(57)【要約】【課題】分流制御が可能なガス供給機構を用いて効果的に処理装置をクリーニングする。【解決手段】ガス供給機構を有し、処理装置をクリーニングするクリーニング方法であって、前記ガス供給機構は、分流制御部と、前記分流制御部の上流側に連通する第１の流路と、前記第１の流路に設けられた第１のバルブと、前記分流制御部の下流側に連通する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第２のバルブと、前記第１の流路と前記第２の流路とを接続する迂回流路であって、前記第２の流路に接続され、前記迂回流路に設けられたバイパスバルブと、を有し、前記第１のバルブと前記第２のバルブを閉め、前記バイパスバルブを開けるバイパス開工程と、前記バイパス開工程後、前記迂回流路から前記処理装置にガスを導入し、該処理装置をクリーニングするクリーニング工程と、を含むことを特徴とするクリーニング方法が提供される。【選択図】図１
2015012141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給機構を用いて処理装置にガスを導入し、前記処理装置をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記ガス供給機構は、
分流制御部と、前記分流制御部の上流側に連通する第１の流路と、前記第１の流路に設けられた第１のバルブと、前記分流制御部の下流側に連通する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第２のバルブと、前記第１の流路と前記第２の流路とを接続する迂回流路であって、前記第２の流路に接続され、前記迂回流路に設けられたバイパスバルブと、を有し、
前記第１のバルブと前記第２のバルブを閉め、前記バイパスバルブを開けるバイパス開工程と、
前記バイパス開工程後、前記迂回流路から前記処理装置にガスを導入し、該処理装置をクリーニングするクリーニング工程と、
を含むことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
前記分流制御部は、流量制御式の分流制御部である、
ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
前記クリーニング工程は、前記迂回流路から前記処理容器内に所定流量のガスを導入し、前記処理容器内の圧力を所定値以上にすることで前記処理装置内にてＮＰＰＣ（Ｎｏｎ  Ｐｌａｚｍａ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ）を実行する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング方法。
【請求項４】
前記バイパスバルブを閉め、前記第１のバルブと前記第２のバルブとを開けるバイパス閉工程と、
前記バイパス閉工程後、前記第１の流路から供給した処理ガスを前記分流制御部により分流し、前記第２の流路から前記処理容器に供給し、前記処理容器内にて前記処理ガスによる処理を実行する処理実行工程を更に有し、
前記バイパス閉工程後の前記処理実行工程を所定回数繰り返した後、前記バイパス開工程後の前記クリーニング工程を実行する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項５】
前記迂回流路の一端は、前記第１のバルブより上流側の前記第１の流路に接続され、前記迂回流路の他端は、前記第２のバルブより下流側の前記第２の流路に接続される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項６】
分流制御部と、前記分流制御部の上流側に連通する第１の流路と、前記第１の流路に設けられた第１のバルブと、前記分流制御部の下流側に連通する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第２のバルブと、前記第１の流路と前記第２の流路とを接続する迂回流路であって、前記第２の流路に接続され、前記迂回流路に設けられたバイパスバルブと、を有するガス供給機構と、
ガスの供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１のバルブと前記第２のバルブを閉め、前記バイパスバルブを開けた後、前記迂回流路から前記処理装置にガスを導入するように制御する、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項７】
前記迂回流路の一端は、前記第１のバルブより上流側の前記第１の流路に接続され、前記迂回流路の他端は、前記第２のバルブより下流側の前記第２の流路に接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
