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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183485
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
C23C 16/44 20060101AFI20231221BHJP
【ＦＩ】
C23C16/44 B
C23C16/44 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022097025
(22)【出願日】2022-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 達也
(72)【発明者】
【氏名】野沢 秀二
【テーマコード（参考）】
4K030
【Ｆターム（参考）】
4K030AA09
4K030DA06
4K030EA04
4K030EA11
4K030GA02
4K030KA12
(57)【要約】
【課題】基板処理のスループットを向上させる。
【解決手段】基板処理装置であって、処理容器と、ステージと、排気空間と、第１の排気路と、第２の排気路とを備える。ステージは、処理容器内に設けられ、基板が載せられる。排気空間は、処理容器の内側壁に沿って、ステージの周囲に配置されている。第１の排気路は、ステージの上方の処理空間と排気空間との間に設けられ、処理空間よりもコンダクタンスが小さい。第２の排気路は、ステージの下方の下部空間と排気空間との間に設けられ、処理空間よりもコンダクタンスが小さい。処理空間内に供給された処理ガスは、第１の排気路を介して排気され、下部空間内に供給されたパージガスは、第２の排気路を介して排気される。また、第２の排気路は、第１の排気路または第１の排気路よりも排気空間側の空間につながっている。
【選択図】図２
【解決手段】基板処理装置であって、処理容器と、ステージと、排気空間と、第１の排気路と、第２の排気路とを備える。ステージは、処理容器内に設けられ、基板が載せられる。排気空間は、処理容器の内側壁に沿って、ステージの周囲に配置されている。第１の排気路は、ステージの上方の処理空間と排気空間との間に設けられ、処理空間よりもコンダクタンスが小さい。第２の排気路は、ステージの下方の下部空間と排気空間との間に設けられ、処理空間よりもコンダクタンスが小さい。処理空間内に供給された処理ガスは、第１の排気路を介して排気され、下部空間内に供給されたパージガスは、第２の排気路を介して排気される。また、第２の排気路は、第１の排気路または第１の排気路よりも排気空間側の空間につながっている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板が載せられるステージと、
前記処理容器の内側壁に沿って、前記ステージの周囲に配置された排気空間と、
前記ステージの上方の処理空間と前記排気空間との間に設けられ、前記処理空間よりもコンダクタンスが小さい第１の排気路と、
前記ステージの下方の下部空間と前記排気空間との間に設けられ、前記処理空間よりもコンダクタンスが小さい第２の排気路と
を備え、
前記処理空間内に供給された処理ガスは、前記第１の排気路を介して排気され、
前記下部空間内に供給されたパージガスは、前記第２の排気路を介して排気され、
前記第２の排気路は、前記第１の排気路または前記第１の排気路よりも前記排気空間側の空間につながっている基板処理装置。
前記処理容器内に設けられ、基板が載せられるステージと、
前記処理容器の内側壁に沿って、前記ステージの周囲に配置された排気空間と、
前記ステージの上方の処理空間と前記排気空間との間に設けられ、前記処理空間よりもコンダクタンスが小さい第１の排気路と、
前記ステージの下方の下部空間と前記排気空間との間に設けられ、前記処理空間よりもコンダクタンスが小さい第２の排気路と
を備え、
前記処理空間内に供給された処理ガスは、前記第１の排気路を介して排気され、
前記下部空間内に供給されたパージガスは、前記第２の排気路を介して排気され、
前記第２の排気路は、前記第１の排気路または前記第１の排気路よりも前記排気空間側の空間につながっている基板処理装置。
【請求項2】
前記第１の排気路は、
前記ステージの上面の周縁に設けられた環状のステージカバーの上に配置されたリングカバーと前記ステージの上方に配置され前記処理容器内にガスを供給するシャワーヘッドの下面との間の空間であり、
前記第２の排気路は、
前記ステージカバーに設けられた環状の第１の排気ブレードと前記処理容器の側壁に設けられた環状の第２の排気ブレードとの間の空間である請求項１に記載の基板処理装置。
前記ステージの上面の周縁に設けられた環状のステージカバーの上に配置されたリングカバーと前記ステージの上方に配置され前記処理容器内にガスを供給するシャワーヘッドの下面との間の空間であり、
前記第２の排気路は、
前記ステージカバーに設けられた環状の第１の排気ブレードと前記処理容器の側壁に設けられた環状の第２の排気ブレードとの間の空間である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記ステージを上下に移動させる駆動部をさらに備え、
前記駆動部は、
前記処理容器内のクリーニングが行われる場合に、前記ステージを下降させることにより、前記第１の排気路のコンダクタンスを上げ、
前記リングカバーは、
前記ステージが下降することにより、前記ステージカバーから前記第２の排気ブレードに受け渡される請求項２に記載の基板処理装置。
前記駆動部は、
前記処理容器内のクリーニングが行われる場合に、前記ステージを下降させることにより、前記第１の排気路のコンダクタンスを上げ、
前記リングカバーは、
前記ステージが下降することにより、前記ステージカバーから前記第２の排気ブレードに受け渡される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記ステージの上面の周縁に配置された環状のリングカバーであって、前記ステージの上面と交差する方向に立設する環状の突条を有するリングカバーをさらに備え、
前記第１の排気路は、
前記リングカバーの上面と前記ステージの上方に配置され前記処理容器内にガスを供給するシャワーヘッドの下面との間の空間、および、前記リングカバーの前記突条の側面と前記シャワーヘッドの側面との間の空間の少なくともいずれかの空間であり、
前記第２の排気路は、
前記ステージの側面と、前記処理容器の側壁に設けられた環状の排気ブレードとの間の空間である請求項１に記載の基板処理装置。
前記第１の排気路は、
前記リングカバーの上面と前記ステージの上方に配置され前記処理容器内にガスを供給するシャワーヘッドの下面との間の空間、および、前記リングカバーの前記突条の側面と前記シャワーヘッドの側面との間の空間の少なくともいずれかの空間であり、
前記第２の排気路は、
前記ステージの側面と、前記処理容器の側壁に設けられた環状の排気ブレードとの間の空間である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記ステージを上下に移動させる駆動部をさらに備え、
前記駆動部は、
前記処理容器内のクリーニングが行われる場合に、前記ステージを下降させることにより、前記第１の排気路および前記第２の排気路のコンダクタンスを上げ、
前記リングカバーは、
前記ステージが下降することにより、前記処理容器の内側壁に設けられた棚部に受け渡される請求項４に記載の基板処理装置。
前記駆動部は、
前記処理容器内のクリーニングが行われる場合に、前記ステージを下降させることにより、前記第１の排気路および前記第２の排気路のコンダクタンスを上げ、
前記リングカバーは、
前記ステージが下降することにより、前記処理容器の内側壁に設けられた棚部に受け渡される請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記ステージの上方に配置され前記処理容器内にガスを供給するシャワーヘッドを囲むように、前記シャワーヘッドの側壁に設けられた筒状のリングカバーをさらに備え、
前記第１の排気路は、
前記ステージの上面の周縁に設けられた環状のステージカバーの側面と前記リングカバーの側面との間の空間であり、
前記第２の排気路は、
前記ステージカバーに設けられた環状の第１の排気ブレードと前記処理容器の側壁に設けられた環状の第２の排気ブレードとの間の空間である請求項１に記載の基板処理装置。
前記第１の排気路は、
前記ステージの上面の周縁に設けられた環状のステージカバーの側面と前記リングカバーの側面との間の空間であり、
前記第２の排気路は、
前記ステージカバーに設けられた環状の第１の排気ブレードと前記処理容器の側壁に設けられた環状の第２の排気ブレードとの間の空間である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記ステージを上下に移動させる駆動部をさらに備え、
