JP6925243B2 - クリーニング方法及び成膜方法 - Google Patents

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Description

本発明は、クリーニング方法及び成膜方法に関する。
処理容器内に所定の回転軸の周りに回転可能に設けられ、複数の基板を上下方向に所定間隔を有して略水平に保持するウエハボートを使用して、複数の基板に一括で熱処理を行う縦型熱処理装置が知られている。縦型熱処理装置では、熱処理を繰り返し行うと、処理容器の内壁やウエハボートに反応生成物が付着する。付着した反応生成物は、パーティクルとなって浮遊し、基板に付着して歩留まりの低下を引き起こす場合がある。
そこで、従来では、処理容器内に三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス等のフッ素含有ガスを導入して処理容器の内壁やウエハボートに付着した反応生成物を除去するクリーニングを行っている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１５７１６１号公報
しかしながら、上記の方法では、クリーニングを行った後に成膜処理を行うと、処理容器内に残留したフッ素が下地表面上に吸着、及び膜中に混入し、デバイス特性が低下する場合がある。
そこで、本発明の一態様では、下地表面上へのフッ素の吸着、及び膜中へのフッ素の混入を防止することが可能なクリーニング方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るクリーニング方法は、処理容器内において、基板保持具に搭載された基板にシリコン膜、ゲルマニウム膜又はシリコンゲルマニウム膜を成膜する成膜処理を実行する成膜装置のクリーニング方法であって、前記成膜処理後に前記処理容器から前記基板保持具を搬出する工程と、搬出された前記基板保持具に付着されている前記シリコン膜、前記ゲルマニウム膜又は前記シリコンゲルマニウム膜に自然酸化膜が形成されないように前記基板が冷却されるまで前記基板保持具を露点管理された雰囲気で保管する工程と、保管された前記基板保持具に前記基板が搭載されていない状態で前記処理容器に前記基板保持具を搬入する工程と、前記処理容器内にフッ素を含まないハロゲン含有ガスを供給して前記基板保持具を含む前記処理容器内に付着している前記シリコン膜、前記ゲルマニウム膜又は前記シリコンゲルマニウム膜をエッチングして除去するクリーニング工程と、を含む。
開示のクリーニング方法によれば、膜中へのフッ素の混入を防止することができる。
本発明の実施形態に係るクリーニング方法を実施するための成膜装置の一例の概略図 第１実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャート 第２実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャート
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
〔成膜装置〕
本発明の実施形態に係るクリーニング方法を実施するための成膜装置について、複数の基板に一括で処理を行うバッチ式の縦型熱処理装置を例に挙げて説明する。但し、本発明の実施形態に係るクリーニング方法は、縦型熱処理装置とは異なる装置、例えば基板を１枚ずつ処理する枚葉式の装置にも適用可能である。図１は、本発明の実施形態に係るクリーニング方法を実施するための成膜装置の一例の概略図である。
図１に示されるように、成膜装置１は、加熱炉２を備えている。加熱炉２は、天井部を備えた筒状の断熱体３と、断熱体３の内周面に設けられたヒータ４とを有する。加熱炉２は、ベースプレート５上に設置されている。加熱炉２内には、処理容器１０が設けられている。
処理容器１０は、二重管構造をなしており、上端が閉口した外管１１と、外管１１内に同心状に配置された内管１２とを有する。外管１１及び内管１２は、石英等の耐熱性材料により形成されている。処理容器１０の外側は、ヒータ４によって囲まれている。
外管１１及び内管１２は、各々その下端にてステンレス鋼等により形成される筒状のマニホールド１３に保持されている。マニホールド１３の下端開口部には、開口部を気密に封止するためのキャップ部１４が開閉自在に設けられている。
キャップ部１４の中心部には、例えば磁気シールにより気密な状態で回転可能な回転軸１５が挿通されており、回転軸１５の下端は昇降台１６の回転機構１７に接続され、上端はターンテーブル１８に固定されている。ターンテーブル１８には、保温筒１９を介して基板である半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を保持する基板保持具であるウエハボート２０が載置されている。ウエハボート２０は、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英等の耐熱性材料により形成されている。ウエハボート２０は、複数（例えば５０〜１５０枚）のウエハＷを上下方向に所定間隔を有して略水平に保持する。
