JP2017011102A - Cleaning method of deposition apparatus of silicon carbide film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭化珪素(以下「SiC」ともいう)の薄膜を形成する炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法に関する。より詳しくは、本発明は、パワー半導体用途等に用いられる炭化珪素膜の成膜装置のチャンバ内に堆積したSiC堆積物の除去に有用なクリーニング方法に関する。 The present invention relates to a method for cleaning a silicon carbide film forming apparatus for forming a thin film of silicon carbide (hereinafter also referred to as “SiC”). More specifically, the present invention relates to a cleaning method useful for removing SiC deposits deposited in a chamber of a silicon carbide film forming apparatus used for power semiconductor applications and the like.
SiCは、シリコンに比べてバンドギャップが広いこと、絶縁耐圧が高いこと、熱伝導性が高いこと等の理由から、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)、SBD(Shot Key B Diode:ショットキー障壁ダイオード)等のパワーデバイス向けの半導体素子材料として用いられる。 SiC has a wider band gap than silicon, high dielectric strength, high thermal conductivity, and the like, so that IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) and SBD (Shot Key B Diode): It is used as a semiconductor element material for power devices such as Schottky barrier diodes).
これらのSiCパワーデバイスの作製には、エピタキシャル成長可能な成膜装置を用いてSiC単結晶基板上にSiC薄膜をエピタキシャル成長させた基板(以下「SiCエピタキシャルウェハ」ともいう)が利用される。 For the production of these SiC power devices, a substrate (hereinafter also referred to as “SiC epitaxial wafer”) obtained by epitaxially growing a SiC thin film on a SiC single crystal substrate using a film forming apparatus capable of epitaxial growth is used.
SiC薄膜をエピタキシャル成長可能な成膜装置は通常、高周波電源を用いてサセプタを1400〜1600℃程度に誘導加熱させ、そのサセプタ上にSiC基板を設置して原料ガスを導入する方法が用いられる。 A film forming apparatus capable of epitaxially growing a SiC thin film normally uses a method in which a susceptor is induction-heated to about 1400 to 1600 ° C. using a high-frequency power source, a SiC substrate is placed on the susceptor, and a source gas is introduced.
このような成膜装置においてSiCエピタキシャル成長時には、SiC基板上だけではなく、チャンバ内の部材、例えば遮熱板やシーリング(天板)、チャンバ内壁面、原料ガス導入ノズル、サセプタ外周部等にSiC堆積物が生成する。これらのSiC堆積物は、チャンバ内に舞うパーティクルの発生源となり、また、エピタキシャル成長時においてSiC基板上またはSiCエピタキシャル膜上に落下して格子欠陥発生の原因ともなる。そのため、SiC堆積物が一定量堆積した段階で除去する必要がある。 During SiC epitaxial growth in such a film forming apparatus, SiC is deposited not only on the SiC substrate but also on members in the chamber, such as heat shield plates and sealing (top plate), chamber inner wall surface, source gas introduction nozzle, susceptor outer peripheral portion, etc. Things are generated. These SiC deposits become a generation source of particles flying in the chamber, and also drop on the SiC substrate or the SiC epitaxial film during epitaxial growth and cause lattice defects. Therefore, it is necessary to remove the SiC deposit when a certain amount is deposited.
チャンバ内のSiC堆積物の除去技術としては、例えば、チャンバ内の部材を外に取り出して物理的に剥ぎ取る方法や、部材を新品に交換する方法、または、ガスクリーニングによる除去などがある。 Examples of the technology for removing the SiC deposit in the chamber include a method in which a member in the chamber is taken out and physically peeled off, a method in which the member is replaced with a new one, or a removal by gas cleaning.
特許文献1には、フッ素含有ガスおよび酸素含有ガスをプラズマ化させてSiC堆積物を除去する方法が記載されている。
特許文献2には、サセプタを加熱させながら三フッ化塩素(ClF3)を流通させてSiC堆積物を除去する方法が記載されている。
しかしながら、特許文献1のクリーニング方法では、サセプタが炭化タンタル(TaC)コーティングされている場合、プラズマ化された活性種(例えばFラジカル等)によってTaC保護層が損傷を受けてしまい、SiC堆積物とのクリーニング選択性が乏しいという課題が残されている。
However, in the cleaning method of
特許文献2のクリーニング方法でも、特許文献1と同様、サセプタがTaCコーティングされている場合、ClF3から生成したF活性種によってTaCが損傷を受けてしまい、SiC堆積物とのクリーニング選択性が乏しいという課題が残されている。
Also in the cleaning method of
従って、上述したようなチャンバ内の部材を取り出してSiC堆積物を物理的に剥ぎ取ったり、新品に交換する等で対応せざるをえないのが現状である。 Accordingly, in the current situation, it is unavoidable to take out the members in the chamber as described above and physically peel off the SiC deposits or replace them with new ones.
このため、SiCエピタキシャルウェハ製造装置において、TaCコートを保護しつつSiC堆積物をガスクリーニングによって選択的に除去できる方法が求められている。 For this reason, there is a need for a method capable of selectively removing SiC deposits by gas cleaning while protecting the TaC coat in the SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、チャンバ内の部材等に被覆されたTaCコートを保護しつつその上に形成されたSiC堆積物をガスクリーニングによって選択的に除去できる、SiCエピタキシャルウェハを製造可能な炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and SiC deposits formed thereon can be selectively removed by gas cleaning while protecting the TaC coat coated on the members and the like in the chamber. An object of the present invention is to provide a cleaning method for a silicon carbide film forming apparatus capable of manufacturing an epitaxial wafer.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、まず、ハロゲン化水素ガスを導入し、次いで、酸素ガスを導入してクリーニングを行うことによって、TaCコートを保護しつつその上に形成されたSiC堆積物を選択的に除去できることを見出し、本発明に想到した。また、この方法によれば、チャンバ内の部材等に被覆されたSiCコートを保護しつつその上に形成されたSiC堆積物を選択的に除去できることも見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors first introduced hydrogen halide gas, then introduced oxygen gas to perform cleaning, while protecting the TaC coat. The inventors have found that the SiC deposit formed thereon can be selectively removed, and have arrived at the present invention. It has also been found that according to this method, the SiC deposit formed thereon can be selectively removed while protecting the SiC coating coated on the members in the chamber.