前記リングカバーの側面と前記第２の排気ブレードとの間の空間のコンダクタンスは、前記第１の排気路のコンダクタンスおよび前記第２の排気路のコンダクタンスのいずれよりも大きく、
前記駆動部は、
前記処理容器内のクリーニングが行われる場合に、前記ステージを下降させることにより、前記第１の排気路のコンダクタンスを上げる請求項６に記載の基板処理装置。
前記リングカバーの側面と前記第２の排気ブレードとの間の空間のコンダクタンスは、前記第１の排気路のコンダクタンスおよび前記第２の排気路のコンダクタンスのいずれよりも大きく、
前記駆動部は、
前記処理容器内のクリーニングが行われる場合に、前記ステージを下降させることにより、前記第１の排気路のコンダクタンスを上げる請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記ステージに前記基板が載せられた状態で、前記ステージの上方に配置されたシャワーヘッドを介して、第１のモノマーを含む第１の処理ガスと、第２のモノマーを含む第２の処理ガスとを、前記シャワーヘッドの異なる吐出口から前記処理空間内に供給することにより、前記基板に、前記第１のモノマーおよび前記第２のモノマーの重合体の膜を形成するガス供給部をさらに備える請求項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】
前記第１のモノマーは、イソシアネートであり、
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体には尿素結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体には尿素結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記第１のモノマーは、カルボン酸無水物であり、
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体にはイミド結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体にはイミド結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記第１のモノマーは、エポキシドであり、
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体には２－アミノエタノール結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体には２－アミノエタノール結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記第１のモノマーは、イソシアネートであり、
前記第２のモノマーは、アルコールであり、
前記基板に形成される重合体にはウレタン結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
前記第２のモノマーは、アルコールであり、
前記基板に形成される重合体にはウレタン結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記第１のモノマーは、ハロゲン化アシルであり、
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体にはアミド結合が含まれる請求項８に記載の基板処理装置。
前記第２のモノマーは、アミンであり、
前記基板に形成される重合体にはアミド結合が含まれる請求項８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、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基板に重合体の有機膜を形成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、基板に重合体の有機膜を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２００８／１２９９２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、基板処理のスループットを向上させることができる基板処理装置を提供する。
【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、ステージと、排気空間と、第１の排気路と、第２の排気路とを備える。ステージは、処理容器内に設けられ、基板が載せられる。排気空間は、処理容器の内側壁に沿って、ステージの周囲に配置されている。第１の排気路は、ステージの上方の処理空間と排気空間との間に設けられ、処理空間よりもコンダクタンスが小さい。第２の排気路は、ステージの下方の下部空間と排気空間との間に設けられ、処理空間よりもコンダクタンスが小さい。処理空間内に供給された処理ガスは、第１の排気路を介して排気され、下部空間内に供給されたパージガスは、第２の排気路を介して排気される。また、第２の排気路は、第１の排気路または第１の排気路よりも排気空間側の空間につながっている。
【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、基板処理のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【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。
【0009】
ところで、有機膜の蒸着重合では、処理条件によって成膜速度（成膜レート）が大きく変化する。特に、有機膜の成膜に用いられる成膜ガスの濃度と成膜される場所の温度が重要である。例えば、成膜ガスの濃度が高く、成膜される場所の温度が低ければ、成膜速度が大きくなり、成膜ガスの濃度が低く、成膜される場所の温度が高ければ、成膜速度が小さくなる。そのため、成膜対象の基板が配置される空間においては、成膜ガスの濃度を高く維すると共に、基板の温度を低く維持することが好ましい。
【0010】
一方、基板に有機膜を成膜する基板処理装置では、有機膜の成膜に寄与しなかった成膜ガスが排気されるが、有機膜の成膜に寄与しなかった成膜ガスの一部は、基板処理装置の処理容器内に拡散し、処理容器の内壁等に有機膜を形成してしまう。複数の基板に対する処理が進むと、処理容器の内壁等に形成された有機膜が成長し、やがてパーティクルとなて基板に付着する場合がある。そのため、処理容器の内壁等を加熱することにより、処理容器の内壁等への有機膜の形成を抑制する方策がとられている。
【0011】
しかし、処理容器内の部分によっては、高い温度に加熱することが難しい部分があるため、そのような処理容器内の部分については、有機膜の形成を抑制することが難しい。そのため、頻繁に成膜処理を停止し、チャンバ内のクリーニングを実施することになり、成膜処理におけるスループットが低下する。そこで、加熱が難しい処理容器内の部分にパージガスを供給し、その部分に供給される成膜ガスを希釈することにより、有機膜の形成を抑制することが考えられる。
【0012】
しかし、パージガスが基板付近に流れ込むと、基板付近の成膜ガスの濃度が低下し、基板への有機膜の成膜速度が低下する。これにより、所望の厚さの有機膜を基板に形成するのに要する時間が長くなり、成膜等の基板処理におけるスループットが低下する。
【0013】
そこで、本開示は、基板処理のスループットを向上させることができる技術を提供する。
【0014】
（第１の実施形態）
［基板処理装置１０の構成］
図１は、本開示の一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、装置本体２００と、装置本体２００を制御する制御装置１００とを備える。装置本体２００は、処理容器２０９を有する。処理容器２０９は、下部容器２０１、排気ダクト２０２、支持構造体２１０、およびシャワーヘッド２３０を有する。
［基板処理装置１０の構成］
図１は、本開示の一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、装置本体２００と、装置本体２００を制御する制御装置１００とを備える。装置本体２００は、処理容器２０９を有する。処理容器２０９は、下部容器２０１、排気ダクト２０２、支持構造体２１０、およびシャワーヘッド２３０を有する。
【0015】
下部容器２０１は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。排気ダクト２０２は、下部容器２０１の上部の周縁に設けられている。また、排気ダクト２０２の上には、環状の絶縁部材２０４が配置されている。シャワーヘッド２３０は、下部容器２０１の上方に設けられており、絶縁部材２０４に支持されている。下部容器２０１の略中央には、基板Ｗを載置する支持構造体２１０が設けられている。支持構造体２１０とシャワーヘッド２３０との間の空間を処理空間ＳPと定義する。
【0016】
