(57)【要約】【課題】効果的にクリーニングする。【解決手段】処理容器とマイクロ波放射部とを有し、前記処理容器の前記マイクロ波放射部が配置される位置に窓部が形成されるマイクロ波プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、クリーニングガスを供給しながら、前記処理容器の壁面、前記マイクロ波放射部及び前記窓部を含む前記処理容器内のパーツのうち、クリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力に調整し、クリーニングガスのプラズマによりクリーニングするクリーニング工程を有する、クリーニング方法が提供される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器とマイクロ波放射部とを有し、前記処理容器の前記マイクロ波放射部が配置される位置に窓部が形成されるマイクロ波プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
クリーニングガスを供給しながら、前記処理容器の壁面、前記マイクロ波放射部及び前記窓部を含む前記処理容器内のパーツのうち、クリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力に調整し、クリーニングガスのプラズマによりクリーニングするクリーニング工程を有する、
クリーニング方法。
【請求項２】
前記クリーニング工程は、
前記クリーニング対象のうちの第１のパーツのサイズに対応する第１の圧力に調整してクリーニングする第１の工程と、
前記クリーニング対象のうちの前記第１のパーツと異なる第２のパーツのサイズに対応する圧力であって、前記第１の圧力と異なる第２の圧力に調整してクリーニングする第２の工程とを含む、
請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
前記第１の工程、前記第２の工程の順にクリーニングし、
前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも低い、
請求項２に記載のクリーニング方法。
【請求項４】
前記第１の工程のクリーニング時間は、前記第２の工程のクリーニング時間よりも長い、
請求項３に記載のクリーニング方法。
【請求項５】
前記第１の工程及び前記第２の工程は、予め定められた回数繰り返す、
請求項２〜４のいずれかに記載のクリーニング方法。
【請求項６】
前記クリーニング工程は、
前記クリーニング対象のうちの前記第１のパーツ及び前記第２のパーツと異なる第３のパーツのサイズに対応する圧力であって、前記第１の圧力及び前記第２の圧力と異なる第３の圧力に調整してクリーニングする第３の工程を含む、
請求項２〜５のいずれかに記載のクリーニング方法。
【請求項７】
前記第１の工程、前記第２の工程、前記第３の工程の順にクリーニングし、
前記第３の圧力は前記第２の圧力よりも低く、前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも低い、
請求項６に記載のクリーニング方法。
【請求項８】
前記第３の工程のクリーニング時間は、前記第１の工程のクリーニング時間よりも長く、
前記第１の工程のクリーニング時間は、前記第２の工程のクリーニング時間よりも長い、
請求項６又は７に記載のクリーニング方法。
【請求項９】
前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程は、予め定められた回数繰り返す、
請求項６〜８のいずれかに記載のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記クリーニング対象のパーツに対応する圧力は、前記パーツのサイズに対応するプラズマの拡散距離に応じた圧力に調整される、
請求項１〜９のいずれかに記載のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記クリーニング対象のパーツに対応する圧力は、１０Ｐａ〜１００Ｐａの範囲内である、
請求項１〜１０のいずれかに記載のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記クリーニング工程の後にプリコート膜を形成する、
請求項１〜１１のいずれかに記載のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記処理容器内のパーツは、前記窓部内であって前記マイクロ波放射部よりも外側に円環状に配置された複数のガス孔を含む、
請求項１〜１２のいずれかに記載のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、クリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、処理容器内にクリーニングガスを供給しつつプラズマを発生させて処理容器内を第１の圧力に維持してクリーニングを行う第１の工程と、第１の圧力よりも高い第２の圧力に維持してクリーニングを行う第２の工程を含むクリーニング方法を提案する。
【０００３】