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
(1)チャンバ内にハロゲン化水素ガスを導入する第1工程と、第1工程後に、酸素ガスをチャンバ内に導入する第2工程と、を有する炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法。
(2)前記ハロゲン化水素ガスが、HBrおよびHClからなる群から選択されたガスであることを特徴とする(1)に記載の炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法。
(3)前記第1工程および前記第2工程の少なくとも一方の工程において導入するガスが不活性ガスで希釈されていることを特徴とする(1)または(2)のいずれかに記載の炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法。
(4)前記第1工程および前記第2工程を、550〜650℃の温度範囲で行うことを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一つに記載の炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法。
(1) A cleaning method for a silicon carbide film forming apparatus, comprising: a first step of introducing hydrogen halide gas into a chamber; and a second step of introducing oxygen gas into the chamber after the first step.
(2) The method for cleaning a silicon carbide film deposition apparatus according to (1), wherein the hydrogen halide gas is a gas selected from the group consisting of HBr and HCl.
(3) The silicon carbide according to any one of (1) and (2), wherein the gas introduced in at least one of the first step and the second step is diluted with an inert gas A cleaning method for a film forming apparatus.
(4) The silicon carbide film forming apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the first step and the second step are performed in a temperature range of 550 to 650 ° C. Cleaning method.
本発明の炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法によれば、チャンバ内の部材等に被覆されたTaCコートを保護しつつその上に形成されたSiC堆積物をガスクリーニングによって選択的に除去できる、SiCエピタキシャルウェハを製造可能な炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法を提供することができる。 According to the cleaning method of the silicon carbide film forming apparatus of the present invention, the SiC deposit formed thereon can be selectively removed by gas cleaning while protecting the TaC coat coated on the member or the like in the chamber. It is possible to provide a cleaning method for a silicon carbide film forming apparatus capable of manufacturing a SiC epitaxial wafer.
以下、本発明を適用した炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法について、図面を用いてその構成を説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, a configuration of a cleaning method of a silicon carbide film forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. . In addition, the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited thereto, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the effects of the present invention. .
本発明の一実施形態に係る炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法は、チャンバ内にハロゲン化水素ガスを導入する第1工程と、第1工程後に、酸素ガスをチャンバ内に導入する第2工程と、を有する。 A cleaning method for a silicon carbide film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first step of introducing hydrogen halide gas into a chamber, and a second step of introducing oxygen gas into the chamber after the first step. And a process.
図1は、本発明のクリーニング方法の対象である炭化珪素膜の成膜装置の一例として、炭化珪素エピタキシャルウェハを製造可能なCVD装置を示す断面模式図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a CVD apparatus capable of producing a silicon carbide epitaxial wafer as an example of a silicon carbide film forming apparatus that is a target of the cleaning method of the present invention.
乾式で炭化珪素の薄膜を成膜する装置であれば、本発明のクリーニング方法の対象になる。すなわち、基板などのターゲット材に炭化珪素の薄膜を形成する際、ターゲット材以外のチャンバ(反応容器)内の部材やチャンバ内壁にもSiC堆積物が形成されてしまう。本発明のクリーニング方法では、このSiC堆積物を除去することができる。 Any apparatus that forms a silicon carbide thin film in a dry process is an object of the cleaning method of the present invention. That is, when a silicon carbide thin film is formed on a target material such as a substrate, SiC deposits are also formed on members other than the target material in the chamber (reaction vessel) and the inner wall of the chamber. In the cleaning method of the present invention, this SiC deposit can be removed.
本発明のクリーニング方法の対象である炭化珪素膜の成膜装置は、例えば図1に示すようなCVD装置100である。
このCVD装置100は、チャンバ1内に原料ガスを導入しながら、ウェハの面上にエピタキシャル層を形成することが可能な、炭化珪素エピタキシャルウェハの製造装置である。CVD装置100は、ウェハが載置される複数の載置部2bを有して、これら複数の載置部2bが周方向に並んで配置されたサセプタ2と、サセプタ2との間で反応空間4を形成するように、サセプタ2の上方に対向して配置されたシーリング(天板)3と、シーリング3の下面に気相中からの堆積物が付着するのを阻止する程度にシーリング3の下面に近接して配置された遮蔽板10と、を備えている。
なお、原料ガスには、例えば、Si源にモノシラン(SiH4)、C源にプロパン(C3H8)を含むものを用いることができ、更にキャリアガスとして水素(H2)を含むものを用いことができる。
A silicon carbide film forming apparatus which is a target of the cleaning method of the present invention is, for example, a
This
The source gas may be, for example, one containing monosilane (SiH 4 ) as the Si source and propane (C 3 H 8 ) as the C source, and further containing hydrogen (H 2 ) as the carrier gas. Can be used.
