(57)【要約】【課題】排気経路に付着するデポを抑制する。【解決手段】基板処理装置は、処理室と、第１のガス供給部と、排気装置と、第１の排気管と、エネルギー供給装置とを備える。処理室は、被処理基板を収容する。第１のガス供給部は、第１のモノマーを含むガスと、第１のモノマーと重合反応することにより重合体を形成する第２のモノマーを含むガスとを処理室内に供給することにより、被処理基板に重合体の膜を形成する。排気装置は、処理室内のガスを排気する。第１の排気管は、処理室と排気装置とを接続する。エネルギー供給装置は、第１の排気管内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、処理室から排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化する。【選択図】図１
2020038947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容するチャンバと、
第１のモノマーを含むガスと、前記第１のモノマーと重合反応することにより重合体を形成する第２のモノマーを含むガスとを前記チャンバ内に供給することにより、前記被処理基板に前記重合体の膜を形成する第１のガス供給部と、
前記チャンバ内のガスを排気する排気装置と、
前記チャンバと前記排気装置とを接続する第１の排気管と、
前記第１の排気管内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、前記チャンバから排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化するエネルギー供給装置と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記エネルギー供給装置は、
前記第１の排気管内を流れるガスに高周波電力を供給することにより生成されるプラズマによって前記第１の排気管内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、前記チャンバから排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記チャンバと前記エネルギー供給装置との間の前記第１の排気管内に不活性ガスを供給する第２のガス供給部を備えることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記チャンバと前記排気装置とを接続する第２の排気管と、
前記エネルギー供給装置と前記排気装置との間の前記第１の排気管に設けられた第１のバルブと、
前記第２の排気管に設けられた第２のバルブと、
前記エネルギー供給装置と前記第１のバルブとの間の前記第１の排気管内に酸素含有ガスを供給する第３のガス供給部と
を備え、
前記被処理基板に前記重合体の膜を形成する場合、前記第１のバルブが開かれ、前記第２のバルブが閉じられ、前記チャンバから前記第１の排気管を介して前記排気装置へ流れるガスに前記エネルギー供給装置によって生成されたプラズマが照射され、
前記チャンバ内のクリーニングが行われる場合、前記第１のバルブが閉じられ、前記第２のバルブが開かれ、前記第３のガス供給部から供給された酸素含有ガスが前記エネルギー供給装置によってプラズマ化され、前記プラズマに含まれる活性種によって前記チャンバ内がクリーニングされることを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記エネルギー供給装置は、
前記第１の排気管内を流れるガスに紫外線を照射することによって前記第１の排気管内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、前記チャンバから排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記チャンバと前記排気装置とを接続する第２の排気管と、
前記エネルギー供給装置と前記排気装置との間の前記第１の排気管に設けられた第１のバルブと、
前記第２の排気管に設けられた第２のバルブと、
前記エネルギー供給装置と前記第１のバルブとの間の前記第１の排気管内に酸素含有ガスを供給する第３のガス供給部と
を備え、
前記被処理基板に前記重合体の膜を形成する場合、前記第１のバルブが開かれ、前記第２のバルブが閉じられ、前記チャンバから前記第１の排気管を介して前記排気装置へ流れるガスに前記エネルギー供給装置から紫外線が照射され、