そして、昇降機構（図示せず）により昇降台１６を昇降させることにより、ウエハボート２０を処理容器１０内へ搬入搬出可能となっている。ウエハボート２０を処理容器１０内に搬入した際に、キャップ部１４がマニホールド１３に密接し、その間が気密にシールされる。
成膜装置１は、成膜ガス供給機構２１と、クリーニングガス供給機構２２と、不活性ガス供給機構２３と、を有する。
成膜ガス供給機構２１は、処理容器１０内へ成膜ガスを導入する。成膜ガス供給機構２１は、成膜ガス供給源２５と、成膜ガス配管２６と、成膜ガスノズル２６ａとを有する。成膜ガス配管２６は、成膜ガス供給源２５から成膜ガスを導く。成膜ガス配管２６には、開閉弁２７と、マスフローコントローラ等の流量制御器２８とが介設されており、成膜ガスの流量を制御しつつ供給可能となっている。成膜ガスノズル２６ａは、石英製であり、成膜ガス配管２６に接続され、マニホールド１３の側壁下部を貫通して設けられている。成膜ガスとしては、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜等のシリコン膜を成膜する場合には、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス等のシラン系ガスを用いることができる。また、ゲルマニウム膜を成膜する場合には、モノゲルマン（ＧｅＨ４）ガス、ジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）ガス等のゲルマン系ガスを用いることができる。また、シリコンゲルマニウム膜を成膜する場合には、シラン系ガスとゲルマン系ガスとを用いることができる。
クリーニングガス供給機構２２は、処理容器１０内へクリーニングガスを導入する。クリーニングガス供給機構２２は、クリーニングガス供給源２９と、クリーニングガス配管３０と、クリーニングガスノズル３０ａとを有する。クリーニングガス配管３０は、クリーニングガス供給源２９からクリーニングガスを導く。クリーニングガス配管３０には、開閉弁３１と、マスフローコントローラ等の流量制御器３２とが介設されており、クリーニングガスの流量を制御しつつ供給可能となっている。クリーニングガスノズル３０ａは、クリーニングガス配管３０に接続され、マニホールド１３の側壁下部を貫通して設けられている。クリーニングガスとしては、塩素（Ｃｌ２）ガス、塩化水素（ＨＣｌ）ガス、臭素（Ｂｒ２）ガス、臭化水素（ＨＢｒ）ガス、ヨウ化水素（ＨＩ）ガス等のフッ素（Ｆ）を含まないハロゲン含有ガスを用いることができる。
不活性ガス供給機構２３は、処理容器１０内へパージガス等として用いられる不活性ガスを導入する。不活性ガス供給機構２３は、不活性ガス供給源３３と、不活性ガス配管３４と、不活性ガスノズル３４ａとを有する。不活性ガス配管３４は、不活性ガス供給源３３から不活性ガスを導く。不活性ガス配管３４には、開閉弁３５と、マスフローコントローラ等の流量制御器３６が介設されており、不活性ガスの流量を制御しつつ供給可能になっている。不活性ガスノズル３４ａは、不活性ガス配管３４に接続され、マニホールド１３の側壁下部を貫通して設けられている。不活性ガスとしては、Ａｒガス等の希ガス、Ｎ２ガス等を用いることができる。
マニホールド１３の側壁の上部には、外管１１と内管１２との間隙から処理ガスを排出するための排気管３８が接続されている。排気管３８は、処理容器１０内を排気するための真空ポンプ３９に連結されている。排気管３８には、圧力調整バルブ等を含む圧力調整機構４０が介設されている。これにより、真空ポンプ３９で処理容器１０内を排気しつつ圧力調整機構４０で処理容器１０内を所定の圧力に調整可能となっている。
成膜装置１は、制御部５０を有する。制御部５０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵと、ユーザインタフェースと、記憶部とを有する。ＣＰＵは、成膜装置１の各構成部、例えばバルブ類、マスフローコントローラ、ヒータ電源、昇降機構等の駆動機構を制御する。ユーザインタフェースは、オペレータが成膜装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。記憶部は、成膜装置１で実行される各種の処理のパラメータや、処理条件に応じて成膜装置１の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわち処理レシピ等を格納する。制御部５０は、ユーザインタフェースからの指示等にて任意の処理レシピを記憶部から呼び出してコンピュータに実行させる。これにより、ＣＰＵの制御の下で、成膜装置１での所定の処理が行われる。
