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JP7365946B2 - 基板処理装置及びクリーニング方法 - Google Patents

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JP7365946B2 JP2020047624A JP2020047624A JP7365946B2 JP 7365946 B2 JP7365946 B2 JP 7365946B2 JP 2020047624 A JP2020047624 A JP 2020047624A JP 2020047624 A JP2020047624 A JP 2020047624A JP 7365946 B2 JP7365946 B2 JP 7365946B2
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Description

本開示は、基板処理装置及びクリーニング方法に関する。
半導体製造プロセスにおいては、例えば複数の基板を収容する処理容器と、処理容器内にガスを供給するインジェクタと、ガスの流量を制御する流量制御器とを備え、ＡＬＤ法によって複数の基板に一括で成膜処理を行う基板処理装置が用いられる。このような基板処理装置において、インジェクタ内に付着した副生成物等に起因するパーティクルが処理容器内に持ち込まれるのを防ぐために、インジェクタ内を掃気する掃気ラインを設ける方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１８－８５３９３号公報
本開示は、インジェクタの内部を選択的にクリーニングできる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、基板を収容する処理容器と、第１の接続口と第２の接続口とを含み、内部が前記処理容器内と連通するインジェクタと、前記処理容器内を排気する排気管と、前記第１の接続口に接続され、前記インジェクタ内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、前記第１の接続口及び前記第２の接続口の一方を介して前記インジェクタ内にクリーニングガスを導入するクリーニングガス導入管と、前記第１の接続口と前記排気管とを接続し、前記インジェクタ内を排気する第１のベント管と、前記第２の接続口と前記排気管とを接続し、前記インジェクタ内を排気する第２のベント管と、を有する。
本開示によれば、インジェクタの内部を選択的にクリーニングできる。
第１の実施形態の基板処理装置の構成例を示す図 図１の基板処理装置のインジェクタの一例を示す斜視図 図１の基板処理装置の動作の一例を示すフローチャート インジェクタのクリーニング処理の一例を示すフローチャート 第２の実施形態の基板処理装置の一例を示す概略図
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。
〔第１の実施形態〕
（基板処理装置）
図１及び図２を参照し、第１の実施形態の基板処理装置について説明する。図１は、第１の実施形態の基板処理装置の構成例を示す図である。
基板処理装置１は、処理部１０、ガス導入部２０、ガス排気部３０、加熱部４０及び制御部９０を有する。
処理部１０は、処理容器１１、インジェクタ１２，１３、排気ポート１４及びシャッタ１５を含む。
処理容器１１は、縦長に形成され、内部にウエハボートＷＢを収容する。処理容器１１は、下端が開放された有天井の略円筒形状を有する。処理容器１１は、単管構造であってもよく、二重管構造であってもよい。処理容器１１は、例えば石英等の耐熱材料により形成される反応管と、反応管の下端に設けられるステンレス鋼により形成されるマニホールドと、を含む。
ウエハボートＷＢは、多数枚の半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を上下方向に所定間隔を有して棚状に保持する。ウエハボートＷＢは、蓋体ＣＰの上に載置され、昇降機構（図示せず）によって蓋体ＣＰと共に昇降する。ウエハボートＷＢは、上方に移動することにより処理容器１１内に搬入され、蓋体ＣＰにより処理容器１１の下端の開口が気密に塞がれる。一方、ウエハボートＷＢは、下方に移動することにより処理容器１１内から搬出され、処理容器１１の下端の開口が開放される。また、ウエハボートＷＢは、回転自在であってよい。なお、図１では、ウエハボートＷＢが処理容器１１内から搬出された状態を示す。
インジェクタ１２は、処理容器１１を貫通して設けられている。インジェクタ１２は、原料ガス供給管１２１、希釈ガス供給管１２２、接続管１２３及びガス吐出孔１２４を含む。