クリーニング方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハのプラズマ処理において、ウェハの面内均一性の向上のために、プラズマ中のラジカルの制御が重要となってきている。そこで、上部電極内に形成されたガス拡散室を、中央からセンター、エッジ等の複数のゾーンに分け、複数のゾーンへのガス供給を別々に制御可能なシステムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このシステムでは、例えば、複数のゾーンのうち任意のゾーンに添加ガスを導入することで、より多様なガス制御が可能となる。
【０００３】
ガスを複数のゾーンに導入するためには、ガスを分流するためのフロースプリッター（分流制御器）が必要となる。フロースプリッターには、圧力制御式と流量制御式とがある。圧力制御式のフロースプリッターを使用すれば各ゾーンの圧力をコントロールすることが可能である。
【０００４】
チャンバ内のパーティクルの除去方法の一つに、ＮＰＰＣ（Ｎｏｎ  Ｐｌａｚｍａ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ）がある。ＮＰＰＣは、大流量のＮ２ガスを導入し、チャンバ内を所定圧力以上に制御することで、ガスの衝撃によりダストの飛散を発生させ、ダストをチャンバ外に排出するクリーニング方法である。ＮＰＰＣの実行時、圧力制御式のフロースプリッターでは、フロースプリッターの圧力制御機能を用いてチャンバ内の圧力を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、フロースプリッターに圧力制御式を用いた場合、分流後（下流側）の各ガスに添加ガスを付加するとガスを添加したゾーンと添加していないゾーンとの間で下流側に圧力の変動が発生し、分流制御の精度に影響が出る可能性がある。そこで、フロースプリッターに圧力制御式を用いた場合には下流側への添加ガスの流量に制限を設ける必要がある。
【０００７】
一方、流量制御式のフロースプリッターでは、ガスの流量を直接制御するため、下流側の圧力の変動の影響を受け難く、圧力制御式に比べて添加ガスを多く供給できる。
【０００８】
しかし、流量制御式のフロースプリッター内には層流管が設けられている。層流管は、流量を測定するために流路が非常に狭く、コンダクタンスが小さくなる構成である。このため、チャンバ内の圧力がＮＰＰＣの実行に必要な圧力になるように層流管の上流側の圧力を制御しても、フロースプリッター内の層流管にて圧力損失が生じ、層流管の下流側に位置するチャンバ内の圧力は、ＮＰＰＣの実行に必要な圧力を下回る可能性がある。その結果、ＮＰＰＣの実行によるパーティクルの除去効果が小さくなってしまう場合がある。
【０００９】
上記課題に対して、一側面では、分流制御が可能なガス供給機構を用いて効果的に処理装置をクリーニングするクリーニング方法、及び該クリーニング方法を使用可能な処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、
ガス供給機構を用いて処理装置にガスを導入し、前記処理装置をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記ガス供給機構は、
分流制御部と、前記分流制御部の上流側に連通する第１の流路と、前記第１の流路に設けられた第１のバルブと、前記分流制御部の下流側に連通する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第２のバルブと、前記第１の流路と前記第２の流路とを接続する迂回流路であって、前記第２の流路に接続され、前記迂回流路に設けられたバイパスバルブと、を有し、
前記第１のバルブと前記第２のバルブを閉め、前記バイパスバルブを開けるバイパス開工程と、
前記バイパス開工程後、前記迂回流路から前記処理装置にガスを導入し、該処理装置をクリーニングするクリーニング工程と、
を含むことを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
分流制御部と、前記分流制御部の上流側に連通する第１の流路と、前記第１の流路に設けられた第１のバルブと、前記分流制御部の下流側に連通する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第２のバルブと、前記第１の流路と前記第２の流路とを接続する迂回流路であって、前記第２の流路に接続され、前記迂回流路に設けられたバイパスバルブと、を有するガス供給機構と、
ガスの供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１のバルブと前記第２のバルブを閉め、前記バイパスバルブを開けた後、前記迂回流路から前記処理装置にガスを導入するように制御する、