特許文献２は、処理室の内部、および処理室の内部に収容された部材をクリーニングするステップ１、処理室の内部および部材それぞれの下部をクリーニングするステップ２、ガス供給路の内部をクリーニングするステップ３を有するクリーニング方法を提案する。ステップ１は、圧力を第１の圧力帯、温度を第１の温度帯にそれぞれ設定し、ガス供給路からクリーニングガスを供給して行う。ステップ２は、圧力を第１の圧力帯よりも高い第２の圧力帯に設定し、温度を第１の温度帯よりも高い第２の温度帯に上昇させながら、ガス供給路からクリーニングガスを供給して行う。ステップ３は、圧力を第２の圧力帯よりも低い第３の圧力帯に設定し、温度を第２の温度帯で維持しながら、ガス供給路からクリーニングガスを供給して行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１１０９９号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１６５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、効果的にクリーニングすることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、処理容器とマイクロ波放射部とを有し、前記処理容器の前記マイクロ波放射部が配置される位置に窓部が形成されるマイクロ波プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、クリーニングガスを供給しながら、前記処理容器の壁面、前記マイクロ波放射部及び前記窓部を含む前記処理容器内のパーツのうち、クリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力に調整し、クリーニングガスのプラズマによりクリーニングするクリーニング工程を有する、クリーニング方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の側面によれば、効果的にクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の一例を示す図。
【図２】一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の天井面の一例を示す図。
【図３】一実施形態に係るマイクロ波放射部と窓部周辺を模式的に示した図。
【図４】一実施形態に係る圧力とプラズマの拡散距離の相関グラフの一例を示す図。
【図５】一実施形態に係るクリーニング処理の一例を示すフローチャート。
【図６】一実施形態に係るクリーニング処理の結果の一例を示す図。
【図７】一実施形態の変形例に係るクリーニング処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１０】
［マイクロ波プラズマ処理装置］
図１は、一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置１００の断面図の一例を示す。マイクロ波プラズマ処理装置１００は、ウエハＷを収容する処理容器１を有する。マイクロ波プラズマ処理装置１００は、マイクロ波によって処理容器１の天井面に形成される表面波プラズマにより、ウエハＷに対して所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置の一例である。所定のプラズマ処理としては、成膜処理、エッチング処理またはアッシング処理等が例示される。
【００１１】
マイクロ波プラズマ処理装置１００は、処理容器１とマイクロ波プラズマ源２と制御部３とを有する。処理容器１は、アルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料からなる略円筒状の容器であり、接地されている。
【００１２】
処理容器１は、本体部１０を有し、内部にプラズマの処理空間を形成する。本体部１０は、処理容器１の天井部を構成する円盤状の天板である。処理容器１と本体部１０との接触面には支持リング１２９が設けられ、これにより、処理容器１の内部は気密にシールされている。
【００１３】
マイクロ波プラズマ源２は、マイクロ波出力部３０とマイクロ波伝送部４０とマイクロ波放射部５０とを有する。マイクロ波出力部３０は、複数経路に分配してマイクロ波を出力する。マイクロ波は、マイクロ波伝送部４０とマイクロ波放射部５０とを通って処理容器１の内部に導入される。処理容器１内に供給されたガスは、導入されたマイクロ波の電界により励起し、これにより表面波プラズマが形成される。
【００１４】
処理容器１内にはウエハＷを載置する載置台１１が設けられている。載置台１１は、処理容器１の底部中央に絶縁部材１２ａを介して立設された筒状の支持部材１２により支持されている。載置台１１及び支持部材１２を構成する材料としては、表面をアルマイト処理（陽極酸化処理）したアルミニウム等の金属や内部に高周波用の電極を有した絶縁部材（セラミックス等）が例示される。載置台１１には、ウエハＷを静電吸着するための静電チャック、温度制御機構、ウエハＷの裏面に熱伝達用のガスを供給するガス流路等が設けられてもよい。
【００１５】
載置台１１には、整合器１３を介して高周波バイアス電源１４が接続されている。高周波バイアス電源１４から載置台１１に高周波電力が供給されることにより、ウエハＷ側にプラズマ中のイオンが引き込まれる。なお、高周波バイアス電源１４はプラズマ処理の特性によっては設けなくてもよい。
