特開 2023-83993 クリーニング方法及び成膜装置

(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】P2023083993

(43)【公開日】2023-06-16

(54)【発明の名称】クリーニング方法及び成膜装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230609BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230609BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20230609BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

H01L21/302 101H

C23C16/44 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021198043

(22)【出願日】2021-12-06

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】羽根 秀臣

(72)【発明者】

【氏名】栗林 昭博

(72)【発明者】

【氏名】吹上 紀明

【テーマコード（参考）】

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030AA03

4K030AA06

4K030AA13

4K030AA16

4K030AA17

4K030BA40

4K030CA04

4K030CA12

4K030DA06

4K030EA04

4K030FA01

4K030GA05

4K030HA01

4K030LA02

4K030LA15

5F004AA15

5F004BA03

5F004BA20

5F004BB14

5F004BB28

5F004BD04

5F004CA02

5F004DA17

5F004DA23

5F004DA24

5F004DB07

5F045AA09

5F045AA15

5F045AB33

5F045AC00

5F045AC05

5F045AC12

5F045AC16

5F045AD01

5F045AE01

5F045AF03

5F045BB15

5F045DP15

5F045DP27

5F045DQ10

5F045EB06

5F045EE17

5F045EF02

5F045EH03

5F045EH18

5F045EK07

5F045EM10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】クリーニングの際に回転テーブルがエッチングされることを抑制できる技術を提供する。
【解決手段】処理容器内に回転可能に設けられる回転テーブルであり、基板が載置される載置領域が周方向に沿って複数設けられる回転テーブルと、処理容器の側壁を貫通して設けられるガスインジェクタとを備える成膜装置において処理容器内をクリーニングする方法であって、回転テーブルを回転させながら、ガスインジェクタから処理容器内に第１流量に調整されたキャリアガスと共にクリーニングガスを吐出するステップ（ａ）と、第１流量よりも小さい第２流量に調整されたキャリアガスと共にクリーニングガスを吐出するステップ（ｂ）と、回転テーブルが１回転する間にステップ（ａ）からステップ（ｂ）への切り替え及びステップ（ｂ）からステップ（ａ）への切り替えを載置領域の数と同じ回数行うステップ（ｃ）と、を有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理容器内に回転可能に設けられる回転テーブルであり、基板が載置される載置領域が周方向に沿って複数設けられる回転テーブルと、前記処理容器の側壁を貫通して設けられるガスインジェクタとを備える成膜装置において前記処理容器内をクリーニングする方法であって、
（ａ）前記回転テーブルを回転させながら、前記ガスインジェクタから前記処理容器内に第１流量に調整されたキャリアガスと共にクリーニングガスを吐出するステップと、
（ｂ）前記回転テーブルを回転させながら、前記ガスインジェクタから前記処理容器内に前記第１流量よりも小さい第２流量に調整された前記キャリアガスと共に前記クリーニングガスを吐出するステップと、
（ｃ）前記回転テーブルが１回転する間に前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｂ）への切り替え及び前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ａ）への切り替えを前記載置領域の数と同じ回数行うステップと、
を有する、クリーニング方法。

【請求項2】

前記ステップ（ｃ）は、前記回転テーブルの回転角度に基づいて前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｂ）への切り替え及び前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ａ）への切り替えを行うことを含む、
請求項１に記載のクリーニング方法。

【請求項3】

前記ステップ（ａ）は、少なくとも平面視で前記ガスインジェクタと前記回転テーブルの中心とを結ぶ線分上に前記載置領域が位置しない場合に行われる、
請求項１又は２に記載のクリーニング方法。

【請求項4】

前記ステップ（ｂ）は、少なくとも平面視で前記ガスインジェクタと前記回転テーブルの中心とを結ぶ線分上に前記載置領域の中心が位置する場合に行われる、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項5】

前記ステップ（ｂ）において吐出される前記クリーニングガスの流量は、前記ステップ（ａ）において吐出される前記クリーニングガスの流量と同じである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項6】

前記ステップ（ｂ）における前記回転テーブルの回転速度は、前記ステップ（ａ）における前記回転テーブルの回転速度よりも大きい、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項7】

