CN101814431A - 成膜含锗膜的装置的使用方法 - Google Patents

成膜含锗膜的装置的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种成膜含锗膜的装置的使用方法，该使用方法按照以下顺序进行以下处理：第一成膜处理，利用CVD在容纳于反应容器内的成品用被处理体上形成含锗的第一成品膜；第一清洁处理，对成膜副产物进行蚀刻；第二清洁处理，去除残留在反应容器内的锗；以及第二成膜处理，利用CVD在容纳于反应容器内的成品用被处理体上形成不含锗的第二成品膜。其中，在第二清洁处理中，一边从未容纳成品用被处理体的反应容器内排气，一边向反应容器内供给包含氧化气体和氢气的第二清洁气体的同时对反应容器内加热来活化第二清洁气体。

Description

成膜含锗膜的装置的使用方法
技术领域
本发明涉及一种在半导体晶圆等被处理体上形成含Ge(锗)膜的半导体处理用的成膜装置的使用方法。这里，半导体处理是指为了以下目的而实施的各种处理：通过在晶圆、LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)那样的FPD(F1at PanelDisplay：平板显示器)用的玻璃基板等被处理体上以规定图案形成半导体层、绝缘层、导体层等，在被处理体上制造包含半导体设备和连接到半导体设备的布线、电极等的结构物。
背景技术
以往，例如使用多晶硅作为晶体管的栅电极的材料。在多晶硅栅电极中，在施加偏置电压时该多晶硅容易耗尽。随着栅极绝缘膜的薄膜化该多晶硅的耗尽变得明显，从而成为使设备特性变差的原因之一。为了解决上述问题，对代替硅而应用掺杂剂的活化率高的硅锗进行了研究。并且还对硅锗膜在二极管等其它设备中的使用进行了研究。例如，日本特开2003-77845号公报公开了一种在半导体晶圆的表面上形成硅锗膜的方法。该方法在纵式热处理装置中供给单硅烷(SiH4)气体和单锗烷(GeH4)气体，利用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)形成硅锗膜。
有时在同一纵式热处理装置中，对第一批晶圆成膜硅锗膜之后，对第二批晶圆成膜其它薄膜、例如硅膜。通常，对于通过后面进行的热处理形成的膜、例如硅膜而言，之前的热处理的处理气体中的锗成为污染物质。因硅膜中包含锗而使所形成的设备的特性降低。
在后面进行的热处理为成膜硅膜的情况下，在实施硅膜的成膜处理之前进行所谓的预涂处理，从而用预涂膜来覆盖反应容器的内表面等。通过预涂膜，可以防止锗从附着在反应容器内的以硅锗为主要成分(为50％以上)的副产物膜中飞散到处理气体环境中。
但是，如后述那样，本发明人等发现，就锗污染的问题在以往的这种半导体处理用的成膜装置的使用方法中存在改善的余地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够确实地解决锗污染的问题的半导体处理用的成膜装置的使用方法。
本发明的第一观点为一种成膜含锗膜的装置的使用方法，该方法具备以下工序：进行第一成膜处理的工序，其利用CVD在容纳于反应容器内的成品用被处理体上形成含锗的第一成品膜，这里，在将锗源气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述锗源气体，并通过上述第一成膜处理使含锗的成膜副产物附着在上述反应容器内；进行第一清洁处理的工序，其在上述第一成膜处理之后对上述成膜副产物进行蚀刻，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含卤素的第一清洁气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第一清洁气体；进行第二清洁处理的工序，其在上述第一清洁处理之后去除残留在上述反应容器内的锗，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含氧化气体和氢气的第二清洁处理气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第二清洁气体，且上述氧化气体选自由氧气、臭氧气体、以及氮和氧的化合物气体所组成的组；以及进行第二成膜处理的工序，其在上述第二清洁处理之后利用CVD在容纳于上述反应容器内的成品用被处理体上形成不含锗的第二成品膜，这里，在将成膜处理气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述成膜处理气体。