原料ガス供給管１２１は、処理容器１１内にその長手方向に沿って設けられると共に、その下端がＬ字状に屈曲されて処理容器１１を貫通するようにして支持されている。原料ガス供給管１２１の処理容器１１外に設けられる接続口１２１ａには、後述する原料ガス導入管２１ｂが接続される。原料ガス供給管１２１内には、原料ガス導入管２１ｂを介して、原料ガス、クリーニングガス及びパージガスが導入される。原料ガス供給管１２１には、その長手方向に沿って所定間隔で複数のガス吐出孔１２４が形成されている。ガス吐出孔１２４は、水平方向に向けて原料ガス、クリーニングガス及びパージガスを吐出する。これにより、ウエハＷの主面と略平行に原料ガス、クリーニングガス及びパージガスが供給される。所定間隔は、例えばウエハボートＷＢに支持されるウエハＷの間隔と同じになるように設定される。また、高さ方向の位置は、ガス吐出孔１２４が上下方向に隣り合うウエハＷ間の中間に位置するように設定されている。これにより、原料ガス、クリーニングガス及びパージガスをウエハＷ間の空間部に効率的に供給できる。
希釈ガス供給管１２２は、処理容器１１内にその長手方向に沿って設けられると共に、その下端がＬ字状に屈曲されて処理容器１１を貫通するようにして支持されている。希釈ガス供給管１２２の処理容器１１外に設けられる接続口１２２ａには、後述する希釈ガス導入管２３ｂが接続される。希釈ガス供給管１２２内には、希釈ガス導入管２３ｂを介して、希釈ガスが導入される。希釈ガス供給管１２２は、接続管１２３を介して原料ガス供給管１２１に希釈ガスを供給する。
接続管１２３は、原料ガス供給管１２１の上部と希釈ガス供給管１２２の上部とを接続する管状の部材であり、原料ガス供給管１２１の内部と希釈ガス供給管１２２の内部とを連通させる。本実施形態において、原料ガス供給管１２１と希釈ガス供給管１２２とが１つの接続管１２３で接続されているが、原料ガス供給管１２１と希釈ガス供給管１２２とは２つ以上の接続管１２３で接続されていてもよい。
インジェクタ１３は、処理容器１１を貫通して設けられている。インジェクタ１３は、反応ガス供給管１３１及びガス吐出孔１３２を含む。
反応ガス供給管１３１は、処理容器１１内にその長手方向に沿って設けられると共に、その下端がＬ字状に屈曲されて処理容器１１を貫通するようにして支持されている。反応ガス供給管１３１の処理容器１１外に設けられる接続口１３１ａには、後述する反応ガス導入管２４ｂが接続される。反応ガス供給管１３１内には、反応ガス導入管２４ｂを介して、反応ガス及びパージガスが導入される。反応ガス供給管１３１には、その長手方向に沿って所定間隔で複数のガス吐出孔１３２が形成されている。ガス吐出孔１３２は、水平方向に向けて反応ガス及びパージガスを吐出する。これにより、ウエハＷの主面と略平行に反応ガス及びパージガスが供給される。所定間隔は、例えばウエハボートＷＢに支持されるウエハＷの間隔と同じになるように設定される。また、高さ方向の位置は、ガス吐出孔１３２が上下方向に隣り合うウエハＷ間の中間に位置するように設定されている。これにより、反応ガス及びパージガスをウエハＷ間の空間部に効率的に供給できる。
排気ポート１４は、処理容器１１の下部の側壁に設けられている。排気ポート１４は、処理容器１１内のガスを排気可能に構成される。
シャッタ１５は、処理容器１１の下端の開口よりも大きい略円盤形状を有する。シャッタ１５は、処理容器１１の下端の開口を気密に塞ぐ位置と、処理容器１１の下端の開口を開放する位置と、の間を水平方向に移動可能に構成される。シャッタ１５は、例えばウエハボートＷＢが処理容器１１内から搬出されている場合に処理容器１１の下端の開口を気密に塞ぐ。なお、図１では、シャッタ１５が処理容器１１の下端の開口を開放する位置にある場合を示す。
ガス導入部２０は、原料ガス導入部２１、クリーニングガス導入部２２、希釈ガス導入部２３、反応ガス導入部２４、第１のベント部２５及び第２のベント部２６を含む。なお、ガス導入部２０は、更に別のガスを導入するガス導入部を含んでいてもよい。
原料ガス導入部２１は、インジェクタ１２の一端の接続口１２１ａを介してインジェクタ１２内に原料ガスを導入する。原料ガス導入部２１は、原料ガス源２１ａ、原料ガス導入管２１ｂ及びバルブ２１ｃを含む。
原料ガス源２１ａは、原料ガス導入管２１ｂに原料ガスを供給する。原料ガス源２１ａは、原料ガス導入管２１ｂに供給される原料ガスの流量を制御する流量制御器、原料ガスを一時的に貯留して昇圧する貯留部（バッファタンク）等を含んでいてもよい。
原料ガス導入管２１ｂは、一端が原料ガス源２１ａに接続され、他端が原料ガス供給管１２１の接続口１２１ａに接続される。原料ガス導入管２１ｂは、原料ガス源２１ａから供給される原料ガスを原料ガス供給管１２１内に導入する。原料ガスは、例えば原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法による成膜に用いられるガスである。原料ガスの例としては、シリコン原料ガス、金属原料ガス等が挙げられる。原料ガスは、例えば原料ガス供給管１２１を介して熱分解温度以上の温度に加熱された処理容器１１内に供給される。