〔成膜方法〕
（第１実施形態）
次に、第１実施形態に係るクリーニング方法を含む成膜方法の一例について説明する。図２は、第１実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャートである。第１実施形態に係る成膜方法は、制御部５０が成膜装置１の各構成部を制御することによって繰り返し実行される。
以下、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスを用いてポリシリコン膜を成膜し、クリーニングガスとしてＣｌ２ガスを用いて処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜を除去する場合を例に挙げて説明する。
図２に示されるように、本発明の実施形態に係る成膜方法は、成膜工程Ｓ１と、クリーニング工程Ｓ２と、を含む。
成膜工程Ｓ１は、処理容器１０内において、ウエハボート２０に搭載されたウエハＷにシリコン膜、ゲルマニウム膜又はシリコンゲルマニウム膜を成膜する工程である。本実施形態では、最初に、搬送装置（図示せず）を用いて、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）等の搬送容器（図示せず）から処理容器１０の外部に保管されたウエハボート２０にウエハＷを搬送して搭載する。続いて、ターンテーブル１８に保温筒１９を介して複数のウエハＷを搭載したウエハボート２０を載置し、昇降台１６を上昇させることにより、マニホールド１３の下端開口部から処理容器１０内へウエハボート２０を搬入する。続いて、処理容器１０内を所定圧力に調整した後、成膜ガス供給源２５から成膜ガス配管２６を介して処理容器１０内に成膜ガスとして所定流量のＳｉＨ４ガスを供給し、ウエハボート２０を回転させた状態で、所定温度（例えば６２０℃）でポリシリコン膜の成膜を実施する。ウエハボート２０の材質としては、ウエハＷがシリコンウエハである場合には、ＳｉＣ製であることが好ましい。これは、ＳｉＣとＳｉとの熱膨張係数の差が小さいので、ウエハを搭載したウエハボート２０を昇温した時にウエハボート２０とウエハＷとが略一体となって膨張するため両者間での擦れが少なく、パーティクルの発生抑止効果があるためである。成膜終了後、成膜ガスであるＳｉＨ４ガスの供給を停止し、真空ポンプ３９により排気管３８を介して処理容器１０内を排気し、且つ不活性ガス供給源３３から不活性ガス配管３４を介して処理容器１０内に不活性ガスを供給して処理容器１０内をパージする。続いて、処理容器１０内を常圧に戻した後、昇降台１６を下降させてウエハボート２０を露点管理された雰囲気にある領域に搬出する。露点管理された雰囲気とは、不活性ガス雰囲気、ドライエア雰囲気、又は真空雰囲気を意味する。搬出されたウエハボート２０に搭載されたウエハＷは、露点管理された雰囲気にある領域で冷却された後、搬送装置（図示せず）により、ウエハボート２０からＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）等の搬送容器に回収される。このように、ウエハボート２０は、処理容器１０内から搬出された後、露点管理された雰囲気にある領域で保管される。
クリーニング工程Ｓ２は、処理容器１０内に、成膜工程Ｓ１の後に露点管理された雰囲気で保管され、ウエハＷを搭載しないウエハボート２０を収容した状態で、処理容器１０内にフッ素を含まないハロゲン含有ガスを供給してウエハボート２０に付着しているシリコン膜、ゲルマニウム膜又はシリコンゲルマニウム膜をエッチングして除去する工程である。本実施形態では、ターンテーブル１８に保温筒１９を介して、成膜工程Ｓ１の後に露点管理された雰囲気で保管され、ウエハＷを搭載しないウエハボート２０を載置し、昇降台１６を上昇させることにより、マニホールド１３の下端開口部から処理容器１０内へウエハボート２０を搬入する。続いて、処理容器１０内を所定圧力に調整し、処理容器１０の壁面を所定温度に調整した後、クリーニングガス供給源２９からクリーニングガス配管３０を介して処理容器１０内にクリーニングガスとして所定流量のＣｌ２ガスを供給し、成膜工程Ｓ１において処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜をエッチングして除去する。所定温度は、高いエッチングレートを確保してクリーニング工程Ｓ２に要する時間を短縮できるという観点から、３００℃以上であることが好ましく、４００℃以上であることがより好ましい。また、所定温度は、処理容器１０の内壁及びウエハボート２０がエッチングされて損傷することを防止するという観点から、７００℃未満であることが好ましく、６００℃以下であることがより好ましい。なお、クリーニングガスと共に、不活性ガス供給源３３から不活性ガス配管３４を介して処理容器１０内に不活性ガスを供給してもよい。