前記チャンバ内のクリーニングが行われる場合、前記第１のバルブが閉じられ、前記第２のバルブが開かれ、前記第３のガス供給部から供給された酸素含有ガスが前記エネルギー供給装置から照射された紫外線により生成された活性種によって前記チャンバ内がクリーニングされることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記酸素含有ガスには、Ｏ2ガスまたはＯ3ガスが含まれることを特徴とする請求項４または６に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の種々の側面および実施形態は、基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２種類のモノマーを含むガスを、被処理基板が収容された処理容器内に供給し、２種類のモノマーの重合反応により被処理基板に有機膜を成膜する技術が知られている。例えば、芳香族アルキル、脂環状、または脂肪族のジイソシアネートモノマーと、芳香族アルキル、脂環状、または脂肪族のジアミンモノマーとの真空蒸着重合反応により、被処理基板に重合膜を成膜する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、排気経路中にモノマーが重合する温度に制御されたトラップを配置し、排気ガスに含まれる未反応のモノマーを、トラップを用いて重合体として捕獲することにより、排気ガスからモノマーを除去する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２９９２５号
【特許文献２】国際公開第２０１０／１０３９５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、処理容器内に供給されたガスに含まれるモノマーは、全てが反応に寄与するわけではないため、反応に寄与しなかったモノマーは、処理容器内から排気される。しかし、排気される過程でモノマー同士の重合反応が起こり、排気経路に有機膜（以下、デポと記載する）が形成される場合がある。排気経路内に設けられている圧力調整バルブや排気ポンプ等にデポが形成されると、処理容器内を所定の圧力に維持することが困難になる。
【０００６】
そのため、排気経路において重合反応が起こらないようにするために、排気経路全体を加熱することが考えられる。しかし、排気経路全体を加熱することは、加熱部材の配置による装置の大型化や、消費電力の増大を招く。また、排気経路に配置されたトラップを用いて排気ガスに含まれる未反応のモノマーを重合体の形で捕獲する場合、トラップ内に生成された重合体を定期的に除去する必要がある。そのため、排気機構を定期的に停止させることになり、成膜装置のダウンタイムが長くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一側面は、基板処理装置であって、処理室と、第１のガス供給部と、排気装置と、第１の排気管と、エネルギー供給装置とを備える。処理室は、被処理基板を収容する。第１のガス供給部は、第１のモノマーを含むガスと、第１のモノマーと重合反応することにより重合体を形成する第２のモノマーを含むガスとを処理室内に供給することにより、被処理基板に重合体の膜を形成する。排気装置は、処理室内のガスを排気する。第１の排気管は、処理室と排気装置とを接続する。エネルギー供給装置は、第１の排気管内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、処理室から排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、排気経路に付着するデポを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の第１の実施形態における基板処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本開示の第２の実施形態における基板処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本開示の第３の実施形態における基板処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、成膜処理時の各バルブの状態の一例を示す図である。
【図５】図５は、クリーニング処理時の各バルブの状態の一例を示す図である。
【図６】図６は、クリーニングレートの実験結果の一例を示す図である。
【図７】図７は、クリーニングレートの実験結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、開示される基板処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される基板処理装置が限定されるものではない。
【００１１】
（第１の実施形態）
［基板処理装置１０の構成］
図１は、本開示の第１の実施形態における基板処理装置１０の一例を示す概略断面図である。基板処理装置１０は、例えば化学真空蒸着（ＣＶＤ）により、被処理基板Ｗに有機膜を成膜する装置である。被処理基板Ｗは、例えば半導体ウエハである。
【００１２】