本发明的第二观点为一种成膜含锗膜的装置的使用方法，上述成膜装置具备：反应容器，其以在上下设置间隔来层叠的状态容纳多个被处理体；支承构件，其在上述反应容器内支承上述被处理体；加热器，其配置在上述反应容器周围并用于加热上述被处理体；排气系统，其从上述反应容器内排气；气体供给系统，其向上述反应容器内供给硅源气体、锗源气体、用于清洁上述反应容器内的气体；以及控制部，其控制上述装置的动作；上述方法具备以下工序：进行第一成膜处理的工序，其利用CVD在容纳于上述反应容器内的成品用被处理体上形成含硅锗的第一成品膜，这里，在将上述硅源气体和上述锗源气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述硅源气体和上述锗源气体，并通过上述第一成膜处理使含硅锗的成膜副产物附着在上述反应容器内；进行第一清洁处理的工序，其在上述第一成膜处理之后对上述成膜副产物进行蚀刻，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含氟和氢的第一清洁气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第一清洁气体；进行第二清洁处理的工序，其在上述第一清洁处理之后去除残留在上述反应容器内的锗，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含氧化气体和氢气的第二清洁处理气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第二清洁气体，上述氧化气体选自由氧气、臭氧气体、以及氮和氧的化合物气体所组成的组；以及进行第二成膜处理的工序，其在上述第二清洁处理之后利用CVD在容纳于上述反应容器内的成品用被处理体上形成含硅且不含锗的第二成品膜，这里，在将上述硅源气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述硅源气体。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的纵式热处理装置(成膜装置)的纵截面图。
图2A、2B、2C是表示图1所示装置的使用方法的说明图。
图3A、3B是表示图1所示装置的使用方法的说明图。
图4是表示应用本发明的实施方式中所述的装置的使用方法来去除锗的实验结果的图表。
具体实施方式
本发明人等在本发明的开发过程中对以往的这种半导体处理用的成膜装置的使用方法中存在的问题进行了研究。其结果为本发明人等得到了如下所述的见解。
如上所述，在同一纵式热处理装置中，在对第一批晶圆进行硅锗膜的成膜处理之后对第二批晶圆进行硅膜的成膜处理的情况下，在即将进行第二批处理之前利用硅膜进行预涂处理来覆盖反应容器的内表面等。然而，利用热CVD成膜硅锗膜的处理温度低于利用热CVD成膜多晶硅膜的处理温度。因此，例如在离加热器较远的反应容器下方的炉口附近等温度较低的部位，有时不能充分形成多晶硅膜，无法覆盖以硅锗为主要成分的副产物膜。
另一方面，为了去除附着在反应容器内的以硅氧化物、氮化物为主要成分的副产物膜，将包含卤素例如氟的清洁气体供给到反应容器内以对副产物膜进行蚀刻。但是，在以硅锗为主要成分的副产物膜的情况下，即使利用例如氟气进行蚀刻，在反应容器的内壁、晶舟的表面部上也会残留锗。
因此，以往，在同一纵式热处理装置中，在对第一批晶圆进行硅锗膜的成膜处理之后对第二批晶圆进行硅膜的成膜处理的情况下，在两个处理之间进行预涂处理而不进行蚀刻去除以硅锗为主要成分的副产物膜的工序。此外，即使在蚀刻去除副产物膜之后进行预涂处理的情况下，在炉口附近等温度较低、难以形成多晶硅膜的部位中也无法充分覆盖所残留的锗。