ところで、Ｃｌ２ガスは、ＳｉＯ２及びＳｉＣに対するポリシリコン膜のエッチング選択比が大きいガスである。また、本実施形態では、成膜工程Ｓ１が終了してからクリーニング工程Ｓ２を開始するまでの間、ウエハボート２０が露点管理された雰囲気で保管されているので、ウエハボート２０に付着したポリシリコン膜の表面には自然酸化膜が形成されていない。これにより、クリーニング工程Ｓ２では、Ｃｌ２ガスに曝露された処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜が選択的にエッチングされて除去される。一方、処理容器１０は石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料により形成され、ウエハボート２０は石英（ＳｉＯ２）、ＳｉＣ等の耐熱性材料により形成されているので、Ｃｌ２ガスによりほとんどエッチングされない。そのため、処理容器１０及びウエハボート２０に損傷を与えることなく、処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜を除去することができる。
クリーニング終了後、クリーニングガスであるＣｌ２ガスの供給を停止し、真空ポンプ３９により排気管３８を介して処理容器１０内を排気し、且つ不活性ガス供給源３３から不活性ガス配管３４を介して処理容器１０内に不活性ガスを供給して処理容器１０内をパージする。続いて、処理容器１０内を常圧に戻した後、昇降台１６を下降させてウエハボート２０を露点管理された雰囲気にある領域に搬出する。
以上に説明したように、第１実施形態では、クリーニング工程Ｓ２において、処理容器１０内に、成膜処理の後に露点管理された雰囲気で保管され、ウエハＷを搭載しないウエハボート２０を収容した状態で、処理容器１０内にフッ素を含まないハロゲン含有ガスを供給してウエハボート２０を含む処理容器１０内に付着しているポリシリコン膜をエッチングして除去する。これにより、クリーニング工程Ｓ２において処理容器１０内にフッ素（Ｆ）が導入されることがない。そのため、下地表面上へのフッ素（Ｆ）の吸着、及び膜中へのフッ素（Ｆ）の混入を防止することができる。
また、第１実施形態では、処理容器１０及びウエハボート２０の材料であるＳｉＯ２及びＳｉＣに対するポリシリコン膜のエッチング選択比が大きいＣｌ２ガスを用いてクリーニングを行う。これにより、処理容器１０及びウエハボート２０が損傷することがほとんどない。
また、第１実施形態では、クリーニング工程Ｓ２が、成膜工程Ｓ１が行われるごとに実行される。言い換えると、成膜工程Ｓ１とクリーニング工程Ｓ２とが交互に繰り返し実行される。これにより、成膜工程Ｓ１において処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着するポリシリコン膜の膜厚が厚くなる前に、クリーニング工程Ｓ２によって除去される。そのため、処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜が剥離して処理容器１０でパーティクルとして浮遊してウエハＷに付着することを防止できる。さらに、成膜工程Ｓ１を行う際の処理容器１０内の状態が略同一となるので、プロセス安定性が向上する。
なお、上記の実施形態では、成膜工程Ｓ１においてポリシリコン膜を成膜する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、成膜工程Ｓ１において成膜する膜は、アモルファスシリコン膜等の別のシリコン膜であってもよく、ゲルマニウム膜、シリコンゲルマニウム膜であってもよい。また、シリコン膜、ゲルマニウム膜、及びシリコンゲルマニウム膜は、ノンドープの膜であってもよく、カーボン（Ｃ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等がドーピングされた膜であってもよい。
また、上記の実施形態では、クリーニング工程Ｓ２において、クリーニングガスとしてＣｌ２ガスを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。クリーニングガスは、フッ素を含まないハロゲンガスであればよく、例えばＨＣｌガス、Ｂｒ２ガス、ＨＢｒガス、ＨＩガスであってもよい。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るクリーニング方法を含む成膜方法の一例について説明する。図３は、第２実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャートである。第２実施形態に係る成膜方法は、制御部５０が成膜装置１の各構成部を制御することによって繰り返し実行される。