本実施形態では、２種類の原料Ａおよび原料Ｂにより、被処理基板Ｗに有機膜が成膜される。例えば、被処理基板Ｗに成膜される有機膜がポリ尿素の有機膜である場合、原料Ａは、例えばジイソシアネートモノマーであり、原料Ｂは、例えばジアミンモノマーである。原料Ａは、第１のモノマーの一例であり、原料Ｂは、第２のモノマーの一例である。基板処理装置１０を用いて、被処理基板Ｗの表面においてジイソシアネートおよびジアミンを蒸着重合させることによって、被処理基板Ｗの表面にポリ尿素の有機膜が成膜される。
【００１３】
基板処理装置１０は、チャンバ１１、プラズマ発生装置３０、排気管４０、圧力調整バルブ４１、排気装置４２、制御装置１００、および第１のガス供給部２００を備える。プラズマ発生装置３０は、エネルギー供給装置の一例である。排気管４０は、第１の排気管の一例である。
【００１４】
チャンバ１１は、真空雰囲気を区画する内壁を有する真空容器である。ここで、真空雰囲気は、例えば、中真空（１００〜０．１Ｐａ）である。チャンバ１１内には、被処理基板Ｗを載置する載置台１５が設けられている。載置台１５には、被処理基板Ｗの温度を制御するための図示しない温度制御機構が内蔵されている。当該温度制御機構により、被処理基板Ｗが原料Ａおよび原料Ｂの重合反応に適した温度に制御される。
【００１５】
チャンバ１１の側壁には、被処理基板Ｗを搬入および搬出するための開口１２が形成されており、開口１２は、ゲートバルブ１３によって開閉可能となっている。また、チャンバ１１の内壁には、当該内壁を加熱するためのヒータが埋め込まれている。当該ヒータによってチャンバ１１の内壁が加熱されることにより、チャンバ１１の内壁に付着するデポが低減される。
【００１６】
チャンバ１１の上部には、第１のガス供給部２００から供給された原料Ａおよび原料Ｂの気体をチャンバ１１内に供給するためのシャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６内には図示しないヒータが設けられており、当該ヒータによってシャワーヘッド１６の内壁が加熱される。これにより、シャワーヘッド１６内において原料Ａおよび原料Ｂの気体の重合反応が抑制される。
【００１７】
また、チャンバ１１の側壁の下方には、排気口１４が設けられており、チャンバ１１内のガスは、排気口１４を介してチャンバ１１の外部へ排気される。
【００１８】
第１のガス供給部２００は、原料供給源２０ａ、原料供給源２０ｂ、気化器２１ａ、気化器２１ｂ、流量制御器２２ａ、流量制御器２２ｂ、バルブ２３ａ、およびバルブ２３ｂを有する。原料供給源２０ａは、第１の原料としての原料Ａの液体を収容しており、液体の状態における原料Ａを気化器２１ａに供給する。気化器２１ａは、原料供給源２０ａから供給される原料Ａの液体を気化させる。気化器２１ａは、例えば図示しないヒータを有し、原料供給源２０ａから供給される原料Ａの液体を加熱することにより気化させる。
【００１９】
流量制御器２２ａは、気化器２１ａによって気化された原料Ａの流量を制御する。バルブ２３ａは、流量制御器２２ａによって流量が制御された原料Ａの気体のシャワーヘッド１６への供給および供給遮断を制御する。バルブ２３ａを介して供給された原料Ａの気体は、供給配管２４ａを介してシャワーヘッド１６に供給される。供給配管２４ａには、供給配管２４ａ内を流動する原料Ａの気体の温度を調節する機構、例えば、供給配管２４ａを加熱するヒータが設けられている。
【００２０】
原料供給源２０ｂは、第２の原料としての原料Ｂの液体を収容しており、液体の状態における原料Ｂを気化器２１ｂに供給する。気化器２１ｂは、原料供給源２０ｂから供給される原料Ｂの液体を気化させる。気化器２１ｂは、例えばヒータを有し、原料供給源２０ｂから供給される原料Ｂの液体を加熱することにより気化させる。
【００２１】
流量制御器２２ｂは、気化器２１ｂによって気化された原料Ｂの流量を制御する。バルブ２３ｂは、流量制御器２２ｂによって流量が制御された原料Ｂの気体のシャワーヘッド１６への供給および供給遮断を制御する。バルブ２３ｂを介して供給された原料Ｂの気体は、供給配管２４ｂを介してシャワーヘッド１６に供給される。供給配管２４ｂには、供給配管２４ｂ内を流動する原料Ｂの気体の温度を調節する機構、例えば、供給配管２４ｂを加熱するヒータが設けられている。
【００２２】
なお、第１のガス供給部２００からシャワーヘッド１６を介してチャンバ１１内に供給されるガスには、原料Ａおよび原料Ｂの気体に加えて、Ｎ2ガスやＡｒガス等の不活性ガスが添加されていてもよい。
【００２３】
排気口１４には、排気管４０を介して、圧力調整バルブ４１および排気装置４２が接続されている。排気装置４２は、真空ポンプを有し、排気管４０および圧力調整バルブ４１を介してチャンバ１１内のガスを排気する。圧力調整バルブ４１は、開度を調整することにより、排気装置４２による排気量を調整し、チャンバ１１内の圧力を所定の圧力に制御する。
【００２４】
排気口１４と圧力調整バルブ４１との間の排気管４０には、プラズマ発生装置３０が設けられている。プラズマ発生装置３０は、排気管４０内を流れるガスに高周波電力を供給することにより、排気管４０内を流れるガスをプラズマ化する。本実施形態において、プラズマ発生装置３０は、誘導結合プラズマにより、排気管４０内を流れるガスをプラズマ化する。