前記クリーニングガスは、三フッ化窒素であり、かつリモートプラズマにより活性化されて吐出される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項8】

前記載置領域は、前記回転テーブルの上面に対して窪んだ凹部である、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項9】

処理容器と、
前記処理容器内に回転可能に設けられる回転テーブルであり、基板が載置される載置領域が周方向に沿って複数設けられる回転テーブルと、
前記処理容器の側壁を貫通して設けられるガスインジェクタと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ）前記回転テーブルを回転させながら、前記ガスインジェクタから前記処理容器内に第１流量に調整されたキャリアガスと共にクリーニングガスを吐出するステップと、
（ｂ）前記回転テーブルを回転させながら、前記ガスインジェクタから前記処理容器内に前記第１流量よりも小さい第２流量に調整された前記キャリアガスと共に前記クリーニングガスを吐出するステップと、
（ｃ）前記回転テーブルが１回転する間に前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｂ）への切り替え及び前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ａ）への切り替えを前記載置領域の数と同じ回数行うステップと、
を実行するように構成される、
成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クリーニング方法及び成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転テーブルの回転方向に沿って複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させた状態で回転テーブルの径方向に沿って設けられたノズルから処理ガスを供給することにより、複数の基板に膜を形成する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置では、回転テーブルの上にも膜が堆積する。堆積した膜の量が多くなると、パーティクルが発生する。そのため、上記の装置では、回転テーブルにクリーニングガスを供給して回転テーブルの上に堆積した膜を除去するクリーニングが定期的に行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１５３８０５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、クリーニングの際に回転テーブルがエッチングされることを抑制できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様によるクリーニング方法は、処理容器内に回転可能に設けられる回転テーブルであり、基板が載置される載置領域が周方向に沿って複数設けられる回転テーブルと、前記処理容器の側壁を貫通して設けられるガスインジェクタとを備える成膜装置において前記処理容器内をクリーニングする方法であって、（ａ）前記回転テーブルを回転させながら、前記ガスインジェクタから前記処理容器内に第１流量に調整されたキャリアガスと共にクリーニングガスを吐出するステップと、（ｂ）前記回転テーブルを回転させながら、前記ガスインジェクタから前記処理容器内に前記第１流量よりも小さい第２流量に調整された前記キャリアガスと共に前記クリーニングガスを吐出するステップと、（ｃ）前記回転テーブルが１回転する間に前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｂ）への切り替え及び前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ａ）への切り替えを前記載置領域の数と同じ回数行うステップと、を有する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、クリーニングの際に回転テーブルがエッチングされることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る成膜装置の一例を示す概略縦断面図

【図2】図１の成膜装置の概略平面図

【図3】図１の成膜装置に設けられるガス給排気ユニットの下面図

【図4】図１の成膜装置の別の断面図

【図5】実施形態に係るクリーニング方法を示す図（１）

【図6】実施形態に係るクリーニング方法を示す図（２）

【図7】実施形態に係るクリーニング方法を示す図（３）

【図8】Ａｒガスの流量とエッチング速度分布との関係を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

【0009】

〔成膜装置〕
図１～図４を参照し、実施形態に係る成膜装置の一例について説明する。成膜装置１は、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法又は分子層堆積（ＭＬＤ：Molecular Layer Deposition）法により、基板の表面に窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成する装置である。基板は、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）である。

【0010】

成膜装置１は、処理容器としての真空容器１１を備える。真空容器１１は、概ね円形の平面形状を有する。真空容器１１は、本体１１Ａ及び天板１１Ｂを含む。本体１１Ａは、側壁及び底部を構成する。天板１１Ｂは、例えばＯリング等の封止部材を介して本体１１Ａに取り付けられる。これにより、真空容器１１が気密に密閉される。本体１１Ａ及び天板１１Ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作製できる。

【0011】

真空容器１１内には、回転テーブル１２が設けられている。回転テーブル１２は、円板状を有し、例えば石英で作製できる。回転テーブル１２は、支持部１２Ａによって裏面の中央が支持され、水平に設けられている。