因而，本发明人等将重点转移到确实地去除此类残留锗的方面，反复进行了实验发现：氧化气体和氢气的活性物种对该去除处理较为有效。本发明人等并未发现公开了去除这种残留锗的技术的现有文献，但是提供以下文献作为参考材料。即，日本特开2008-283126号公报(第0030段～第0031段、图1、图2)公开了一种去除在反应容器的材质石英中所含有的铜等金属的方法。在该方法中，首先，将清洁气体供给到反应容器内来去除副产物膜，由此使反应容器的石英内表面暴露出来。接着，将氢气和氧化气体供给到反应容器内，利用这些气体的活性物种来去除包含在石英表面内的金属。
下面，参照附图来说明基于这种见解构成的本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，对具有大致相同的功能和结构的构成要素标记相同附图标记，仅在需要的情况下进行重复说明。
图1是表示本发明的实施方式的纵式热处理装置(成膜装置)的纵截面图。该纵式热处理装置1例如作为能够利用CVD进行硅锗膜(SiGe膜)和硅膜(Si膜)成膜的成膜装置而构成。
如图1所示，该加热处理装置(成膜装置)1包括例如由石英制成的垂直圆筒形状的反应容器2。反应容器2的下端开口有炉口，在该炉口21的周缘部一体形成凸缘22。在反应容器2的下方配置有与凸缘22的下面相接而气密地闭塞炉口21的例如石英制的盖体23。盖体23被配置成通过晶舟升降机(未图示)能够在上下方向开闭的形式。在盖体23的中央部贯通配置转动轴24，在其上端部装载有作为基板保持用具的晶舟25。
晶舟25具备三根以上例如四根支柱26。在支柱26上形成有槽(slot)，使得多张例如125张作为被处理基板的半导体晶圆W能够保持成架状。在125张晶圆W中的上下两端部配置有多张仿真晶圆，在其间配置成品晶圆。在转动轴24的下部配置有使转动轴24转动的马达M，因而，由马达M转动晶舟25。在盖体23上配置有保温组件27使其包围转动轴24。
在反应容器2的上方形成有用于从反应容器2内排气的排气口4。在排气口4上连接有排气管，该排气管具备真空泵41以及压力控制机构42，能够将反应容器2内减压排气到所期望的真空度。在反应容器2周围配置有加热炉3，该加热炉3具备用于对反应容器2内进行加热的加热器31。加热器31由碳纤维(carbonwire)加热器构成，该加热器能够进行污染少的高洁净的处理和急速升降温。
在反应容器2的下部的凸缘22插入用于将处理气体供给到反应容器2内的晶圆W的第一～第三L字型的注射器51～53。在图1中，方便起见，表示成从凸缘22的相同位置插入三支注射器51～53。但是，实际上这些注射器51～53例如可以配置以沿着凸缘22的圆周方向横向等间隔地排列，且可以配置成将其倚靠在反应容器2的圆周方向上的一个部位来提高维护性。
注射器51～53的长度不同，其前端部的气体供给口(前端开口)可以配置成不同高度。最低的第一注射器51的前端部例如位于晶舟25的晶圆W的保持范围的下端部附近。正中间的第二注射器52的前端部例如位于晶圆W的保持范围的稍低于中段的部位。最高的第三注射器53的前端部例如位于晶圆W的保持范围的最上段与第二注射器52的前端部之间。此外，各注射器51～53的布局并不限于图1的布局，可以根据实验结果等设定成适当的长度。
在向凸缘22外伸出的注射器51～53的基端侧上分别连接有作为气体供给路的气体供给管61～63。在气体供给管61的基端侧上连接有气体供给管61a、61b。在气体供给管62的基端侧上连接有气体供给管62a、62b。在气体供给管63的基端侧上连接有气体供给管63a、63b。气体供给管61a、62a、63a与硅烷系的气体例如单硅烷气体(SiH4气体)的供给源64相连接。气体供给管61b、62b、63b与锗系的气体例如单锗烷气体(GeH4气体)的供给源65相连接。在本例中，单锗烷气体使用利用氢气稀释成10％而得到的气体。
在单硅烷气体流经的气体供给管61a、62a、63a上分别配置有作为流量调整部的质量流量控制器M11～M13和阀V11～V13。在单锗烷气体流经的气体供给管61b、62b、63b上分别配置有质量流量控制器M21～M23和阀V21～V23。从注射器51～53供给的混合气体能够各自独立地调整单硅烷气体和单锗烷气体的流量。
另外，在反应容器2的下部的凸缘22上配置有将多个清洁气体供给到反应容器2内的L字型的注射器54。清洁气体被用于去除在成膜时生成并附着在反应容器2内部的反应产物的副产物膜，这里，副产物膜根据成膜的种类而以SiGe或者Si为主要成分(为50％以上)。注射器54的前端部的气体供给口(前端开口)位于晶舟25的晶圆W的保持范围的下端部附近。