図1に示すCVD装置100はさらに、サセプタ2の下面側及びシーリングの上面側に配置されて、載置部2bに載置されたウェハを加熱する加熱手段6、7と、シーリング3の上面中央部から反応空間4内に原料ガスを導入するガス導入口を有するガス導入管5とを備える。ガス導入管5は、ガス導入口から放出された原料ガスを反応空間4の内側から外側に向かって導入する。
The
加熱手段6、7は例えば、高周波誘導加熱によって加熱する誘導コイルであり、シーリング3を加熱し、加熱されたシーリング3からの輻射熱によって遮蔽板10を加熱し、遮蔽板10からの輻射熱によってウェハを加熱することができる。
The heating means 6 and 7 are, for example, induction coils that heat by high-frequency induction heating, heat the sealing 3, heat the
サセプタ2及びシーリング3の材料には、高周波誘導加熱に適した材料として、耐熱性に優れ、かつ熱伝導率の良いカーボン材料、例えば、黒鉛からなるものを用いることができ、さらにカーボン材料からのパーティクル等の発生を防ぐため、その表面がSiCやTaC等で被覆されたものを好適に用いることができる。また、サセプタ2及びシーリング3としては、炭化珪素からなるものを用いることもできる。
As materials for the
なお、シーリング3は様々な方法で支持可能であるが、図1に示すCVD装置100では、その下面中央部に遮蔽板10の開口部10bの内側に位置するように突出して設けられている突起部12を介して、ガス導入管5に固定された支持部材13に支持されている。この突起部12によって、遮蔽板10の内周部側からシーリング3との間に向かってガスが流れ込み難くなる。
Although the sealing 3 can be supported by various methods, in the
サセプタ2に形成された収容部(図示せず)に収容された複数の載置部2bは、円盤状のサセプタ2の中央部を囲むように周方向に並んで配置する。サセプタ2の下面中央部には公転用回転軸2aが取り付けられている。公転用回転軸2aはガス導入管5の直下に配置することになる。各載置部2bには自転用回転軸(図示せず)が取り付けられている。この構成によって、ガス導入管5を中心軸にしてSiC単結晶ウェハをサセプタ2によって公転させるとともに、SiC単結晶ウェハの中心を軸にしてSiC単結晶ウェハ自体を載置部2bと共に自転させるようになっている。
The plurality of
載置部2bの材料には、高周波誘導加熱に適した材料として、耐熱性に優れなおかつ熱伝導率の良いカーボン材料例えば、黒鉛からなるものを用いることができ、さらにカーボン材料からのパーティクル等の発生を防ぐため、その表面がSiCやTaC等で被覆されたものを好適に用いることができる。また、載置部2bとしては、炭化珪素からなるものを用いることもできる。
As the material of the
遮蔽板10は、例えば黒鉛製のシーリング3の下面からの発塵物(黒鉛)がウェハに落下するのを阻止して、シーリングの材料片を起点とする欠陥の面密度を低減することができる。遮蔽板10を備えると、シーリングの下面に堆積した堆積物を除去するといった面倒なクリーニング作業を行わずに、遮蔽板を交換するといった簡便なメンテナンス作業を行うだけで、シーリング下面から落下して膜内に入り込むSiC堆積物等のダウンフォールの低減を図ることが可能である。
The shielding
遮蔽板10の材料片がウェハに落下すると、遮蔽板の材料片を起点とする欠陥が形成されるので、それを抑制するためにはシーリング3の材料よりも高温下での発塵やチャンバ内のガスとの相互作用による昇華が生じにくい材料からなることが好ましい。このため、遮蔽板10としては、SiCからなるもの、又は、黒鉛の基材の表面がSiCやTaC等で被覆されたもの、もしくは、熱分解炭素膜を被覆したものを用いることが好ましい。遮蔽板10がSiCからなる場合、又は、少なくとも下面の表面がSiCで被覆されている場合、SiC堆積物の付着性が高く、遮蔽板10から落下するSiC堆積物の量を低減することができる。
なお、遮蔽板10は、チャンバ内に着脱自在に取り付けられる構成であり、図1に示す遮蔽板10は、その外周部10aがチャンバ1の内壁1aに設けられた支持部11に載置されている。
When the material piece of the shielding
The shielding
本発明の炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法は、炭化珪素膜の成膜装置のチャンバ内にハロゲン化水素ガスを導入する第1工程と、第1工程後に、酸素ガスをチャンバ内に導入する第2工程と、を有する。 A cleaning method for a silicon carbide film deposition apparatus according to the present invention includes a first step of introducing a hydrogen halide gas into a chamber of a silicon carbide film deposition apparatus, and an oxygen gas introduced into the chamber after the first step. And a second step.
(第1工程)
第1工程で導入するハロゲン化水素ガスとしては、HBrおよびHClからなる群から選択されたガスを好ましく用いることができる。
(First step)
As the hydrogen halide gas introduced in the first step, a gas selected from the group consisting of HBr and HCl can be preferably used.
ハロゲン化水素ガスは、純度99.999%以上のものを用いることが好ましい。例えば、ハロゲン化水素ガス中の不純物(例えば水分)が10体積ppm以上の場合、金属部材への腐食が生じることがあるので好ましくない。 It is preferable to use a hydrogen halide gas having a purity of 99.999% or more. For example, when the impurity (for example, moisture) in the hydrogen halide gas is 10 ppm by volume or more, the metal member may be corroded, which is not preferable.
ハロゲン化水素ガスの流量は特に制限はないが、例えば10〜5000cc/minに設定することができる。 The flow rate of the hydrogen halide gas is not particularly limited, but can be set to, for example, 10 to 5000 cc / min.