【0012】

回転テーブル１２の上面には、回転テーブル１２の周方向（回転方向）に沿って６つの凹部１４が設けられている。凹部１４は、載置領域の一例である。各凹部１４は、平面視で円形状を有し、回転テーブル１２の上面に対して窪んだ形状を有する。各凹部１４には、ウエハＷが載置される。

【0013】

支持部１２Ａの下面には、回転機構１３が接続されている。回転機構１３は、成膜処理の際に支持部１２Ａを介して回転テーブル１２を、軸Ｘを中心として回転テーブル１２の周方向に平面視時計回りに回転させる。回転機構１３は、回転テーブル１２（支持部１２Ａ）の回転角度を検出するエンコーダ１３Ａを含み、エンコーダ１３Ａにより検出された回転テーブル１２の回転角度を制御部１０に送信する。制御部１０は、回転機構１３から送信される回転テーブル１２の回転速度に基づいて、回転テーブル１２上の各凹部１４の位置を特定する。

【0014】

本体１１Ａの底部には、複数のヒータ１５が設けられている。複数のヒータ１５は、例えば同心円状に配置されている。複数のヒータ１５は、回転テーブル１２に載置されたウエハＷを加熱する。

【0015】

本体１１Ａの側壁には、搬送口１６が設けられている。搬送口１６は、ウエハＷの受け渡しを行うための開口である。搬送口１６は、ゲートバルブ（図示せず）により気密に開閉自在に構成されている。真空容器１１の外部には搬送アーム（図示せず）が設けられ、該搬送アームにより真空容器１１内にウエハＷが搬送される。

【0016】

回転テーブル１２の上には、ガス給排気ユニット２、第２の処理領域Ｒ２、第３の処理領域Ｒ３及び第４の処理領域Ｒ４が、回転テーブル１２の回転方向の下流側に向かい、該回転方向に沿ってこの順に設けられている。

【0017】

ガス給排気ユニット２は、シリコン（Ｓｉ）含有ガスを供給するガス吐出口及び排気口を備える。以下、ガス給排気ユニット２について、図３も参照しながら説明する。ガス給排気ユニット２は、平面視において、回転テーブル１２の中央側から周縁側に向かうにつれて回転テーブル１２の周方向に広がる扇状に形成されている。ガス給排気ユニット２の下面は、回転テーブル１２の上面に近接すると共に対向している。

【0018】

ガス給排気ユニット２の下面には、ガス吐出口２１、排気口２２及びパージガス吐出口２３が開口している。ガス吐出口２１は、ガス給排気ユニット２の下面の周縁よりも内側の扇状領域２４に多数配列されている。ガス吐出口２１は、成膜処理の際、回転テーブル１２の回転中にＳｉ含有ガスを下方にシャワー状に吐出して、ウエハＷの表面全体に供給する。シリコン含有ガスは、例えばジクロロシラン（ＤＣＳ）ガスである。

【0019】

扇状領域２４においては、回転テーブル１２の中央側から周縁側に向けて、３つの区域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが設定されている。夫々の区域２４Ａ、区域２４Ｂ、区域２４Ｃに設けられるガス吐出口２１の夫々に独立してＳｉ含有ガスを供給できるように、ガス給排気ユニット２には互いに区画されたガス流路（図示せず）が設けられている。互いに区画されたガス流路の各上流側は、各々、バルブ及びマスフローコントローラを含むガス供給機器を備えた配管を介してＳｉ含有ガスの供給源（図示せず）に接続されている。

【0020】

排気口２２及びパージガス吐出口２３は、扇状領域２４を囲むと共に回転テーブル１２の上面に向かうように、ガス給排気ユニット２の下面の周縁に環状に開口する。パージガス吐出口２３は、排気口２２の外側に位置する。回転テーブル１２上における排気口２２の内側の領域は、ウエハＷの表面へのＳｉ含有ガスの吸着が行われる第１の処理領域Ｒ１を構成する。排気口２２には排気装置（図示せず）が接続され、パージガス吐出口２３にはパージガスの供給源が接続されている。パージガスは、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスである。