【００１６】
処理容器１の底部には排気管１５が接続されており、排気管１５には真空ポンプを含む排気装置１６が接続されている。排気装置１６を作動させると処理容器１内が排気され、これにより、処理容器１内が所定の真空度まで高速に減圧される。処理容器１の側面には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口１７と、搬入出口１７を開閉するゲートバルブ１８とが設けられている。
【００１７】
マイクロ波伝送部４０は、マイクロ波出力部３０から出力されたマイクロ波を伝送する。マイクロ波伝送部４０内の中央マイクロ波導入部４３ｂは、本体部１０の中央に配置され、６つの周縁マイクロ波導入部４３ａは、本体部１０の周辺に円周方向に等間隔に配置される。中央マイクロ波導入部４３ｂ及び６つの周縁マイクロ波導入部４３ａは、それぞれに対応して設けられるアンプ部４２から出力されたマイクロ波をマイクロ波放射部５０に導入する機能およびインピーダンスを整合する機能を有する。以下、周縁マイクロ波導入部４３ａおよび中央マイクロ波導入部４３ｂの総称して、マイクロ波導入部４３ともいう。
【００１８】
図１及び図１のＡ−Ａ断面を示す図２に示すように、６つの誘電体窓１２３は、６つの周縁マイクロ波導入部４３ａの下方にて本体部１０の内部に配置されている。また、１つの誘電体窓１３３は、中央マイクロ波導入部４３ｂの下方にて本体部１０の内部に配置されている。なお、周縁マイクロ波導入部４３ａ及び誘電体窓１２３の個数は６つに限らず、２つ以上であり得る。ただし、周縁マイクロ波導入部４３ａ及び誘電体窓１２３の個数は３つ以上が好ましく、例えば３つ〜６つであってもよい。
【００１９】
図１に戻り、マイクロ波放射部５０は、マイクロ波を処理容器１内に放射する。マイクロ波放射部５０は、誘電体天板１２１，１３１、スロット１２２，１３２及び誘電体窓１２３，１３３を有する。誘電体天板１２１，１３１は、マイクロ波を透過させる円盤状の誘電体から形成され、本体部１０の上面に配置されている。誘電体天板１２１，１３１は、比誘電率が真空よりも大きい、例えば、石英、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により形成されている。これにより、誘電体天板１２１，１３１内を透過するマイクロ波の波長を、真空中を伝播するマイクロ波の波長よりも短くしてスロット１２２，１３２を含むアンテナを小さくする機能を有する。
【００２０】
誘電体天板１２１，１３１の下には、本体部１０に形成されたスロット１２２，１３２を介して誘電体窓１２３，１３３が本体部１０内に配置されている。誘電体窓１２３、１３３は、例えば、石英、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により形成されている。誘電体窓１２３，１３３を含むマイクロ波放射部５０は、本体部１０の裏面に形成された凹部である窓部６１の内部にて露出し、マイクロ波をプラズマ生成空間Ｕに放射する。
【００２１】
周縁マイクロ波導入部４３ａおよび中央マイクロ波導入部４３ｂは、筒状の外側導体５２およびその中心に設けられた棒状の内側導体５３を同軸状に配置する。外側導体５２と内側導体５３の間には、マイクロ波電力が給電され、マイクロ波放射部５０に向かってマイクロ波が伝播するマイクロ波伝送路４４となっている。
【００２２】
周縁マイクロ波導入部４３ａおよび中央マイクロ波導入部４３ｂには、スラグ５４と、その先端部に位置するインピーダンス調整部材１４０とが設けられている。スラグ５４を移動させることにより、処理容器１内の負荷（プラズマ）のインピーダンスをマイクロ波出力部３０におけるマイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させる機能を有する。インピーダンス調整部材１４０は、誘電体で形成され、その比誘電率によりマイクロ波伝送路４４のインピーダンスを調整するようになっている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、窓部６１の内部には、誘電体窓１２３，１３３よりも外側に円環状に配置された複数のガス孔６０が設けられている。ガス供給源２２から供給されるガスは、ガス供給配管１１１を通り、ガス孔６０から処理容器１内にシャワー状に供給される。ガスの一例としては、例えばＡｒガス等のプラズマ生成用のガスや、例えばＯ２ガスやＮ２ガス等の高エネルギーで分解させたいガス、シランガス等の処理ガスが挙げられる。
【００２４】
マイクロ波プラズマ処理装置１００の各部は、制御部３により制御される。制御部３は、マイクロプロセッサ４、ＲＯＭ（Read Only Memory）５、ＲＡＭ（Random Access Memory）６を有している。ＲＯＭ５やＲＡＭ６にはマイクロ波プラズマ処理装置１００のプロセスシーケンス及び制御パラメータであるプロセスレシピが記憶されている。マイクロプロセッサ４は、プロセスシーケンス及びプロセスレシピに基づき、マイクロ波プラズマ処理装置１００の各部を制御する。また、制御部３は、タッチパネル７及びディスプレイ８を有し、プロセスシーケンス及びプロセスレシピに従って所定の制御を行う際の入力や結果の表示が可能になっている。