下部容器２０１の側壁には、基板Ｗの搬入および搬出を行うための開口部２０５が形成されている。開口部２０５は、ゲートバルブＧによって開閉される。排気ダクト２０２は、縦断面が中空の角型形状であり、下部容器２０１の上部に沿って環状に延在している。
【0017】
排気ダクト２０２には、排気管２０６の一端が接続されている。排気管２０６の他端は、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ等の圧力調整バルブ２０７を介して真空ポンプ等を有する排気装置２０８に接続されている。圧力調整バルブ２０７は、制御装置１００によって制御され、処理空間ＳP内の圧力を予め設定された圧力に制御する。
【0018】
排気ダクト２０２の側壁およびシャワーヘッド２３０の上面には図示しないヒータが設けられており、排気ダクト２０２およびシャワーヘッド２３０は、例えば２００℃以上の温度となるように加熱される。これにより、排気ダクト２０２およびシャワーヘッド２３０への反応副生成物（いわゆるデポ）の付着をある程度抑制することができる。なお、排気管２０６、圧力調整バルブ２０７、および排気装置２０８においても、ヒータが設けられ、デポが付着しにくい温度に加熱されてもよい。
【0019】
支持構造体２１０は、ステージ２１１および支持部２１２を有する。ステージ２１１は、例えばアルミニウム等の金属により構成され、上面に基板Ｗが載せられる。シャワーヘッド２３０は、ステージ２１１に対向する位置に設けられている。支持部２１２は、例えばアルミニウム等の金属により筒状に構成され、ステージ２１１を下方から支持する。
【0020】
ステージ２１１には、ヒータ２１４が埋め込まれている。ヒータ２１４は、供給された電力に応じてステージ２１１上に載せられた基板Ｗを加熱する。ヒータ２１４に供給される電力は、制御装置１００によって制御される。
【0021】
また、ステージ２１１内には、冷媒が流通する流路２１５が形成されている。流路２１５には、配管２１６ａおよび配管２１６ｂを介して、図示しないチラーユニットが接続されている。チラーユニットによって予め定められた温度に調整された冷媒が配管２１６ａを介して流路２１５に供給され、流路２１５内を循環した冷媒が、配管２１６ｂを介してチラーユニットに戻される。流路２１５内を循環する冷媒によりステージ２１１が冷却される。チラーユニットは、制御装置１００によって制御される。
【0022】
支持部２１２は、下部容器２０１の底部に形成された開口部を貫通するように下部容器２０１内に配置されている。支持部２１２は、昇降機構２４０の駆動により上下に昇降する。昇降機構２４０は、駆動部の一例である。基板Ｗが搬入される際には、昇降機構２４０の駆動により支持構造体２１０が下降し、ゲートバルブＧが開けられる。そして、開口部２０５を介して図示しない搬送ロボットによって基板Ｗが下部容器２０１内に搬入され、ステージ２１１上に突出した図示しないリフトピンに渡される。そして、図示しないリフトピンが下降することにより、基板Ｗがステージ２１１上に載せられる。そして、ゲートバルブＧが閉じられ、昇降機構２４０の駆動により支持構造体２１０が上昇し、基板Ｗへの成膜処理が実行される。また、基板Ｗが搬出される際には、昇降機構２４０の駆動により支持構造体２１０が下降し、ゲートバルブＧが開けられる。そして、図示しないリフトピンが上昇することにより、基板Ｗがステージ２１１から持ち上げられる。そして、図示しないリフトピン上の基板Ｗが図示しない搬送ロボットによって開口部２０５を介して下部容器２０１の外部へ搬出される。
【0023】
シャワーヘッド２３０は、拡散室２３１ａおよび拡散室２３１ｂを有する。拡散室２３１ａおよび拡散室２３１ｂは互いに連通していない。拡散室２３１ａおよび拡散室２３１ｂには、ガス供給部２２０が接続されている。具体的には、拡散室２３１ａには、配管２２５ａを介して、バルブ２２４ａ、ＭＦＣ（Mass Flow Controller）２２３ａ、気化器２２２ａ、および原料供給源２２１ａが接続されている。原料供給源２２１ａは、第１のモノマーの一例であるイソシアネートの供給源である。気化器２２２ａは、原料供給源２２１ａから供給されたイソシアネートの液体を気化させる。ＭＦＣ２２３ａは、気化器２２２ａによって気化されたイソシアネートの蒸気の流量を制御する。バルブ２２４ａは、イソシアネートの蒸気の配管２２５ａへの供給および供給停止を制御する。
【0024】
拡散室２３１ｂには、配管２２５ｂを介して、バルブ２２４ｂ、ＭＦＣ２２３ｂ、気化器２２２ｂ、および原料供給源２２１ｂが接続されている。原料供給源２２１ｂは、第２のモノマーの一例であるアミンの供給源である。気化器２２２ｂは、原料供給源２２１ｂから供給されたアミンの液体を気化させる。ＭＦＣ２２３ｂは、気化器２２２ｂによって気化されたアミンの蒸気の流量を制御する。バルブ２２４ｂは、アミンの蒸気の配管２２５ｂへの供給および供給停止を制御する。イソシアネートの蒸気およびアミンの蒸気は、成膜ガスの一例である。また、イソシアネートの蒸気は第１の処理ガスの一例であり、アミンの蒸気は第２の処理ガスの一例である。
【0025】
また、シャワーヘッド２３０には、配管２２５ａおよび配管２２５ｂを介して、バルブ２２４ｃ、ＭＦＣ２２３ｃ、およびクリーニングガス供給源２２１ｃが接続されている。クリーニングガス供給源２２１ｃは、例えば酸素原子またはフッ素原子を含む分子を含有するクリーニングガスの供給源である。ＭＦＣ２２３ｃは、クリーニングガス供給源２２１ｃから供給されたクリーニングガスの流量を制御する。バルブ２２４ｃは、クリーニングガスの配管２２５ａおよび配管２２５ｂへの供給および供給停止を制御する。
【0026】
拡散室２３１ａは、複数の吐出口２３２ａを介して処理空間ＳPと連通しており、拡散室２３１ｂは、複数の吐出口２３２ｂを介して処理空間ＳPと連通している。配管２２５ａを介して拡散室２３１ａ内に供給されたガスは、拡散室２３１ａ内を拡散し、吐出口２３２ａを介して処理空間ＳP内にシャワー状に吐出される。また、配管２２５ｂを介して拡散室２３１ｂ内に供給されたガスは、拡散室２３１ｂ内を拡散し、吐出口２３２ｂを介して処理空間ＳP内にシャワー状に吐出される。イソシアネートおよびアミンの蒸気は、吐出口２３２ａおよび吐出口２３２ｂを介して処理空間ＳP内に吐出された後、処理空間ＳP内において混合され、ステージ２１１に載せられた基板Ｗの表面に尿素結合を有する重合体の有機膜を形成する。
【0027】
例えば、第１のモノマーとしてジイソシアネート、第２のモノマーとしてジアミン（例えば、第１級アミン）を用いることで、直鎖のポリ尿素を生成させることができる。ジイソシアネートおよびジアミンの組み合わせは、例えば、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）および１，１２－ジアミノドデカン（ＤＡＤ）の組み合わせである。ジイソシアネートおよびジアミンの組み合わせは、例えば、１，３－ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）および１，１２－ジアミノドデカン（ＤＡＤ）の組み合わせである。ジイソシアネートおよびジアミンの組み合わせは、例えば、１，３－ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）および１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＡ）の組み合わせである。ジイソシアネートおよびジアミンの組み合わせは、例えば、１，３－ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）およびヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）の組み合わせである。ジイソシアネートおよびジアミンの組み合わせは、例えば、ｍ－キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）およびｍ－キシリレンジアミン（ＸＤＡ）の組み合わせである。ジイソシアネートおよびジアミンの組み合わせは、例えば、ｍ－キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）およびベンジルアミン（ＢＡ）の組み合わせである。
【0028】
例えば、第１のモノマーとしてジイソシアネート、第２のモノマーとしてトリアミン（例えば、第１級アミン）またはテトラアミン（例えば、第２級アミン）を用いることで、架橋性ポリ尿素を生成させることができる。また、第１のモノマーとしてモノイソシアネート、第２のモノマーとしてジアミン（例えば、第１級アミン）を用いることで、尿素結合を有するトリマーを生成させることができる。また、第１のモノマーとしてモノイソシアネート、第２のモノマーとしてモノアミン（例えば、第１級アミン）を用いることで、尿素結合を有するダイマーを生成させることができる。
【0029】