【0021】

成膜処理の際、ガス吐出口２１からのＳｉ含有ガスの吐出、排気口２２からの排気及びパージガス吐出口２３からのパージガスの吐出が共に行われる。これにより、回転テーブル１２へ向けて吐出されたＳｉ含有ガス及びパージガスは、回転テーブル１２の上面を排気口２２へと向かい、当該排気口２２から排気される。このようにパージガスの吐出及び排気が行われることにより、第１の処理領域Ｒ１の雰囲気は外部の雰囲気から分離され、当該第１の処理領域Ｒ１に限定的にＳｉ含有ガスを供給できる。即ち、第１の処理領域Ｒ１に供給されるＳｉ含有ガスと、後述するプラズマ形成ユニット３Ａ～３Ｃによって第１の処理領域Ｒ１の外部に供給される各ガス及びガスの活性種とが混合されることを抑制できる。

【0022】

第２～第４の処理領域Ｒ２～Ｒ４には、夫々の領域に供給されたガスを活性化（励起）するためのプラズマ形成ユニット３Ａ～３Ｃが設けられている。プラズマ形成ユニット３Ａ～３Ｃは各々同様に構成されている。以下では、代表して図１に示されるプラズマ形成ユニット３Ｃについて説明する。

【0023】

プラズマ形成ユニット３Ｃは、プラズマ形成用のガスを回転テーブル１２上に供給すると共に、プラズマ形成用のガスにマイクロ波を供給して、回転テーブル１２上にプラズマを発生させる。プラズマ形成ユニット３Ｃは、マイクロ波を供給するためのアンテナ３１を備える。

【0024】

アンテナ３１は、誘電体板３２及び金属製の導波管３３を含む。誘電体板３２は、平面視において回転テーブル１２の中央側から周縁側に向かうにつれて広がる概ね扇状に形成されている。天板１１Ｂには誘電体板３２の形状に対応するように、概ね扇状の貫通口が設けられており、当該貫通口の下端の内周面は貫通口の中心方向へと僅かに突出して、支持部３４を形成している。誘電体板３２は貫通口を上側から塞ぎ、回転テーブル１２に対向するように設けられており、誘電体板３２の周縁は支持部３４に支持されている。導波管３３は、誘電体板３２上に設けられている。導波管３３は、天板１１Ｂ上に延在する内部空間３５を備える。誘電体板３２の上面には、誘電体板３２に接するようにスロット板３６が設けられている。スロット板３６は、導波管３３の下部を構成する。スロット板３６は、複数のスロット孔３６Ａを有する。導波管３３の回転テーブル１２の中央側の端部は塞がれており、回転テーブル１２の周縁側の端部には、マイクロ波発生器３７が接続されている。マイクロ波発生器３７は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管３３に供給する。

【0025】

第２の処理領域Ｒ２の下流側の端部には、ガスインジェクタ４１が設けられている。ガスインジェクタ４１は、配管４１ｐを介して、水素（Ｈ_２）ガス供給源４１ａ及びアルゴン（Ａｒ）ガス供給源４１ｂに接続されている。ガスインジェクタ４１は、上流側に向けてＨ_２ガス及びＡｒガスを吐出する。ガスインジェクタ４１は、更に別のガス供給源に接続されていてもよい。

【0026】

第３の処理領域Ｒ３の上流側の端部には、ガスインジェクタ４２が設けられている。ガスインジェクタ４２は、配管４２ｐを介して、Ｈ_２ガス供給源４２ａ及びＡｒガス供給源４２ｂに接続されている。ガスインジェクタ４２は、下流側に向けてＨ_２ガス及びＡｒガスを吐出する。ガスインジェクタ４２は、更に別のガス供給源に接続されていてもよい。

【0027】

第４の処理領域Ｒ４の下流側の端部には、ガスインジェクタ４３が設けられている。ガスインジェクタ４３は、配管４３ｐを介して、Ｈ_２ガス供給源４３ａ、アンモニア（ＮＨ_３）ガス供給源４３ｂ及びＡｒガス供給源４３ｃに接続されている。ガスインジェクタ４３は、上流側に向けてＨ_２ガス、ＮＨ_３ガス及びＡｒガスを吐出する。ガスインジェクタ４３は、更に別のガス供給源に接続されていてもよい。