在向凸缘22外伸出的注射器54的后端的基端侧与清洁气体供给管71相连接。清洁气体供给管71通过阀V5和质量流量控制器M5与含卤素气体的供给源74相连接。从气体供给源74例如可以供给作为卤素系的酸性气体的氟(F2)气、氟化氢(HF)气体。在本实施方式中，使用氟气作为含卤素气体，因此，在图1中，方便起见，气体供给源74标记成“F2”来表示。
另外，清洁气体供给管71通过阀V3和质量流量控制器M3与氢(H2)气的供给源72相连接。并且，清洁气体供给管71通过阀V4和质量流量控制器M4与作为氧化气体的一氧化二氮(N2O)气体的供给源73相连接。气体供给源72、73通过气体混合部70连接到清洁气体供给管71，氢气和一氧化二氮气体在充分混合的状态下被供给到清洁气体供给管71。并且，清洁气体供给管71通过阀V6和质量流量控制器M6与氮气的供给源75相连接。
因而，能够从清洁气体供给管71以规定流量选择性地供给氟气、氢气、一氧化二氮气体、氮气。在本实施方式中，作为对以SiGe为主要成分的副产物膜进行蚀刻的第一清洁气体，使用氟气和氮气的混合物或者氟气、氢气、和氮气的混合物，作为去除残留锗(Ge)的第二清洁气体，使用氢气和一氧化二氮气体的混合物。
即，纵式热处理装置1执行成膜SiGe膜的加热处理，接着，执行成膜不含Ge的膜、例如Si膜的热处理。在后者的热处理之前，利用第一清洁气体来对以SiGe为主要成分的副产物膜进行蚀刻，接着，利用第二清洁气体从反应容器2内去除残留的锗(Ge)。
在本实施方式中，使用共用的配管71、注射器54将第一以及第二清洁气体供给到反应容器2内。但是，也可以使用专用的供给配管、注射器分别将第一以及第二清洁气体供给到反应容器2内。
并且，该纵式热处理装置1具有控制部8，该控制部8对加热器31、压力控制机构42、气体供给源64、65、72、73、74、75等的动作进行控制。控制部8例如由具备CPU和存储程序的存储部的计算机构成。在程序中编程有用于指挥控制该纵式热处理装置1并且执行向晶圆W的成膜、反应容器2内的清洁所需的各种动作的步骤(命令)群。该程序例如被保存到硬盘、小型光盘、磁光盘、存储卡等存储介质中，从这里被安装到计算机内。
接着，对上述纵式热处理装置1的使用方法的一个例子进行说明。首先，将规定张数的晶圆W架状地载置在晶舟25上，使晶舟升降机(未图示)上升。由此，将晶舟25搬入到反应容器2内，同时利用盖体23关闭凸缘22的炉口21(图1示出的状态)。
接着，利用真空泵41通过排气管从反应容器2内真空排气，利用压力控制机构42将配置有晶舟25的处理区域的压力例如调整为10Pa～130Pa(133Pa＝1Torr)的减压气氛。另外，利用加热器31对反应容器2进行加热，使处理区域稳定在例如300℃～650℃的处理温度内。接着，利用气体供给管61～63以及注射器51～53混合分别来自供给源64、65的单硅烷气体和单锗烷气体。然后，将该混合气体从各注射器51～53的前端供给口供给到反应容器2的处理区域(图2A)。
在各注射器51～53中分别将作为处理气体的单硅烷气体和单锗烷气体的混合比设定为不同的比例。注射器51中的混合比为单硅烷气体/单锗烷气体＝1200sccm/600sccm。注射器52中的混合比为单硅烷气体/单锗烷气体＝300sccm/190sccm。注射器53中的混合比为单硅烷气体/单锗烷气体＝300sccm/220sccm。即，在本实施方式中，将混合气体中的单硅烷气体相对于单锗烷气体之比[单硅烷气体/单锗烷气体]设定成越是在上侧具有供给口的注射器越是低值。此外，如上所述，这里所记载的单锗烷气体是利用氢气将锗烷气体稀释成10％而得到的气体。
这样供给的单硅烷气体和单锗烷气体在处理区域内热分解而起反应，在晶圆W的表面上形成SiGe膜(硅锗膜)。在成膜期间中，由马达M转动晶舟25，使得在各晶圆W面内能够均匀地成膜SiGe膜。
此外，单锗烷的活化能较低并且分解反应性较大。因此，当单独将单锗烷从底部供给到反应容器2内时，在晶舟25的上侧单锗烷变得不足。与此相对，在图1所示的装置中，配置有高度互不相同的三个注射器51～53。因此，从设置在下侧的注射器51供给到的单锗烷的不足部分可以通过来自注射器52、53的单锗烷来补偿。