シャワーヘッド２３０には、整合器２６１を介して、プラズマ発生用のＲＦ（Radio Frequency）電力を供給するＲＦ電源２６０が接続されている。シャワーヘッド２３０は、ステージ２１１に対してカソード電極として機能する。処理容器２０９内のクリーニングにおいて、シャワーヘッド２３０を介してガス供給部２２０から処理空間ＳP内にクリーニングガスが供給され、整合器２６１を介してＲＦ電源２６０から処理空間ＳP内にＲＦ電力が供給される。これにより、処理空間ＳP内においてクリーニングガスがプラズマ化され、プラズマに含まれる活性種により、処理容器２０９内のクリーニングが行われる。
【0030】
ステージ２１１の下方の下部容器２０１には、配管２２５ｄを介して、バルブ２２４ｄ、ＭＦＣ２２３ｄ、およびパージガス供給源２２１ｄが接続されている。パージガス供給源２２１ｄは、パージガスの供給源である。パージガスは、例えば窒素ガスや希ガス等の不活性ガスである。ＭＦＣ２２３ｄは、パージガス供給源２２１ｄから供給されたパージガスの流量を制御する。バルブ２２４ｄは、パージガスの配管２２５ｄへの供給および供給停止を制御する。ステージ２１１の下方の下部容器２０１内の空間を下部空間ＳLと定義する。下部空間ＳL内にパージガスが供給されることにより、処理空間ＳP内に供給された成膜ガスが下部空間ＳL内に侵入することを抑制することができる。
【0031】
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備える。メモリには、制御プログラムおよび処理レシピ等が格納される。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行し、メモリに格納されたレシピ等に基づいて、入出力インターフェイスを介して装置本体２００の各部を制御する。
【0032】
［ステージ２１１の周縁付近の構造］
図２は、第１の実施形態におけるステージ２１１の周縁付近の構造の一例を示す拡大断面図である。基板Ｗが載せられるステージ２１１の上面の周縁には、ステージ２１１の上面の周縁を囲むように、環状のステージカバー２５０が設けられている。本実施形態において、ステージカバー２５０には、例えば図２に示されるように、ステージ２１１の側面から離れる方向に延在し、さらに下部容器２０１の側壁に沿って上方に突出する断面形状の排気ブレード２５０１が設けられている。排気ブレード２５０１は、ステージ２１１の外周に沿って環状に形成されている。排気ブレード２５０１は、第１の排気ブレードの一例である。排気ブレード２５０１と下部容器２０１の側壁との間には隙間が設けられている。
図２は、第１の実施形態におけるステージ２１１の周縁付近の構造の一例を示す拡大断面図である。基板Ｗが載せられるステージ２１１の上面の周縁には、ステージ２１１の上面の周縁を囲むように、環状のステージカバー２５０が設けられている。本実施形態において、ステージカバー２５０には、例えば図２に示されるように、ステージ２１１の側面から離れる方向に延在し、さらに下部容器２０１の側壁に沿って上方に突出する断面形状の排気ブレード２５０１が設けられている。排気ブレード２５０１は、ステージ２１１の外周に沿って環状に形成されている。排気ブレード２５０１は、第１の排気ブレードの一例である。排気ブレード２５０１と下部容器２０１の側壁との間には隙間が設けられている。
【0033】
また、ステージカバー２５０の上には、環状で板状のリングカバー２５１が配置されている。シャワーヘッド２３０の下面とリングカバー２５１の上面と間の空間を、第１の排気路３０と定義する。
【0034】
排気ダクト２０２には、排気ダクト２０２の延在方向に沿ってダクトカバー２５２が設けられている。ダクトカバー２５２には、排気ダクト２０２の延在方向に沿ってスリット状の排気口２５２０が形成されている。ダクトカバー２５２には、例えば図２に示されるように、下部容器２０１の側壁から離れる方向に延在し、さらに下部容器２０１の側壁に沿って下方に垂下する断面形状の排気ブレード２５２１が設けられている。排気ブレード２５２１は、下部容器２０１の側壁に沿って環状に形成されている。排気ブレード２５２１は、第２の排気ブレードの一例である。基板Ｗに有機膜を形成する際、ステージカバー２５０の排気ブレード２５０１は、例えば図２に示されるように、ダクトカバー２５２の排気ブレード２５２１と下部容器２０１の側壁との間に配置される。排気ブレード２５２１と排気ブレード２５０１との間、および、排気ブレード２５２１と下部容器２０１の側壁との間には隙間が設けられている。
【0035】
下部容器２０１と排気ブレード２５０１との間の空間、および、排気ブレード２５２１と排気ブレード２５０１との間の空間を、第２の排気路３１と定義する。また、排気口２５２０内の空間を第３の排気路３２と定義し、ダクトカバー２５２と排気ダクト２０２で囲まれた空間を、排気空間ＳEと定義する。また、第１の排気路３０、第２の排気路３１、および第３の排気路３２の間の空間を、中間空間ＳMと定義する。
【0036】
基板Ｗに有機膜を成膜する処理において、処理空間ＳP内に供給されたガスは、第１の排気路３０、中間空間ＳM、および第３の排気路３２を介して排気空間ＳEへ排気される。また、下部空間ＳLに供給されたパージガスは、第２の排気路３１、中間空間ＳM、および第３の排気路３２を介して排気空間ＳEへ排気される。
【0037】
また、シャワーヘッド２３０の下面とリングカバー２５１の上面との間の距離は、シャワーヘッド２３０の下面とステージ２１１上に載せられた基板Ｗの上面との間の距離よりもずっと短い。そのため、第１の排気路３０のコンダクタンスは、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも小さい。また、本実施形態では、第２の排気路３１のコンダクタンスも、処理空間ＳPのコンダクタンスより小さい。
【0038】
これらの空間のコンダクタンスの関係を図示すると、例えば図３のようになる。図３は、第１の実施形態におけるそれぞれの空間のコンダクタンスの関係の一例を説明するための図である。図３の例において、各部の太さがコンダクタンスの大きさを表している。例えば図３に示されるように、処理空間ＳPと中間空間ＳMとは、処理空間ＳPよりもコンダクタンスが小さい第１の排気路３０を介して連通しており、下部空間ＳLと中間空間ＳMとは、処理空間ＳPよりもコンダクタンスが小さい第２の排気路３１を介して連通している。また、中間空間ＳMと排気空間ＳEとは、処理空間ＳPよりもコンダクタンスが小さい第３の排気路３２を介して連通している。
【0039】
ここで、ステージ２１１の周縁付近の構造が例えば図４に示されるような構造である場合を考える。図４は、比較例におけるステージ２１１の周縁付近の構造の一例を示す拡大断面図である。図４に例示された比較例には、リングカバー２５１が設けられていない。そのため、比較例において、処理空間ＳPのコンダクタンスと、シャワーヘッド２３０の下面とステージカバー２５０の上面と間の排気路３３のコンダクタンスとは、ほぼ同じ大きさである。
【0040】
比較例におけるそれぞれの空間のコンダクタンスの関係を図示すると例えば図５のようになる。図５は、比較例におけるそれぞれの空間のコンダクタンスの関係の一例を説明するための図である。比較例では、リングカバー２５１が設けられていない。そのため、比較例では、成膜処理が行われる際、排気路３３を介して処理空間ＳPから中間空間ＳM内に大量に成膜ガスが流入する。これにより、中間空間ＳM内における成膜ガスの分圧が高くなる。そのため、中間空間ＳM、第３の排気路３２、および排気空間ＳE内に濃度が高い成膜ガスが流れ、中間空間ＳM、第３の排気路３２、および排気空間ＳEの側壁に有機膜がデポとして形成されやすくなる。中間空間ＳM、第３の排気路３２、および排気空間ＳEの側壁の中に、有機膜の成膜を阻害する程度に十分に加熱することが難しい部分があると、成膜処理を停止して、その部分のクリーニングを頻繁に行う必要がある。
【0041】
また、比較例において、中間空間ＳM内の成膜ガスの分圧を下げるために、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させることが考えられる。これにより、中間空間ＳM内に供給されるパージガスが増加し、中間空間ＳM内の成膜ガスの分圧を下げることができる。しかし、比較例では、排気路３３のコンダクタンスが大きいため、中間空間ＳM内に供給されたパージガスが排気路３３を介して処理空間ＳP内に流入しやすい。パージガスが処理空間ＳP内に流入すると、処理空間ＳPの成膜ガスの濃度が低下する。処理空間ＳPの成膜ガスの濃度が低下すると、成膜速度が低下し、成膜処理におけるスループットが低下する。
【0042】
これに対し、本実施形態では、例えば図３に示されたように、コンダクタンスが低い第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと中間空間ＳMとが連通している。そのため、下部空間ＳLに供給されるパージガスが第１の排気路３０を介して中間空間ＳM内から処理空間ＳP内へ流入する量を低く抑えることができる。従って、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させても、処理空間ＳP内へのパージガスの流入量を低く抑えることができ、有機膜の成膜速度の低下を抑えることができる。