【００２５】
かかる構成のマイクロ波プラズマ処理装置１００においてプラズマ処理を行う際には、まず、ウエハＷを搬送アーム上に保持された状態で、開口したゲートバルブ１８から搬入出口１７を通り処理容器１内に搬入する。ゲートバルブ１８はウエハＷを搬入後に閉じられる。ウエハＷは、載置台１１の上方まで搬送されると、搬送アームからプッシャーピンに移され、プッシャーピンが降下することにより載置台１１に載置される。排気装置１６により処理容器１の内部の圧力を所定の真空度に保持する。処理ガスをガス孔６０からシャワー状に処理容器１内に導入する。マイクロ波放射部５０から放射されたマイクロ波は、周縁マイクロ波導入部４３ａおよび中央マイクロ波導入部４３ｂを介して天井面を伝播し、マイクロ波の表面波となって伝播する。その表面波の電界によりガスを励起することで処理容器内のプラズマ生成空間Ｕに生成された表面波プラズマによってウエハＷにプラズマ処理が施される。
【００２６】
［クリーニング対象のパーツ］
以上に説明したように、一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置１００では、図２の窓部６１の一つを拡大した斜視図である図３に示すように、処理容器１の天井面は、凹凸のある複数のパーツを有する構造をしている。例えば、本体部１０の裏面に形成された窓部６１、窓部６１から露出する誘電体窓１２３、１３３、窓部６１内の誘電体窓１２３等よりも外側に円環状に配置された複数のガス孔６０、処理容器１内の天井面や側面は、クリーニング対象のパーツの一例である。
【００２７】
このようなパーツ自身の凹凸やパーツの外縁の凹凸には、堆積物が堆積しやすい。例えば図３に示す誘電体窓１２３、１３３の外縁、円環状に配置された複数のガス孔６０、窓部６１の内面、処理容器１（本体部１０を含む）の壁面には堆積物が堆積しやすい。
【００２８】
これらの堆積物は、プリコート膜や化学反応により生成された反応生成物である。プリコート膜は、成膜処理時にパーティクルが生じないように壁面等をコーティングする膜であり、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等のシリコン含有膜である。一枚のウエハＷの成膜処理を行うと、その都度堆積物を取り除くことが好ましい。堆積物が付着した状態で例えばＰＥ−ＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）等によりプリコート膜を形成すると、その後の成膜処理においてパーティクル低減効果が不十分な場合がある。特に、図２及び図３に示すように、ウエハＷの上方の天井面の凹凸からパーティクルが発生すると、ウエハ上に飛来し、歩留まりの低下を引き起こす可能性が高まる。
【００２９】
そこで、処理容器１の天井面や側面、誘電体窓１２３、１３３及び窓部６１を含む処理容器１内のパーツの少なくともいずれかをクリーニング対象のパーツとして、以下に説明する一実施形態に係るクリーニング方法により前記パーツ及びその周りから堆積物を除去する。その際、処理容器１内の圧力を工程に応じて変化させる。
【００３０】
例えば、制御部３のＲＯＭ５又はＲＡＭ６には、図４に一例を示す圧力とプラズマの拡散距離の相関関係を示す相関データが予め収集され、記憶されている。プラズマの拡散距離は、マイクロ波放射部５０の誘電体窓１２３、１３３から放射されるマイクロ波のパワーによりガスから生成されたプラズマの拡散によるプラズマの広がりを直径φで示したものである。
【００３１】
［圧力の調整］
図４に示すように、圧力が低い程プラズマの拡散距離は長くなる。ただし、圧力とプラズマの拡散距離との相関は、図４に示す曲線に限られず、直線又は他の曲線であり得る。例えば、圧力ａのとき、プラズマの拡散距離（プラズマの直径φ）はＰＡとなり、図３に示すように、直径φがＰＡのプラズマ領域Ａにプラズマが形成される。このとき、クリーニングガスのプラズマは窓部６１の内面とその外側の天井面の一部にまで到達する。これにより、窓部６１の内面とその外側の天井面の一部に付着した堆積物をクリーニングできる。
【００３２】
このとき、各窓部６１に対して誘電体窓１２３、１３３からマイクロ波が放射され、ガス孔６０から供給されるクリーニングガスを電離及び解離し、窓部６１毎にプラズマ領域Ａに示すプラズマが形成される。よって、図２に示すように７つの窓部６１に対して生成されるプラズマ領域Ａのプラズマによって、本体部１０の天井面の全面及び処理容器１の側面がクリーニングされる。
【００３３】
圧力ａよりも大きい圧力ｂのとき、プラズマの拡散距離（プラズマの直径φ）はＰＢとなり、図３に示すように、直径φがＰＢのプラズマ領域Ｂにプラズマが形成される。このとき、クリーニングガスのプラズマは窓部６１の縁又はそれよりも外側まで到達する。これにより、窓部６１の内面に付着した堆積物をクリーニングできる。このとき、プラズマ領域Ｂのプラズマは、プラズマ領域Ａのプラズマよりもプラズマ密度が高くなる。よって、プラズマ領域Ａのプラズマを用いた場合よりも窓部６１の内部を局所的に、より重点的にクリーニングできる。
【００３４】