ハロゲン化水素ガスを導入する際、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスを用いて希釈してもよい。例えば、10〜50体積%に希釈することができる。不活性ガスで希釈した場合のハロゲン化水素ガスと不活性ガスの全流量は特に制限はないが、例えば10〜5000ccmに設定することができる。 When introducing the hydrogen halide gas, it may be diluted with an inert gas such as argon, helium, or nitrogen. For example, it can be diluted to 10 to 50% by volume. The total flow rates of the hydrogen halide gas and the inert gas when diluted with an inert gas are not particularly limited, but can be set to 10 to 5000 ccm, for example.
第1工程は、550〜650℃の温度範囲で行うことが好ましく、570〜620℃の温度範囲で行うことがより好ましい。650℃以下の温度で行うと、チャンバ内の部材やチャンバ壁面にSiCコートやTaCコート等が被覆されていた場合にも、SiCコートやTaCコート等への損傷を回避できるので好ましい。また、550℃以上の温度で行うと、チャンバ内の部材やチャンバ壁面に堆積されたSiC堆積物のクリーニング反応速度の著しい低下を回避できるので好ましい。 The first step is preferably performed in a temperature range of 550 to 650 ° C, and more preferably performed in a temperature range of 570 to 620 ° C. It is preferable to carry out at a temperature of 650 ° C. or lower because damage to the SiC coat or TaC coat can be avoided even when the SiC coating or TaC coat is coated on the member in the chamber or the chamber wall surface. Further, it is preferable to carry out at a temperature of 550 ° C. or higher because a significant decrease in the cleaning reaction rate of the SiC deposits deposited on the members in the chamber and the chamber wall surface can be avoided.
第1工程におけるガス導入時間は、炭化珪素膜の総成長時間(炭化珪素膜の成長時間の合計)に基づいて決めることが好ましい。炭化珪素膜の総成長時間とSiC堆積物の堆積量とは比例関係にあるからである。例えば、SiC単結晶基板上にSiCエピタキシャル層を有するSiCエピタキシャルウェハを製造する場合、SiCエピタキシャル膜の総成長時間とSiC堆積物の堆積量とは比例関係にある。 The gas introduction time in the first step is preferably determined based on the total growth time of the silicon carbide film (the total growth time of the silicon carbide film). This is because the total growth time of the silicon carbide film and the deposition amount of the SiC deposit are in a proportional relationship. For example, when a SiC epitaxial wafer having a SiC epitaxial layer on a SiC single crystal substrate is manufactured, the total growth time of the SiC epitaxial film and the deposition amount of the SiC deposit are in a proportional relationship.
(第2工程)
第2工程で導入する酸素ガスは、純度99.999%以上のものを用いることが好ましい。例えば、酸素ガス中の不純物(例えば水分)が10体積ppm以上の場合、金属部材への腐食が生じることがあるので好ましくない。
(Second step)
The oxygen gas introduced in the second step is preferably used with a purity of 99.999% or more. For example, when the impurity (for example, moisture) in the oxygen gas is 10 ppm by volume or more, the metal member may be corroded, which is not preferable.
酸素ガスの流量は特に制限はないが、例えば10〜5000ccmに設定することができる。 The flow rate of oxygen gas is not particularly limited, but can be set to, for example, 10 to 5000 ccm.
酸素ガスを導入する際、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスを用いて希釈してもよい。例えば、10〜50体積%に希釈することができる。酸素ガスで希釈した場合の酸素ガスと不活性ガスの全流量は特に制限はないが、例えば10〜5000ccmに設定することができる。 When introducing the oxygen gas, it may be diluted with an inert gas such as argon, helium, or nitrogen. For example, it can be diluted to 10 to 50% by volume. The total flow rates of the oxygen gas and the inert gas when diluted with oxygen gas are not particularly limited, but can be set to 10 to 5000 ccm, for example.
第2工程は、550〜650℃の温度範囲で行うことが好ましく、570〜620℃の温度範囲で行うことがより好ましい。650℃以下の温度で行うと、チャンバ内の部材やチャンバ壁面にSiCコートやTaCコートが被覆されていた場合にも、SiCコートやTaCコートへの損傷を回避できるので好ましい。また、550℃以上の温度で行うと、チャンバ内の部材やチャンバ壁面に堆積されたSiC堆積物のクリーニング反応速度の著しい低下を回避できるので好ましい。 The second step is preferably performed in a temperature range of 550 to 650 ° C, and more preferably performed in a temperature range of 570 to 620 ° C. It is preferable to carry out at a temperature of 650 ° C. or lower because damage to the SiC coat or TaC coat can be avoided even when the SiC coat or TaC coat is coated on the chamber member or the chamber wall surface. Further, it is preferable to carry out at a temperature of 550 ° C. or higher because a significant decrease in the cleaning reaction rate of the SiC deposits deposited on the members in the chamber and the chamber wall surface can be avoided.
第2工程におけるガス導入時間は、炭化珪素膜の総成長時間に基づいて決めることが好ましい。炭化珪素膜の総成長時間とSiC堆積物の堆積量とは比例関係にあるからである。 The gas introduction time in the second step is preferably determined based on the total growth time of the silicon carbide film. This is because the total growth time of the silicon carbide film and the deposition amount of the SiC deposit are in a proportional relationship.
ハロゲン化水素ガスとしてHBrを用いた場合、HBrガス、酸素ガスによるSiC堆積物を除去する反応は以下の式(1)及び式(2)のように考えられる。 When HBr is used as the hydrogen halide gas, the reaction for removing the SiC deposit by the HBr gas and oxygen gas is considered as shown in the following formulas (1) and (2).
