(57)【要約】【課題】クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させる。【解決手段】基板処理装置は、処理容器と、載置台と、供給管と、排気装置とを備える。処理容器は、略円筒形状の内部空間を有する。載置台は、処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される。供給管は、処理容器の側壁における内部空間側の面である内壁面に沿う方向にガスを供給することにより、処理容器内にガスの旋回流を発生させる。排気装置は、処理容器内のガスを排気する。また、略円筒形状の内部空間の軸に交差する方向において、載置台が配置される範囲よりも内壁面側の第１の範囲におけるガスの流速は、載置台が配置される第２の範囲におけるガスの流速よりも速い。【選択図】図２
2020126881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状の内部空間を有する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、
前記処理容器の側壁における前記内部空間側の面である内壁面に沿う方向にガスを供給することにより、前記処理容器内に前記ガスの旋回流を発生させる供給管と、
前記処理容器内の前記ガスを排気する排気装置と
を備え、
略円筒形状の前記内部空間の軸に交差する方向において、前記載置台が配置される範囲よりも前記内壁面側の第１の範囲における前記ガスの流速は、前記載置台が配置される第２の範囲における前記ガスの流速よりも速い基板処理装置。
【請求項２】
前記供給管は、
前記軸に沿う方向から見た場合、前記処理容器内において、前記内壁面の接線の方向に前記ガスを供給することにより、前記処理容器内に前記ガスの旋回流を発生させる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板処理装置は、複数の前記供給管を備え、
複数の前記供給管は、
前記軸に沿う方向から見た場合、前記内壁面に沿って等間隔となる前記内壁面のそれぞれの位置から前記処理容器内に前記ガスを供給する請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板処理装置は、複数の前記供給管を備え、
複数の前記供給管は、
前記軸に直交する方向から見た場合、前記内壁面に沿って異なるそれぞれの位置から前記処理容器内に前記ガスを供給する請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記供給管を介して前記処理容器内に供給されるガスの流量を制御する流量制御部を備え、
前記流量制御部は、
前記処理容器内に供給される前記ガスの流量をパルス状に切り替える請求項１から４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記流量制御部は、
前記処理容器内に供給される前記ガスの流量をパルス状に切り替える第１の供給動作と、前記第１の供給動作の後に前記処理容器内に前記ガスを所定の流量で連続的に供給する第２の供給動作とを実行する請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記供給管は、
前記軸に直交する方向に対して斜め方向に前記ガスを供給する請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板処理装置は、
前記被処理基板が載置される前記載置台の載置面に対向する位置に設けられた天板と、
前記載置面よりも前記天板から離れた側の前記処理容器の底部に設けられた排気管と
を有し、
前記供給管は、前記載置面よりも前記排気管側の前記内壁面に設けられ、前記軸に直交する方向から見た場合、前記天板側に斜めに傾いた方向へ前記ガスを供給し、
前記排気装置は、前記排気管を介して前記処理容器内のガスを排気する請求項１から７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板処理装置は、
前記被処理基板が載置される前記載置台の載置面に対向する位置に設けられた天板と、
前記載置面よりも前記天板から離れた側の前記処理容器の底部に設けられた排気管と
を有し、
前記供給管は、前記載置面よりも前記天板側の前記内壁面に設けられ、
前記排気装置は、前記排気管を介して前記処理容器内のガスを排気する請求項１から７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記供給管は、前記軸に直交する方向から見た場合、前記天板側に斜めに傾いた方向へ前記ガスを供給する請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記供給管は、
前記軸に沿う所定の方向から見た場合、時計回りの方向に前記ガスの旋回流を発生させる第１の供給管と、
前記所定の方向から見た場合、反時計回りの方向に前記ガスの旋回流を発生させる第２の供給管と
を含み、
前記基板処理装置は、
前記処理容器内に前記ガスを供給する供給管を、所定時間毎に前記第１の供給管または前記第２の供給管に切り替える切替部を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
略円筒形状の内部空間を有する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、
前記処理容器内にガスを供給する供給管と、
前記処理容器内の前記ガスを排気する排気装置と