ことを特徴とする処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
一の態様によれば、分流制御が可能なガス供給機構を用いて効果的に処理装置をクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るガス供給機構を含む処理装置の全体構成図。
【図２】ガス供給機構を含む処理装置の比較例を示した図。
【図３】一実施形態に係る処理装置によるウェハ処理及びＮＰＰＣ処理を示したフローチャート。
【図４】一実施形態に係るウェハ処理実行時のガス供給機構のバルブの開閉を示した図。
【図５】一実施形態に係るＮＰＰＣ時のガス供給機構のバルブの開閉を示した図。
【図６】一実施形態に係るＮＰＰＣ実行時のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明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。
【００１５】
［処理装置の全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係る処理装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るガス供給機構を含む処理装置の全体構成図である。
【００１６】
処理装置３００は、チャンバＣを有している。チャンバＣは、例えば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムからなる略筒形状の処理容器である。チャンバＣは、接地されている。チャンバＣの内部には、ウェハＷを載置する載置台３０２が設けられている。載置台３０２は下部電極としても機能する。
【００１７】
載置台３０２の上方には、上部電極３０４が対向配置されている。上部電極３０４の内部には、ガス拡散室３０５が形成されている。ガス拡散室３０５は、例えば、チャンバＣの中央からセンター３０５ａ、ミドル３０５ｂ、エッジ３０５ｃの３つのゾーンに分かれている。チャンバＣの上部に設けられたガス供給機構１は、所望のガスを処理装置３００に供給する。ガス供給機構１の詳細については後述する。ガス供給機構１から供給されるガスは、ガス拡散室３０５の３つのゾーンから処理ガス吐出穴３０４ａを通ってシャワー状にチャンバＣ内に導入される。
【００１８】
チャンバＣの底部には排気路３０６が接続され、この排気路３０６には排気装置３０７が接続されている。排気装置３０７は、ドライポンプ等を用いてチャンバＣを真空引きする。チャンバＣでは同一の処理（例えばエッチング処理等）を行ってもよいし、互いに異なった処理（例えばエッチング処理とアッシング処理等）を行ってもよい。
【００１９】
かかる構成によれば、ガス供給機構１からチャンバＣ内へガスが供給される。また、図示しない高周波電源から上部電極３０４又は／及び載置台３０２に高周波電力が印加される。これにより、載置台３０２と上部電極３０４との間でガスがプラズマ化される。生成されたプラズマの作用により、載置台３０２上に載置されたウェハＷに対してエッチング、アッシング、成膜等のプラズマ処理が行われる。
【００２０】
制御部４００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit），ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）を有し、ＣＰＵはこれらの記憶領域に格納された各種レシピに従ってプラズマ処理を実行する。レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、処理室内温度（上部電極温度、処理室の側壁温度、ＥＳＣ温度など）、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種ガス流量、伝熱ガス流量などが記憶されている。なお、制御部４００の機能は、ソフトウエアを用いて動作することにより実現されてもよく、ハードウエアを用いて動作することにより実現されてもよい。
【００２１】
（ガス供給機構）
チャンバＣの外側に配設されたガス供給機構１について説明する。ガス供給機構１は、主にガス制御部２とガスボックス３とを有する。ガス供給機構１は、ガスボックス３から供給される各種のガスをガス制御部２内のフロースプリッター２００により分流し、ガス拡散室３０５のセンター３０５ａ、ミドル３０５ｂ、エッジ３０５ｃの各ゾーンからチャンバＣ内に供給する。
【００２２】
ウェハＷのプラズマ処理において、ウェハＷの面内均一性の向上のために、プラズマ中のラジカルの制御が重要となってきている。そこで、上部電極３０４内に形成されたガス拡散室３０５を上記のように複数のゾーンに分け、それぞれのゾーンへ供給するガスを別々に制御することが可能な構成となっている。なお、ゾーンは２つ以上であればいくつであってもよい。