【0028】

ガスインジェクタ４１～４３は、例えば図１及び図２に示されるように、先端側が閉じられた細長い管状体より構成されている。ガスインジェクタ４１～４３は、真空容器１１の側壁から中央領域に向かって水平に伸びるように、真空容器１１の側壁に各々設けられ、回転テーブル１２上のウエハＷが通過する領域と交差するように夫々配置されている。ガスインジェクタ４１～４３には、その長さ方向に沿ってガスの吐出口４０が夫々形成されている。例えば、ガスの吐出口４０は、ガスインジェクタ４１～４３において、回転テーブル１２上のウエハＷが通過する領域をカバーする領域に形成されている。

【0029】

第２～第４の処理領域Ｒ２～Ｒ４では、導波管３３に供給されたマイクロ波は、スロット板３６のスロット孔３６Ａを通過して誘電体板３２に至り、該誘電体板３２の下方に吐出されたガス、例えばＨ_２ガス、ＮＨ_３ガス、Ａｒガスに供給される。これにより、誘電体板３２の下方の第２～第４の処理領域Ｒ２～Ｒ４に限定的にプラズマが形成される。

【0030】

第２の処理領域Ｒ２と第３の処理領域Ｒ３との間には、図２に示されるように、ガスインジェクタ４５が設けられている。ガスインジェクタ４５は、先端側が開口した細長い管状体より構成されている。ガスインジェクタ４５は、本体１１Ａの側壁から中央領域に向かって水平に伸びるように、真空容器１１の側壁を貫通して設けられている。ガスインジェクタ４５は、先端側の開口から真空容器１１の中心に向けて三フッ化窒素（ＮＦ_３）ガス及びＡｒガスを吐出する。

【0031】

ガスインジェクタ４５は、配管４５ｐを介して、ＮＦ_３ガス供給源４５ａ及びＡｒガス供給源４５ｂに接続されている。配管４５ｐには、リモートプラズマ源４６が設けられている。リモートプラズマ源４６は、各供給源から配管４５ｐを介してガスインジェクタ４５に導入されるＮＦ_３ガス及びＡｒガスをプラズマにより活性化させる。これにより、ガスインジェクタ４５は、活性化されたＮＦ_３ガス及びＡｒガスを真空容器１１内に吐出する。ＮＦ_３ガスはクリーニングガスの一例であり、Ａｒガスはキャリアガスの一例である。

【0032】

ガスインジェクタ４５の先端は、平面視で回転テーブル１２の外周よりも中央側に位置することが好ましい。これにより、回転テーブル１２の下面側へのＮＦ_３ガス及びＡｒガスの回り込みを抑制し、かつ回転テーブル１２の上面側にＮＦ_３ガス及びＡｒガスを効率よく供給できる。ガスインジェクタ４５の先端は、平面視で凹部１４の回転軌道の外周よりも本体１１Ａの側壁の側に位置することが好ましい。これにより、回転テーブル１２の中央側から周縁側までの広範囲にＮＦ_３ガス及びＡｒガスを供給できる。

【0033】

第３の処理領域Ｒ３と第４の処理領域Ｒ４との間には、図２に示されるように、分離領域Ｄが設けられている。分離領域Ｄの天井面は、第３及び第４の処理領域Ｒ３、Ｒ４の各々の天井面よりも低く設定されている。分離領域Ｄは、平面視において、回転テーブル１２の中央側から周縁側に向かうにつれて回転テーブル１２の周方向に広がる扇状に形成されており、その下面は回転テーブル１２の上面に近接すると共に対向している。分離領域Ｄの下面と回転テーブル１２の上面との間は、分離領域Ｄの下方へのガスの侵入を抑えるために、例えば３ｍｍに設定されている。なお、分離領域Ｄの下面を天板１１Ｂの下面と同一の高さに設定してもよい。

【0034】

回転テーブル１２の外側であって、第２の処理領域Ｒ２の上流側の端部、第３の処理領域Ｒ３の下流側の端部及び第４の処理領域Ｒ４の上流側の端部の各々に臨む位置には、第１の排気口５１、第２の排気口５２及び第３の排気口５３が夫々開口している。第１～第３の排気口５１～５３は、夫々第２～第４の処理領域Ｒ２～Ｒ４内のガスを排気する。