を備える基板処理装置におけるクリーニング方法であって、
前記供給管から前記処理容器内に前記ガスを供給すると共に、前記排気装置を用いて前記処理容器内の前記ガスを排気することにより、前記処理容器内の圧力を調整する圧力調整工程と、
前記処理容器の側壁における前記内部空間側の面である内壁面に沿う方向に前記ガスを供給することにより、前記処理容器内に前記ガスの旋回流を発生させるガス供給工程と
を含み、
前記ガス供給工程では、
略円筒形状の前記処理容器の軸に交差する方向において、前記載置台が配置される範囲よりも前記処理容器の内壁面側の第１の範囲における前記ガスの流速が、前記載置台が配置される第２の範囲における前記ガスの流速よりも速いクリーニング方法。 
【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、基板処理装置およびクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１には、基板処理後に大流量のパージガスを処理容器内に供給することにより、基板処理によって処理容器内に付着した反応副生成物（いわゆるデポ）を除去する技術が開示されている。このような技術は、ＮＰＰＣ（Non-Plasma  Particle  Cleaning）と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９００８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる基板処理装置およびクリーニング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面は、基板処理装置であって、処理容器と、載置台と、供給管と、排気装置とを備える。処理容器は、略円筒形状の内部空間を有する。載置台は、処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される。供給管は、処理容器の側壁における内部空間側の面である内壁面に沿う方向にガスを供給することにより、処理容器内にガスの旋回流を発生させる。排気装置は、処理容器内のガスを排気する。また、略円筒形状の内部空間の軸に交差する方向において、載置台が配置される範囲よりも内壁面側の第１の範囲におけるガスの流速は、載置台が配置される第２の範囲におけるガスの流速よりも速い。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ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１の実施形態におけるプラズマ処理装置のＸ−Ｘ断面の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、供給管から供給されるガスの供給方向の一例を示す図である。
【図４】図４は、供給管から供給されるガスの流れの一例を示す図である。
【図５】図５は、供給管から供給されたガスの流速の分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、本開示の第１の実施形態におけるクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、供給管から供給されるガスの流量制御の一例を示す図である。
【図８】図８は、本開示の第２の実施形態における装置本体の一例を示す要部断面図である。
【図９】図９は、パージガスの流量制御の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示の第３の実施形態におけるプラズマ処理装置のＸ−Ｘ断面の一例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、パージガスの流量制御の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示される基板処理装置およびクリーニング方法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およびクリーニング方法が限定されるものではない。
【０００９】
ところで、基板処理に用いられる処理ガスを供給するシャワーヘッドにおいて、処理ガスを吐出する吐出口の配置や向きは、基板表面における処理の均一性を高めるために、所定の配置や向きとなっている。そのため、シャワーヘッドを介して処理容器内に大流量のパージガスが供給された場合、基板が載置される載置台の載置面付近では、パージガスの流速が速いものの、処理容器の側壁付近では、パージガスの流速が遅い。
【００１０】
基板処理によって処理容器内で発生した反応副生成物（いわゆるデポ）は、処理容器の側壁などにも付着するため、シャワーヘッドを介して処理容器内に大流量のパージガスが供給されたとしても、処理容器の側壁に付着したデポを除去することが難しい。そのため、頻繁に処理容器を開放して洗浄等を行う必要があり、基板処理のスループットの向上が難しい。
【００１１】
そこで、本開示は、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる技術を提供する。
【００１２】
（第１の実施形態）
［プラズマ処理装置１０の構成］
図１は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１０の一例を示す概略断面図である。図２は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１０のＸ−Ｘ断面の一例を示す断面図である。本実施形態において、プラズマ処理装置１０は、例えば平行平板の電極を備えるプラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１０は、装置本体１１および制御装置１００を備える。