【0043】
また、有機膜の成膜速度の低下を抑えつつ、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させることができるため、中間空間ＳM内の成膜ガスの分圧を下げることができる。これにより、中間空間ＳM、第３の排気路３２、および排気空間ＳE内に流れる成膜ガスの濃度を下げることができ、中間空間ＳM、第３の排気路３２、および排気空間ＳEの側壁への有機膜の付着を抑制することができる。これにより、クリーニングの頻度を下げることができ、成膜処理におけるスループットを向上させることができる。
【0044】
［実験結果］
図６は、第１の実施形態において、パージガスの流量を変えた場合の有機膜の膜厚分布の一例を示す図である。図６において、「Average」は基板Ｗに形成された有機膜の平均膜厚、「D/R」は成膜レート（成膜速度）、「Max」は膜厚の最大値、「Min」は膜厚の最小値、「Range」は膜厚の最大値と最小値との差を表す。また、「WiW±」は平均膜厚に対するRangeの百分率を半分に割った値を表し、「WiW1σ」は平均膜厚に対する標準偏差の百分率を表す。例えば図６に示されるように、パージガスの流量を１６００ｓｃｃｍに増加させると、成膜速度（Ｄ／Ｒ）が多少変化する。しかし、パージガスの流量が１６００ｓｃｃｍの時の成膜速度の低下は、パージガスの流量が１００ｓｃｃｍの時の成膜速度に比べて３０％以内に抑えられている。
図６は、第１の実施形態において、パージガスの流量を変えた場合の有機膜の膜厚分布の一例を示す図である。図６において、「Average」は基板Ｗに形成された有機膜の平均膜厚、「D/R」は成膜レート（成膜速度）、「Max」は膜厚の最大値、「Min」は膜厚の最小値、「Range」は膜厚の最大値と最小値との差を表す。また、「WiW±」は平均膜厚に対するRangeの百分率を半分に割った値を表し、「WiW1σ」は平均膜厚に対する標準偏差の百分率を表す。例えば図６に示されるように、パージガスの流量を１６００ｓｃｃｍに増加させると、成膜速度（Ｄ／Ｒ）が多少変化する。しかし、パージガスの流量が１６００ｓｃｃｍの時の成膜速度の低下は、パージガスの流量が１００ｓｃｃｍの時の成膜速度に比べて３０％以内に抑えられている。
【0045】
なお、パージガスの流量が１００ｓｃｃｍの場合、排気空間ＳEにおける成膜ガスの分圧は２５０ｍＴｏｒｒであり、パージガスの流量が１６００ｓｃｃｍの場合、排気空間ＳEにおける成膜ガスの分圧は５０ｍＴｏｒｒであった。即ち、パージガスの流量を１６００ｓｃｃｍに増加させると、排気空間ＳEにおける成膜ガスの分圧は、パージガスの流量が１００ｓｃｃｍの時に比べて２０％以下に低減することができた。これにより、排気空間ＳEにおける有機膜の成膜を抑制することができ、クリーニングの頻度を大幅に下げることができる。
【0046】
［クリーニング時の動作］
図７は、第１の実施形態におけるクリーニング時のステージ２１１の周縁付近の状態の一例を示す拡大断面図である。成膜処理中に基板Ｗ以外の部分への有機膜の付着を抑制するために、基板Ｗ以外の部分を加熱したり、基板Ｗ以外の部分に供給される成膜ガスを希釈するが、基板Ｗ以外の部分への有機膜の付着を完全になくすことは難しい。そのため、成膜処理が繰り返されると、基板Ｗ以外の部分に有機膜が付着する場合がある。そのため、基板Ｗ以外の部分に付着した有機膜がパーティクルとなって処理容器２０９内に飛散する前に、処理容器２０９内のクリーニングが行われる。
図７は、第１の実施形態におけるクリーニング時のステージ２１１の周縁付近の状態の一例を示す拡大断面図である。成膜処理中に基板Ｗ以外の部分への有機膜の付着を抑制するために、基板Ｗ以外の部分を加熱したり、基板Ｗ以外の部分に供給される成膜ガスを希釈するが、基板Ｗ以外の部分への有機膜の付着を完全になくすことは難しい。そのため、成膜処理が繰り返されると、基板Ｗ以外の部分に有機膜が付着する場合がある。そのため、基板Ｗ以外の部分に付着した有機膜がパーティクルとなって処理容器２０９内に飛散する前に、処理容器２０９内のクリーニングが行われる。
【0047】
本実施形態において、処理容器２０９内のクリーニングは、昇降機構２４０を駆動することにより、ステージ２１１を下降させた状態で実施される。ステージ２１１が成膜処理の際の位置から下降することにより、リングカバー２５１がステージ２１１と共に下降し、例えば図７に示されるように、リングカバー２５１がステージカバー２５０の上面から排気ブレード２５２１の上面に受け渡される。これにより、シャワーヘッド２３０の下面とリングカバー２５１の上面と間の空間が第１の排気路３０’に広がり、第１の排気路３０’のコンダクタンスが大きくなる。これにより、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第１の排気路３０’を介して中間空間ＳM内に容易に拡散する。これにより、中間空間ＳMの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0048】
また、ステージ２１１が下降してリングカバー２５１がステージカバー２５０の上面から排気ブレード２５２１の上面に受け渡されることにより、例えば図７に示されるように、リングカバー２５１の下面とステージカバー２５０の上面とが離間する。これにより、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種によって、リングカバー２５１の下面に付着した有機膜、および、ステージカバー２５０の上面に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0049】
以上、第１の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における基板処理装置１０は、処理容器２０９と、ステージ２１１と、排気空間ＳEと、第１の排気路３０と、第２の排気路３１とを備える。ステージ２１１は、処理容器２０９内に設けられ、基板Ｗが載せられる。排気空間ＳEは、処理容器２０９の内側壁に沿って、ステージ２１１の周囲に配置されている。第１の排気路３０は、ステージ２１１の上方の処理空間ＳPと排気空間ＳEとの間に設けられ、処理空間ＳPよりもコンダクタンスが小さい。第２の排気路３１は、ステージ２１１の下方の下部空間ＳLと排気空間ＳEとの間に設けられ、処理空間ＳPよりもコンダクタンスが小さい。処理空間ＳP内に供給された処理ガスは、第１の排気路３０を介して排気され、下部空間ＳL内に供給されたパージガスは、第２の排気路３１を介して排気される。また、第２の排気路３１は、第１の排気路３０よりも排気空間ＳE側の空間につながっている。これにより、処理空間ＳP内へのパージガスの流入量を低く抑えることができ、有機膜の成膜速度の低下を抑えることができる。これにより、成膜処理におけるスループットを向上させることができる。
【0050】
また、上記した実施形態において、第１の排気路３０は、ステージ２１１の上面の周縁に設けられた環状のステージカバー２５０の上に配置されたリングカバー２５１と、ステージ２１１の上方に配置され処理容器２０９内にガスを供給するシャワーヘッド２３０の下面との間の空間である。また、第２の排気路３１は、ステージカバー２５０に設けられた環状の排気ブレード２５０１と、処理容器２０９の側壁に設けられた環状の排気ブレード２５２１との間の空間である。これにより、第１の排気路３０および第２の排気路３１を容易に形成することができる。
【0051】
また、上記した実施形態において、基板処理装置１０は、ステージ２１１を上下に移動させる昇降機構２４０を備える。バルブ２２４０は、処理容器２０９内のクリーニングが行われる場合に、ステージ２１１を下降させることにより、第１の排気路３０のコンダクタンスを上げる。また、リングカバー２５１は、ステージ２１１が下降することにより、ステージカバー２５０から排気ブレード２５２１に受け渡される。これにより、リングカバー２５１の下面に付着した有機膜、および、ステージカバー２５０の上面に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0052】
また、上記した実施形態において、シャワーヘッド２３０は、第１のモノマーを含む第１の処理ガスと、第２のモノマーを含む第２の処理ガスとを、それぞれ異なる吐出口２３２ａおよび２３２ｂから処理容器２０９内に供給することにより、ステージ２１１上に載せられた基板Ｗに、第１のモノマーおよび第２のモノマーの重合体の膜を形成する。また、第１のモノマーは例えばイソシアネートであり、第２のモノマーは例えばアミンであり、基板Ｗに形成される重合体には尿素結合が含まれる。基板Ｗに形成される重合体の膜厚は、基板Ｗ上における第１のモノマーのガスおよび第２のモノマーのガスの濃度の影響を受ける。本実施形態では、処理空間ＳP内における第１のモノマーのガスおよび第２のモノマーのガスの濃度の低下を抑制できるため、基板Ｗに形成される重合体の膜の成膜速度の低下を抑制することができる。