并非将单硅烷气体、单锗烷气体分别供给到反应容器2内，而是预先将它们混合再从注射器51～53供给到反应容器2内。因此，单锗烷被活化能较小且分解反应性较低的单硅烷稀释后供给到处理区域内。在这种情况下，单锗烷的过剩的分解反应被单硅烷所抑制。
这样进行规定时间的SiGe的沉积之后，停止供给处理气体，用N2气等惰性气体来置换反应容器2内的处理气体。之后，从反应容器2搬出晶舟25。
在上述SiGe膜的成膜中，在反应容器2、晶舟25等的暴露在供给处理气体的气氛中的各种构件的表面附着以SiGe为主要成分(为50％以上)的反应产物。反应产物在这些构件的表面上形成副产物膜，在反复进行成膜时其厚度变厚。
在本实施方式中，在对第一批晶圆进行上述SiGe膜的成膜处理之后，对第二批晶圆进行Si膜的成膜处理。因此，在第一以及第二批的处理之间进行对反应容器2内的清洗，由此防止Ge污染。
具体而言，在SiGe膜的成膜处理之后，在用N2气吹扫后的反应容器2内，搬入未保持晶圆W的空晶舟25，并用盖体23关闭炉口21。然后，一边继续从反应容器2内排气，一边按照顺序进行第一清洁处理和第二清洁处理。在第一清洁处理中，对反应容器2内的以SiGe为主要成分的副产物膜进行蚀刻。在第二清洁处理中，去除残留在反应容器内的Ge。
在第一清洁处理中，将反应容器2内减压到1064Pa～199950Pa、例如13300Pa，同时设定温度为200℃～400℃、例如300℃左右。然后，将第一清洁气体从清洁气体供给管71供给到反应容器2内。例如，第一清洁气体由设定为2000sccm的F2气、设定为8000sccm的N2气的混合气体或者设定为2000sccm的F2气、设定为2000sccm的H2气、设定为8000sccm的N2气的混合气体构成。
当将第一清洁气体供给到加热后的反应容器2内时，该混合气体被活化，生成氟自由基。通过这样的自由基来蚀刻去除反应容器2内表面、晶舟25等反应容器2内的各种构件的表面上的副产物膜(图2B)。在进行规定时间的副产物膜的蚀刻之后，将供给到反应容器2内的气体从第一清洁气体切换为N2气来结束第一清洁处理。
接着，在第二清洁处理中，将反应容器2内减压到13.3Pa～931Pa、优选13.3Pa～133Pa、例如46.55Pa，并且设定为750℃～950℃、例如850℃的温度。然后，将第二清洁气体从清洁气体供给管71供给到反应容器2内。例如，第二清洁气体由设定为1000sccm的H2气、设定为1700sccm的N2O气的混合气体或者设定为1700sccm的H2气、设定为2000sccm的N2O气的混合气体构成。
当将第二清洁气体供给到加热后的反应容器2内时，该混合气体被活化，生成氢自由基、氧自由基等。这样的自由基与残留在反应容器2内的Ge起反应，被摄取到气体中，排出到反应容器2外(图2C)。在进行规定时间例如5小时的残留Ge的去除后，将供给到反应容器2内的气体从第二清洁气体切换为N2气来结束第二清洁处理。
接着，在将空晶舟25放置在反应容器2内的状态下，将反应容器2内的压力以及温度调整为Si膜的成膜时的条件，例如13.3Pa～133Pa、例如26.6Pa的压力，400℃～650℃、例如620℃的温度。然后，将来自供给源64的单硅烷气体例如以80sccm从注射器51～53供给到反应容器2内，进行利用预涂膜(这里为多晶硅膜)覆盖反应容器2内表面、晶舟25的表面等的预涂处理(图3A)。例如，预涂处理进行100分钟，成膜为1μm的预涂膜。在第二清洁处理之后进行预涂处理，将残留在各种构件表面上的微量的金属成分覆盖隐藏在预涂膜下，由此能够确实地防止对后续形成的Si膜的污染。
当结束预涂处理时，卸载晶舟25。具体而言，将规定量的氮气供给到反应容器2，使反应容器2的压力返回到常压。然后，通过使盖体23下降，从反应容器2卸载空晶舟25。
之后，将用于形成Si成品膜的规定张数的另一批的晶圆W架状地载置在晶舟25上，使晶舟升降机(未图示)上升。由此，将晶舟25搬入到反应容器2内，并且利用盖体23关闭凸缘22的炉口21(图1示出的状态)。
接着，利用真空泵41通过排气管从反应容器内真空排气，利用压力控制机构42将反应容器2内的压力调整为减压气氛。另外，利用加热器31使配置有晶舟25的反应容器2的处理区域稳定在处理温度内。接着，将来自供给源64的单硅烷气体从注射器51～53供给到反应容器2的处理区域(图3B)。