以下、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスを用いてポリシリコン膜を成膜し、クリーニングガスとしてＣｌ２ガスを用いて処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜を除去する場合を例に挙げて説明する。
図３に示されるように、本発明の実施形態に係る成膜方法は、予め設定された所定回数を超えるまで成膜工程Ｓ１１を繰り返し実行し、所定回数を越えた後にクリーニング工程Ｓ１３を実行する。所定回数は、成膜工程Ｓ１１において処理容器１０の内壁及びウエハボート２０に付着した膜が剥離する膜厚に到達しない回数であればよく、成膜工程Ｓ１１において成膜する膜種に応じて定めることができる。成膜工程Ｓ１１は、第１実施形態の成膜工程Ｓ１と同様とすることができる。クリーニング工程Ｓ１３は、第１実施形態のクリーニング工程Ｓ２と同様とすることができる。また、クリーニング工程Ｓ１３において、処理容器１０及びウエハボート２０に付着した膜を除去した後、処理容器１０内にウエハボート２０を収容した状態で、次の成膜工程Ｓ１１において成膜する膜と同様の膜を成膜してもよい。
以上に説明したように、第２実施形態では、クリーニング工程Ｓ１３において、処理容器１０内に、成膜処理の後に露点管理された雰囲気で保管され、ウエハＷを搭載しないウエハボート２０を収容した状態で、処理容器１０内にフッ素を含まないハロゲン含有ガスを供給してウエハボート２０を含む処理容器１０内に付着しているポリシリコン膜をエッチングして除去する。これにより、クリーニング工程Ｓ１３において処理容器１０内にフッ素（Ｆ）が導入されることがない。そのため、下地表面上へのフッ素（Ｆ）の吸着、及び膜中へのフッ素（Ｆ）の混入を防止することができる。
また、第２実施形態では、処理容器１０及びウエハボート２０の材料であるＳｉＯ２及びＳｉＣに対するポリシリコン膜のエッチング選択比が大きいＣｌ２ガスを用いてクリーニングを行う。これにより、処理容器１０及びウエハボート２０が損傷することがほとんどない。
なお、上記の実施形態では、成膜工程Ｓ１１においてポリシリコン膜を成膜する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、成膜工程Ｓ１１において成膜する膜は、アモルファスシリコン膜等の別のシリコン膜であってもよく、ゲルマニウム膜、シリコンゲルマニウム膜であってもよい。また、シリコン膜、ゲルマニウム膜、及びシリコンゲルマニウム膜は、ノンドープの膜であってもよく、カーボン（Ｃ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等がドーピングされた膜であってもよい。
また、上記の実施形態では、クリーニング工程Ｓ１３において、クリーニングガスとしてＣｌ２ガスを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。クリーニングガスは、フッ素を含まないハロゲンガスであればよく、例えばＨＣｌガス、Ｂｒ２ガス、ＨＢｒガス、ＨＩガスであってもよい。
〔実施例〕
次に、本発明の実施形態に係るクリーニング方法による効果について、以下の実施例を用いて説明する。
（実施例１）
実施例１では、ＳｉＣのＣｌ２ガスに対するエッチング耐性について評価した。
まず、ＳｉＣ製チップを用意し、光学顕微鏡によりＳｉＣ製チップの表面状態を観察し、且つＳｉＣ製チップの質量を測定した。
続いて、前述した成膜装置１のウエハボート２０にＳｉＣ製チップを載置した後、処理容器１０内に収容し、前述したクリーニング工程を実行した。なお、クリーニング工程における処理条件は以下の通りである。
＜処理条件＞
Ｃｌ２ガスの流量：２０００ｓｃｃｍ
Ｃｌ２ガスの供給時間：約２００分
処理容器１０の壁面温度：５５０℃
続いて、光学顕微鏡によりクリーニング工程の後のＳｉＣ製チップの表面状態を観察し、且つＳｉＣ製チップの質量を測定した。
ＳｉＣ製チップの表面状態の観察の結果、クリーニング工程の前後におけるＳｉＣ製チップの表面状態に違いは認められなかった。また、ＳｉＣ製チップの質量測定の結果、クリーニング工程の前後におけるＳｉＣ製チップの質量に違いは認められなかった。これらのことから、５５０℃の温度において、ＳｉＣはＣｌ２ガスに対するエッチング耐性を有すると考えられる。
（実施例２）
実施例２では、実施例１よりも高い温度（６００℃）でＳｉＣのＣｌ２ガスに対するエッチング耐性について評価した。
まず、ＳｉＣ製チップを用意し、光学顕微鏡によりＳｉＣ製チップの表面状態を観察し、且つＳｉＣ製チップの質量を測定した。