【００２３】
ガスボックス３は、いずれも図示しない処理ガス供給源と添加ガス供給源とＮ２ガス供給源とを有している。本実施形態では、処理ガス供給源から処理ガス１，２，３が供給される。また、添加ガス供給源から添加ガス１，２，３が供給される。なお、ガスボックス３は、更に多くの処理ガス供給源や添加ガス供給源を有してもよい。また、ガスボックス３は、添加ガス供給源、及び添加ガス供給源と接続された配管やバルブを有していなくてもよい。
【００２４】
処理ガス供給源と連結する配管には、イン（IN）側の開閉弁３２ａ〜３２ｃ、マスフローコントローラ３４ａ〜３４ｃ、アウト（OUT）側の開閉弁３５ａ〜３５ｃが設けられている。かかる構成により、処理ガス供給源からの処理ガス１〜３は、マスフローコントローラ３４ａ〜３４ｃにより流量調整され、ガス制御部２の上流側に導入される。また、処理ガス供給源と連結する配管には、Ｎ２ガス供給源と連結する配管が接続されている。Ｎ２ガス供給源と連結する配管に設けられた開閉弁３３ａ〜３３ｃの開閉により、所定量のＮ２ガスが処理ガス供給源の配管内に流入するようになっている。
【００２５】
同様に、添加ガス供給源と連結する配管には、イン（IN）側の開閉弁３６ａ〜３６ｃ、マスフローコントローラ３８ａ〜３８ｃ、アウト（OUT）側の開閉弁３９ａ〜３９ｃが設けられている。かかる構成により、添加ガス供給源からの添加ガス１〜３は、マスフローコントローラ３８ａ〜３８ｃにより流量調整され、チャンバ３００とフロースプリッター２００との間のフロースプリッター２００の下流側の配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３に通され、配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３にそれぞれ接続されて各配管に導入される。
【００２６】
また、添加ガス供給源と連結する配管には、Ｎ２ガス供給源と連結する配管が接続されている。Ｎ２ガス供給源と連結する配管に設けられた開閉弁３７ａ〜３７ｃの開閉により、所定量のＮ２ガスが添加ガス供給源の配管内に流入するようになっている。添加ガスの導入は、エッジのみ導入する構成でもよい。
【００２７】
Ｎ２ガス供給源に繋がる配管Ｌ３には、順にトランスデューサ４１、開閉バルブ３１ａおよび第１のＮ２ガス供給バルブ１０２が介装されている。トランスデューサ４１は、Ｎ２ガス供給源と連結する配管の圧力を計測し、その計測値に対応するデータを制御部４００に送る。
【００２８】
Ｎ２ガス供給源からの配管ラインのうち、第１のＮ２ガス供給バルブ１０２が設けられたラインを配管ラインＬ１とする。Ｎ２ガス供給源からの配管ラインのうち、配管ラインＬ１に並行に接続されたラインを配管ラインＬ２とする。配管ラインＬ２には、第２のＮ２ガス供給バルブ１２０とオリフィス４０とが直列に接続されている。ＮＰＰＣ処理時には、配管ラインＬ１、Ｌ２をそれぞれ流れるＮ２ガスの流量を制御することで、大流量のＮ２ガスをチャンバＣ内に導入し、チャンバＣ内の圧力を所定圧力以上に制御する。これにより、チャンバＣ内にてガスの衝撃を発生させてダストの飛散を発生させ、ダストをチャンバ外に排出する。この結果、処理ガス吐出穴３０４ａ、載置台３０２、チャンバ壁等を含むチャンバＣ内のパーティクルを除去することができる。処理装置３００で行われるウェハ処理及びＮＰＰＣ処理の詳細については後程詳述する。
【００２９】
処理ガス供給源及びＮ２ガス供給源からのガスは、フロースプリッター２００のイン(IN)側の第１開閉弁３０を開にし、フロースプリッター２００の上流側の配管Ｆａ（第１の流路）からフロースプリッター２００に導入され、フロースプリッター２００にて分流制御される。また、添加ガス供給源からのガスは、ガス制御部２のイン(IN)側の第２開閉弁１３０を開にし、フロースプリッター２００の下流側の配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３（第２の流路）に導入される。
【００３０】
次に、本実施形態に係るフロースプリッター２００の内部構成について説明する。本実施形態に係るフロースプリッター２００は、流量制御式の分流制御器である。なお、流量制御式に替えて圧力制御式のフロースプリッター２００を使用することもできる。
【００３１】
フロースプリッター２００は、分流制御部２００ｈと、第１のバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ（以下、総称して第１のバルブ２０ｈともいう。）と、第２のバルブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（以下、総称して第２のバルブ２１ｈともいう。）と、を有している。