此外，在形成多晶硅膜作为Si成品膜的情况下，处理压力设为13.3Pa～133Pa、例如26.6Pa，处理温度设为400℃～650℃、例如620℃，单硅烷气体例如以300sccm供给。另外，在形成非晶硅膜作为Si成品膜的情况下，处理压力设为13.3Pa～266Pa、例如26.6Pa～66.5Pa，处理温度设为300℃～570℃、例如530℃，单硅烷气体例如以200sccm～1000sccm供给。
这样供给的单硅烷气体在处理区域内热分解，在晶圆W的表面上形成Si膜(Si成品膜)。在成膜期间中，由马达M转动晶舟25，使得能够在各晶圆W面内均匀成膜Si膜。
这样进行规定时间的Si的沉积之后，停止供给处理气体，用N2气等惰性气体来置换反应容器2内的处理气体。之后，从反应容器2搬出晶舟25。
正如参照图2A～图3B进行说明的那样，在本发明的实施方式的上述纵式热处理装置1的使用方法中，以SiGe膜的成膜处理→第一清洁处理→第二清洁处理→预涂处理→Si膜的成膜处理的顺序执行各处理。这里，多晶硅膜的预涂处理例如在620℃左右的温度下进行，与此相对，SiGe膜的成膜处理在低于该温度的例如300℃～500℃的温度下进行。
作为比较例，在上述一系列处理中，假设例如在进行第一清洁处理之后，不进行第二清洁处理而进行预涂处理。在这种情况下，如上所述，在反应容器2的炉口附近等温度较低、难以形成多晶硅膜的部位无法充分覆盖残留Ge。因此，由于残留在该部位的Ge而后段所成膜的Si膜被污染。
另外，作为其它比较例，在上述一系列处理中，假设在进行第一清洁处理之前进行第二清洁处理。在这种情况下，反应容器2内所沉积的以SiGe为主要成分的副产物膜被氧自由基氧化，形成氧化膜。这样的氧化膜在第一清洁气体中难以被蚀刻，因此无法进行蚀刻去除副产物膜。
根据上述那样的理由，优选按照参照图2A～图3B说明的顺序进行处理。
在上述实施方式中，在第二清洁处理中，为了去除残留Ge而使用N2O气体。其理由是，通常，在成膜Si膜的纵式热处理装置中，有可能存在N2O气体的供给线，所述N2O气体的供给线是为了用于缩小Si膜的颗粒的粒径而在Si膜中导入O作为杂质的目的而存在的。但是，能够使用其它气体作为能够利用于去除残留Ge的氧化气体，例如，能够使用氧气、臭氧气体、以及氮和氧的其他的化合物气体(NO、NO2等)。
<实验>
在上述纵式热处理装置1中，执行上述实施方式的实施例PE的使用方法和比较例CE1、CE2、CE3的使用方法，从而确认了实施方式的效果。在实施例PE以及比较例CE1、CE2、CE3中，相同地进行了成膜处理即在保持在晶舟25的上段侧和下段侧的石英基板的表面形成大约5μm厚度的SiGe膜。在实施例PE中，参照图2A、图2B，在该成膜处理之后，在以下所示的内容中说明的顺序以及条件下进行了第一以及第二清洁处理。另外，在比较例CE1、CE2、CE3中，在该成膜处理之后，按以下所示的内容进行了不同的处理。然后，对残留在基板上的每单位表面积对应的Ge原子数[个/cm2]进行了测量。在Ge原子数的测量中使用了ICP-MS(Inductively Coupled Plasma MassSpectrometer：电感耦合等离子体质谱仪)。
(比较例CE1)
进行了湿式清洗即将SiGe成膜之后的石英基板浸渍到氢氟酸和硝酸的混合溶液中数分钟。
(比较例CE2)
进行了利用1μm膜厚的多晶硅膜覆盖石英基板的表面的涂覆。
(比较例CE3)
将第一清洁气体(F2+N2)供给到容纳有载置在晶舟25上的石英基板的状态下的反应容器2内，实施约1小时蚀刻SiGe膜的第一清洁处理。
(实施例PE)
在与比较例CE3同样地进行第一清洁处理之后，将第二清洁气体(H2+N2O)供给到容纳有载置在晶舟25上的石英基板的状态下的反应容器2内，实施约5小时去除残留Ge的第二清洁处理。
(实验结果)
图4是表示有关实施例PE以及比较例CE1、CE2、CE3的实验结果的图表。在图4中，横轴示出的附图标记T表示保持在晶舟25上段侧的基板的实验结果，附图标记B表示保持在晶舟25下段侧的基板的实验结果。纵轴表示所测得的Ge原子数[个/cm2]。
(比较例CE1：湿式清洗)
在晶舟25的上段侧、下段侧的任一基板中均测得1.0×1012[个/cm2]以上的Ge原子。因而，可知仅进行湿式清洗无法充分去除Ge。另外，清洗槽内的清洗液也被Ge污染。