SiC + 4HBr → SiBr4↑ + C + 2H2↑ ・・・(1)
C + O2 → CO2↑ ・・・(2)
SiC + 4HBr → SiBr 4 ↑ + C + 2H 2 ↑ (1)
C + O 2 → CO 2 ↑ (2)
一方、チャンバ内の部材やチャンバ壁面を覆うTaCコートは、HBrガス供給、それに続く酸素ガス供給を行っても、表面状態の違い等によりSiC堆積物よりも反応しにくいという性質があるため、SiC堆積物を除去する条件では、実質的な損傷を受けることはない。
また、チャンバ内の部材やチャンバ壁面を覆うSiCコートは、SiC堆積物と同じSiCではあるが、結晶方位面等の表面状態の違い等により、SiC堆積物を除去する条件では、(1)及び(2)のような反応の速度はSiC堆積物に比べて非常に小さいために、実質的な損傷を受けることはない。
On the other hand, the TaC coat covering the chamber member and the chamber wall surface has the property that even if HBr gas supply and subsequent oxygen gas supply are performed, it is more difficult to react than SiC deposits due to the difference in surface condition. The conditions for removing the deposits do not cause substantial damage.
Further, the SiC coat covering the chamber member and the chamber wall surface is the same SiC as the SiC deposit. However, under the condition for removing the SiC deposit due to the difference in the surface state such as the crystal orientation plane, the (1) and Since the rate of reaction as in (2) is very small compared to SiC deposits, there is no substantial damage.
クリーニングの終点は、チャンバ内クリーニング排気ガス中のSiBr4濃度、CO2濃度の測定によって決定することができる。 The end point of cleaning can be determined by measuring the SiBr 4 concentration and the CO 2 concentration in the in-chamber cleaning exhaust gas.
ハロゲン化水素ガスとしてHClを用いた場合、HClガス、酸素ガスによるSiC堆積物を除去する反応は以下の式(3)及び式(4)のように考えられる。
SiC + 4HCl → SiCl4↑ + C + 2H2↑ ・・・(3)
C + O2 → CO2↑ ・・・(4)
When HCl is used as the hydrogen halide gas, the reaction for removing the SiC deposit by HCl gas and oxygen gas is considered as in the following formulas (3) and (4).
SiC + 4HCl → SiCl 4 ↑ + C + 2H 2 ↑ (3)
C + O 2 → CO 2 ↑ (4)
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の効果を発揮し得る範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which can exhibit the effect of this invention, it can change suitably and can implement.
〔実施例1〕
本発明のクリーニング方法を適用する対象として、アイクストロン(AIXTRON)社製のSiCエピタキシャルウェハ製造装置を用いた。このSiCエピタキシャルウェハ製造装置は概略、図1に示したような構成を有している。このSiCエピタキシャルウェハ製造装置において、遮蔽板としてはその表面がSiCコート(炭化珪素膜)で被覆されたもの、サセプタおよび載置部としてはそれらの表面がTaCコート(炭化タンタル膜)で被覆されたものを用いた。SiCコートで被覆された面、及び、TaCコートで被覆された面の表面粗さは共に、算術平均粗さ(Ra)でRa≦4μmであった。
[Example 1]
As an object to which the cleaning method of the present invention is applied, an SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus manufactured by AIXTRON was used. This SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus generally has a configuration as shown in FIG. In this SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus, the shielding plate has its surface coated with a SiC coat (silicon carbide film), and the susceptor and mounting portion have their surfaces coated with a TaC coat (tantalum carbide film). Things were used. The surface roughness of both the surface coated with the SiC coat and the surface coated with the TaC coat was Ra ≦ 4 μm in terms of arithmetic average roughness (Ra).
SiC単結晶ウェハを載置部に配置し、真空排気を行った後に水素ガスを導入して200mbarの減圧雰囲気に調整した。その後、1570℃まで昇温し、成長速度5μm/hで1時間成長を行い、厚さ5μmのSiCエピタキシャル膜をSiC単結晶ウェハ上に成膜してSiCエピタキシャルウェハを作製した。
キャリアガスとしては水素を使用し、原料ガスとしてはSiH4とC3H8の混合ガスを用いた。
A SiC single crystal wafer was placed on the mounting portion, and after evacuation, hydrogen gas was introduced to adjust the reduced pressure atmosphere to 200 mbar. Thereafter, the temperature was raised to 1570 ° C., growth was performed at a growth rate of 5 μm / h for 1 hour, and a SiC epitaxial film having a thickness of 5 μm was formed on a SiC single crystal wafer to produce a SiC epitaxial wafer.
Hydrogen was used as the carrier gas, and a mixed gas of SiH 4 and C 3 H 8 was used as the source gas.
次に、作製したエピタキシャルウェハを取り出して、本発明のクリーニング方法によって、チャンバ内のクリーニングを行った。クリーニングの条件としては、チャンバ内の温度を620℃に調整し、チャンバ内にHBrガスを2000ccmで1時間流通させ、その後、酸素ガスに切り替えて2000ccmで1時間流通させた。 Next, the produced epitaxial wafer was taken out and the inside of the chamber was cleaned by the cleaning method of the present invention. As cleaning conditions, the temperature in the chamber was adjusted to 620 ° C., and HBr gas was allowed to flow through the chamber at 2000 ccm for 1 hour, and then switched to oxygen gas and allowed to flow at 2000 ccm for 1 hour.
クリーニング後、遮蔽板及び載置部を取り外し、遮蔽板表面のSiCコート部分と、載置部のTaCコート部分について、表面粗さ計、及び、エネルギー分散型X線分光装置(EDX)を用いて測定した結果を表1に示す。 After cleaning, the shielding plate and the mounting portion are removed, and the SiC coating portion on the shielding plate surface and the TaC coating portion of the mounting portion are measured using a surface roughness meter and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). The measured results are shown in Table 1.