【００２５】
なお、他の形態として、プラズマ発生装置３０は、誘導結合以外の方式のプラズマにより、排気管４０内を流れるガスをプラズマ化してもよい。誘導結合以外の方式のプラズマとしては、例えば、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）、マイクロ波励起表面波プラズマ（ＳＷＰ）、電子サイクロトン共鳴プラズマ（ＥＣＰ）、およびヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）等が挙げられる。
【００２６】
制御装置１００は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。プロセッサは、メモリに格納されたプログラムやレシピを読み出して実行することにより、入出力インターフェイスを介して基板処理装置１０の各部を制御する。制御装置１００は、メモリに格納されたプログラムやレシピを読み出して実行することにより、入出力インターフェイスを介して、気化器２１ａ、気化器２１ｂ、流量制御器２２ａ、および流量制御器２２ｂを制御する。また、制御装置１００は、メモリに格納されたプログラムやレシピを読み出して実行することにより、入出力インターフェイスを介して、バルブ２３ａ、バルブ２３ｂ、プラズマ発生装置３０、圧力調整バルブ４１、および排気装置４２を制御する。
【００２７】
ここで、被処理基板Ｗに２種類のモノマーの重合体である有機膜を成膜する場合、シャワーヘッド１６から２種類のモノマーを含むガスがチャンバ１１内に供給される。しかし、チャンバ１１内に供給されたガスに含まれるモノマーは、全てが反応に寄与するわけではないため、反応に寄与しなかったモノマーは、排気装置４２によってチャンバ１１内から排気される。
【００２８】
チャンバ１１内から排気されたモノマーは、排気経路を流れる過程で、排気経路に存在する部材の表面において重合反応により重合体のデポを形成する場合がある。圧力調整バルブ４１や排気装置４２等にデポが形成されると、圧力調整バルブ４１や排気装置４２の性能が劣化する。そのため、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等を加熱することにより、重合反応を抑制することも考えられるが、加熱部材の配置による装置の大型化や消費電力の増大等の問題がある。
【００２９】
そこで、本実施形態の基板処理装置１０では、チャンバ１１と排気装置４２の間の排気経路上に、排気されるガスをプラズマ化するプラズマ発生装置３０が設けられている。排気されるガスにプラズマ発生装置３０によって生成されたプラズマを照射することにより、排気されるガスに含まれる、重合反応に寄与しなかった２種類のモノマー、即ち未反応成分の少なくともいずれか一方が、低分子化される。例えば、排気されるガスに含まれる、重合反応に寄与しなかった２種類のモノマーの少なくともいずれか一方の官能基が、脱官能基化（官能基が分解）される。これにより、排気経路上において、プラズマ発生装置３０の下流側では、排気されたガスによる重合反応が抑制される。これにより、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等に付着する重合体のデポを抑制することができ、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等の性能劣化を抑制することができる。
【００３０】
なお、２種類のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分が全て低分子化されなかったとしても、プラズマ発生装置３０によるプラズマの照射がない場合に比べて、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等に付着する重合体のデポの量を抑制することができる。これにより、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等の部材のクリーニングの周期を長くすることができ、プロセスのスループットを向上させることができる。
【００３１】
以上、第１の実施形態について説明した。本実施形態における基板処理装置１０は、チャンバ１１と、第１のガス供給部２００と、排気装置４２と、排気管４０と、プラズマ発生装置３０とを備える。チャンバ１１は、被処理基板Ｗを収容する。第１のガス供給部２００は、第１のモノマーを含むガスと、第１のモノマーと重合反応することにより重合体を形成する第２のモノマーを含むガスとをチャンバ１１内に供給することにより、被処理基板Ｗに重合体の膜を形成する。排気装置４２は、チャンバ１１内のガスを排気する。排気管４０は、チャンバ１１と排気装置４２とを接続する。プラズマ発生装置３０は、排気管４０内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、チャンバ１１から排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化する。これにより、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等に付着する重合体のデポを抑制することができ、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等の性能劣化を抑制することができる。