バルブ２１ｃは、原料ガス導入管２１ｂに介設されており、原料ガス導入管２１ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、原料ガス導入管２１ｂには１つのバルブ２１ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２１ｃが介設されていてもよい。
クリーニングガス導入部２２は、インジェクタ１２の一端の接続口１２１ａを介してインジェクタ１２内にクリーニングガスを導入する。クリーニングガス導入部２２は、クリーニングガス源２２ａ、クリーニングガス導入管２２ｂ及びバルブ２２ｃを含む。
クリーニングガス源２２ａは、クリーニングガス導入管２２ｂにクリーニングガス及びパージガスを供給する。クリーニングガス源２２ａは、クリーニングガス導入管２２ｂに供給されるクリーニングガス及びパージガスの流量を制御する流量制御器等を含んでいてもよい。
クリーニングガス導入管２２ｂは、一端がクリーニングガス源２２ａに接続され、他端が原料ガス導入管２１ｂに接続される。クリーニングガス導入管２２ｂは、クリーニングガス源２２ａから供給されるクリーニングガス及びパージガスを、原料ガス導入管２１ｂを介して原料ガス供給管１２１内に導入する。クリーニングガスは、処理容器１１内、インジェクタ１２内等に堆積する堆積物を除去するために用いられるガスであり、原料ガスの種類に応じて選択される。クリーニングガスの例としては、フッ素、塩素、臭素等のハロゲンを含有するガスが挙げられる。パージガスは、処理容器１１内、インジェクタ１２内等に残存するガスを置換するために用いられるガスである。パージガスの例としては、窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスが挙げられる。
バルブ２２ｃは、クリーニングガス導入管２２ｂに介設されており、クリーニングガス導入管２２ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、クリーニングガス導入管２２ｂには１つのバルブ２２ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２２ｃが介設されていてもよい。
希釈ガス導入部２３は、インジェクタ１２の他端の接続口１２２ａを介してインジェクタ１２内に希釈ガスを導入する。希釈ガス導入部２３は、希釈ガス源２３ａ、希釈ガス導入管２３ｂ及びバルブ２３ｃを含む。
希釈ガス源２３ａは、希釈ガス導入管２３ｂに希釈ガスを供給する。希釈ガス源２３ａは、希釈ガス導入管２３ｂに供給される希釈ガスの流量を制御する流量制御器等を含んでいてもよい。
希釈ガス導入管２３ｂは、一端が希釈ガス源２３ａに接続され、他端が希釈ガス供給管１２２の接続口１２２ａに接続される。希釈ガス導入管２３ｂは、希釈ガス源２３ａから供給される希釈ガスを希釈ガス供給管１２２内に導入する。希釈ガスは、原料ガスを希釈するために用いられるガスである。希釈ガスの例としては、Ｎ２ガス、Ａｒガス等の不活性ガス、水素（Ｈ２）ガス等が挙げられる。
バルブ２３ｃは、希釈ガス導入管２３ｂに介設されており、希釈ガス導入管２３ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、希釈ガス導入管２３ｂには１つのバルブ２３ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２３ｃが介設されていてもよい。
反応ガス導入部２４は、反応ガス源２４ａ、反応ガス導入管２４ｂ及びバルブ２４ｃを含む。
反応ガス源２４ａは、反応ガス導入管２４ｂに反応ガス及びパージガスを供給する。反応ガス源２４ａは、反応ガス導入管２４ｂに供給される反応ガス及びパージガスの流量を制御する流量制御器等を含んでいてもよい。
反応ガス導入管２４ｂは、一端が反応ガス源２４ａに接続され、他端が反応ガス供給管１３１の接続口１３１ａに接続される。反応ガス導入管２４ｂは、反応ガス源２４ａから供給される反応ガス及びパージガスをインジェクタ１３内に導入する。反応ガスは、原料ガスと反応して原料を酸化、窒化等させるガスである。反応ガスの例としては、酸化ガス、窒化ガス等が挙げられる。パージガスの例としては、Ｎ２ガス、Ａｒガス等の不活性ガスが挙げられる。
バルブ２４ｃは、反応ガス導入管２４ｂに介設されており、反応ガス導入管２４ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、反応ガス導入管２４ｂには１つのバルブ２４ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２４ｃが介設されていてもよい。
第１のベント部２５は、ベント管２５ｂ及びバルブ２５ｃを含む。ベント管２５ｂは、原料ガス導入管２１ｂと後述する排気管３１とを接続する。バルブ２５ｃは、ベント管２５ｂに介設されており、原料ガス導入管２１ｂと排気管３１との連通状態を制御する。すなわち、バルブ２５ｃが開かれると原料ガス導入管２１ｂと排気管３１とが連通し、バルブ２５ｃが閉じられると原料ガス導入管２１ｂと排気管３１との連通が遮断される。本実施形態において、ベント管２５ｂには１つのバルブ２５ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２５ｃが介設されていてもよい。