【００１３】
装置本体１１は、略円筒形状の内部空間を有する処理容器１２を備える。略円筒形状の内部空間は、処理容器１２の側壁１２０における内部空間側の面である内壁面１２０ａによって画成されている。処理容器１２の内部空間の中心軸を中心軸Ｚと定義する。
【００１４】
処理容器１２の内部の下部には、被処理基板の一例である半導体ウエハＷを載置し、外形が略円柱状の載置台１３が設けられている。載置台１３の載置面１３０には、半導体ウエハＷが載置される。載置台１３内には、電極１３１が設けられている。電極１３１には、スイッチ１３２を介して直流電源１３３が接続されている。電極１３１は、スイッチ１３２を介して直流電源１３３から供給された直流電圧により、載置面１３０に静電気力を発生させる。半導体ウエハＷは、電極１３１によって発生した静電気力により、載置面１３０に吸着保持される。スイッチ１３２は、制御装置１００によって制御される。
【００１５】
載置台１３の上方には、シャワーヘッド１４が設けられている。シャワーヘッド１４は、処理容器１２の天井の一部を構成する。シャワーヘッド１４は、天板保持部１４０および天板１４１を有する。天板１４１には、天板１４１の厚さ方向に貫通する複数の吐出口１４２が形成されている。天板保持部１４０は、上方から天板１４１を保持する。天板保持部１４０の下面には凹部が形成されている。天板保持部１４０の凹部と天板１４１の上面とで囲まれた空間である拡散室１４３と、それぞれの吐出口１４２とは連通している。
【００１６】
天板保持部１４０には、半導体ウエハＷに対するプラズマ処理に用いられる処理ガスを拡散室１４３内に供給するための配管１５が接続されている。配管１５には、バルブ１５０および流量制御器１５１を介してガス供給源１５２が接続されている。ガス供給源１５２は、処理ガスの供給源である。流量制御器１５１は、バルブ１５０が開かれた場合に、ガス供給源１５２からシャワーヘッド１４に供給される処理ガスの流量を制御する。バルブ１５０および流量制御器１５１は、制御装置１００によって制御される。
【００１７】
流量制御器１５１によって流量が制御された処理ガスは、バルブ１５０および配管１５を介して拡散室１４３内に供給される。拡散室１４３内に供給された処理ガスは、拡散室１４３内を拡散し、それぞれの吐出口１４２を介して、天板１４１と載置台１３との間の空間内にシャワー状に供給される。
【００１８】
処理容器１２の側壁１２０には、半導体ウエハＷの搬入および搬出を行うための開口部１２１が形成されている。開口部１２１は、ゲートバルブ１２２によって開閉される。
【００１９】
処理容器１２の底部には、排気管１６が接続されており、排気管１６には、ＡＰＣ（Adaptive  Pressure  Control）バルブ１６０および排気装置１６１が接続されている。排気装置１６１は、排気管１６およびＡＰＣバルブ１６０を介して処理容器１２内のガスを排気する。ＡＰＣバルブ１６０は、排気装置１６１による排気量を制御することにより、処理容器１２内の圧力を調整する。ＡＰＣバルブ１６０および排気装置１６１は、制御装置１００によって制御される。
【００２０】
載置台１３には、整合器１３４を介して高周波電源１３５が接続されている。高周波電源１３５は、整合器１３４を介して高周波電力を載置台１３に供給する。載置台１３は、下部電極としても機能し、処理容器１２内に高周波電力を供給する。整合器１３４は、高周波電源１３５の出力インピーダンスと負荷（載置台１３）側の入力インピーダンスとを整合させる。高周波電源１３５から供給される高周波電力の周波数や大きさは、制御装置１００によって制御される。
【００２１】
シャワーヘッド１４から処理容器１２内にシャワー状に供給された処理ガスは、載置台１３から処理容器１２内に供給された高周波電力によって励起され、プラズマ化される。そして、プラズマに含まれるイオンや活性種によって、半導体ウエハＷにエッチング等のプラズマ処理が施される。
【００２２】
処理容器１２内においてプラズマ処理が行われると、プラズマ処理に起因して発生したデポが処理容器１２の側壁１２０の内壁面１２０ａ等に付着する。処理容器１２内においてプラズマ処理が繰り返されると、内壁面１２０ａ等に付着したデポが成長し、やがてパーティクルとなって処理容器１２内に飛散し、半導体ウエハＷを汚染する。そこで、本実施形態では、所定数の半導体ウエハＷの処理が行われた後、処理容器１２内に半導体ウエハＷが収容されていない状態で、処理容器１２内にパージガスを流す。これにより、パージガスによって内壁面１２０ａ等に付着したデポを吹き飛ばされ、処理容器１２内のデポが低減される。
【００２３】
処理容器１２の側壁１２０には、処理容器１２内にパージガスを供給するための複数の配管２０が設けられている。それぞれの配管２０には、バルブ２００および流量制御装置２０１を介してガス供給源２０２が接続されている。ガス供給源２０２は、パージガスの供給源である。本実施形態において、パージガスは、例えば窒素ガスである。なお、パージガスは、不活性ガスであれば、窒素ガス以外にも、希ガスや酸素ガス等を用いることができる。流量制御装置２０１は、バルブ２００が開かれた場合に、ガス供給源２０２からそれぞれの配管２０を介して処理容器１２内に供給されるパージガスの流量を制御する。バルブ２００および流量制御装置２０１は、制御装置１００によって制御される。