【００３２】
また、上記した実施形態において、プラズマ発生装置３０は、排気管４０内を流れるガスに高周波電力を供給することにより生成されるプラズマによって排気管４０内を流れるガスにエネルギーを供給することにより、チャンバ１１から排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分を低分子化する。これにより、排気経路上において、プラズマ発生装置３０の下流側では、排気されたガスによる重合反応が抑制される。
【００３３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態のプラズマ発生装置３０は、チャンバ１１内から排気されるガスのみを用いてプラズマを生成するため、排気管４０内を流れるガスの条件によっては、プラズマを安定的に生成することが難しい場合がある。そこで、本実施形態のプラズマ発生装置３０では、プラズマ発生装置３０の上流の排気経路において、排気経路を流れるガスに、プラズマの安定的な生成を補助するためのガスが添加される。プラズマの安定的な生成を補助するためのガスとしては、例えばＡｒガス等の不活性ガスが挙げられる。
【００３４】
［基板処理装置１０の構成］
図２は、本開示の第２の実施形態における基板処理装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態における基板処理装置１０は、例えば図２に示されるように、チャンバ１１、プラズマ発生装置３０、排気管４０、圧力調整バルブ４１、排気装置４２、制御装置１００、第１のガス供給部２００、および第２のガス供給部２０１を備える。なお、以下に説明する点を除き、図２において、図１と同じ符号が付された構成は、図１において説明された構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００３５】
第２のガス供給部２０１は、ガス供給源２０ｃ、流量制御器２２ｃ、およびバルブ２３ｃを有する。ガス供給源２０ｃは、例えばＡｒガス等のプラズマの安定的な生成を補助するための添加ガスを供給する。流量制御器２２ｃは、ガス供給源２０ｃから供給されるガスの流量を制御する。バルブ２３ｃは、流量制御器２２ｃによって流量が制御されたガスの排気管４０への供給および供給遮断を制御する。バルブ２３ｃを介して供給された添加ガスは、供給配管２４ｃを介して、排気口１４とプラズマ発生装置３０との間の排気管４０内に供給される。
【００３６】
プラズマ発生装置３０は、チャンバ１１から排気されたガスと、第２のガス供給部２０１から供給された添加ガスとの混合ガスに高周波電力を供給することにより、排気管４０内を流れるガスをプラズマ化する。
【００３７】
以上、第２の実施形態について説明した。本実施形態における基板処理装置１０は、チャンバ１１とプラズマ発生装置３０との間の排気管４０内に不活性ガスを供給する第２のガス供給部２０１を備える。これにより、排気経路を流れるガスを用いて、プラズマをより安定的に生成することができる。そのため、排気されるガスに含まれる２種類のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分のより多くを、低分子化することができ、圧力調整バルブ４１や排気装置４２等に付着する重合体のデポを効果的に抑制することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
上記した第１および第２の実施形態におけるプラズマ発生装置３０は、成膜処理時にチャンバ１１から排気されるガスによって排気経路内に付着するデポを、プラズマを用いて低減する。これに対し、本実施形態のプラズマ発生装置３０は、さらに、プラズマに含まれる活性種をチャンバ１１内に供給することにより、重合反応によりチャンバ１１内に付着したデポをクリーニングする。
【００３９】
［基板処理装置１０の構成］
図３は、本開示の第３の実施形態における基板処理装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態における基板処理装置１０は、例えば図３に示されるように、チャンバ１１、プラズマ発生装置３０、排気管４０、圧力調整バルブ４１、排気装置４２、制御装置１００、第１のガス供給部２００、および第３のガス供給部２０２を備える。また、本実施形態における基板処理装置１０は、例えば図３に示されるように、バルブ４３、バルブ４４、および排気管４５を備える。なお、以下に説明する点を除き、図３において、図１と同じ符号が付された構成は、図１において説明された構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００４０】