第２のベント部２６は、ベント管２６ｂ及びバルブ２６ｃを含む。ベント管２６ｂは、希釈ガス導入管２３ｂと後述する排気管３１とを接続する。バルブ２６ｃは、ベント管２６ｂに介設されており、希釈ガス導入管２３ｂと排気管３１との連通状態を制御する。すなわち、バルブ２６ｃが開かれると希釈ガス導入管２３ｂと排気管３１とが連通し、バルブ２６ｃが閉じられると希釈ガス導入管２３ｂと排気管３１との連通が遮断される。本実施形態において、ベント管２６ｂには１つのバルブ２６ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２６ｃが介設されていてもよい。
ガス排気部３０は、排気管３１、圧力調整弁３２及び真空ポンプ３３を含む。排気管３１は、一端が排気ポート１４に接続され、他端が真空ポンプ３３に接続される。圧力調整弁３２は、排気管３１に介設され、排気管３１のコンダクタンスを調整することで、処理容器１１内の圧力を調整する。真空ポンプ３３は、排気管３１を介して処理容器１１内を排気する。真空ポンプ３３は、例えばメカニカルブースターポンプ及びドライポンプを含む。
加熱部４０は、略円筒形状を有し、処理容器１１の周囲に、処理容器１１を覆うように設けられる。加熱部４０は、例えば発熱体及び断熱体を含み、発熱体の発熱により処理容器１１内に収容されるウエハＷを加熱する。
制御部９０は、基板処理装置１の全体の動作を制御する。制御部９０は、例えばコンピュータであってよい。また、基板処理装置１の全体の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体（図示せず）に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
（基板処理装置の動作）
図３を参照し、基板処理装置１の動作の一例について説明する。図３は、図１の基板処理装置１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、初期状態において、基板処理装置１の圧力調整弁３２及びバルブ２１ｃ～２６ｃは閉じられているものとする。
まず、制御部９０は、基板処理装置１の各部の動作を制御して、成膜処理を実行する（ステップＳ１）。本実施形態において、制御部９０は、昇降機構を制御して、多数枚のウエハＷを保持したウエハボートＷＢを処理容器１１内に搬入する。続いて、制御部９０は、圧力調整弁３２を制御して処理容器１１内を所定の圧力に調整すると共に、加熱部４０を制御してウエハＷを所定の温度に加熱する。続いて、制御部９０は、バルブ２１ｃ、２３ｃ、２４ｃの開閉を制御して、処理容器１１内に原料ガス、希釈ガス及び反応ガスを供給することにより、ウエハＷに所定の膜を形成する。続いて、制御部９０は、処理容器１１内を大気圧に戻し、昇降機構を制御して、ウエハボートＷＢを処理容器１１内から搬出する。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２のクリーニングが必要であるか否かを判定する（ステップＳ２）。本実施形態において、制御部９０は、成膜処理の実行時間が所定の時間を超えた場合にインジェクタ１２のクリーニングが必要であると判定し、成膜処理の実行時間が所定の時間を超えていない場合にインジェクタ１２のクリーニングが不要であると判定する。インジェクタ１２のクリーニングが不要であると判定した場合、制御部９０は、処理をステップＳ１へ戻す。すなわち、制御部９０は、インジェクタ１２のクリーニング処理を実行することなく、成膜処理を継続する。一方、インジェクタ１２のクリーニングが必要であると判定した場合、制御部９０は、インジェクタ１２のクリーニング処理を実行し（ステップＳ３）、処理を終了する。
図４を参照し、インジェクタ１２のクリーニング処理（クリーニング方法）の一例について説明する。図４は、インジェクタ１２のクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部９０は、処理容器１１内を減圧する（ステップＳ３１）。本実施形態において、制御部９０は、シャッタ１５を制御して、処理容器１１の下端の開口をシャッタ１５で気密に塞ぐ。続いて、制御部９０は、圧力調整弁３２を開くことにより、排気管３１を介して処理容器１１内と真空ポンプ３３とを連通させて、処理容器１１内を排気して減圧する。処理容器１１内が所定の真空度に到達した後、制御部９０は圧力調整弁３２を閉じる。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２内を減圧する（ステップＳ３２）。