【0053】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと中間空間ＳMとが連通し、第２の排気路３１を介して下部空間ＳLと中間空間ＳMとが連通し、第３の排気路３２を介して中間空間ＳMと排気空間ＳEとが連通する。これに対し、第２の実施形態では、第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと排気空間ＳEとが連通し、第２の排気路３１を介して下部空間ＳLと排気空間ＳMEが連通する点が第１の実施形態とは異なる。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明を行う。
第１の実施形態では、第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと中間空間ＳMとが連通し、第２の排気路３１を介して下部空間ＳLと中間空間ＳMとが連通し、第３の排気路３２を介して中間空間ＳMと排気空間ＳEとが連通する。これに対し、第２の実施形態では、第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと排気空間ＳEとが連通し、第２の排気路３１を介して下部空間ＳLと排気空間ＳMEが連通する点が第１の実施形態とは異なる。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明を行う。
【0054】
図８は、第２の実施形態におけるステージ２１１の周縁付近の構造の一例を示す拡大断面図である。本実施形態では、ステージ２１１の上面の周縁にステージカバー２５０が配置されておらず、ステージ２１１の上面の周縁にリングカバー２５１が配置されている。本実施形態におけるリングカバー２５１には、ステージ２１１の上面と交差する方向に立設する環状の突条２５１０が形成されている。本実施形態では、シャワーヘッド２３０の下面とリングカバー２５１の上面と間の空間、および、シャワーヘッド２３０の側面と突条２５１０の側面との間の空間を、第１の排気路３０と定義する。
【0055】
第１の排気路３０のコンダクタンスは、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも小さい。なお、図８の例では、リングカバー２５１に突条２５１０が形成されているが、第１の実施形態におけるリングカバー２５１と同様に、リングカバー２５１には突条２５１０が設けられていなくてもよい。この場合であっても、第１の排気路３０のコンダクタンスを、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも小さくすることができる。
【0056】
また、図８の例では、ステージ２１１の上面の周縁にステージカバー２５０が配置されておらず、ステージ２１１の上面の周縁にリングカバー２５１が配置されているが、開示の技術はこれに限られない。本実施形態においても、ステージ２１１の上面の周縁に排気ブレード２５０１を有さないステージカバー２５０が配置され、ステージカバー２５０の上にリングカバー２５１が配置されてもよい。
【0057】
また、本実施形態では、排気ダクト２０２に沿って、環状の排気ブレード２５３が設けられている。排気ブレード２５３の断面形状は、例えば図８に示されるように、下部容器２０１の側壁から離れる方向に延在し、さらに下部容器２０１の側壁に沿って下方に垂下する形状である。本実施形態では、ステージ２１１の側面と排気ブレード２５３の側面と間の空間を、第２の排気路３１と定義する。なお、本実施形態では、排気ダクト２０２にダクトカバー２５２が設けられていない。また、排気ブレード２５３は、下部容器２０１から離れる方向に延在する断面形状であれば、下部容器２０１の側壁に沿って下方に垂下する部分がなくてもよい。排気ブレード２５３は、第２の排気ブレードの一例である。
【0058】
処理空間ＳP、下部空間ＳL、排気空間ＳE、第１の排気路３０、および第２の排気路３１のコンダクタンスの関係を図示すると、例えば図９のようになる。図９は、第２の実施形態におけるそれぞれの空間のコンダクタンスの関係の一例を説明するための図である。図９の例において、各部の太さがコンダクタンスの大きさを表している。基板Ｗに有機膜を成膜する処理において、処理空間ＳP内に供給された成膜ガスは、第１の排気路３０を介して排気空間ＳEへ排気され、下部空間ＳLに供給されたパージガスは、第２の排気路３１を介して排気空間ＳEへ排気される。
【0059】
本実施形態では、例えば図９に示されたように、コンダクタンスが低い第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと排気空間ＳEとが連通している。そのため、下部空間ＳLに供給されるパージガスが第１の排気路３０を介して排気空間ＳE内から処理空間ＳP内へ流入する量を低く抑えることができる。従って、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させても、処理空間ＳP内へのパージガスの流入量を低く抑えることができ、有機膜の成膜速度の低下を抑えることができる。
【0060】
また、有機膜の成膜速度の低下を抑えつつ、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させることができるため、排気空間ＳE内の成膜ガスの分圧を下げることができる。これにより、排気空間ＳE内に流れる成膜ガスの濃度を下げることができ、排気空間ＳEの側壁への有機膜の付着を抑制することができる。これにより、クリーニングの頻度を下げることができ、成膜処理におけるスループットを向上させることができる。
【0061】
［クリーニング時の動作］
図１０は、第２の実施形態におけるクリーニング時のステージ２１１の周縁付近の状態の一例を示す拡大断面図である。本実施形態において、処理容器２０９内のクリーニングは、昇降機構２４０を駆動することにより、ステージ２１１を下降させた状態で実施される。ステージ２１１が成膜処理の際の位置から下降することにより、リングカバー２５１がステージ２１１と共に下降し、例えば図１０に示されるように、リングカバー２５１がステージ２１１の上面から排気ブレード２５３の上面に受け渡される。これにより、シャワーヘッド２３０の下面とリングカバー２５１の上面と間の空間、および、シャワーヘッド２３０の側面と突条２５１０の側面との間の空間が第１の排気路３０’に広がる。これにより、第１の排気路３０’のコンダクタンスが大きくなり、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第１の排気路３０’を介して排気空間ＳE内に容易に拡散する。これにより、排気空間ＳEの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
図１０は、第２の実施形態におけるクリーニング時のステージ２１１の周縁付近の状態の一例を示す拡大断面図である。本実施形態において、処理容器２０９内のクリーニングは、昇降機構２４０を駆動することにより、ステージ２１１を下降させた状態で実施される。ステージ２１１が成膜処理の際の位置から下降することにより、リングカバー２５１がステージ２１１と共に下降し、例えば図１０に示されるように、リングカバー２５１がステージ２１１の上面から排気ブレード２５３の上面に受け渡される。これにより、シャワーヘッド２３０の下面とリングカバー２５１の上面と間の空間、および、シャワーヘッド２３０の側面と突条２５１０の側面との間の空間が第１の排気路３０’に広がる。これにより、第１の排気路３０’のコンダクタンスが大きくなり、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第１の排気路３０’を介して排気空間ＳE内に容易に拡散する。これにより、排気空間ＳEの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0062】
また、ステージ２１１が下降してリングカバー２５１がステージ２１１の上面から排気ブレード２５３の上面に受け渡されることにより、例えば図１０に示されるように、リングカバー２５１の下面とステージ２１１の上面とが離間する。これにより、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種によって、リングカバー２５１の下面に付着した有機膜、および、ステージ２１１の上面に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0063】