続いて、前述した成膜装置１のウエハボート２０にＳｉＣ製チップを載置した後、処理容器１０内に収容し、前述したクリーニング工程を実行した。なお、クリーニング工程における処理条件は以下の通りである。
＜処理条件＞
Ｃｌ２ガスの流量：２０００ｓｃｃｍ
Ｃｌ２ガスの供給時間：約７０分
処理容器１０の壁面温度：６００℃
続いて、光学顕微鏡によりクリーニング工程の後のＳｉＣ製チップの表面状態を観察し、且つＳｉＣ製チップの質量を測定した。
ＳｉＣ製チップの表面状態の観察の結果、クリーニング工程の前後におけるＳｉＣ製チップの表面状態に違いは認められなかった。また、ＳｉＣ製チップの質量測定の結果、クリーニング工程の前後におけるＳｉＣ製チップの質量に違いは認められなかった。これらのことから、６００℃の温度において、ＳｉＣはＣｌ２ガスに対するエッチング耐性を有すると考えられる。
（実施例３）
実施例３では、Ｃｌ２ガスを用いたクリーニングにより、ウエハボート２０に付着したポリシリコン膜が除去されるかについて評価した。
まず、ウエハＷが搭載されておらず、厚さが１００ｎｍのポリシリコン膜が付着したウエハボート２０を処理容器１０内に収容した状態で、Ｃｌ２ガスを用いてクリーニング工程を実施した。なお、クリーニング工程における処理条件は以下の通りである。
＜処理条件＞
Ｃｌ２ガスの流量：２０００ｓｃｃｍ
Ｃｌ２ガスの供給時間：５分
処理容器１０の壁面の温度：６００℃
続いて、ウエハボート２０に付着したポリシリコン膜が除去されたか否かを目視で確認した。
Ｃｌ２ガスを用いて上記の処理条件でクリーニング工程を実施した結果、クリーニング工程の前にウエハボート２０に付着していたポリシリコン膜が除去されていることが確認できた。このことから、Ｃｌ２ガスを用いたクリーニングにより、ウエハボート２０に付着したポリシリコン膜を除去できると考えられる。
（実施例４）
実施例４では、クリーニング工程がウエハボート２０に与える損傷の有無について評価した。
まず、ウエハＷが搭載されておらず、厚さが１．５μｍのポリシリコン膜が付着したウエハボート２０を処理容器１０内に収容した状態で、Ｃｌ２ガスを用いてクリーニング工程を実施した。なお、クリーニング工程における処理条件は以下の通りである。
＜処理条件＞
Ｃｌ２ガスの流量：２０００ｓｃｃｍ
Ｃｌ２ガスの供給時間：約７０分
処理容器１０の壁面の温度：６００℃
ウエハボート２０：ＳｉＣ製
続いて、光学顕微鏡により、ウエハボート２０に損傷が生じていないかを確認した。
Ｃｌ２ガスを用いて上記の処理条件でクリーニング工程を実施した結果、クリーニング工程の前にウエハボート２０に付着していたポリシリコン膜が除去されていた。また、光学顕微鏡での観察の結果、ウエハボート２０の形状に変化は見られなかった。これらのことから、Ｃｌ２ガスを用いたクリーニングによって、ＳｉＣ製のウエハボート２０に損傷が生じないと考えられる。
（実施例５）
実施例５では、クリーニング工程が成膜工程で成膜されるポリシリコン膜の膜厚に与える影響の有無について評価した。
まず、前述した成膜工程によりウエハＷ上にポリシリコン膜を成膜した後、前述したクリーニング工程により処理容器１０及びウエハボート２０に付着したポリシリコン膜を除去し、その後、前述した成膜工程によりウエハＷ上にポリシリコン膜を成膜した。また、クリーニング工程の前後の成膜工程において成膜されたポリシリコン膜の膜厚を測定した。なお、クリーニング工程における処理条件は以下の通りである。
＜処理条件＞
Ｃｌ２ガスの流量：２０００ｓｃｃｍ
Ｃｌ２ガスの供給時間：約７０分
処理容器１０の壁面の温度：６００℃
クリーニング工程の前後のポリシリコン膜の膜厚の測定結果を表１に示す。表１において、「ＴＯＰ」はウエハボート２０の上部に配置されたウエハＷ、「ＣＴＲ」はウエハボート２０の中央に配置されたウエハ、「ＢＴＭ」はウエハボート２０の下部に配置されたウエハに成膜されたポリシリコン膜の膜厚の測定結果を示す。
Figure 0006925243
表１に示されるように、ポリシリコン膜の膜厚の平均値及び面内均一性は、ウエハボート２０の上下方向の位置に関わらず、クリーニング工程の前後でほとんど変化していないことが確認できた。また、ポリシリコン膜の膜厚の面間均一性は、クリーニング工程の前後でほとんど変化していないことが確認できた。これらのことから、クリーニング工程が成膜工程で成膜されるポリシリコン膜の膜厚に与える影響は小さいと考えられる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
例えば、上記の成膜装置１において、処理容器１０を介さずに排気管３８にフッ素含有ガスを供給可能なフッ素含有ガス供給源を備えていてもよい。これにより、処理容器１０内にフッ素を供給することなく、排気管３８内に付着した反応生成物を効率的に除去することができる。