【００２４】
制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して装置本体１１の各部を制御する。
【００２５】
［パージガスの流れ］
処理容器１２の側壁１２０には、例えば図２に示されるように、複数の配管２０が設けられる。本実施形態において、処理容器１２の側壁１２０には、内壁面１２０ａに沿って４個の配管２０が等間隔で設けられている。なお、処理容器１２の側壁１２０に設けられる配管２０は、少なくとも１個設けられていれば、３個以下であってもよく、５個以上であってもよい。
【００２６】
本実施形態において、それぞれの配管２０は、処理容器１２内において、処理容器１２の内壁面１２０ａに沿う方向ｄにパージガスを供給する。中心軸Ｚに沿う方向から見た場合、方向ｄは、例えば、内壁面１２０ａの接線の方向と中心軸Ｚへ向かう方向との中間の方向よりも内壁面１２０ａの接線の方向に近い方向である。本実施形態において、方向ｄは、例えば図２に示されるように、中心軸Ｚに沿う方向から見た場合、内壁面１２０ａの例えば接線の方向である。
【００２７】
また、それぞれの配管２０は、例えば図３に示されるように、中心軸Ｚに直交する方向ｄ0（例えば水平方向）に対して斜め方向にパージガスを供給する。図３は、配管２０から供給されるガスの供給方向の一例を示す図である。本実施形態において、それぞれの配管２０は、方向ｄ0に対して斜め下方向にパージガスを供給する。それぞれの配管２０がパージガスを供給する方向ｄと方向ｄ0とがなす角度θは、例えば０°より大きく４５°よりも小さい角度であり、例えば３０°である。
【００２８】
処理容器１２内に供給されたパージガスは、処理容器１２の底部に接続された排気管１６を介して排気される。これにより、処理容器１２内に斜め下方向へのガスの流れが発生する。そして、中心軸Ｚに沿ってシャワーヘッド１４から載置台１３へ向かう方向から見た場合、例えば図４に示されるように、処理容器１２の内壁面１２０ａに沿う方向にパージガスの時計回りの旋回流が発生する。図４は、配管２０から供給されるガスの流れの一例を示す図である。
【００２９】
また、本実施形態において、それぞれの配管２０は、載置台１３の載置面１３０よりも天板１４１側の内壁面１２０ａに設けられている。そして、排気装置１６１は、載置台１３の載置面１３０よりも天板１４１から離れた側の処理容器１２の底部に設けられた排気管１６を介して処理容器１２内のガスを排気する。これにより、中心軸Ｚに沿ってシャワーヘッド１４から載置台１３へ向かう方向に、内壁面１２０ａに沿うパージガスの旋回流を迅速に発生させることができる。
【００３０】
［シミュレーション結果］
図５は、配管２０から供給されたガスの流速の分布の一例を示す図である。図５のシミュレーション結果から明らかなように、載置台１３の上方の空間よりも中心軸Ｚから離れた空間において、配管２０から供給されたガスの流速が速くなっている。即ち、中心軸Ｚに交差する方向において、載置台１３が配置される範囲よりも内壁面１２０ａ側の第１の範囲Ｒ１におけるガスの流速が、載置台１３が配置される第２の範囲Ｒ２におけるガスの流速よりも速くなっている。なお、図５の例では、中心軸Ｚに交差する方向は、中心軸Ｚに直交する方向である。これにより、処理容器１２の内壁面１２０ａに付着したデポをパージガスにより効率よく吹き飛ばすことができる。
【００３１】
［クリーニング方法］
図６は、本開示の第１の実施形態におけるクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。図６に例示されたクリーニング方法は、主に制御装置１００が装置本体１１の各部を制御することによって実現される。例えば、プラズマ処理装置１０によって処理された半導体ウエハＷが処理容器１２内から搬出された後に、制御装置１００は、図６に例示された処理を開始する。
【００３２】
まず、処理容器１２内の圧力が調整される（Ｓ１０）。ステップＳ１０は、圧力調整工程の一例である。ステップＳ１０において、制御装置１００は、バルブ２００および流量制御装置２０１を制御して、それぞれの配管２０から処理容器１２内に小流量（例えば数十ｓｃｃｍ）のパージガスを供給しながら、ＡＰＣバルブ１６０および排気装置１６１を制御する。これにより、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に調整される。ステップＳ１０において、制御装置１００は、処理容器１２内の圧力を、例えば数Ｔｏｒｒから数十Ｔｏｒｒの間の圧力（例えば１０Ｔｏｒｒ）に制御する。なお、ステップＳ１０では、それぞれの配管２０から処理容器１２内へのパージガスの供給を行わずに、ＡＰＣバルブ１６０を開き、排気装置１６１によって処理容器１２内の真空引きを行っている状態にしてもよい。
【００３３】
次に、処理容器１２内に大流量のパージガスが供給される（Ｓ１１）。ステップＳ１１は、ガス供給工程の一例である。ステップＳ１１において、制御装置１００は、流量制御装置２０１を制御して、それぞれの配管２０から処理容器１２内に大流量（例えば数十ｓｌｍ）のパージガスを所定時間（例えば数十秒から数分間）供給する。これにより、処理容器１２内に内壁面１２０ａに沿う方向に旋回するパージガスの流れが発生する。これにより、内壁面１２０ａに付着しているデポが内壁面１２０ａから剥がれ、パージガスと共に排気管１６を介して排気される。そして、図６に例示されたクリーニング方法が終了する。
【００３４】