また、ステージ２１１が下降することにより、ステージ２１１と排気ブレード２５３とが離間し、ステージ２１１と排気ブレード２５３との間の空間が、第２の排気路３１’に広がる。これにより、第２の排気路３１’のコンダクタンスが大きくなり、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第２の排気路３１’を介して下部空間ＳL内に容易に拡散する。これにより、下部空間ＳLの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0064】
なお、図８の例では、排気ダクト２０２に沿って、環状の排気ブレード２５３が設けられているが、開示の技術はこれに限られない。下部容器２０１には、例えば図１１に示されるように、排気ダクト２０２の下方に、下部容器２０１の側壁に沿って、下部空間ＳLの方向へ突出する環状の棚部２０１０が形成されていてもよい。この場合、棚部２０１０の側壁とステージ２１１の側壁との間の空間が第２の排気路３１に相当する。
【0065】
以上、第２の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における基板処理装置１０は、ステージ２１１の上面の周縁に配置された環状のリングカバー２５１であって、ステージ２１１の上面と交差する方向に立設する環状の突条２５１０を有するリングカバー２５１をさらに備える。第１の排気路３０は、リングカバー２５１の上面とステージ２１１の上方に配置されシャワーヘッド２３０の下面との間の空間、および、リングカバー２５１の突条２５１０の側面とシャワーヘッド２３０の側面との間の空間の少なくともいずれかの空間である。第２の排気路３１は、ステージ２１１の側面と、下部容器２０１の側壁に設けられた環状の排気ブレード２５３との間の空間である。これにより、第１の排気路３０および第２の排気路３１を容易に形成することができる。
【0066】
また、上記した実施形態において、基板処理装置１０は、ステージ２１１を上下に移動させる昇降機構２４０を備える。昇降機構２４０は、処理容器２０９内のクリーニングが行われる場合に、ステージ２１１を下降させることにより、第１の排気路３０および第２の排気路３１のコンダクタンスを上げる。リングカバー２５１は、ステージ２１１が下降することにより、処理容器２０９の内側壁に設けられた棚部２０１０に受け渡される。これにより、排気空間ＳEおよび下部空間ＳLの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0067】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、ステージカバー２５０の上に、ステージ２１１の上面に沿う向きに延在するように板状のリングカバー２５１が配置された。これに対し、第３の実施形態では、筒状のリングカバー２５１がシャワーヘッド２３０を囲むように、シャワーヘッド２３０の外側壁に固定されている点が第１の実施形態とは異なる。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明を行う。
第１の実施形態では、ステージカバー２５０の上に、ステージ２１１の上面に沿う向きに延在するように板状のリングカバー２５１が配置された。これに対し、第３の実施形態では、筒状のリングカバー２５１がシャワーヘッド２３０を囲むように、シャワーヘッド２３０の外側壁に固定されている点が第１の実施形態とは異なる。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明を行う。
【0068】
図１２は、第３の実施形態におけるステージ２１１の周縁付近の構造の一例を示す拡大断面図である。本実施形態では、例えば図１２に示されるように、筒状のリングカバー２５１がシャワーヘッド２３０を囲むように、シャワーヘッド２３０の外側壁に固定されている。本実施形態では、ステージ２１１に設けられたステージカバー２５０の側面とリングカバー２５１の側面との間の空間を、第１の排気路３０と定義する。第１の排気路３０のコンダクタンスは、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも小さい。
【0069】
また、本実施形態では、排気ダクト２０２に沿って、環状の排気ブレード２５３が設けられている。排気ブレード２５３は、第２の排気ブレードの一例である。排気ブレード２５３の断面形状は、例えば図１２に示されるように、下部容器２０１の側壁から離れる方向に延在し、さらに下部容器２０１の側壁に沿って下方に垂下する形状である。基板Ｗに有機膜を成膜する処理において、ステージカバー２５０の排気ブレード２５０１は、例えば図１２に示されるように、排気ブレード２５３と下部容器２０１の側壁との間に配置される。排気ブレード２５３と排気ブレード２５０１との間、および、排気ブレード２５０１と下部容器２０１の側壁との間には隙間が設けられている。本実施形態では、下部容器２０１と排気ブレード２５０１との間の空間、および、排気ブレード２５３と排気ブレード２５０１との間の空間を、第２の排気路３１と定義する。
【0070】
また、本実施形態において、リングカバー２５１と排気ブレード２５３との間の空間のコンダクタンスは、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも大きい。本実施形態において、処理空間ＳP、下部空間ＳL、排気空間ＳE、第１の排気路３０、および第２の排気路３１のコンダクタンスの関係は、例えば図９と同様である。基板Ｗに有機膜を成膜する処理において、処理空間ＳP内に供給されたガスは、第１の排気路３０を介して排気空間ＳEへ排気され、下部空間ＳLに供給されたパージガスは、第２の排気路３１を介して排気空間ＳEへ排気される。
【0071】
本実施形態においても、例えば図９に示されたように、コンダクタンスが低い第１の排気路３０を介して処理空間ＳPと排気空間ＳEとが連通している。そのため、下部空間ＳLに供給されるパージガスが第１の排気路３０を介して排気空間ＳE内から処理空間ＳP内へ流入する量を低く抑えることができる。従って、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させても、処理空間ＳP内へのパージガスの流入量を低く抑えることができ、有機膜の成膜速度の低下を抑えることができる。
【0072】
また、有機膜の成膜速度の低下を抑えつつ、下部空間ＳLに供給されるパージガスの流量を増加させることができるため、排気空間ＳE内の成膜ガスの分圧を下げることができる。これにより、排気空間ＳE内に流れる成膜ガスの濃度を下げることができ、排気空間ＳEの側壁への有機膜の付着を抑制することができる。これにより、クリーニングの頻度を下げることができ、成膜処理におけるスループットを向上させることができる。
【0073】
［クリーニング時の動作］
図１３は、第３の実施形態におけるクリーニング時のステージ２１１の周縁付近の状態の一例を示す拡大断面図である。本実施形態において、処理容器２０９内のクリーニングは、昇降機構２４０を駆動することにより、ステージ２１１を下降させた状態で実施される。ステージ２１１が成膜処理の際の位置から下降することにより、例えば図１３に示されるように、ステージ２１１と、シャワーヘッド２３０の側壁に固定されたリングカバー２５１とが離れる。これにより、ステージ２１１の側面とリングカバー２５１の側面と間の空間が第１の排気路３０’に広がる。これにより、第１の排気路３０’のコンダクタンスが大きくなり、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第１の排気路３０’を介して排気空間ＳE内に容易に拡散する。これにより、排気空間ＳEの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
図１３は、第３の実施形態におけるクリーニング時のステージ２１１の周縁付近の状態の一例を示す拡大断面図である。本実施形態において、処理容器２０９内のクリーニングは、昇降機構２４０を駆動することにより、ステージ２１１を下降させた状態で実施される。ステージ２１１が成膜処理の際の位置から下降することにより、例えば図１３に示されるように、ステージ２１１と、シャワーヘッド２３０の側壁に固定されたリングカバー２５１とが離れる。これにより、ステージ２１１の側面とリングカバー２５１の側面と間の空間が第１の排気路３０’に広がる。これにより、第１の排気路３０’のコンダクタンスが大きくなり、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第１の排気路３０’を介して排気空間ＳE内に容易に拡散する。これにより、排気空間ＳEの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0074】
なお、第３の実施形態の他の例として、例えば図１４に示されるように、排気ブレード２５３に変えて、排気ダクト２０２の下方に、下部容器２０１の側壁に沿って、下部空間ＳLの方向へ突出する環状の棚部２０１０が形成されていてもよい。この場合、棚部２０１０の側面と排気ブレード２５０１との間の空間が第２の排気路３１に相当する。このような構成においても、下部空間ＳLに供給されるパージガスが第１の排気路３０を介して排気空間ＳE内から処理空間ＳP内へ流入する量を低く抑えることができると共に、排気空間ＳE内に流れる成膜ガスの濃度を下げることができる。