【００３２】
分流制御部２００ｈは、３つの分流部２００ａ、２００ｂ、２００ｃに分かれ、ガスを分流する。分流部２００ａ、２００ｂ、２００ｃには、各分流部を流れるガスの流量を計測するマスフローメータＭＦＭと、弁体の可変制御が可能な流量制御バルブＶとをそれぞれ有する。
【００３３】
第１のバルブ２０ｈは、分流制御部２００ｈの上流側にて連通する配管Ｆａに設けられている。第２のバルブ２１ｈは、分流制御部２００ｈの下流側で分流制御部２００ｈ内の３つの分流部２００ａ、２００ｂ、２００ｃにそれぞれ連通する配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３に設けられている。
【００３４】
配管Ｆａは、処理ガス供給源及びＮ２ガス供給源からのガスをフロースプリッター２００に導入するための第１の流路ｆａを形成する。配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３は、ガス拡散室３０５のセンター３０５ａ、ミドル３０５ｂ、エッジ３０５ｃの各ゾーンにそれぞれ連通し、それぞれのゾーン（拡散室）へガスを導入するための第２の流路ｆｂ１、ｆｂ２、ｆｂ３を形成する。かかるフロースプリッター２００の構成により、ガスを分流して各ゾーンに導入可能となっている。
【００３５】
更に、フロースプリッター２００の下流側から複数のゾーンのうちの任意のゾーンに添加ガスを導入することで、より多様なガス制御が可能となっている。そのための構成として、フロースプリッター２００の下流側の配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３のそれぞれには、添加ガス供給源に繋がる付加配管Ｆｄが接続されている。また、配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３にそれぞれ繋がる、付加配管Ｆｄから分岐された配管には、添加ガス用バルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃが設けられている。添加ガス用バルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの開閉により複数のゾーンのうちの任意のゾーンに添加ガスを導入することができる。
【００３６】
更に、本実施形態に係るフロースプリッター２００には、配管Ｆａと配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３を接続する迂回配管Ｆｃが設けられている。迂回配管Ｆｃは、迂回流路ｆｃを形成する。迂回配管Ｆｃは、３つに分岐する。分岐後の迂回配管Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３は、配管Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３のそれぞれと接続されている。分岐後の迂回配管Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３には、バイパスバルブ２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ設けられている。
【００３７】
以上、本実施形態に係るガス供給機構１を含む処理装置３００の全体構成について説明した。このように本実施形態に係るガス供給機構１には、分流制御部２００ｈを通らずに迂回するガスの経路として迂回流路ｆｃ（分岐後の迂回流路ｆｃ１、ｆｃ２、ｆｃ３を含む）が設けられている。これにより、流量制御式の分流制御器であっても、ＮＰＰＣ実行時にチャンバＣ内を所定圧力以上に制御し、ＮＰＰＣ処理を効果的に行うことができる。その理由について以下に説明する。
（ＮＰＰＣ処理と流量制御式の分流制御器）
チャンバＣ内のパーティクルの除去方法の一つに、ＮＰＰＣ（Ｎｏｎ  Ｐｌａｚｍａ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ）がある。ＮＰＰＣでは、大流量のＮ２ガスを導入し、チャンバ内を所定圧力以上に制御することで、チャンバＣ内で発生するガスの衝撃によりダストの飛散を発生させ、ダストをチャンバＣ外に排出する。このＮＰＰＣの実行時、圧力制御式のフロースプリッターでは、フロースプリッターの圧力制御機能を用いてチャンバ内の圧力を所定圧力以上に制御することができる。例えば、ＮＰＰＣでは、チャンバ内圧力を５Ｔｏｒｒ以上、例えば７Ｔｏｒｒ等に制御すると所定以上のガスの衝撃を発生させ、ＮＰＰＣ処理を効果的に実行することができる。
【００３８】