本実施形態において、制御部９０は、バルブ２６ｃを開くことにより、ベント管２６ｂを介してインジェクタ１２の希釈ガス供給管１２２内と真空ポンプ３３とを連通させて、希釈ガス供給管１２２内を排気して減圧する。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２内にクリーニングガスを導入する（ステップＳ３３）。本実施形態において、制御部９０は、バルブ２２ｃを開くことにより、クリーニングガス源２２ａから原料ガス供給管１２１内にクリーニングガスを導入する。このとき、希釈ガス供給管１２２内が減圧されている。そのため、ガス吐出孔１２４を介して処理容器１１内に吐出されるクリーニングガスの割合は小さく、希釈ガス供給管１２２及びベント管２６ｂを通流して真空ポンプ３３により排気されるクリーニングガスの割合が大きくなる。すなわち、原料ガス供給管１２１に導入されるクリーニングガスは、希釈ガス供給管１２２及びベント管２６ｂを選択的に通流する。その結果、インジェクタ１２の内部を選択的にクリーニングできる。また、ステップＳ３３において、制御部９０は、バルブ２４ｃを開き、インジェクタ１３から処理容器１１内にパージガスを供給することが好ましい。これにより、インジェクタ１２のガス吐出孔１２４を介して処理容器１１内にクリーニングガスが吐出された場合でも処理容器１１内にパージガスが充填されているので、クリーニングガスによって処理容器１１内がクリーニングされることを抑制できる。なお、制御部９０は、所定の時間が経過した後、バルブ２２ｃを閉じることにより、原料ガス供給管１２１内へのクリーニングガスの導入を停止する。所定の時間は、例えば原料ガス供給管１２１内及び希釈ガス供給管１２２内の堆積物をすべて除去するために必要な時間であってよい。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２内をパージガスで置換する（ステップＳ３４）。本実施形態において、制御部９０は、バルブ２２ｃを開くことにより、原料ガス供給管１２１内にパージガスを導入する。このとき、希釈ガス供給管１２２内が減圧されている。そのため、ガス吐出孔１２４を介して処理容器１１内に吐出されるパージガスの割合は小さく、希釈ガス供給管１２２及びベント管２６ｂを通流して真空ポンプ３３により排気されるパージガスの割合が大きくなる。すなわち、原料ガス供給管１２１に導入されるパージガスは、希釈ガス供給管１２２及びベント管２６ｂを選択的に通流する。これにより、原料ガス供給管１２１内及び希釈ガス供給管１２２内のクリーニング残渣を真空ポンプ３３により効率的に排出できる。なお、制御部９０は、所定の時間が経過した後、バルブ２２ｃを閉じることにより、原料ガス供給管１２１内へのパージガスの導入を停止する。また、制御部９０は、バルブ２６ｃを閉じ、処理を終了する。
以上に説明したように、第１の実施形態の基板処理装置１によれば、インジェクタ１２の一端に原料ガス導入管２１ｂ及びクリーニングガス導入管２２ｂが接続され、他端にベント管２６ｂが接続されている。これにより、インジェクタ１２の一端の接続口１２１ａから原料ガス及びクリーニングガスを導入し、インジェクタ１２の他端の接続口１２２ａからインジェクタ１２内のガスを排気できる。そのため、処理容器１１の内部に対してインジェクタ１２の内部を選択的にクリーニングできる。
また、第１の実施形態の基板処理装置１によれば、ウエハボートＷＢが処理容器１１内から搬出されている場合に処理容器１１の下端の開口を気密に塞ぐシャッタ１５を有する。これにより、成膜処理が実行された後のウエハＷを保持するウエハボートＷＢを処理容器１１内から搬出して冷却（クーリング）している間に、インジェクタ１２の内部をクリーニングできる。そのため、ウエハクーリング時間を有効活用でき、生産性が向上する。
〔第２の実施形態〕
（基板処理装置）
図５を参照し、第２の実施形態の基板処理装置について説明する。図５は、第２の実施形態の基板処理装置の構成例を示す図である。
第２の実施形態の基板処理装置１Ａは、クリーニングガス導入部２２がインジェクタ１２の他端の接続口１２２ａを介してインジェクタ１２内にクリーニングガスを導入するように構成されている点で、第１の実施形態の基板処理装置１と異なる。以下、第１の実施形態の基板処理装置１と異なる点を中心に説明する。
基板処理装置１Ａは、処理部１０、ガス導入部２０Ａ、ガス排気部３０、加熱部４０及び制御部９０を有する。
ガス導入部２０Ａは、原料ガス導入部２１、クリーニングガス導入部２２、希釈ガス導入部２３、反応ガス導入部２４、第１のベント部２５、第２のベント部２６及びパージガス導入部２７を含む。なお、ガス導入部２０Ａは、更に別のガスを導入するガス導入部を含んでいてもよい。
クリーニングガス導入部２２は、インジェクタ１２の他端の接続口１２２ａを介してインジェクタ１２内にクリーニングガスを導入する。クリーニングガス導入部２２は、クリーニングガス源２２ａ、クリーニングガス導入管２２ｂ及びバルブ２２ｃを含む。