【0075】
また、クリーニング時には、ステージ２１１が成膜処理の際の位置から下降することにより、例えば図１５に示されるように、ステージ２１１と、シャワーヘッド２３０の側壁に固定されたリングカバー２５１とが離れる。これにより、ステージ２１１の側面とリングカバー２５１の側面と間の空間が第１の排気路３０’に広がり、第１の排気路３０’のコンダクタンスが大きくなる。これにより、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第１の排気路３０’を介して排気空間ＳE内に容易に拡散し、排気空間ＳEの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0076】
また、ステージ２１１が下降することにより、ステージ２１１と排気ブレード２５０１とが離間し、ステージ２１１と排気ブレード２５０１との間の空間が、第２の排気路３１’に広がる。これにより、第２の排気路３１’のコンダクタンスが大きくなり、処理空間ＳP内においてプラズマ化されたクリーニングガスの活性種が、第２の排気路３１’を介して下部空間ＳL内に容易に拡散する。これにより、下部空間ＳLの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0077】
また、図１２の例では、リングカバー２５１と排気ブレード２５３との間の空間のコンダクタンスは、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも大きいが、開示の技術はこれに限られない。他の例として、例えば図１６に示されるように、リングカバー２５１と排気ブレード２５３との間の空間のコンダクタンスは、処理空間ＳPのコンダクタンスよりも小さくなるように構成されてもよい。リングカバー２５１と排気ブレード２５３との間の空間を、第４の排気路３４と定義する。
【0078】
図１６の例において、処理空間ＳP、下部空間ＳL、排気空間ＳE、第１の排気路３０、第２の排気路３１、および第４の排気路３４のコンダクタンスの関係は、例えば図１７のようになる。本実施形態において、第２の排気路３１は、例えば図１７に示されるように、第１の排気路３０につながっている。基板Ｗに有機膜を成膜する処理において、処理空間ＳP内に供給されたガスは、第１の排気路３０を介して第４の排気路３４へ流れ、下部空間ＳLに供給されたパージガスは、第２の排気路３１を介して第４の排気路３４へ流れる。そして、第４の排気路３４内を流れるガスは、排気空間ＳEへ排気される。
【0079】
以上、第３の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における基板処理装置１０は、シャワーヘッド２３０を囲むように、シャワーヘッド２３０の側壁に設けられた筒状のリングカバー２５１を備える。本実施形態における第１の排気路３０は、ステージ２１１の上面の周縁に設けられた環状のステージカバー２５０の側面とリングカバー２５１の側面との間の空間である。また、本実施形態における第２の排気路３１は、ステージカバー２５０に設けられた環状の排気ブレード２５０１と処理容器２０９の側壁に設けられた環状の排気ブレード２５３との間の空間である。これにより、第１の排気路３０および第２の排気路３１を容易に形成することができる。
【0080】
また、上記した実施形態において、基板処理装置１０は、ステージ２１１を上下に移動させる昇降機構２４０を備える。また、本実施形態において、リングカバー２５１の側面と排気ブレード２５３との間の空間のコンダクタンスは、第１の排気路３０のコンダクタンスおよび第２の排気路３１のコンダクタンスのいずれよりも大きい。昇降機構２４０は、処理容器２０９内のクリーニングが行われる場合に、ステージ２１１を下降させることにより、第１の排気路３０のコンダクタンスを上げる。これにより、クリーニングにおいて、排気空間ＳEの壁面等に付着した有機膜を効率よく除去することができる。
【0081】
［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。
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。
【0082】
例えば、上記した実施形態では、第１のモノマーとしてイソシアネート、第２のモノマーとしてアミンを用いて、基板Ｗの表面に尿素結合（－ＮＨ－ＣＯ－ＮＨ－）を有する重合体の膜が形成されたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、第１のモノマーとしてエポキシド、第２のモノマーとしてアミンを用いて、基板Ｗの表面に２－アミノエタノール結合（－ＮＨ－ＣＨ２－ＣＨ（ＯＨ）－）を有する重合体の膜が形成されてもよい。あるいは、第１のモノマーとしてイソシアネート、第２のモノマーとしてアルコールを用いて、基板Ｗの表面にウレタン結合（－ＮＨ－ＣＯ－Ｏ－）を有する重合体の膜が形成されてもよい。あるいは、第１のモノマーとしてハロゲン化アシル、第２のモノマーとしてアミンを用いて、基板Ｗの表面にアミド結合（－ＮＨ－ＣＯ－）を有する重合体の膜が形成されてもよい。あるいは、第１のモノマーとしてカルボン酸無水物、第２のモノマーとしてアミンを用いて、基板Ｗの表面にイミド結合（－ＣＯ－Ｎ（－）－ＣＯ－）を有する重合体の膜が形成されてもよい。
【0083】
基板Ｗの表面にイミド結合を有する重合体の膜が形成される場合、第１のモノマーとしては、例えばピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）等を用いることができる。また、基板Ｗの表面にイミド結合を有する重合体の膜が形成される場合、第２のモノマーとしては、例えば４，４’－オキシジアニリン（４４ＯＤＡ）、または、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）等を用いることができる。
【0084】
また、上記した実施形態では、基板処理装置１０として、成膜を行う装置を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。処理容器２０９内のガスの分布が基板Ｗに対する処理の品質に影響を及ぼす装置であれば、成膜を行う装置以外に、エッチングを行う装置や、基板Ｗの改質を行う装置等にも開示の技術を適用することができる。
【0085】
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】
【0086】
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ 基板
１０ 基板処理装置
１００ 制御装置
２００ 装置本体
２０１ 下部容器
２０１０ 棚部
２０２ 排気ダクト
２０４ 絶縁部材
２０５ 開口部
２０６ 排気管
２０７ 圧力調整バルブ
２０８ 排気装置
２０９ 処理容器
２１０ 支持構造体
２１１ ステージ
２１２ 支持部
２１４ ヒータ
２１５ 流路
２１６ 配管
２２０ ガス供給部
２２１ａ 原料供給源
２２１ｂ 原料供給源
２２１ｃ クリーニングガス供給源
２２１ｄ パージガス供給源
２２２ 気化器
２２３ ＭＦＣ
２２４ バルブ
２２５ 配管
２３０ シャワーヘッド
２３１ 拡散室
２３２ 吐出口
２４０ 昇降機構
２５０ ステージカバー
２５０１ 排気ブレード
２５１ リングカバー
２５１０ 突条
２５２ ダクトカバー
２５２０ 排気口
２５２１ 排気ブレード
２５３ 排気ブレード
２６０ ＲＦ電源
２６１ 整合器
３０ 第１の排気路
３１ 第２の排気路
３２ 第３の排気路
３３ 排気路
３４ 第４の排気路
Ｗ 基板
１０ 基板処理装置
１００ 制御装置
２００ 装置本体
２０１ 下部容器
２０１０ 棚部
２０２ 排気ダクト
２０４ 絶縁部材
２０５ 開口部
２０６ 排気管
２０７ 圧力調整バルブ
２０８ 排気装置
２０９ 処理容器
２１０ 支持構造体
２１１ ステージ
２１２ 支持部
２１４ ヒータ
２１５ 流路
２１６ 配管
２２０ ガス供給部
２２１ａ 原料供給源
２２１ｂ 原料供給源
２２１ｃ クリーニングガス供給源
２２１ｄ パージガス供給源
２２２ 気化器
２２３ ＭＦＣ
２２４ バルブ
２２５ 配管
２３０ シャワーヘッド
２３１ 拡散室
２３２ 吐出口
２４０ 昇降機構
２５０ ステージカバー
２５０１ 排気ブレード
２５１ リングカバー
２５１０ 突条
２５２ ダクトカバー
２５２０ 排気口
２５２１ 排気ブレード
２５３ 排気ブレード
２６０ ＲＦ電源
２６１ 整合器
３０ 第１の排気路
３１ 第２の排気路
３２ 第３の排気路
３３ 排気路
３４ 第４の排気路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】