸素ラジカルが到達すると、ニッケルは酸素ラジカルと結合してニッケル酸化物となる。
その後、基板１００の処理時と同様に、チャンバー２０がヒーター３００によって加熱されると共に、供給配管３０の導入口３２から、一酸化炭素を含む処理ガスがチャンバー２０内に供給される。一酸化炭素は、上記のニッケル酸化物と結合してニッケルカルボニルとなり、排出配管５０を通ってチャンバー２０から排出される。チャンバー２０の内面等に付着していたニッケルを、酸素ラジカルにより予め酸化させておくことで、その後における一酸化炭素との結合をより促進し、効率的にクリーニングを行うことができる。
基板１００の処理時において、ヒーター３００により基板１００が加熱される際には、供給配管３０のみならずクリーニング用配管４０も同時に加熱されるので、その温度は７５℃以上まで上昇する。このため、クリーニング用配管４０が、例えばステンレスのようなニッケルを含む材料で形成されている場合には、クリーニング用配管４０の表面でも式（１）の反応が生じ、生成されたニッケルカルボニルが基板１００に到達する可能性がある。その結果、ニッケルカルボニルが基板１００に付着して分解されることで、基板１００がニッケルで汚染されてしまうこととなる。
このため、基板処理装置１０では、供給配管３０のみならずクリーニング用配管４０についても、その表面を、ニッケルを含まない材料からなるコーティング層４３で覆った構成としている。このような構成においては、クリーニング用配管４０の表面で式（１）の反応が生じることがないので、ニッケルカルボニルが基板１００に付着する現象を抑制することができる。
クリーニング用配管４０のうちコーティング層４３で覆われる範囲は、クリーニング用配管４０の表面全体であってもよいが、クリーニング用配管４０の一部のみであってもよい。「クリーニング用配管４０の一部」とは、例えば、クリーニング用配管４０のうち７５℃以上まで加熱される部分であって、且つ、一酸化炭素に触れる部分である。このため、例えば、クリーニング用配管４０のうち外壁１の外側にある部分は、コーティング層４３で覆われていなくてもよい。また、導入口４２からクリーニング用配管４０の内側に一酸化炭素が入り込む量が無視できる程度である場合には、クリーニング用配管４０の内面はコーティング層４３で覆われていなくてもよい。
尚、クリーニング用配管４０の基材４１を、ニッケルを含まない材料で形成してもよい。このような材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ナイロン、ガラス等を用いることができる。この場合、図５に示されるようなコーティング層４３の形成は不要である。このように、クリーニング用配管４０の一部ではなく全部が、ニッケルを含まない材料によって構成されていてもよい。
供給配管３０やクリーニング用配管４０の他に、チャンバー２０の内側に配置され且つ温度が７５以上となる可能性がある構造物が存在する場合には、当該構造物についても、ニッケルを含まない材料からなるコーティング層で覆われた構成とすることが好ましい。又は、当該構造物の全体を、ニッケルを含まない材料で形成することとしてもよい。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
１０：基板処理装置、２０：チャンバー、３０：供給配管、５０：排出配管、５１０：トラップ部、５１１：ヒーター、５２０：緩衝部、５２１：冷却配管。

Claims (5)

  1. 基板を内部に収容するチャンバーと、
    前記チャンバーの内部に処理ガスを供給する供給配管と、
    前記チャンバーの内部で生成された生成ガスを、前記チャンバーから排出する排出配管と、
    前記排出配管の途中となる位置に設けられるトラップ部と、
    前記トラップ部の温度が、前記基板の処理温度よりも高く且つ３００℃以上の温度である第１温度以上となるように、前記トラップ部を加熱する加熱部と、
    前記排出配管のうち、前記トラップ部よりも下流側となる位置に設けられる緩衝部と、
    前記緩衝部のうち下流側端部の温度が、前記第１温度よりも低い第２温度以下となるように、前記緩衝部を冷却する冷却部と、を備える基板処理装置。
  2. 前記供給配管の少なくとも一部がニッケルを含まない材料によって構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第２温度は７５℃以下の温度である、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
  4. チャンバーの内部に基板を収容する工程と、
    前記チャンバーの内部に一酸化炭素を含む処理ガスを供給する工程と、
    前記基板に含まれるニッケルと、前記処理ガスに含まれる一酸化炭素と、が反応することにより生成された生成ガスを、前記チャンバーから排出する工程と、
    前記チャンバーから排出された前記生成ガスを、前記基板の温度よりも高く且つ３００℃以上の温度である第１温度以上となっているトラップ部を通過させる工程と、を含む基板の処理方法。
  5. 前記トラップ部を通過したあとのガスを、一部が前記第１温度よりも低い第２温度以下となっている緩衝部を通過させる工程を更に含む、請求項４に記載の基板の処理方法。
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