ところが、フロースプリッターに圧力制御式を用いた場合、フロースプリッターの下流側にて添加ガスを付加するとガスを添加したゾーンと添加していないゾーンとの間で圧力の変動が発生し、分流制御の精度に影響が出る可能性がある。そこで、フロースプリッターに圧力制御式を用いた場合には下流側への添加ガスの流量に制限を設ける必要がある。
【００３９】
一方、本実施形態に示す流量制御式のフロースプリッター２００では、ガスの流量を直接制御するため、フロースプリッター２００の下流側の圧力の変動の影響を受け難く、圧力制御式に比べて添加ガスを多く供給できる。
【００４０】
しかし、流量制御式のフロースプリッター２００内にはマスフローメータＭＦＭ（層流管）が設けられている。図２に示したように、通常の流量制御式のフロースプリッター２００では、ＮＰＰＣ実行時、ガスは分流制御部２００ｈを通ってチャンバＣに導入される。前述したとおり、分流制御部２００ｈのマスフローメータＭＦＭでは、ガスのコンダクタンスが非常に小さくなる構成である。このため、チャンバ内Ｃの圧力がＮＰＰＣ実行時に必要な圧力以上になるようにガスボックス３内の第１及び第２のＮ２ガス供給バルブ１０２、１２０（図１を参照）等の機器を用いてＮ２ガスの流量を調整しても、マスフローメータＭＦＭを通過する際にガスが流れ難くなって圧力損失が発生する。このため、マスフローメータＭＦＭの下流側に位置する流路Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３及びチャンバＣ内の圧力は、ＮＰＰＣの実行に必要な圧力を下回ってしまう場合がある。その結果、チャンバＣ内で発生するガスの衝撃波が小さくなり、ＮＰＰＣ実行時にパーティクルの除去を効果的に行うことができない場合がある。
【００４１】
これに対して、図１に示した本実施形態に係る流量制御式のフロースプリッター２００では、分流制御部２００ｈを通る経路に加えて迂回流路ｆｃが形成され、迂回流路ｆｃの迂回配管Ｆｃにはバイパスバルブ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが設けられている。これによれば、第１のバルブ２０ａ〜２０ｃ、第２のバルブ２１ａ〜２１ｃ、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃの開閉制御により、ＮＰＰＣ実行時には、Ｎ２ガスをマスフローメータＭＦＭに通さずに迂回流路ｆｃに通して、チャンバＣ内に導入することができる。迂回流路ｆｃでは、マスフローメータＭＦＭよりもコンダクタンスが大きく、圧力損失はほとんど発生しない。このため、本実施形態に係る流量制御式のフロースプリッター２００によれば、配管ラインＬ１、Ｌ２に流すＮ２ガスの流量制御により、チャンバＣ内を所定圧力以上に制御することができる。これにより、チャンバ内にて発生する十分なガスの衝撃によってＮＰＰＣ実行時に効果的にパーティクルを除去することができる。
【００４２】
［ウェハ処理及びＮＰＰＣ処理］
次に、本発明の一実施形態に係るウェハ処理及びＮＰＰＣ処理について、図３〜図６を参照しながら説明する。図３は、一実施形態に係る処理装置３００によるウェハ処理及びＮＰＰＣ処理を示したフローチャートである。図４は、一実施形態に係るウェハ処理実行時のガス供給機構１の各バルブの開閉を示した図である。図５は、一実施形態に係るＮＰＰＣ実行時のガス供給機構１の各バルブの開閉を示した図である。図６は、一実施形態に係るＮＰＰＣ実行時のタイムチャートである。なお、図３のウェハ処理及びＮＰＰＣ処理は、制御部４００により制御される。
【００４３】
図３に示したように、ウェハ処理を開始するために、制御部４００は、ステップＳ１０にて、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃを閉める（バイパス閉工程）。これにより、図４に示したように、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃは、全て閉状態となる。次に、制御部４００は、ステップＳ１２にて、添加ガス用バルブ２３ａ〜２３ｃの各弁体の開閉を制御する。例えば、複数のゾーンのうちエッジ３０５ｃのゾーンにのみ添加ガスを導入する場合、制御部４００は、添加ガス用バルブ２３ｃを開け、添加ガス用バルブ２３ａ、２３ｂの各弁体を閉じる。これにより、図４に示したように、添加ガス用バルブ２３ｃは開状態、添加ガス用バルブ２３ａ、２３ｂの各弁体は閉状態となる。
【００４４】
次に、制御部４００は、ステップＳ１４にて、ガスボックス３から処理ガス及び添加ガスを供給する。処理ガス１〜３は、フロースプリッター２００の上流側の第１の流路ｆａを通り、分流制御部２００ｈの各分流部２００ａ〜２００ｃにて所望の分流量に分流される。分流されたガスは、更に第２の流路ｆｂ１、ｆｂ２、ｆｂ３を通り、チャンバＣ内のガス拡散室３０５の各ゾーンを介してチャンバＣ内に導入される。
【００４５】