チャンバ１１の側壁の下方には、排気口１４および排気口１７が設けられており、チャンバ１１内のガスは、排気口１４および排気口１７のいずれか一方を介してチャンバ１１の外部へ排気される。
【００４１】
排気口１７には、バルブ４４を介して排気管４５の一端が接続されている。排気管４５の他端は、プラズマ発生装置３０と圧力調整バルブ４１との間の排気管４０に接続されている。バルブ４３は、排気管４０と排気管４５との接続位置とプラズマ発生装置３０との間の排気管４０に設けられている。バルブ４３は、第１のバルブの一例であり、バルブ４４は、第２のバルブの一例である。排気管４５は、第２の排気管の一例である。
【００４２】
第３のガス供給部２０２は、ガス供給源２０ｄ、流量制御器２２ｄ、およびバルブ２３ｄを有する。ガス供給源２０ｄは、クリーニングガスを供給する。クリーニングガスは、例えば酸素含有ガスである。本実施形態において、酸素含有ガスは、例えば不活性ガスとＯ2ガスの混合ガスである。不活性ガスは、例えばＡｒガスである。なお、酸素含有ガスは、例えば不活性ガスとＯ3ガス等の混合ガスであってもよい。
【００４３】
流量制御器２２ｄは、ガス供給源２０ｄから供給されるクリーニングガスの流量を制御する。バルブ２３ｄは、流量制御器２２ｄによって流量が制御されたクリーニングガスの排気管４０への供給および供給遮断を制御する。バルブ２３ｄを介して供給されたクリーニングガスは、供給配管２４ｄを介して、プラズマ発生装置３０とバルブ４３との間の排気管４０内に供給される。
【００４４】
基板処理装置１０によって成膜処理が行われる場合、プラズマ発生装置３０は、チャンバ１１から排気されたガスに高周波電力を供給することにより、排気管４０内を流れるガスをプラズマ化する。また、基板処理装置１０によってクリーニング処理が行われる場合、プラズマ発生装置３０は、第３のガス供給部２０２から供給されたクリーニングガスに高周波電力を供給することにより、クリーニングガスをプラズマ化する。
【００４５】
［成膜処理］
図４は、成膜処理時の各バルブの状態の一例を示す図である。基板処理装置１０によって成膜処理が行われる場合、例えば図４に示さるように、バルブ２３ｄおよびバルブ４４が閉じられ、バルブ２３ａ、バルブ２３ｂ、およびバルブ４３が開かれる。なお、図４において、開かれているバルブは白抜きで描かれており、閉じられているバルブは黒塗りで描かれている。
【００４６】
これにより、原料Ａおよび原料Ｂを含む気体が第１のガス供給部２００からチャンバ１１内に供給され、被処理基板Ｗ上に原料Ａおよび原料Ｂの重合体の有機膜が成膜される。そして、成膜に寄与しなかった原料Ａおよび原料Ｂを含むガスは、排気口１４および排気管４０を介してプラズマ発生装置３０に供給され、プラズマ発生装置３０によってプラズマ化される。これによって、排気ガスに含まれる原料Ａおよび原料Ｂの未反応成分が低分子化され、排気される。
【００４７】
［クリーニング処理］
図５は、クリーニング処理時の各バルブの状態の一例を示す図である。基板処理装置１０によってクリーニング処理が行われる場合、例えば図５に示さるように、バルブ２３ａ、バルブ２３ｂ、およびバルブ４３が閉状態に制御され、バルブ２３ｄおよびバルブ４４が開状態に制御される。なお、図５において、開かれているバルブは白抜きで描かれており、閉じられているバルブは黒塗りで描かれている。また、クリーニング処理時には、載置台１５の上面を保護するために、載置台１５には、ダミーウエハＷ’が載置されることが好ましい。
【００４８】
第３のガス供給部２０２は、クリーニングガスをプラズマ発生装置３０に供給する。プラズマ発生装置３０は、第３のガス供給部２０２から供給されたクリーニングガスに高周波電力を供給することにより、クリーニングガスをプラズマ化する。プラズマ化されたクリーニングガスに含まれる酸素ラジカル等の活性種は、排気管４０および排気口１４を介してチャンバ１１内に供給される。チャンバ１１内に供給された活性種により、チャンバ１１、載置台１５、およびシャワーヘッド１６の表面に付着したデポが除去される。クリーニング処理では、チャンバ１１内のガスは、排気口１７からバルブ４４および排気管４５を介して排気される。
【００４９】
［実験結果］
図６および図７は、クリーニングレートの実験結果の一例を示す図である。実験では、有機膜が成膜された被処理基板Ｗが載置台１５上に載置され、図５に示されたように各バルブの状態が制御された。そして、プラズマ発生装置３０によって生成されたプラズマに含まれる活性種による被処理基板Ｗ上の有機膜のエッチングレートがクリーニングレートとして測定された。実験の主な条件は、以下の通りである。