【0035】

図１に示されるように、第３の排気口５３は、本体１１Ａにおける回転テーブル１２の外側の領域に、上を向いて開口するように形成されている。第３の排気口５３の開口部は、回転テーブル１２の下方に位置している。第３の排気口５３は、排気流路５３１を介して排気装置５４に接続されている。また、第１及び第２の排気口５１、５２についても第３の排気口５３と同様に構成されており、例えば排気流路５１１、５２１を介して例えば共通の排気装置５４に接続されている。各排気流路５１１、５２１、５３１には、夫々排気量調整部（図示せず）が設けられ、排気装置５４による第１～第３の排気口５１～５３からの排気量は例えば個別に調整自在に構成されている。なお、第１～第３の排気口５１～５３からの排気量は、共通化された排気量調整部により調整するようにしてもよい。このように、第２～第４の処理領域Ｒ２～Ｒ４において、ガスインジェクタ４１～４３から吐出された各ガスは、第１～第３の排気口５１～５３から排気され、これら排気量に応じた圧力の真空雰囲気が真空容器１１内に形成される。

【0036】

図１に示されるように、成膜装置１には、制御部１０が設けられている。制御部１０は、例えばコンピュータである。制御部１０には、プログラムが格納されている。プログラムについては、成膜装置１の各部に制御信号を送信して各部の動作を制御し、後述のクリーニング方法が実行されるようにステップ群が組まれている。具体的には、回転機構１３による回転テーブル１２の回転速度、各ガス供給機器による各ガスの流量及び給断、排気装置５４による排気量、マイクロ波発生器３７からのアンテナ３１へのマイクロ波の給断、ヒータ１５への給電等が、プログラムによって制御される。ヒータ１５への給電の制御は、即ちウエハＷの温度の制御であり、排気装置５４による排気量の制御は、即ち真空容器１１内の圧力の制御である。プログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード等の記憶媒体から制御部１０にインストールされる。

【0037】

〔クリーニング方法〕
図５～図７を参照し、実施形態に係るクリーニング方法について説明する。実施形態に係るクリーニング方法は、成膜処理が繰り返されることにより回転テーブル１２上に堆積する膜を除去する場合に行われる。該膜は、例えばＳｉＮ膜である。実施形態に係るクリーニング方法は、凹部１４にウエハＷが載置されていない状態で行われる。

【0038】

まず、真空容器１１内を所定の圧力に減圧すると共に、回転テーブル１２を所定の回転速度Ｖ１で回転させる。所定の回転速度Ｖ１は、例えば１０ｒｐｍ以下であってよい。また、ガスインジェクタ４５から真空容器１１内にＮＦ_３ガス及びＡｒガスを吐出する。ＮＦ_３ガス及びＡｒガスは、リモートプラズマ源４６により活性化されて吐出される。真空容器１１内に吐出されたＮＦ_３ガスは、回転テーブル１２上に堆積した膜をエッチングして除去する。リモートプラズマ源４６の出力Ｐ１は、２０００Ｗ～４０００Ｗであってよく、例えば３０００Ｗである。

【0039】

このとき、制御部１０は、回転機構１３から送信される回転テーブル１２の回転速度に基づいて、回転テーブル１２上の各凹部１４の位置を特定する。また、制御部１０は、特定した各凹部１４の位置に基づいて、ガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＡｒガスの流量を調整する。

【0040】

具体的には、回転テーブル１２の回転により、平面視でガスインジェクタ４５と回転テーブル１２の中心Ｏとを結ぶ線分（以下「第１線分Ｌ１」という。）上に凹部１４が位置しない場合（図５参照）、制御部１０はＡｒガスの流量を第１流量Ｆ１に調整する（ステップＳ１）。第１流量Ｆ１は、回転テーブル１２の中央側までＮＦ_３ガス及びＡｒガスが到達する流量であることが好ましい。第１流量Ｆ１は、５００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍであってよく、例えば７７０ｓｃｃｍである。これにより、回転テーブル１２上の中央側から周縁側までの広範囲にＮＦ_３ガスが行き届くので、回転テーブル１２上に堆積した膜を、回転テーブル１２の径方向において略均一に除去できる。図５においては、第１線分Ｌ１上に凹部１４が位置しない領域を領域Ａ１で示し、第１線分Ｌ１上に凹部１４が位置する領域を領域Ａ２で示している。図６及び図７においても同様である。