以上、第１の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１０は、処理容器１２と、載置台１３と、配管２０と、排気管１６とを備える。処理容器１２は、略円筒形状の内部空間を有する。載置台１３は、載置台１３内に設けられ、半導体ウエハＷが載置される。配管２０は、処理容器１２の側壁における内部空間側の面である内壁面１２０ａに沿う方向にガスを供給することにより、処理容器１２内にガスの旋回流を発生させる。排気管１６は、処理容器１２内のガスを排気する。また、略円筒形状の内部空間の中心軸Ｚに交差する方向において、載置台１３が配置される範囲よりも内壁面１２０ａ側の第１の範囲Ｒ１におけるガスの流速は、載置台１３が配置される第２の範囲Ｒ２におけるガスの流速よりも速い。これにより、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる。
【００３５】
また、上記した実施形態において、配管２０は、中心軸Ｚに沿う方向から見た場合、処理容器１２内において、内壁面１２０ａの接線の方向ｄにガスを供給することにより、処理容器１２内にガスの旋回流を発生させる。これにより、内壁面１２０ａ付近のガスの流速を高めることができ、デポの除去効率を向上させることができる。
【００３６】
また、上記した実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、複数の配管２０を備える。複数の配管２０は、中心軸Ｚに沿う方向から見た場合、内壁面１２０ａに沿って等間隔となる内壁面１２０ａのそれぞれの位置から処理容器１２内にガスを供給する。これにより、中心軸Ｚを中心とする円の周方向におけるガスの流速の偏りを低減することができ、周方向における内壁面１２０ａ全体のデポを効率よく除去することができる。
【００３７】
また、上記した実施形態において、配管２０は、中心軸Ｚに直交する方向に対して斜め方向にガスを供給する。これにより、配管２０は、処理容器１２内に迅速にガスの旋回流を発生させることができる。
【００３８】
また、上記した実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、載置台１３の載置面１３０に対向する位置に設けられた天板１４１と、載置面１３０よりも天板１４１から離れた側の処理容器１２の底部に設けられた排気管１６とを有する。配管２０は、載置面１３０よりも天板１４１側の内壁面１２０ａに設けられる。排気装置１６１は、排気管１６を介して処理容器１２内のガスを排気する。これにより、中心軸Ｚに沿ってシャワーヘッド１４から載置台１３へ向かう方向に、内壁面１２０ａに沿うパージガスの旋回流を迅速に発生させることができる。
【００３９】
なお、流量制御装置２０１は、配管２０を介して処理容器１２内に供給されるパージガスの流量を、例えば図７に示されるように変化させてもよい。図７は、配管２０から供給されるガスの流量制御の一例を示す図である。
【００４０】
例えば、第１の期間Ｔ1では、処理容器１２内に供給されるパージガスの流量が、大流量Ｑ1と小流量Ｑ2とで交互に切り替えられる。大流量Ｑ1のパージガスが供給される期間Ｔ11と、小流量Ｑ2のパージガスが供給される期間Ｔ12とは、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。また、小流量Ｑ2は、例えば０（即ち供給停止）であってもよい。
【００４１】
また、第２の期間Ｔ2では、処理容器１２内に供給されるパージガスが、大流量Ｑ3で連続的に処理容器１２内に供給される。第２の期間Ｔ2における大流量Ｑ3は、第１の期間Ｔ1における大流量Ｑ1と同じ流量であってもよく、異なる流量であってもよい。
【００４２】
第１の期間Ｔ1において、大流量Ｑ1のパージガスと小流量Ｑ2のパージガスとが交互に供給されることにより、小流量Ｑ2から大流量Ｑ1に切り替わる際の衝撃により、内壁面１２０ａの付着しているデポが剥がれやすくなることが期待できる。また、第１の期間Ｔ1の後に、第２の期間Ｔ2を設けることにより、第１の期間Ｔ1において内壁面１２０ａから剥がれたデポをパージガスと共に迅速に処理容器１２内から排気することができる。
【００４３】
第１の期間Ｔ1おけるパージと第２の期間Ｔ2におけるパージとは、交互に複数回実行されることが好ましい。また、第１の期間Ｔ1の長さと第２の期間Ｔ2の長さは、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。第１の期間Ｔ1おけるパージは、第１の供給動作の一例であり、第２の期間Ｔ2おけるパージは、第２の供給動作の一例である。
【００４４】
このように、プラズマ処理装置１０は、配管２０を介して処理容器１２内に供給されるガスの流量を制御する流量制御装置２０１を備え、流量制御装置２０１は、処理容器１２内に供給されるガスの流量をパルス状に切り替えてもよい。これにより、ガスが小流量から大流量に切り替わる際の衝撃によって、内壁面１２０ａの付着しているデポが剥がれやすくなることが期待できる。
【００４５】
また、流量制御装置２０１は、処理容器１２内に供給されるガスの流量をパルス状に切り替える第１の供給動作と、第１の供給動作の後に処理容器１２内にガスを所定の流量で連続的に供給する第２の供給動作とを実行する。これにより、第１の供給動作で内壁面１２０ａから剥がれたデポを、第２の供給動作においてパージガスと共に処理容器１２内から迅速に排気することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１０では、内壁面１２０ａにおいて、中心軸Ｚに交差する平面内（例えば水平面内）に複数の配管２０が設けられた。これに対し、本実施形態におけるプラズマ処理装置１０では、内壁面１２０ａにおいて、中心軸Ｚに沿う方向（例えば垂直方向）に複数の配管２０が設けられる。なお、以下では、第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１０と異なる点を中心に説明を行う。