表1に示されている通り、クリーニング後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、SiCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物を除去することができたことを示している。しかも、SiCコートを損傷することなく、SiC堆積物を除去できたことを示すものである。
SiC堆積物とSiCコートとはSiCではあるが、特許文献1にも記載されているように、表面状態の違い等により、SiC堆積物だけを選択的に除去することができるものと考えられる。すなわち、SiC堆積物は凹凸に富み、かつ多数の孔を有する膜であるのに対して、SiCコートは平滑でかつ緻密な膜であるという違い等によるものと考えられる。
As shown in Table 1, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50.
Before the formation of the SiC epitaxial film, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 4 μm or less, but by the formation of the SiC epitaxial film (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits were deposited on the surface of the SiC coat after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coating surface is 3.5 μm, which is the same as that before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Si: C = 50: 50. Met. This result shows that the SiC deposit deposited on the surface of the SiC coat could be removed. In addition, the SiC deposits can be removed without damaging the SiC coating.
Although the SiC deposit and the SiC coat are SiC, as described in
また、表1に示されている通り、クリーニング後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はTa:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、TaCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はTa:C=50:50であった。この結果は、TaCコート表面に堆積したSiC堆積物だけを除去することができたことを示している。すなわち、TaCコートを損傷することなく、SiC堆積物を除去できたことを示すものである。
Further, as shown in Table 1, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Ta: C = 50: 50.
The arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 4 μm or less before the SiC epitaxial film was formed, but after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits are deposited on the surface of the TaC coat by forming the SiC epitaxial film (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface is 3.5 μm, which is about the same as before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Ta: C = 50: 50. Met. This result shows that only the SiC deposit deposited on the TaC coat surface could be removed. That is, it shows that the SiC deposit could be removed without damaging the TaC coat.
〔実施例2〕
実施例2では、実施例1におけるクリーニングの条件を、以下の様に変更した以外は、実施例1と同様の工程を行った。すなわち、チャンバ内の温度を620℃に調整し、まず、チャンバ内にHBrガスを1000ccm、及び、Heガスを2000ccmで1時間流通させ、その後、Heガスの流通を止め、HBrガスを酸素ガス1000ccmに切り替えて1時間流通させた。
[Example 2]
In Example 2, the same process as in Example 1 was performed except that the cleaning conditions in Example 1 were changed as follows. That is, the temperature in the chamber is adjusted to 620 ° C., first, HBr gas is allowed to flow in the chamber at 1000 ccm and He gas at 2000 ccm for 1 hour, and then the He gas flow is stopped, and the HBr gas is changed to oxygen gas 1000 ccm. For 1 hour.
クリーニング後、遮蔽板及び載置部を取り外し、遮蔽板表面のSiCコート部分と、載置部のTaCコート部分について、表面粗さ計、及び、エネルギー分散型X線分光装置(EDX)を用いて測定した結果を表2に示す。 After cleaning, the shielding plate and the mounting portion are removed, and the SiC coating portion on the shielding plate surface and the TaC coating portion of the mounting portion are measured using a surface roughness meter and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). Table 2 shows the measurement results.
表2に示されている通り、クリーニング後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、SiCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物を除去することができたことを示している。
As shown in Table 2, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50.
Before the formation of the SiC epitaxial film, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 4 μm or less, but by the formation of the SiC epitaxial film (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits were deposited on the surface of the SiC coat after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coating surface is 3.5 μm, which is the same as that before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Si: C = 50: 50. Met. This result shows that the SiC deposit deposited on the surface of the SiC coat could be removed.
また、表2に示されている通り、クリーニング後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はTa:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、TaCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はTa:C=50:50であった。この結果は、TaCコート表面に堆積したSiC堆積物だけを除去することができたことを示している。すなわち、TaCコートを損傷することなく、SiC堆積物を除去できたことを示すものである。
Further, as shown in Table 2, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Ta: C = 50: 50.
The arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 4 μm or less before the SiC epitaxial film was formed, but after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits are deposited on the surface of the TaC coat by forming the SiC epitaxial film (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface is 3.5 μm, which is about the same as before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Ta: C = 50: 50. Met. This result shows that only the SiC deposit deposited on the TaC coat surface could be removed. That is, it shows that the SiC deposit could be removed without damaging the TaC coat.
〔実施例3〕
実施例3では、実施例1におけるクリーニングの条件を、以下の様に変更した以外は、実施例1と同様の工程を行った。すなわち、チャンバ内の温度を620℃に調整し、まず、チャンバ内にHBrガスを1000ccmで1時間流通させ、その後、HBrガスを酸素ガス1000ccm、及び、Heガスを2000ccmに切り替えて1時間流通させた。
Example 3
In Example 3, the same steps as in Example 1 were performed except that the cleaning conditions in Example 1 were changed as follows. That is, the temperature in the chamber is adjusted to 620 ° C., first, HBr gas is allowed to flow through the chamber at 1000 ccm for 1 hour, and then the HBr gas is switched to oxygen gas 1000 ccm and He gas is switched to 2000 ccm for 1 hour. It was.
クリーニング後、遮蔽板及び載置部を取り外し、遮蔽板表面のSiCコート部分と、載置部のTaCコート部分について、表面粗さ計、及び、エネルギー分散型X線分光装置(EDX)を用いて測定した結果を表3に示す。 After cleaning, the shielding plate and the mounting portion are removed, and the SiC coating portion on the shielding plate surface and the TaC coating portion of the mounting portion are measured using a surface roughness meter and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). Table 3 shows the measurement results.