圧力ｂよりも大きい圧力ｂ'のとき、プラズマの拡散距離（プラズマの直径φ）はＰＢ'となり、図３に示すように、直径φがＰＢ'のプラズマ領域Ｂ'にプラズマが形成される。このとき、クリーニングガスのプラズマは円環状に配置された各ガス孔６０の外側にまで到達する。これにより、各ガス孔６０に付着した堆積物をクリーニングできる。このとき、圧力ｂ'は圧力ｂよりも大きい。７つの窓部６１に対して生成されるプラズマ領域Ｂ'のプラズマによって、複数のガス孔６０を局所的にクリーニングできる。プラズマ領域Ｂ'のプラズマ密度は、プラズマ領域Ｂのプラズマ密度よりも高いため、プラズマ領域Ｂのプラズマを用いた場合よりも複数のガス孔６０及びその内部をより重点的にクリーニングできる。
【００３５】
圧力ｂ'よりも大きい圧力ｃのとき、プラズマの拡散距離（プラズマの直径φ）はＰＣとなり、図３に示すように、直径φがＰＣのプラズマ領域Ｃにプラズマが形成される。このとき、クリーニングガスのプラズマは誘電体窓１２３、１３３よりも外側まで到達する。これにより、誘電体窓１２３、１３３の面及びその縁の凹部に付着した堆積物をクリーニングできる。
【００３６】
係るクリーニングでは、圧力をクリーニング対象のパーツのサイズに対応させて調整し、プラズマ領域を制御することでプラズマ密度を制御し、効果的なクリーニングが可能になる。
【００３７】
なお、圧力の変動幅は、１００Ｐａ〜１０Ｐａの範囲内で段階的又は連続的に変化させることが好ましい。また、圧力を変化させるときの最低圧力は１０Ｐａであることが好ましい。パッシェンの法則により処理容器１内の圧力を放電の極小点よりも下げると、放電するためにより大きな電圧が必要になり、プラズマ着火し難くなる。最低圧力が１０Ｐａ以上であればプラズマ着火が可能であるため、最低圧力は１０Ｐａに制御されることが好ましい。
【００３８】
制御部３は、予めＲＯＭ５等に記憶した図４に示す圧力とプラズマの拡散距離との相関データに基づき、クリーニング対象のパーツに対応する圧力を決定する。制御部３は、圧力を段階的に下げ、プラズマ領域を段階的に広げて、局所的なクリーニングから全体のクリーニングへ段階的にクリーニングの範囲を広げてもよい。制御部３は、圧力を段階的に変化させる替わりに連続的に変化させてもよい。また、圧力を変えながら複数の工程を繰り返してもよい。
【００３９】
例えば、クリーニング方法を第１の工程、第２の工程の順に実行したときに、第２の工程で調整する第２の圧力Ｐ２と第１の工程で調整する第１の圧力Ｐ１とを異なる圧力に調整する。このとき、第２の工程で調整する第２の圧力Ｐ２を第１の工程で調整する第１の圧力Ｐ１よりも低く調整し、段階的にクリーニングの範囲を広げることが好ましい。
【００４０】
また、クリーニング時間は、第１の工程が第２の工程よりも長い方が好ましい。第１の工程及び第２の工程は、堆積物の厚さに応じて予め定められた回数繰り返し実行することが好ましい。局所的なクリーニングから全体のクリーニングを行い、再び局所的なクリーニングから全体のクリーニングを行う工程を繰り返し実行することで、更に効果的にクリーニングすることができる。
【００４１】
また、例えばクリーニング方法を第１の工程、第２の工程、第３の工程の順に実行したときに、第３の工程で調整する第３の圧力Ｐ３を、圧力Ｐ３＜圧力Ｐ２＜圧力Ｐ１の関係が成り立つように調整することが好ましい。本クリーニング方法によれば、クリーニングガスを供給しながら、クリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力に調整し、クリーニング対象のパーツに合致したサイズのクリーニングガスのプラズマを形成し、プラズマ密度を変えることによって各パーツを効果的にクリーニングすることができる。
【００４２】
クリーニング時間は、第３の工程が第１の工程よりも長く、第１の工程が第２の工程よりも長い方が好ましい。第１の工程、第２の工程及び第３の工程は、堆積物の厚さに応じて予め定められた回数繰り返すことが好ましい。局所的なクリーニングから全体のクリーニングへクリーニングする複数の工程を繰り返し行うことで、更に効果的にクリーニングすることができる。この場合、繰り返しの回数は、堆積物の厚さによって変更してもよい。クリーニングの間、クリーニング状況を光学的に測定（例えば、堆積物の厚さを光学的に測定）し、これによって、クリーニングの終点を検知し、繰り返しの回数を決定してもよい。
【００４３】
工程が進むに従って圧力を上げるようにしてもよい。ただし、圧力を下げる方が各パーツを局所的にクリーニングしてから全体をクリーニングするため、各パーツに対する局所的なクリーニングの状態を可視化し易く、クリーニングの繰り返し回数等の制御がし易くなるためより好ましい。
【００４４】
［クリーニング処理］
次に、一実施形態に係るクリーニング処理の一例について、図５を参照しながら説明する。本処理は、制御部３により制御され、マイクロ波プラズマ処理装置１００により実行される。
【００４５】
本処理が開始されると、制御部３は、ガス供給源２２から出力されたクリーニングガスをガス孔６０から処理容器１内に供給する(ステップＳ１０)。また、制御部３は、マイクロ波出力部３０から出力されたマイクロ波のパワーをマイクロ波放射部５０の誘電体窓１２３、１３３から処理容器１内に放射する(ステップＳ１０)。
【００４６】