次に、制御部４００は、ステップＳ１６にて、導入されたガスをプラズマ化させ、ウェハＷをプラズマ処理する（処理実行工程）。このとき、エッジのゾーンには、処理ガスに添加ガスが添加されている。このようにして多様なガス制御を行うことにより、プラズマ中の特にラジカルを制御してウェハの面内均一性を向上させることができる。ただし、本実施形態では、添加ガスを供給する付加流路Ｆｄ及び添加ガス用バルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを設けなくてもよい。その場合には、ステップＳ１２は実行せずに、ステップＳ１４に進む。
【００４６】
次いで、制御部４００は、ステップＳ１８にて、ウェハＷのプラズマ処理が所定回数だけ実行されたかを判定し、所定回数実行されるまでステップＳ１４、Ｓ１６を繰り返し実行する。ステップＳ１８にて、ウェハＷのプラズマ処理が所定回数だけ実行されたと判定された場合、ステップＳ２０に進み、制御部４００は、第１のバルブ２０ａ〜２０ｃ、第２のバルブ２１ａ〜２１ｃ、添加ガス用バルブ２３ａ〜２３ｃを全て閉める。これにより、図５に示したように、第１のバルブ２０ａ〜２０ｃ、第２のバルブ２１ａ〜２１ｃ、添加ガス用バルブ２３ａ〜２３ｃの各弁体は、全て閉状態となる。次に、制御部４００は、ステップＳ２２にて、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃを全て開く（バイパス開工程）。これにより、図５に示したように、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃは、開状態となる。
【００４７】
次に、制御部４００は、ステップＳ２４にてガスボックス３からＮ２ガスを供給する。図６に示したように、時刻Ｔ１では、図１の第１及び第２のＮ２ガス供給バルブ１０２，１２０は閉状態である。時刻Ｔ２になると、第１のＮ２ガス供給バルブ１０２及び第２のＮ２ガス供給バルブ１２０が開けられ、第１及び第２のＮ２ガス配管ラインＬ１、Ｌ２からＮ２ガスが供給される。これにより、チャンバＣの圧力は急激に上昇する。
【００４８】
時刻Ｔ３になると、第１のＮ２ガス供給バルブ１０２が閉じられ、第２のＮ２ガス供給バルブ１２０のみが開状態となる。これら一連のバルブ動作によるガスの衝撃により、ステップＳ２６にてＮＰＰＣが実行される(クリーニング工程)。
【００４９】
図６の「配管ラインＬ３のＮ２パージ流量例」に示したように、ＮＰＰＣ実行時、大流量のＮ２ガスが配管ラインＬ１、Ｌ２をそれぞれ流れる。大流量のＮ２ガスは、図５に示したように、迂回流路ｆｃを通ってチャンバＣ内に導入される。例えば、迂回流路ｆｃを流れるＮ２ガスの流量は、８ＳＬＭ以上であってもよい。好ましくは、８〜２０ＳＬＭである。
【００５０】
このとき、迂回流路ｆｃでは、圧力損失はほとんど生じない。これにより、図６に示したように、チャンバＣ内の圧力は、５Ｔｏｒｒ以上（例えば、７Ｔｏｒｒ）に調整される。好ましくは、５Ｔｏｒｒ〜大気圧である。この結果、ＮＰＰＣ実行時、ガスの衝撃により処理ガス吐出穴３０４ａ、載置台３０２、チャンバ壁等（図１参照）に付着したパーティクルをチャンバＣ内の空間にてダスト（パーティクル等）の飛散として発生させることができる。図６に示したドライポンプ等の排気装置により、飛散したダストは、チャンバＣ外へ排出される。これにより、チャンバＣ内から効果的にパーティクルを除去し、チャンバＣ内をクリーニングすることができる。
【００５１】
ＮＰＰＣ実行後、制御部４００は、ステップＳ２８にて、第１のバルブ２０ａ〜２０ｃ、第２のバルブ２１ａ〜２１ｃ、添加ガス用バルブ２３ａ〜２３ｃの各弁体を全て開ける。次に、制御部４００は、ステップＳ３０にて、ウェハ処理を開始するかを判定する。ウェハ処理を開始するまでの間、処理装置３００はアイドル状態であり、図１に示したように、全てのバルブを開状態にし、Ｎ２ガスを少量流し、配管内をクリーニングする。ステップＳ３０にて、ウェハ処理を開始すると判定された場合、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０にてバイパスバルブ２２ａ〜２２ｃを閉め、Ｓ１２〜Ｓ３０の処理を再び実行する。
【００５２】
ウェハ処理を開始するか否かの判定は、例えば、パーティクルモニターにより測定したパーティクル数が所定数以下であれば、ウェハ処理すると判定し、測定したパーティクル数が所定数以上であれば、ウェハ処理しないと判定してＮＰＰＣ等のクリーニングを行うようにしてもよい。また、その他のセンサーでウェハ処理を開始するかの判定を行ってもよい。
【００５３】