クリーニングガス源２２ａは、クリーニングガス導入管２２ｂにクリーニングガス及びパージガスを供給する。クリーニングガス源２２ａは、クリーニングガス導入管２２ｂに供給されるクリーニングガス及びパージガスの流量を制御する流量制御器等を含んでいてもよい。
クリーニングガス導入管２２ｂは、一端がクリーニングガス源２２ａに接続され、他端が希釈ガス供給管１２２の接続口１２２ａに接続される。クリーニングガス導入管２２ｂは、クリーニングガス源２２ａから供給されるクリーニングガス及びパージガスを、希釈ガス供給管１２２内に導入する。
バルブ２２ｃは、クリーニングガス導入管２２ｂに介設されており、クリーニングガス導入管２２ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、クリーニングガス導入管２２ｂには１つのバルブ２２ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２２ｃが介設されていてもよい。
希釈ガス導入部２３は、インジェクタ１２の他端の接続口１２２ａを介してインジェクタ１２内に希釈ガスを導入する。希釈ガス導入部２３は、希釈ガス源２３ａ、希釈ガス導入管２３ｂ及びバルブ２３ｃを含む。
希釈ガス源２３ａは、希釈ガス導入管２３ｂに希釈ガスを供給する。希釈ガス源２３ａは、希釈ガス導入管２３ｂに供給される希釈ガスの流量を制御する流量制御器等を含んでいてもよい。
希釈ガス導入管２３ｂは、一端が希釈ガス源２３ａに接続され、他端がクリーニングガス導入管２２ｂに接続される。希釈ガス導入管２３ｂは、希釈ガス源２３ａから供給される希釈ガスを、クリーニングガス導入管２２ｂを介して希釈ガス供給管１２２内に導入する。
バルブ２３ｃは、希釈ガス導入管２３ｂに介設されており、希釈ガス導入管２３ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、希釈ガス導入管２３ｂには１つのバルブ２３ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２３ｃが介設されていてもよい。
パージガス導入部２７は、インジェクタ１２の一端の接続口１２１ａを介してインジェクタ１２内にパージガスを導入する。パージガス導入部２７は、パージガス源２７ａ、パージガス導入管２７ｂ及びバルブ２７ｃを含む。
パージガス源２７ａは、パージガス導入管２７ｂにパージガスを供給する。パージガス源２７ａは、パージガス導入管２７ｂに供給されるパージガスの流量を制御する流量制御器等を含んでいてもよい。
パージガス導入管２７ｂは、一端がパージガス源２７ａに接続され、他端が原料ガス導入管２１ｂに接続される。パージガス導入管２７ｂは、パージガス源２７ａから供給されるパージガスを、原料ガス導入管２１ｂを介して原料ガス供給管１２１内に導入する。パージガスは、処理容器１１内、インジェクタ１２内等に残存するガスを置換するために用いられるガスである。パージガスの例としては、Ｎ２ガス、Ａｒガス等の不活性ガスが挙げられる。
バルブ２７ｃは、パージガス導入管２７ｂに介設されており、パージガス導入管２７ｂ内の流体の通路を開閉する。本実施形態において、パージガス導入管２７ｂには１つのバルブ２７ｃが介設されているが、２つ以上のバルブ２７ｃが介設されていてもよい。
（基板処理装置の動作）
図３を参照し、基板処理装置１Ａの動作の一例について説明する。なお、初期状態において、基板処理装置１Ａの圧力調整弁３２及びバルブ２１ｃ～２７ｃは閉じられているものとする。
まず、制御部９０は、基板処理装置１Ａの各部の動作を制御して、成膜処理を実行する（ステップＳ１）。本実施形態において、制御部９０は、昇降機構を制御して、多数枚のウエハＷを保持したウエハボートＷＢを処理容器１１内に搬入する。続いて、制御部９０は、圧力調整弁３２を制御して処理容器１１内を所定の圧力に調整すると共に、加熱部４０を制御してウエハＷを所定の温度に加熱する。続いて、制御部９０は、バルブ２１ｃ、２３ｃ、２４ｃ、２７ｃの開閉を制御して、処理容器１１内に原料ガス、希釈ガス、反応ガス及びパージガスを供給することにより、ウエハＷに所定の膜を形成する。続いて、制御部９０は、処理容器１１内を大気圧に戻し、昇降機構を制御して、ウエハボートＷＢを処理容器１１内から搬出する。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２のクリーニングが必要であるか否かを判定する（ステップＳ２）。本実施形態において、制御部９０は、成膜処理の実行時間が所定の時間を超えた場合にインジェクタ１２のクリーニングが必要であると判定し、成膜処理の実行時間が所定の時間を超えていない場合にインジェクタ１２のクリーニングが不要であると判定する。インジェクタ１２のクリーニングが不要であると判定した場合、制御部９０は、処理をステップＳ１へ戻す。すなわち、制御部９０は、インジェクタ１２のクリーニング処理を実行することなく、成膜処理を継続する。一方、インジェクタ１２のクリーニングが必要であると判定した場合、制御部９０は、インジェクタ１２のクリーニング処理を実行し（ステップＳ３）、処理を終了する。