(比较例CE2：多晶硅膜的涂覆)
在晶舟25的上段侧的基板中测得3.0×1012[个/cm2]以上的Ge原子，在晶舟25的下段侧的基板中测得1.0×1011[个/cm2]以上的Ge原子。因而，可以说即使在残留Ge的状态下进行预涂处理也几乎得不到防止Ge污染的效果。
(比较例CE3：第一清洁处理)
在晶舟25的上段侧、下段侧的任一基板中均测得大致1.0×1011～2.0×1011[个/cm2]的Ge原子。因而，可以说在这种情况下也得不到充分去除Ge的效果。
(实施例PE：第一以及第二清洁处理)
在晶舟25的上段侧、下段侧的任一基板中均测得约3.0×108[个/cm2]的Ge原子。该值是接近ICP-MS的测量下限值的值，与比较例相比，显著地改善了Ge的去除效果。即，确认了本发明的实施方式的第一以及第二清洁处理对防止Ge污染是有效的。
在上述实施方式中，使用单管结构的批量式处理装置作为成膜装置。代替之，本发明例如能够应用于批量式纵式热处理装置中，该批量式纵式热处理装置具有处理容器由内管和外管构成的双重管结构。并且，本发明还能够应用于批量式横式处理装置、单片式处理装置。被处理基板并不限于半导体晶圆W，例如，也可以是LCD用玻璃基板。

Claims (20)

1.一种成膜含锗膜的装置的使用方法，该方法具备以下工序：
进行第一成膜处理的工序，其利用化学气相沉积在容纳于反应容器内的成品用被处理体上形成含锗的第一成品膜，这里，在将锗源气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述锗源气体，并通过上述第一成膜处理使含锗的成膜副产物附着在上述反应容器内；
进行第一清洁处理的工序，其在上述第一成膜处理之后对上述成膜副产物进行蚀刻，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含卤素的第一清洁气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第一清洁气体；
进行第二清洁处理的工序，其在上述第一清洁处理之后去除残留在上述反应容器内的锗，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含氧化气体和氢气的第二清洁处理气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第二清洁气体，且上述氧化气体选自由氧气、臭氧气体、以及氮和氧的化合物气体所组成的组；以及
进行第二成膜处理的工序，其在上述第二清洁处理之后利用化学气相沉积在容纳于上述反应容器内的成品用被处理体上形成不含锗的第二成品膜，这里，在将成膜处理气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述成膜处理气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其还具备进行预涂处理的工序，该预涂处理在上述第二清洁处理与上述第二成膜处理之间利用与上述第二成品膜相同组成的覆膜来覆盖上述反应容器的内表面。
3.根据权利要求2所述的方法，上述预涂处理使用高于上述第一成膜处理的处理温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，上述第一清洁气体的上述卤素为氟。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，上述第二清洁气体的上述氧化气体由氮和氧的化合物气体构成。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，上述第二清洁处理使用750℃～950℃的处理温度以及13.3Pa～931Pa的处理压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，上述第一清洁处理使用200℃～400℃的处理温度以及1064Pa～199950Pa的处理压力。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，上述第一成膜处理通过同时供给上述锗源气体和硅源气体来形成硅锗膜作为上述第一成品膜。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，上述第一成膜处理使用300℃～650℃的处理温度以及10Pa～130Pa的处理压力。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，上述第二成膜处理以上述硅源气体作为上述成膜处理气体来供给。