また、上記の実施形態では、基板がウエハである場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板はガラス基板、ＬＣＤ基板等であってもよい。
１ 成膜装置
１０ 処理容器
２０ ウエハボート
２２ クリーニングガス供給機構
Ｗ ウエハ

Claims (13)

  1. 処理容器内において、基板保持具に搭載された基板にシリコン膜、ゲルマニウム膜又はシリコンゲルマニウム膜を成膜する成膜処理を実行する成膜装置のクリーニング方法であって、
    前記成膜処理後に前記処理容器から前記基板保持具を搬出する工程と、
    搬出された前記基板保持具に付着されている前記シリコン膜、前記ゲルマニウム膜又は前記シリコンゲルマニウム膜に自然酸化膜が形成されないように前記基板が冷却されるまで前記基板保持具を露点管理された雰囲気で保管する工程と、
    保管された前記基板保持具に前記基板が搭載されていない状態で前記処理容器に前記基板保持具を搬入する工程と、
    前記処理容器内にフッ素を含まないハロゲン含有ガスを供給して前記基板保持具を含む前記処理容器内に付着している前記シリコン膜、前記ゲルマニウム膜又は前記シリコンゲルマニウム膜をエッチングして除去するクリーニング工程と、
    を含む、
    クリーニング方法。
  2. 前記クリーニング工程は、前記成膜処理が行われるごとに実行される、
    請求項１に記載のクリーニング方法。
  3. 前記クリーニング工程は、前記成膜処理が複数回行われた後に実行される、
    請求項１に記載のクリーニング方法。
  4. 前記クリーニング工程は、前記処理容器の壁面を３００℃以上７００℃未満の温度に加熱して行われる、
    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。
  5. 前記クリーニング工程は、前記処理容器の壁面を４００℃以上６００℃以下の温度に加熱して行われる、
    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。
  6. 前記基板保持具は、炭化珪素又は石英により形成されている、
    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。
  7. 前記基板保持具は、複数の前記基板を上下方向に所定間隔を有して略水平に保持する、
    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。
  8. 前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２ガス、ＨＣｌガス、Ｂｒ２ガス、ＨＢｒガス、又はＨＩガスである、
    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。
  9. 前記露点管理された雰囲気は、不活性ガス雰囲気、ドライエア雰囲気、又は真空雰囲気である、
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
  10. 処理容器内において、基板保持具に搭載された基板にシリコン膜、ゲルマニウム膜又はシリコンゲルマニウム膜を成膜する成膜工程と、
    前記成膜工程が行われた後に前記処理容器から前記基板保持具を搬出する工程と、
    搬出された前記基板保持具に付着されている前記シリコン膜、前記ゲルマニウム膜又は前記シリコンゲルマニウム膜に自然酸化膜が形成されないように前記基板が冷却されるまで前記基板保持具を露点管理された雰囲気で保管する工程と、
    保管された前記基板保持具に前記基板が搭載されていない状態で前記処理容器に前記基板保持具を搬入する工程と、
    前記処理容器内にフッ素を含まないハロゲン含有ガスを供給して前記基板保持具を含む前記処理容器内に付着している前記シリコン膜、前記ゲルマニウム膜又は前記シリコンゲルマニウム膜をエッチングして除去するクリーニング工程と、
    を含む、
    成膜方法。
  11. 前記成膜工程と前記クリーニング工程とが交互に繰り返し実行される、
    請求項１０に記載の成膜方法。
  12. 前記成膜工程が複数回行われた後に前記クリーニング工程が実行される、
    請求項１０に記載の成膜方法。
  13. 前記ハロゲン含有ガスは、ＨＣｌガス、Ｂｒ ２ ガス、ＨＢｒ、又はＨＩガスである、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
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