以上、本実施形態にかかるガス供給機構１によれば、第１のバルブ２０ａ〜２０ｃ、第２のバルブ２１ａ〜２１ｃ、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃの開閉制御により、ＮＰＰＣ実行時にはＮ２ガスをフロースプリッター２００に通さず迂回流路ｆｃに通してチャンバＣ内に導入する。迂回流路ｆｃでは圧力損失はほとんど生じない。このため、本実施形態に係る流量制御式のフロースプリッター２００を含むガス制御部２の構成によれば、配管ラインＬ１、Ｌ２を流れるＮ２ガスの流量制御により、チャンバＣ内を所定圧力以上に制御することができる。この結果、ガスの衝撃によるＮＰＰＣ実行時のパーティクルの除去効果を十分に得ることができる。
【００５４】
なお、ＮＰＰＣによるクリーニングは、１ロット又は数ロットのウェハ処理を実行した後に行ってもよい。また、ＮＰＰＣによるクリーニングは、定期的に行ってもよいし、ある程度ウェハを処理したら不定期に行ってもよい。また、ＮＰＰＣによるクリーニングは、ウェハを１枚処理する毎に行ってもよいし、チャンバＣ内をメンテナンスした後に行ってもよい。
【００５５】
また、本実施形態に係るＮＰＰＣでは、すべてのバイパスバルブ２２ａ〜２２ｃを開状態にして実行したが、バイパスバルブ２２ａ〜２２ｃのうちの少なくとも一つを開状態にして実行してもよい。ただし、すべてのバイパスバルブ２２ａ〜２２ｃを開状態すると、最も効果的にクリーニング効果を得られるため好ましい。
【００５６】
以上、クリーニング方法及び処理装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００５７】
例えば、本発明に係るクリーニング方法は、流量制御式に限られず、圧力制御式による分流制御部（フロースプリッター）を用いてもよい。
【００５８】
また、例えば、本発明に係る処理装置は、エッチング処理装置以外の処理装置、例えば、アッシング処理装置や成膜処理装置等にも適用可能である。その際、処理装置にてプラズマを発生させる手段としては、容量結合型プラズマ(ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)発生手段、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)発生手段、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）発生手段、ラジアルラインスロットアンテナから生成したマイクロ波プラズマやＳＰＡ（Slot Plane Antenna）プラズマを含むマイクロ波励起表面波プラズマ発生手段、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance Plasma）発生手段、上記発生手段を用いたリモートプラズマ発生手段等を用いることができる。また、本発明に係る処理装置は、例えば、熱処理、基板搬送等、プラズマを用いないでウェハを処理する装置であってもよい。
【００５９】
本発明において処理を施される被処理体は、上記実施形態にて説明に使用した（半導体）ウェハに限られず、例えば、フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display)用の大型基板、ＥＬ素子又は太陽電池用の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１：ガス供給機構
２：ガス制御部
３：ガスボックス
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ：第１のバルブ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：第２のバルブ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：バイパスバルブ
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ：添加ガス用バルブ
４０：オリフィス
１０２：第１のＮ２ガス供給バルブ
１２０：第２のＮ２ガス供給バルブ
２００：フロースプリッター
２００ｈ：分流制御部
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ：分流部
３００：処理装置
３０５：ガス拡散室
３０５ａ：センターゾーン
３０５ｂ：ミドルソーン
３０５ｃ：エッジソーン
４００：制御部
Ｆａ、Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３：配管
Ｆｃ：迂回配管
Ｆｄ：付加配管
ｆａ：第１の流路
ｆｂ１、ｆｂ２、ｆｂ３：第２の流路
ｆｃ：迂回流路
ＭＦＭ：マスフローメータ
Ｖ：流量制御バルブ
【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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