次に、制御部３は、ＲＯＭ５２に記憶した相関データに基づき、誘電体窓１２３、１３３のサイズ（直径）に対応する第１の圧力に調整し、クリーニングを実行する(ステップＳ１２)。これにより、図３に示すプラズマ領域Ｃのプラズマが生成され、誘電体窓１２３、１３３の面や外縁の凹凸等に堆積した堆積物を局所的に除去できる。ステップＳ１２の工程は、クリーニング対象のうちの第１のパーツのサイズに対応する第１の圧力に調整してクリーニングする第１の工程の一例である。
【００４７】
次に、制御部３は、相関データに基づき、窓部６１のサイズ（直径）に対応する、第１の圧力よりも小さい第２の圧力に調整し、クリーニングを実行する(ステップＳ１４)。これにより、図３に示すプラズマ領域Ｂのプラズマが生成され、窓部６１の内面や外縁の凹凸等に堆積した堆積物を局所的に除去できる。ステップＳ１４の工程は、クリーニング対象のうちの第２のパーツのサイズに対応する圧力であって、前記第１の圧力と異なる第２の圧力に調整してクリーニングする第２の工程の一例である。
【００４８】
なお、ステップＳ１２とステップＳ１４との間に、円環状に配置されたガス孔６０のサイズに対応する、第１の圧力よりも小さく第２の圧力よりも大きい圧力に調整し、クリーニングを実行してもよい。この場合、図３に示すプラズマ領域Ｂ'のプラズマが生成され、円環状に配置されたガス孔６０及びその内部に堆積した堆積物を局所的に除去できる。
【００４９】
次に、制御部３は、相関データに基づき、処理容器１の壁のサイズ（直径）に対応する、第２の圧力よりも小さい第３の圧力に調整し、クリーニングを実行する(ステップＳ１６)。これにより、図３に示すプラズマ領域Ａのプラズマが生成され、処理容器１の天井面及び側面に堆積した堆積物を全体的に除去することができる。ステップＳ１６の工程は、クリーニング対象のうちの第３のパーツのサイズに対応する圧力であって、前記第１の圧力及び前記第２の圧力と異なる第３の圧力に調整してクリーニングする第３の工程の一例である。
【００５０】
ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６におけるクリーニング条件を以下に示す。
＜クリーニング条件＞
・ステップＳ１２
圧力              １００Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７（マイクロ波放射部の数））
クリーニング時間  １５０（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          １０００／５５０（ｓｃｃｍ）
・ステップＳ１４
圧力              ６０Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  ５０（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          １０００／５５０（ｓｃｃｍ）
・ステップＳ１６
圧力              １０Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  ２５０（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          ３５０／５５０（ｓｃｃｍ）
ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６の工程では、プリコート膜として成膜されたＳｉＮの堆積物をＮＦ３ガスを用いて反応させ、ＳｉＦのガスとして回収し、これにより、堆積物を除去する。なお、ＮＦ３ガス及びＡｒガスの流量が多いとプラズマ密度が高くなり、プラズマ着火しやすくなる。よって、ステップＳ１２では流量を多くしてプラズマ着火し易くし、ステップＳ１４及びステップＳ１６において流量を減らしてもよい。
【００５１】
次に、制御部３は、ステップＳ１２〜Ｓ１６を予め定められた回数繰り返したかを判定する（ステップＳ１８）。予め定められた回数繰り返していないと判定すると、ステップＳ１２に戻り、Ｓ１２〜Ｓ１６の処理を繰り返す。例えば、繰り返し回数は、堆積物の厚さに応じて２、３回又はそれ以上でもよい。
【００５２】
一方、ステップＳ１８において予め定められた回数繰り返したと判定すると、ステップＳ２０に進み、予め定められた圧力でプリコート膜を形成する（ステップＳ２０）。
【００５３】
ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理にて処理容器１の壁面、窓部６１、誘電体窓１２３，１３３等のパーツがそれぞれ効果的にクリーニングされている。よって、処理容器１の天井面の全体、凹凸及び側壁に堆積物が堆積していない状態でプリコート膜を形成できる。プリコート膜を成膜後、所定の膜を成膜し（ステップＳ２２）、本処理を終了する。
【００５４】
本クリーニング処理によれば、ステップＳ１２において、高圧で比較的プラズマ密度が高くかつ領域が小さいプラズマを生成し、誘電体窓１２３、１３３の面や外縁の凹凸等の狭い空間を狙って隙間をクリーニングし、誘電体窓１２３、１３３の表面の厚い膜を力強く取り除く。次に、ステップＳ１４において、中圧で中間のプラズマ密度及び中間の領域のプラズマを生成し、窓部６１の内部をクリーニングする。最後に、ステップＳ１６において、低圧で比較的プラズマ密度が低くかつ領域が大きいプラズマを生成し、本体部１０の天井面や処理容器の側面の薄い膜を全体的にクリーニングする。これにより、凹凸の多い構造を有する天井面の狭い箇所の堆積物から局所的にクリーニングし、中間領域のクリーニングを経て全体をクリーニングすることで局所的に厚く堆積した堆積物から全体的に薄く付着した堆積物までを効果的に除去することができる。これにより、クリーニング工程の後に行うプリコート膜のコーティング状態を良くすることができる。この結果、プリコート膜の形成の後に行う成膜時にプリコート膜が処理容器１の壁から剥がれてウエハＷに落ち、パーティクルになることを回避できる。