【００４７】
図８は、本開示の第２の実施形態における装置本体１１の一例を示す要部断面図である。本実施形態では、例えば図８に示されるように、内壁面１２０ａにおいて、中心軸Ｚに沿う方向に複数の配管２０が設けられる。これにより、中心軸Ｚに沿う方向におけるパージガスの流速の分布をより均一化することができる。これにより、載置面１３０よりもシャワーヘッド１４側の内壁面１２０ａに付着したデポだけでなく、載置面１３０付近の内壁面１２０ａに付着したデポや、載置面１３０よりも排気管１６側の内壁面１２０ａに付着したデポも効率よく除去することができる。
【００４８】
また、本実施形態の処理容器１２において、中心軸Ｚと内壁面１２０ａとの間の距離は、中心軸Ｚに沿う方向において略一定であるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、中心軸Ｚと内壁面１２０ａとの間の距離が、中心軸Ｚに沿う方向において一定でない形状の処理容器１２においても、開示の技術を適用することができる。このような処理容器１２としては、例えば、載置台１３の載置面１３０付近の空間が、シャワーヘッド１４付近および配管１５付近の空間より広い略紡錘形状の内部空間を有する処理容器１２が考えられる。このような略紡錘形状の内部空間も、略円筒形状の内部空間の一例と考えることができる。
【００４９】
なお、図８の例では、複数の配管２０が、内壁面１２０ａにおいて、中心軸Ｚと平行な直線上に配置されているが、開示の技術はこれに限られない。それぞれの配管２０は、中心軸Ｚに沿う方向における位置が異なっていれば、中心軸Ｚに沿う方向から見た場合の位置が異なっていてもよい。この場合、複数の配管２０は、処理容器１２内に形成されるパージガスの旋回流が流れる方向に沿って、内壁面１２０ａに螺旋状に配置されてもよい。
【００５０】
また、図８に例示されたそれぞれの配管２０には、独立に制御されるバルブ２００が１つずつ接続され、それぞれの配管２０から処理容器１２内に供給されるパージガスの供給および供給停止が独立に制御されてもよい。例えば、それぞれの配管２０から処理容器１２内に供給されるパージガスは、例えば図９に示されるように制御されてもよい。
【００５１】
図９は、パージガスの流量制御の一例を示す図である。例えば、処理容器１２内に形成されるパージガスの旋回流の上流側に配置された第１の配管２０は、例えば図９（ａ）に示されるタイミングでパージガスをパルス状に処理容器１２内に供給する。また、例えば、第１の配管２０よりもパージガスの旋回流の下流側に配置された第２の配管２０は、例えば図９（ｂ）に示されるタイミングでパージガスをパルス状に処理容器１２内に供給する。また、例えば、第２の配管２０よりもパージガスの旋回流の下流側に配置された第３の配管２０は、例えば図９（ｃ）に示されるタイミングでパージガスをパルス状に処理容器１２内に供給する。これにより、処理容器１２内により均一なパルス状のパージガスの旋回流を発生させることができる。
【００５２】
以上、第２の実施形態について説明した。上記したように、プラズマ処理装置１０は、複数の配管２０を備え、複数の配管２０は、中心軸Ｚに直交する方向から見た場合、内壁面１２０ａに沿って異なるそれぞれの位置から処理容器１２内にガスを供給する。これにより、処理容器１２内により均一なパージガスの旋回流を発生させることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１０では、処理容器１２内において、一方向のパージガスの旋回流が形成された。これに対し、本実施形態におけるプラズマ処理装置１０では、処理容器１２内において、一方向のパージガスの旋回流と、反対方向のパージガスの旋回流とが所定時間毎に切り替えられて形成される。なお、以下では、第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１０と異なる点を中心に説明を行う。
【００５４】
図１０は、本開示の第３の実施形態におけるプラズマ処理装置１０のＸ−Ｘ断面の一例を示す断面図である。処理容器１２の側壁１２０には、複数の配管２０−１および複数の配管２０−２が設けられる。本実施形態において、処理容器１２の側壁１２０には、内壁面１２０ａに沿って４個の配管２０−１が等間隔で設けられており、内壁面１２０ａに沿って４個の配管２０−２が等間隔で設けられている。なお、処理容器１２の側壁１２０に設けられる配管２０−１および配管２０−２は、少なくともそれぞれ１個ずつ設けられていれば、それぞれ３個以下であってもよく、それぞれ５個以上であってもよい。
【００５５】
それぞれの配管２０−１には、バルブ２００−１を介して流量制御装置２０１が接続されており、それぞれの配管２０−２には、バルブ２００−２を介して流量制御装置２０１が接続されている。バルブ２００−１およびバルブ２００−２は、切替部の一例である。
【００５６】
それぞれの配管２０−１は、処理容器１２内において、内壁面１２０ａに沿う方向ｄ1（例えば内壁面１２０ａの接線の方向）にパージガスを供給する。これにより、複数の配管２０−１から供給されたパージガスによって、処理容器１２内には、中心軸Ｚに沿う所定の方向から見た場合、内壁面１２０ａに沿って時計回り方向ｄCWの旋回流が発生する。所定の方向は、例えばシャワーヘッド１４から載置台１３へ向かう方向である。