11.一种成膜含锗膜的装置的使用方法，其中，
上述装置具备：
反应容器，其以在上下设置间隔来层叠的状态容纳多个被处理体而构成；
支承构件，其在上述反应容器内支承上述被处理体；
加热器，其配置在上述反应容器周围并用于加热上述被处理体；
排气系统，其从上述反应容器内排气；
气体供给系统，其向上述反应容器内供给硅源气体、锗源气体、用于清洁上述反应容器内的气体；以及
控制部，其控制上述装置的动作；
上述方法具备以下工序：
进行第一成膜处理的工序，其利用化学气相沉积在容纳于上述反应容器内的成品用被处理体上形成含硅锗的第一成品膜，这里，在将上述硅源气体和上述锗源气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述硅源气体和上述锗源气体，并通过上述第一成膜处理使含硅锗的成膜副产物附着在上述反应容器内；
进行第一清洁处理的工序，其在上述第一成膜处理之后对上述成膜副产物进行蚀刻，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含氟和氢的第一清洁气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第一清洁气体；
进行第二清洁处理的工序，其在上述第一清洁处理之后去除残留在上述反应容器内的锗，这里，一边从未容纳成品用被处理体的上述反应容器内排气，一边向上述反应容器内供给包含氧化气体和氢气的第二清洁处理气体的同时对上述反应容器内加热来活化上述第二清洁气体，上述氧化气体选自由氧气、臭氧气体、以及氮和氧的化合物气体所组成的组；以及
进行第二成膜处理的工序，其在上述第二清洁处理之后利用化学气相沉积在容纳于上述反应容器内的成品用被处理体上形成含硅且不含锗的第二成品膜，这里，在将上述硅源气体供给到上述反应容器内的同时对上述反应容器内加热来活化上述硅源气体。
12.根据权利要求11所述的方法，其还具备进行预涂处理的工序，该预涂处理在上述第二清洁处理与上述第二成膜处理之间利用与上述第二成品膜相同组成的覆膜来覆盖上述反应容器的内表面。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，上述预涂处理使用高于上述第一成膜处理的处理温度。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，上述第二清洁处理使用750℃～950℃的处理温度以及13.3Pa～931Pa的处理压力。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，上述第一清洁处理使用200℃～400℃的处理温度以及1064Pa～199950Pa的处理压力。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，上述第一成膜处理使用300℃～650℃的处理温度以及10Pa～130Pa的处理压力。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，上述第二成品膜为硅膜。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，上述第二成膜处理使用400℃～650℃的处理温度以及13.3Pa～133Pa的处理压力。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，上述覆膜是硅膜。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，上述第二清洁气体的上述氧化气体由氮和氧的化合物气体构成。
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