表3に示されている通り、クリーニング後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、SiCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物を除去することができたことを示している。
As shown in Table 3, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50.
Before the formation of the SiC epitaxial film, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 4 μm or less, but by the formation of the SiC epitaxial film (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits were deposited on the surface of the SiC coat after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coating surface is 3.5 μm, which is the same as that before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Si: C = 50: 50. Met. This result shows that the SiC deposit deposited on the surface of the SiC coat could be removed.
また、表3に示されている通り、クリーニング後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はTa:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、TaCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はTa:C=50:50であった。この結果は、TaCコート表面に堆積したSiC堆積物だけを除去することができたことを示している。すなわち、TaCコートを損傷することなく、SiC堆積物を除去できたことを示すものである。
Further, as shown in Table 3, after cleaning, the arithmetic mean roughness (Ra) of the TaC coat surface was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Ta: C = 50: 50.
The arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 4 μm or less before the SiC epitaxial film was formed, but after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits are deposited on the surface of the TaC coat by forming the SiC epitaxial film (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface is 3.5 μm, which is about the same as before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Ta: C = 50: 50. Met. This result shows that only the SiC deposit deposited on the TaC coat surface could be removed. That is, it shows that the SiC deposit could be removed without damaging the TaC coat.
〔比較例1〕
比較例1では、実施例1におけるクリーニングの条件を、以下の様に変更した以外は、実施例1と同様の工程を行った。すなわち、チャンバ内の温度を620℃に調整し、チャンバ内にHBrガスを2000ccmで1時間流通させた。その後の酸素ガスの流通は行わなかった。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the same steps as in Example 1 were performed except that the cleaning conditions in Example 1 were changed as follows. That is, the temperature in the chamber was adjusted to 620 ° C., and HBr gas was circulated in the chamber at 2000 ccm for 1 hour. Thereafter, no oxygen gas was circulated.
クリーニング後、遮蔽板及び載置部を取り外し、遮蔽板表面のSiCコート部分と、載置部のTaCコート部分について、表面粗さ計、及び、エネルギー分散型X線分光装置(EDX)を用いて測定した結果を表4に示す。 After cleaning, the shielding plate and the mounting portion are removed, and the SiC coating portion on the shielding plate surface and the TaC coating portion of the mounting portion are measured using a surface roughness meter and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). Table 4 shows the measurement results.
表4に示されている通り、クリーニング後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は7.5μmであり、原子数濃度比はSi:C=2:98であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、SiCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は7.5μmとなり、原子数濃度比はSi:C=2:98であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物のうち、Siは十分除去することができたものの、Cは除去することができなかったことを示している。
HBrガスのクリーニングだけでは、Siは十分除去することができるものの、Cは除去することができないことがわかった。
As shown in Table 4, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 7.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 2: 98.
Before the formation of the SiC epitaxial film, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 4 μm or less, but by the formation of the SiC epitaxial film (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits were deposited on the surface of the SiC coat after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 7.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 2: 98. This result indicates that among the SiC deposits deposited on the surface of the SiC coat, Si could be sufficiently removed, but C could not be removed.
It was found that Si could be sufficiently removed but C could not be removed only by cleaning with HBr gas.
また、表4に示されている通り、クリーニング後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は7.5μmであり、原子数濃度比はSi:Ta:C=4:3:93であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、TaCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は7.5μmとなり、原子数濃度比はSi:Ta:C=4:3:93であった。この結果は、TaCコート表面に堆積したSiC堆積物のうち、Siは十分除去することができたものの、Cは除去することができなかったことを示している。
HBrガスのクリーニングだけでは、Siは十分除去することができるものの、Cは除去することができないことがわかった。
Further, as shown in Table 4, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 7.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: Ta: C = 4: 3: 93. It was.
The arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 4 μm or less before the SiC epitaxial film was formed, but after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits are deposited on the surface of the TaC coat by forming the SiC epitaxial film (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 7.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: Ta: C = 4: 3: 93. This result shows that among the SiC deposits deposited on the TaC coat surface, Si could be removed sufficiently, but C could not be removed.
It was found that Si could be sufficiently removed but C could not be removed only by cleaning with HBr gas.
〔比較例2〕
比較例2では、実施例1におけるクリーニングの条件を、以下の様に変更した以外は、実施例1と同様の工程を行った。すなわち、チャンバ内の温度を620℃に調整し、HBrガスの流通は行わず、チャンバ内に酸素ガスを2000ccmで1時間流通させた。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, the same process as in Example 1 was performed except that the cleaning conditions in Example 1 were changed as follows. That is, the temperature in the chamber was adjusted to 620 ° C., HBr gas was not circulated, and oxygen gas was circulated in the chamber at 2000 ccm for 1 hour.
クリーニング後、遮蔽板及び載置部を取り外し、遮蔽板表面のSiCコート部分と、載置部のTaCコート部分について、表面粗さ計、及び、エネルギー分散型X線分光装置(EDX)を用いて測定した結果を表5に示す。 After cleaning, the shielding plate and the mounting portion are removed, and the SiC coating portion on the shielding plate surface and the TaC coating portion of the mounting portion are measured using a surface roughness meter and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). Table 5 shows the measurement results.
表5に示されている通り、クリーニング後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、SiCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はクリーニング前と変わらず8μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物を除去することができなかったことを示している。
酸素ガスのクリーニングだけでは、SiC堆積物を除去することができないことがわかった。
As shown in Table 5, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the SiC coating was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50.