【００５７】
また、それぞれの配管２０−２は、処理容器１２内において、内壁面１２０ａに沿う方向ｄ2（例えば内壁面１２０ａの接線の方向）にパージガスを供給する。これにより、複数の配管２０−２から供給されたパージガスによって、処理容器１２内には、中心軸Ｚに沿う所定の方向から見た場合、内壁面１２０ａに沿って反時計回り方向ｄCCWの旋回流が発生する。
【００５８】
図１１は、パージガスの流量制御の一例を示す図である。図１１（ａ）には、それぞれの配管２０−１から処理容器１２内に供給されるパージガスの流量の変化が示されており、図１１（ｂ）には、それぞれの配管２０−２から処理容器１２内に供給されるパージガスの流量の変化が示されている。図１１（ａ）に例示されたパージガスの供給および供給停止は、バルブ２００−１によって制御され、図１１（ｂ）に例示されたパージガスの供給および供給停止は、バルブ２００−２によって制御される。
【００５９】
例えば、期間Ｔaにおいて、バルブ２００−１が開かれ、それぞれの配管２０−１から処理容器１２内にパージガスが供給される。これにより、処理容器１２内に、内壁面１２０ａに沿って時計回り方向ｄCWの旋回流が発生する。
【００６０】
次に、例えば、期間Ｔbにおいて、バルブ２００−１が閉じられ、それぞれの配管２０−１から処理容器１２内へのパージガスの供給が停止される。これにより、処理容器１２内に発生していた時計回り方向ｄCWの旋回流が徐々に減衰する。
【００６１】
次に、例えば、期間Ｔcにおいて、バルブ２００−２が開かれ、それぞれの配管２０−２から処理容器１２内にパージガスが供給される。これにより、処理容器１２内に、内壁面１２０ａに沿って反時計回り方向ｄCCWの旋回流が発生する。
【００６２】
次に、例えば、期間Ｔdにおいて、バルブ２００−２が閉じられ、それぞれの配管２０−２から処理容器１２内へのパージガスの供給が停止される。これにより、処理容器１２内に発生していた反時計回り方向ｄCCWの旋回流が徐々に減衰する。
【００６３】
期間Ｔa〜期間Ｔdは、それぞれ数秒から数十秒程度の時間である。一例として、期間Ｔa〜期間Ｔdは、それぞれ１０秒であってもよい。本実施形態では、期間Ｔa〜期間Ｔdにおける動作がこの順番で所定回数（例えば４サイクル）繰り返される。なお、期間Ｔbおよび期間Ｔdは、期間Ｔaおよび期間Ｔcよりも短くてもよい。また、期間Ｔbおよび期間Ｔdが設けられず、期間Ｔaおよび期間Ｔcが交互に繰り返されてもよい。
【００６４】
処理容器１２内において、一方向に発生したパージガスの旋回流がなくなる前に、反対方向にパージガスの旋回流を発生させることにより、内壁面１２０ａに付着したデポにより強い衝撃を与えることができる。また、一方向のパージガスの旋回流と反対方向のパージガスの旋回流とを交互に切り替えることにより、内壁面１２０ａに付着したデポを内壁面１２０ａからより効率よく引き剥がすことができる。これにより、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる。
【００６５】
以上、第３の実施形態について説明した。上記したように、プラズマ処理装置１０は、配管２０−１と配管２０−２とを有する。配管２０−１は、中心軸Ｚに沿う所定の方向から見た場合、時計回りの方向にガスの旋回流を発生させる。配管２０−２は、中心軸Ｚに沿う所定の方向から見た場合、反時計回りの方向にガスの旋回流を発生させる。また、プラズマ処理装置１０は、バルブ２００−１およびバルブ２００−２を備える。バルブ２００−１およびバルブ２００−２は、処理容器１２内にガスを供給する供給管を、所定時間毎に配管２０−１または配管２０−２に切り替える。これにより、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる。
【００６６】
［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。
【００６７】
例えば、上記した第１の実施形態において、配管２０は、載置台１３の載置面１３０よりもシャワーヘッド１４側の内壁面１２０ａに設けられたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、配管２０は、載置台１３の載置面１３０よりも排気管１６側の内壁面１２０ａに設けられてもよい。この場合、配管２０は、中心軸Ｚに直交する方向から見た場合、シャワーヘッド１４側に斜めに傾いた方向へパージガスを供給する。配管２０から供給されたパージガスにより、内壁面１２０ａに沿って、載置面１３０よりも排気管１６側の空間から載置面１３０よりもシャワーヘッド１４側の空間へ向かう旋回流が発生し、内壁面１２０ａに付着したデポが除去される。シャワーヘッド１４付近に到達したパージガスは、排気管１６の方向へ流れ、排気管１６を介して排気される。この場合、シャワーヘッド１４付近に、排気管１６とは別な排気口が設けられ、クリーニングにおいては、当該別な排気口を介してパージガスが排気されるようにしてもよい。
【００６８】
また、上記した各実施形態において、配管２０は、中心軸Ｚに直交する方向（例えば水平方向）に対して斜め方向にパージガスを供給するが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、配管２０は、中心軸Ｚに直交する方向（例えば水平方向）に平行な方向にパージガスを供給してもよい。この場合であっても、配管２０から処理容器１２内に供給されたパージガスは、中心軸Ｚに沿う方向において配管２０とは異なる位置に設けられた排気管１６から排気される。そのため、配管２０と排気管１６との間に、配管２０から排気管１６へ向かう旋回流を発生させることができる。