チャンバ１１内の圧力：１［Ｔｏｒｒ］
処理時間：１８０［秒］
Ａｒ／Ｏ2＝５００［ｓｃｃｍ］／３００［ｓｃｃｍ］
【００５０】
図６および図７に示されるように、被処理基板Ｗの温度が９０℃〜１２０℃のいずれであっても、被処理基板Ｗ上の有機膜がクリーニングされている。図６および図７の実験結果では、被処理基板Ｗの温度が高くなるほどクリーニングレートが高くなる傾向が見られた。従って、クリーニング処理の際には、チャンバ１１内の温度を、成膜処理時の際の温度よりも高くすることにより、より効率よくデポを除去することができると考えられる。
【００５１】
以上、第３の実施形態について説明した。本実施形態における基板処理装置１０は、バルブ４３と、バルブ４４と、排気管４５と、第３のガス供給部２０２とをさらに備える。バルブ４３は、プラズマ発生装置３０と排気装置４２との間の排気管４０に設けられる。バルブ４４は、排気管４５に設けられる。排気管４５は、チャンバ１１と排気装置４２とを接続する。第３のガス供給部２０２は、プラズマ発生装置３０とバルブ４３との間の排気管４０内に酸素含有ガスを供給する。被処理基板Ｗに重合体の膜を形成する場合、バルブ４３が開かれ、バルブ４４が閉じられ、チャンバ１１から排気管４０を介して排気装置４２へ流れるガスにプラズマ発生装置３０によって生成されたプラズマが照射される。また、チャンバ１１内のクリーニングが行われる場合、バルブ４３が閉じられ、バルブ４４が開かれ、第３のガス供給部２０２から供給された酸素含有ガスがプラズマ発生装置３０によってプラズマ化され、プラズマに含まれる活性種によってチャンバ１１内がクリーニングされる。これにより、プラズマ発生装置３０を用いて、排気経路へのデポの付着の抑制と、チャンバ１１内のクリーニングとを実現することができる。
【００５２】
また、上記した第３の実施形態において、酸素含有ガスには、Ｏ2ガスまたはＯ3ガスが含まれる。これにより、酸素含有ガスのプラズマに含まれる活性種により、チャンバ１１内のデポを除去することができる。
【００５３】
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、上記した第１〜第３の実施形態の基板処理装置１０では、エネルギー供給装置の一例としてプラズマ発生装置３０が用いられたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、基板処理装置１０には、エネルギー供給装置の他の例として、排気管４０内を流れるガスに紫外線を照射する紫外線照射装置が用いられてもよい。
【００５５】
例えば、成膜処理の際、紫外線照射装置は、排気管４０内を流れるガスに紫外線を照射することによって排気管４０内を流れるガスにエネルギーを供給する。これにより、紫外線照射装置から照射された紫外線によって、チャンバ１１から排気されるガスに含まれる第１のモノマーおよび第２のモノマーの少なくともいずれか一方の未反応成分が低分子化される。
【００５６】
また、クリーニング処理の際、紫外線照射装置は、第３のガス供給部２０２から供給されたクリーニングガスに紫外線を照射することにより、活性種を生成し、生成された活性種によってチャンバ１１内をクリーニングする。プラズマ発生装置３０に代えて、紫外線照射装置が設けられることによっても、排気経路へのデポの付着の抑制と、チャンバ１１内のクリーニングとを実現することができる。
【００５７】
また、上記した第３の実施形態の基板処理装置１０においても、上記した第２の実施形態の基板処理装置１０と同様に、プラズマ発生装置３０の上流の排気経路において、排気経路を流れるガスに、プラズマの安定的な生成を補助するためのガスが添加されてもよい。
【００５８】
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
Ｗ  被処理基板
Ｗ’  ダミーウエハ
１０  基板処理装置
１１  チャンバ
１２  開口
１３  ゲートバルブ
１４  排気口
１５  載置台
１６  シャワーヘッド
１７  排気口
２００  第１のガス供給部
２０１  第２のガス供給部
２０２  第３のガス供給部
２０ａ  原料供給源
２１ａ  気化器
２２ａ  流量制御器
２３ａ  バルブ
２４ａ  供給配管
２０ｂ  原料供給源
２１ｂ  気化器
２２ｂ  流量制御器
２３ｂ  バルブ
２４ｂ  供給配管
２０ｃ  ガス供給源
２２ｃ  流量制御器
２３ｃ  バルブ
２４ｃ  供給配管
２０ｄ  ガス供給源
２２ｄ  流量制御器
２３ｄ  バルブ
２４ｄ  供給配管
３０  プラズマ発生装置
４０  排気管
４１  圧力調整バルブ
４２  排気装置
４３  バルブ
４４  バルブ
４５  排気管
１００  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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