図４を参照し、インジェクタ１２のクリーニング処理の一例について説明する。
まず、制御部９０は、処理容器１１内を減圧する（ステップＳ３１）。本実施形態において、制御部９０は、シャッタ１５を制御して、処理容器１１の下端の開口をシャッタ１５で気密に塞ぐ。続いて、制御部９０は、圧力調整弁３２を開くことにより、排気管３１を介して処理容器１１内と真空ポンプ３３とを連通させて、処理容器１１内を排気して減圧する。処理容器１１内が所定の真空度に到達した後、制御部９０は圧力調整弁３２を閉じる。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２内を減圧する（ステップＳ３２）。本実施形態において、制御部９０は、バルブ２５ｃを開くことにより、ベント管２５ｂを介してインジェクタ１２の原料ガス供給管１２１内と真空ポンプ３３とを連通させて、原料ガス供給管１２１内を排気して減圧する。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２内にクリーニングガスを導入する（ステップＳ３３）。本実施形態において、制御部９０は、バルブ２２ｃを開くことにより、クリーニングガス源２２ａから希釈ガス供給管１２２内にクリーニングガスを導入する。このとき、原料ガス供給管１２１内が減圧されている。そのため、ガス吐出孔１２４を介して処理容器１１内に吐出されるクリーニングガスの割合は小さく、原料ガス供給管１２１及びベント管２５ｂを通流して真空ポンプ３３により排気されるクリーニングガスの割合が大きくなる。すなわち、希釈ガス供給管１２２に導入されるクリーニングガスは、原料ガス供給管１２１及びベント管２５ｂを選択的に通流する。その結果、インジェクタ１２の内部を選択的にクリーニングできる。また、ステップＳ３３において、制御部９０は、バルブ２４ｃを開き、インジェクタ１３から処理容器１１内にパージガスを供給することが好ましい。これにより、インジェクタ１２のガス吐出孔１２４を介して処理容器１１内にクリーニングガスが吐出された場合でも処理容器１１内にパージガスが充填されているので、クリーニングガスによって処理容器１１内がクリーニングされることを抑制できる。なお、制御部９０は、所定の時間が経過した後、バルブ２２ｃを閉じることにより、希釈ガス供給管１２２内へのクリーニングガスの導入を停止する。所定の時間は、例えば原料ガス供給管１２１内及び希釈ガス供給管１２２内の堆積物をすべて除去するために必要な時間であってよい。
続いて、制御部９０は、インジェクタ１２内をパージガスで置換する（ステップＳ３４）。本実施形態において、制御部９０は、バルブ２２ｃを開くことにより、希釈ガス供給管１２２内にパージガスを導入する。このとき、原料ガス供給管１２１内が減圧されている。そのため、ガス吐出孔１２４を介して処理容器１１内に吐出されるパージガスの割合は小さく、原料ガス供給管１２１及びベント管２５ｂを通流して真空ポンプ３３により排気されるパージガスの割合が大きくなる。すなわち、希釈ガス供給管１２２に導入されるパージガスは、原料ガス供給管１２１及びベント管２５ｂを選択的に通流する。これにより、原料ガス供給管１２１内及び希釈ガス供給管１２２内のクリーニング残渣を真空ポンプ３３により効率的に排出できる。なお、制御部９０は、所定の時間が経過した後、バルブ２２ｃを閉じることにより、原料ガス供給管１２１内へのパージガスの導入を停止する。また、制御部９０は、バルブ２５ｃを閉じ、処理を終了する。
なお、上記の実施形態において、接続口１２１ａは第１の接続口の一例であり、接続口１２２ａは第２の接続口の一例である。また、原料ガス供給管１２１は第１のガス管の一例であり、希釈ガス供給管１２２は第２のガス管の一例である。また、バルブ２２ｃは第１のバルブの一例であり、バルブ２５ｃ、２６ｃは第２のバルブの一例であり、圧力調整弁３２は第３のバルブの一例である。また、ウエハＷは基板の一例である。
以上に説明したように、第２の実施形態の基板処理装置１Ａによれば、インジェクタ１２の一端に原料ガス導入管２１ｂ及びベント管２５ｂが接続され、他端にクリーニングガス導入管２２ｂが接続されている。これにより、インジェクタ１２の他端の接続口１２２ａからクリーニングガスを導入し、インジェクタ１２の他端の接続口１２１ａからインジェクタ１２内のガスを排気できる。そのため、処理容器１１の内部に対してインジェクタ１２の内部を選択的にクリーニングできる。
また、第２の実施形態の基板処理装置１Ａによれば、ウエハボートＷＢが処理容器１１内から搬出されている場合に処理容器１１の下端の開口を気密に塞ぐシャッタ１５を有する。これにより、成膜処理が実行された後のウエハＷを保持するウエハボートＷＢを処理容器１１内から搬出して冷却（クーリング）している間に、インジェクタ１２の内部をクリーニングできる。そのため、ウエハクーリング時間を有効活用でき、生産性が向上する。