【００６９】
また、上記した第１の実施形態において、配管２０は、載置台１３の載置面１３０よりもシャワーヘッド１４側の内壁面１２０ａに設けられ、中心軸Ｚに直交する方向（例えば水平方向）に対して載置面１３０側に斜めに傾いた方向にパージガスを供給する。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば、配管２０は、載置台１３の載置面１３０よりもシャワーヘッド１４側の内壁面１２０ａに設けられ、中心軸Ｚに直交する方向（例えば水平方向）に対してシャワーヘッド１４の天板１４１側に斜めに傾いた方向にパージガスを供給してもよい。これにより、内壁面１２０ａに付着したデポだけでなく、載置面１３０側の天板１４１の面に付着したデポも効率よく除去することができる。
【００７０】
また、上記した第３の実施形態では、中心軸Ｚに沿う方向から見た場合、一方向のパージガスの旋回流と、反対方向のパージガスの旋回流とが所定時間毎に切り替えられたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、他の形態として、シャワーヘッド１４から載置台１３へ向かう方向に旋回するパージガスの旋回流と、載置台１３からシャワーヘッド１４へ向かう方向に旋回するパージガスの旋回流とが、所定時間毎に切り替えられてもよい。
【００７１】
この場合、載置台１３の載置面１３０よりもシャワーヘッド１４側の内壁面１２０ａには、中心軸Ｚに直交する方向に対して排気管１６側に斜めに傾いた方向にパージガスを供給する配管２０が設けられ、当該配管２０にはバルブ２００−１が接続される。また、載置台１３の載置面１３０よりも排気管１６側の内壁面１２０ａには、中心軸Ｚに直交する方向に対してシャワーヘッド１４側に斜めに傾いた方向にパージガスを供給する配管２０が設けられ、当該配管２０にはバルブ２００−２が接続される。また、シャワーヘッド１４付近には、排気管１６とは別な排気口が設けられる。
【００７２】
そして、バルブ２００−１が開かれた場合、バルブ２００−１に接続された配管２０から供給されたパージガスは、シャワーヘッド１４から載置台１３へ向かう方向に旋回流を形成し、排気管１６から排気される。一方、バルブ２００−２が開かれた場合、バルブ２００−２に接続された配管２０から供給されたパージガスは、載置台１３からシャワーヘッド１４へ向かう方向に旋回流を形成し、シャワーヘッド１４付近に設けられた別な排気口から排気される。このようにしても、クリーニングにおけるデポの除去効率を向上させることができる。
【００７３】
また、中心軸Ｚに沿う方向から見た場合のパージガスの旋回流の方向の切り替えと、中心軸Ｚに直交する方向から見た場合のパージガスの旋回流の方向の切り替えとが組み合わされてもよい。これにより、クリーニングにおけるデポの除去効率をさらに向上させることが期待できる。
【００７４】
また、上記した各実施形態は、ＮＰＰＣによるクリーニングを例に説明されたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、プラズマを用いたクリーニングにおいても、クリーニングガスの流れに対して各実施形態で説明された技術を適用することが可能である。
【００７５】
また、上記した各実施形態は、プラズマ処理装置１０におけるクリーニングを例に説明されたが、開示の技術はこれに限られない。プラズマが用いられない処理装置におけるクリーニングにおいても、各実施形態で説明された技術を適用することが可能である。
【００７６】
また、排気管１６は、内壁面１２０ａに形成された排気口に接続され、内壁面１２０ａに沿う方向に処理容器１２内のガスが排気されるようにしてもよい。この場合、排気口との接続部付近の排気管１６は、例えば内壁面１２０ａに沿う方向に延伸して配置される。これにより、配管２０から内壁面１２０ａに沿う方向に供給されたパージガスが、排気口を介して、内壁面１２０ａに沿う方向に排気される。これにより、処理容器１２内により流速の速いパージガスの旋回流を形成することができる。これにより、クリーニングにおけるデポの除去効率をさらに向上させることが期待できる。
【００７７】
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】
【００７８】
Ｒ１  第１の範囲
Ｒ２  第２の範囲
Ｗ  半導体ウエハ
Ｚ  中心軸
１０  プラズマ処理装置
１１  装置本体
１２  処理容器
１２０  側壁
１２０ａ  内壁面
１３  載置台
１３０  載置面
１４  シャワーヘッド
１４０  天板保持部
１４１  天板
１６  排気管
１６０  ＡＰＣバルブ
１６１  排気装置
１００  制御装置
２０  配管
２００  バルブ
２０１  流量制御装置
２０２  ガス供給源 
【図１】
2020126881.tif 000003
【図２】
2020126881.tif 000004
【図３】
2020126881.tif 000005
【図４】
2020126881.tif 000006
【図５】
2020126881.tif 000007
【図６】
2020126881.tif 000008
【図７】
2020126881.tif 000009
【図８】
2020126881.tif 000010
【図９】
2020126881.tif 000011
【図１０】
2020126881.tif 000012
【図１１】
2020126881.tif 000013