【0041】

続いて、回転テーブル１２の回転により、平面視で第１線分Ｌ１上に凹部１４が位置し始めると（図６参照）、制御部１０はＡｒガスの流量を第１流量Ｆ１から第２流量Ｆ２に変更する（ステップＳ２）。第２流量Ｆ２は、第１流量Ｆ１よりも小さい流量であり、回転テーブル１２上の中央側よりも周縁側に多くのＮＦ_３ガス及びＡｒガスが供給される流量であることが好ましい。第２流量Ｆ２は、１００ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍであってよく、例えば１７０ｓｃｃｍである。これにより、ＮＦ_３ガスが回転テーブル１２上の中央側に到達しにくくなるので、回転テーブル１２上の中央側に堆積した膜のエッチング速度が小さくなる。また、制御部１０は、ステップＳ１及びステップＳ２において、ＮＦ_３ガスの流量を同じ流量Ｆ３に調整する。ＮＦ_３ガスの流量Ｆ３は、１００ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍであってよく、例えば２５０ｓｃｃｍである。

【0042】

ところで、成膜処理が繰り返されると、回転テーブル１２上にはＳｉＮ膜が堆積する。成膜処理は各凹部１４にウエハＷが載置された状態で行われるので、各凹部１４上に堆積するＳｉＮ膜の膜厚は回転テーブル１２上の各凹部１４以外の領域上に堆積するＳｉＮ膜の膜厚よりも小さくなる。そのため、回転テーブル１２上の全ての領域に同じ量のＮＦ_３ガスが供給されると、凹部１４以外の領域上に堆積した膜よりも凹部１４上に堆積した膜が先に除去され、凹部１４の表面が露出する。凹部１４の露出した表面がＮＦ_３ガスに晒されると、凹部１４の表面がエッチングされて凹部１４の形状が変化する場合がある。

【0043】

そこで、実施形態では、ステップＳ２において、平面視で第１線分Ｌ１上に凹部１４が位置し始めると（図６参照）、制御部１０はガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＡｒガスの流量を第１流量Ｆ１から第２流量Ｆ２に減らす。これにより、凹部１４上に堆積した膜のエッチング速度が回転テーブル１２上の周縁側に堆積した膜のエッチング速度よりも小さくなる。そのため、回転テーブル１２上の凹部１４以外の領域上に堆積した膜が除去される前に、凹部１４の表面が露出することを抑制できる。その結果、凹部１４の形状が変化することを抑制できる。

【0044】

続いて、回転テーブル１２の回転により、平面視で第１線分Ｌ１上に凹部１４が位置しなくなると、制御部１０はガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＡｒガスの流量を第２流量Ｆ２から第１流量Ｆ１に変更する（ステップＳ１）。

【0045】

このように、制御部１０は、回転テーブル１２を回転させながら、平面視で第１線分Ｌ１上に凹部１４が位置するか否かに基づきガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＡｒガスの流量を第１流量Ｆ１と第２流量Ｆ２との間で切り替える（図７参照）。実施形態の成膜装置１では回転テーブル１２上に６つの凹部１４が形成されているので、制御部１０は回転テーブル１２が１回転する間にステップＳ１からステップＳ２への切り替え及びステップＳ２からステップＳ１への切り替えを凹部１４の数と同じ６回行う。

【0046】

なお、ステップＳ１及びステップＳ２においては、パージガス吐出口２３及びガスインジェクタ４１～４３からＡｒガスを吐出してもよい。これにより、真空容器１１内をクリーニングする際に、ガスインジェクタ４５から吐出されるＮＦ_３ガスがガス吐出口２１及びガスインジェクタ４１～４３に侵入することを防止できる。