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。
１、１Ａ 基板処理装置
１０ 処理部
１１ 処理容器
１２ インジェクタ
１２１ 原料ガス供給管
１２１ａ 接続口
１２２ 希釈ガス供給管
１２２ａ 接続口
１２３ 接続管
１２４ ガス吐出孔
２０ ガス導入部
２１ 原料ガス導入部
２１ｂ 原料ガス導入管
２２ クリーニングガス導入部
２２ｂ クリーニングガス導入管
２５ 第１のベント部
２５ｂ ベント管
２６ 第２のベント部
２６ｂ ベント管
３０ ガス排気部
３１ 排気管
３２ 圧力調整弁
９０ 制御部
２１ｃ～２７ｃ バルブ
Ｗ ウエハ

Claims (10)

  1. 基板を収容する処理容器と、
    第１の接続口と第２の接続口とを含み、内部が前記処理容器内と連通するインジェクタと、
    前記処理容器内を排気する排気管と、
    前記第１の接続口に接続され、前記インジェクタ内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、
    前記第１の接続口及び前記第２の接続口の一方を介して前記インジェクタ内にクリーニングガスを導入するクリーニングガス導入管と、
    前記第１の接続口と前記排気管とを接続し、前記インジェクタ内を排気する第１のベント管と、
    前記第２の接続口と前記排気管とを接続し、前記インジェクタ内を排気する第２のベント管と、
    を有する、基板処理装置。
  2. 前記クリーニングガス導入管は、前記第１の接続口を介して前記インジェクタ内に前記クリーニングガスを導入するように構成される、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記クリーニングガス導入管は、前記第２の接続口を介して前記インジェクタ内に前記クリーニングガスを導入するように構成される、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記インジェクタは、前記処理容器内と連通する複数のガス吐出孔を含む、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記クリーニングガス導入管には希釈ガスが導入されるように構成される、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記処理容器は、縦長の略円筒形状を有し、
    前記インジェクタは、
    前記第１の接続口を含み、前記処理容器内において該処理容器の長手方向に沿って設けられると共に該長手方向に沿って形成された複数のガス吐出孔を有する第１のガス管と、
    前記第２の接続口を含み、前記処理容器内において該処理容器の長手方向に沿って設けられる第２のガス管と、
    前記第１のガス管内と前記第２のガス管内とを連通させる接続管と、
    を有する、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記クリーニングガス導入管に設けられる導入バルブと、
    前記第２のベント管に設けられる第２のベントバルブと、
    前記導入バルブ及び前記第２のベントバルブの開閉を制御する制御部と、
    を更に有し、
    前記制御部は、前記インジェクタ内にクリーニングガスを導入する場合に、前記第２のベントバルブを開にした後、前記導入バルブを開にするよう前記導入バルブ及び前記第２のベントバルブを制御するように構成される、
    請求項２に記載の基板処理装置。
  8. 前記排気管に設けられる排気バルブを更に有し、
    前記制御部は、前記排気バルブを閉にした状態で前記導入バルブ及び前記第２のベントバルブを開にするよう前記導入バルブ、前記第２のベントバルブ及び前記排気バルブを制御するように構成される、
    請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記クリーニングガス導入管に設けられる導入バルブと、
    前記第１のベント管に設けられる第１のベントバルブと、
    前記導入バルブ及び前記第１のベントバルブの開閉を制御する制御部と、
    を更に有し、
    前記制御部は、前記インジェクタ内にクリーニングガスを導入する場合に、前記第１のベントバルブを開にした後、前記導入バルブを開にするよう前記導入バルブ及び前記第１のベントバルブを制御するように構成される、
    請求項３に記載の基板処理装置。
  10. 前記排気管に設けられる排気バルブを更に有し、
    前記制御部は、前記排気バルブを閉にした状態で前記導入バルブ及び前記第１のベントバルブを開にするよう前記導入バルブ、前記第１のベントバルブ及び前記排気バルブを制御するように構成される、
    請求項９に記載の基板処理装置。
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