Before the formation of the SiC epitaxial film, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 4 μm or less, but by the formation of the SiC epitaxial film (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits were deposited on the surface of the SiC coat after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the SiC coating was 8 μm, unchanged from that before cleaning, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This result indicates that the SiC deposit deposited on the surface of the SiC coat could not be removed.
It has been found that SiC deposits cannot be removed only by cleaning with oxygen gas.
また、表5に示されている通り、クリーニング後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、TaCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はクリーニング前と変わらず8μmであり、原子数濃度比もクリーニング前と変わらずSi:C=50:50であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物を除去することができなかったことを示している。
酸素ガスのクリーニングだけでは、SiC堆積物を除去することができないことがわかった。
Further, as shown in Table 5, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50.
The arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 4 μm or less before the SiC epitaxial film was formed, but after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits are deposited on the surface of the TaC coat by forming the SiC epitaxial film (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 8 μm, unchanged from that before cleaning, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50, unchanged from that before cleaning. It was. This result indicates that the SiC deposit deposited on the surface of the SiC coat could not be removed.
It has been found that SiC deposits cannot be removed only by cleaning with oxygen gas.
〔比較例3〕
比較例3では、実施例1におけるクリーニングの条件を、以下の様に変更した以外は、実施例1と同様の工程を行った。すなわち、チャンバ内の温度を280℃に調整し、チャンバ内にF2ガスを1000ccm、Heガスを4000ccmで1時間流通させた。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, the same process as in Example 1 was performed except that the cleaning conditions in Example 1 were changed as follows. That is, the temperature in the chamber was adjusted to 280 ° C., and F 2 gas was allowed to flow through the chamber at 1000 ccm and He gas at 4000 ccm for 1 hour.
クリーニング後、遮蔽板及び載置部を取り外し、遮蔽板表面のSiCコート部分と、載置部のTaCコート部分について、表面粗さ計、及び、エネルギー分散型X線分光装置(EDX)を用いて測定した結果を表6に示す。 After cleaning, the shielding plate and the mounting portion are removed, and the SiC coating portion on the shielding plate surface and the TaC coating portion of the mounting portion are measured using a surface roughness meter and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). Table 6 shows the measurement results.
表6に示されている通り、クリーニング後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は3.5μmであり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、SiCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、SiCコート表面の算術平均粗さ(Ra)はSiCエピタキシャル膜の成膜前と同程度の3.5μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。この結果は、SiCコート表面に堆積したSiC堆積物を除去することができたことを示している。
As shown in Table 6, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the SiC coating was 3.5 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50.
Before the formation of the SiC epitaxial film, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface was 4 μm or less, but by the formation of the SiC epitaxial film (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coat surface Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits were deposited on the surface of the SiC coat after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the SiC coating surface is 3.5 μm, which is the same as that before the SiC epitaxial film is formed, and the atomic number concentration ratio is Si: C = 50: 50. Met. This result shows that the SiC deposit deposited on the surface of the SiC coat could be removed.
一方、表6に示されている通り、クリーニング後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は5μmであり、原子数濃度比はC:F=82:18であった。
SiCエピタキシャル膜の成膜前、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は4μm以下であったが、SiCエピタキシャル膜の成膜後(クリーニング前)、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は8μmとなり、原子数濃度比はSi:C=50:50であった。これは、SiCエピタキシャル膜の成膜によって(クリーニング前)、TaCコート表面にSiC堆積物が堆積したからである。上記の条件でクリーニングを行った後、TaCコート表面の算術平均粗さ(Ra)は5μmとなり、原子数濃度比はC:F=82:18であった。この結果は、SiC堆積物は除去できるものの、TaCコートが損傷することを示している。
F2ガスを用いたクリーニングでは、SiC堆積物は除去することができるものの、TaCコートを損傷することがわかった。
On the other hand, as shown in Table 6, after cleaning, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 5 μm, and the atomic number concentration ratio was C: F = 82: 18.
The arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 4 μm or less before the SiC epitaxial film was formed, but after the SiC epitaxial film was formed (before cleaning), the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was Was 8 μm, and the atomic number concentration ratio was Si: C = 50: 50. This is because SiC deposits are deposited on the surface of the TaC coat by forming the SiC epitaxial film (before cleaning). After cleaning under the above conditions, the arithmetic average roughness (Ra) of the TaC coat surface was 5 μm, and the atomic number concentration ratio was C: F = 82: 18. This result indicates that the SiC deposit can be removed, but the TaC coat is damaged.
Cleaning with F 2 gas has been found to damage the TaC coat, although SiC deposits can be removed.
上記実施例では、TaCコートされた部材、及び、SiCコートされた部材を例に挙げて、本発明の効果を説明したが、他の材料でコートされた部材表面を保護しつつ、その上に形成されたSiC堆積物を除去することもできる。 In the above embodiment, the effect of the present invention has been described by taking the member coated with TaC and the member coated with SiC as an example, but while protecting the surface of the member coated with other materials, The formed SiC deposit can also be removed.
1 チャンバ
1a 内壁
2 サセプタ
2b 載置部
3 シーリング(天板)
4 反応空間
5 ガス導入管
6、7 誘導コイル(加熱手段)
10 遮蔽板
10a 外周部
11 支持部
100 CVD装置(エピタキシャルウェハ製造装置、炭化珪素膜の成膜装置)
DESCRIPTION OF
4
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1工程後に、酸素ガスをチャンバ内に導入する第2工程と、
を有する炭化珪素膜の成膜装置のクリーニング方法。 A first step of introducing hydrogen halide gas into the chamber;
A second step of introducing oxygen gas into the chamber after the first step;
Cleaning method for silicon carbide film deposition apparatus having
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