【0047】

また、制御部１０は、ステップＳ２における回転テーブル１２の回転速度がステップＳ１における回転テーブル１２の回転速度よりも大きくなるように回転機構１３を制御してもよい。これにより、凹部１４がＮＦ_３ガスに晒される時間が短くなるので、凹部１４の表面が露出することを抑制できる。

【0048】

また、制御部１０は、ステップＳ２におけるＮＦ_３ガスの流量をステップＳ１におけるＮＦ_３ガスの流量よりも小さくしてもよい。これにより、凹部１４上に供給されるＮＦ_３ガスの量が少なくなるので、凹部１４の表面が露出することを抑制できる。

【0049】

また、制御部１０は、平面視で第１線分Ｌ１上において凹部１４が占める長さが凹部１４以外の部分が占める長さよりも短い場合に、ガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＡｒガスの流量を第１流量に調整してもよい。また、制御部１０は、平面視で第１線分Ｌ１上において凹部１４が占める長さが凹部１４以外の部分が占める長さよりも長い場合に、ガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＡｒガスの流量を第２流量に調整してもよい。

【0050】

〔実施例〕
図８を参照し、Ａｒガスの流量とエッチング速度分布との関係について評価を行った実施例について説明する。実施例では、成膜装置１において、ガスインジェクタ４５から真空容器１１内に吐出されるＮＦ_３ガスの流量を２５０ｓｃｃｍに固定した状態で、Ａｒガスの流量を変更した場合における回転テーブル１２の径方向におけるＳｉＮ膜のエッチング速度を測定した。Ａｒガスの流量は、１７０ｓｃｃｍ、２７０ｓｃｃｍ、３７０ｓｃｃｍ、５７０ｓｃｃｍ、７７０ｓｃｃｍの５条件である。

【0051】

図８は、Ａｒガスの流量とエッチング速度分布との関係を示す図である。図８において、横軸は回転テーブル１２の径方向位置を示し、縦軸はＳｉＮ膜のエッチング速度［ｎｍ／ｍｉｎ］を示す。

【0052】

図８に示されるように、Ａｒガスの流量を大きくすると、回転テーブル１２の周縁側から中央側までの広範囲において高いエッチング速度が得られていることが分かる。これは、Ａｒガスの流量を大きくすると、Ａｒガスと共に吐出されるＮＦ_３ガスの流速が大きくなり、多量のＮＦ_３プラズマもしくはＮＦ_３ラジカルが回転テーブル１２の中央側まで行き届いていることによると考えられる。

【0053】

一方、Ａｒガスの流量を小さくすると、回転テーブル１２の周縁側では高いエッチング速度が得られているが、回転テーブル１２の中央側ではエッチング速度が低く、ＳｉＮ膜がほとんどエッチングされていないことが分かる。これは、Ａｒガスの流量を小さくすると、Ａｒガスと共に吐出されるＮＦ_３ガスの流速が小さくなり、吐出されるＮＦ_３ガスのほとんどが回転テーブル１２の周縁側で消費され、回転テーブル１２の中央側まで行き届いていないことによると考えられる。

【0054】

今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及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。

【0055】

上記の実施形態では、成膜装置が３つのプラズマ形成ユニットを有する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、成膜装置は、１つ、２つ又は４つ以上のプラズマ形成ユニットを有していてもよい。また、成膜装置は、プラズマ形成ユニットを有していなくてもよい。

【0056】

上記の実施形態では、プラズマ形成ユニットがマイクロ波プラズマを形成するユニットである場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。プラズマ形成ユニットは、誘導結合プラズマ、容量結合プラズマ等を形成するユニットを含んでいてもよい。

【0057】

上記の実施形態では、クリーニングガスがＮＦ_３ガスである場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、クリーニングガスは三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）であってもよい。

【0058】

上記の実施形態では、キャリアガスがＡｒガスである場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、キャリガスは窒素（Ｎ_２）ガス等の不活性ガスであってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 成膜装置
１１ 真空容器
１２ 回転テーブル
１４ 凹部
４５ ガスインジェクタ
Ｗ ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】