【００５５】
特に、マイクロ波プラズマ処理装置１００では、７つのマイクロ波放射部５０が本体部１０に配置される構造を有し、天井面に凹凸が多くなっているため、細部の凹み等をクリーニングすることが難しい。しかしながら、本クリーニング方法によれば、圧力を変化させ、ターゲットとなるクリーニング対象のパーツのサイズに応じたプラズマを生成する。これにより、細部の凹みは、小領域でプラズマ密度の高いプラズマを生成して、局所的にクリーニングし、天井面及び側壁全体は、大領域でプラズマ密度の低いプラズマを生成して、全体的的にクリーニングすることで効果的なクリーニングが可能になる。
【００５６】
なお、複数のマイクロ波放射部５０だけでなく、１つのマイクロ波放射部５０が本体部１０に配置されている場合においても、本クリーニング方法によれば、圧力を変化させ、クリーニング対象の１つのマイクロ波放射部５０及び1つの窓部６１のサイズに応じたプラズマを生成することで、効果的なクリーニングが可能になる。
【００５７】
なお、上記クリーニング方法では、第１の工程、第２の工程、第３の工程の３工程を順に実行した。しかし、これに限らず、第１の工程、第２の工程の２工程を順に実行してもよい。また、第１の工程、第２の工程、第３の工程、第４の工程の４工程を順に実行してもよい。
【００５８】
例えば、４工程を順に実行するときのクリーニング条件の一例を以下に示す。
＜クリーニング条件＞
・第１の工程の一例
圧力              １００Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  １００（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          １０００／５５０（ｓｃｃｍ）
・第２の工程の一例
圧力              ６０Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  ５０（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          １０００／５５０（ｓｃｃｍ）
・第３の工程の一例
圧力              ２５Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  ２００（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          ４００／５５０（ｓｃｃｍ）
・第４の工程の一例
圧力              １０Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  １５０（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          ２５０／５５０（ｓｃｃｍ）
【００５９】
[実験結果]
図６は、図５に示した一実施形態に係るクリーニング方法の結果の一例を示す図である。Ｓは、比較例にかかるクリーニングの結果を示す。比較例のクリーニング条件は以下である。本実施形態と同様に図１のマイクロ波プラズマ処理装置１００の処理容器１内をクリーニングした。
＜比較例のクリーニング条件＞
圧力              １０Ｐａ
マイクロ波パワー  ３５００Ｗ（＝５００Ｗ×７）
クリーニング時間  ３００（ｓ）
ガス種            ＮＦ３／Ａｒ
ガス流量          ４００／１２００（ｓｃｃｍ）
比較例では、圧力を一定に制御し、６回繰り返しクリーニング、つまり、１８００ｓ（＝３００×６）クリーニングした。その結果のパーティクル数を、図６の比較例の曲線Ｓに示した。
【００６０】
一方、本実施形態の一つでは、第１の工程、第２の工程、第３の工程の３工程を順に実行するクリーニングを３回繰り返し行った。その結果のパーティクル数を、図６の本実施形態（３工程）の曲線Ｔに示した。
【００６１】
また、本実施形態の他の一つでは、第１の工程、第２の工程、第３の工程、第４の工程の４工程を順に実行するクリーニングを３回繰り返し行った。その結果のパーティクル数を、図６の本実施形態（４工程）の曲線Ｕに示した。
【００６２】
図６のグラフは、横軸がウエハ数を示し、縦軸がパーティクル数を示す。１枚目から２５枚目までのウエハＷを連続して成膜したときに発生するパーティクル数の実験結果の一例を比較例、本実施形態（３工程）、本実施形態（４工程）のそれぞれのクリーニング方法について示した。これによれば、本実施形態に係る２種類のクリーニング方法を示す曲線Ｔ及び曲線Ｕでは、比較例の曲線Ｓと比べて、１枚目のウエハＷから２，３枚のウエハＷのランニング初期のパーティクルが特に減少していることを確認できた。
【００６３】
以上から、本実施形態に係るクリーニング方法によれば、処理容器１内を効果的にクリーニングできることが立証された。
【００６４】
[変形例]
以上では、第１の工程、第２の工程、第３の工程の３工程を順に実行するクリーニング方法及び第１の工程、第２の工程、第３の工程、第４の工程の４工程を順に実行するクリーニング方法において、工程毎に順に圧力を下げるように調整した。しかしながら、圧力の調整方法はこれに限らず、クリーニング対象のパーツのサイズに応じて圧力を調整すればよい。
【００６５】
以下では、一実施形態の変形例に係るクリーニング処理の一例について、図７を参照しながら説明する。図７は、一実施形態の変形例に係るクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
本処理が開始されると、制御部３は、図４に一例を示す相関グラフを参照して、処理容器１内のクリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力を決定する(ステップＳ３０)。ただし、クリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力は、予め実行し、決定してもよい。
【００６７】
次に、制御部３は、ガス供給源２２から出力されたクリーニングガスをガス孔６０から処理容器１内に供給し、マイクロ波をマイクロ波放射部５０から処理容器１内に放射する(ステップＳ３２)。
【００６８】
次に、制御部３は、処理容器１内が決定した圧力になるように調整し、クリーニングを実行する(ステップＳ３４)。これにより、クリーニング対象のパーツのサイズに対応したプラズマ領域のプラズマが生成され、クリーニング対象のパーツに堆積した堆積物を効果的に除去することができる。
【００６９】
次に、制御部３は、すべてのクリーニング対象のパーツをクリーニングしたかを判定する(ステップＳ３６)。制御部３は、すべてのクリーニングのパーツをクリーニングしていないと判定すると、ステップＳ３０に戻り、すべてのクリーニング対象のパーツをクリーニングするまで、ステップＳ３０〜Ｓ３６の処理を繰り返し実行する。
【００７０】
制御部３は、すべてのクリーニング対象のパーツをクリーニングしたと判定すると、予め定められた圧力でプリコート膜を形成する（ステップＳ４０）。プリコート膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等のシリコン含有膜である。
【００７１】
一実施形態の変形例に係るクリーニング方法では、ステップＳ３０〜Ｓ３４の処理にて処理容器１のクリーニング対象物の各パーツがそれぞれのサイズに合致したプラズマ領域のプラズマにより効果的にクリーニングされている。このため、プリコート膜のコーティング状態を良くすることができる。この状態で所定の膜を成膜することで（ステップＳ４２）、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００７２】
この結果、ステップＳ４２の成膜時にプリコート膜が処理容器１の壁から剥がれてウエハＷに落ち、パーティクルになることを回避できる。
【００７３】
以上に説明したように、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１００のクリーニング方法によれば、クリーニングガスを供給しながらクリーニング対象のパーツのサイズに対応する圧力に調整し、クリーニングガスのプラズマによりクリーニングする。これにより、局所的なクリーニングと中間的なクリーニングと全体的なクリーニングとを行うことができ、細部の凹部の堆積物から全体の堆積物まで効果的にクリーニングすることができる。
【００７４】
今回開示された一実施形態に係るクリーニング方法は、すべての点において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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００７５】
本明細書では、基板の一例としてウエハＷを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１      処理容器
２      マイクロ波プラズマ源
３      制御部
１０    本体部
１１    載置台
１４    高周波バイアス電源
２２    ガス供給源
３０    マイクロ波出力部
４０    マイクロ波伝送部
４３ａ  周縁マイクロ波導入部
４３ｂ  中央マイクロ波導入部
４４    マイクロ波伝送路
５０    マイクロ波放射部
５２    外側導体
５３    内側導体
５４    スラグ
６０    ガス孔
６１    窓部
１００  マイクロ波プラズマ処理装置
１２３，１３３  誘電体窓
【図１】
2019216150.tif 000003
【図２】
2019216150.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019216150.tif 000006
【図５】
2019216150.tif 000007
【図６】
2019216150.tif 000008
【図７】
2019216150.tif 000009