WO2007097270A1

WO2007097270A1 - 成膜装置および基板処理方法

Info

Publication number: WO2007097270A1
Application number: PCT/JP2007/052929
Authority: WO
Inventors: Hirokatsu Kobayashi; Eisuke Morisaki; Akira Kamisawa; Takashi Nakamura; Noriaki Kawamoto; Masatoshi Aketa; Tsunenobu Kimoto
Original assignee: Tokyo Electron Limited; Rohm Co., Ltd.; Kyoto University
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2007-08-30
Also published as: JP2009117399A

Abstract

　被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器に、成膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、前記被処理基板をコイルにより誘導加熱することで、該被処理基板上にエピタキシャル成長による成膜を行う成膜装置であって、前記処理容器にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをプラズマ励起することで、前記処理容器内のクリーニングを行うよう構成されていることを特徴とする成膜装置。

Description

明細書

成膜装置および基板処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、被処理基板上にェピタキシャル成長による成膜を行う成膜装置と、当該成膜装置による基板処理方法に関する。

背景技術

[0002] ェピタキシャル成長は、基板結晶上に基板結晶と同じ方位関係を有する単結晶を成長させることが可能であるため、様々な場面で用いられてきた。

[0003] 例えば、 Siのェピタキシャル成長を用いてシリコンウェハを製造する方法 (例えば特許文献 1、特許文献 2参照）が開示されている。

[0004] しかし、ェピタキシャル成長を行う成膜装置では、ェピタキシャル成長を行う処理容器の内部に堆積物が蓄積し、パーティクルの発生源となってしまう問題が生じていた

[0005] このため、例えば、いわゆるガスクリーニングによって処理容器内の堆積物を除去する方法が提案されている（特許文献 1、特許文献 2参照)。しかし、処理容器内にガスを供給して加熱した場合であっても、充分なエッチングレート (クリーニングレート）を得ることは困難である場合があった。このため、実際には処理容器を開放して、いわゆるウエットエッチングなどの手法によるクリーニングを行う必要が生じ、成膜装置の生産性が低下する場合が生じてヽた。

特許文献 1：特開平 9 - 232275号公報

特許文献 2：特開 2004— 323900号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な成膜装置と、基板処理方法を提供することを統括的課題としてヽる。

[0007] 本発明の具体的な課題は、ェピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、ェピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の第 1の観点では、上記の課題を、被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器に、成膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、前記被処理基板をコイルにより誘導加熱することで、該被処理基板上にェピタキシャル成長による成膜を行う成膜装置であって、前記処理容器にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをプラズマ励起することで、前記処理容器内のタリーニングを行うよう構成されていることを特徴とする成膜装置により、解決する。

[0009] 本発明の第 2の観点では、上記の課題を、被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器を有する成膜装置による基板処理方法であって、成膜の原料となる原料ガスを前記処理容器に供給するとともに、前記被処理基板をコイルにより誘導加熱することで、該被処理基板上にェピタキシャル成長による成膜を行う成膜工程と、前記処理容器内にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをプラズマ励起することで、前記処理容器内のクリーニングを行うクリーニングェ程と、を有することを特徴とする基板処理方法により、解決する。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、ェピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、ェピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]ェピタキシャル成長による成膜を用いて形成された半導体装置の一例である。

[図 2]半導体材料の特性を比較した図である。

[図 3]本発明の実施例 1による成膜装置を模式的に示した図である。

[図 4]本発明の実施例 1による基板処理方法を示した図である。

[図 5]図 3の成膜装置を用いた基板処理装置の構成例である。符号の説明

100 成膜装置

101 処理容器

101A 処理容器本体

101B 側壁部

102 コイル

103 切り替え手段

104, 105 高周波電源

106 ガス供給手段

106 A ガス穴

107, 107A, 107B, 107C, 107D, 107E, 107F, 107G ガスライン

108A, 108B, 108C, 108D, 108E, 108F, 108G MFC

109A, 109B, 109C, 109D, 109E, 109F, 109G / ノレブ

11 OA, HOB, HOC, HOD, I IOF, I IOF, HOG ガス供給源

111 圧力計

112 排気ライン

113 圧力調整手段

114 排気手段

115 保持台

116 支持部

117 駆動手段

120 制御手段

121 CPU

122 記憶媒体

123 入力部

124 メモリ

125 通信部

126 表示部発明を実施するための最良の形態

[0013] 図 1は、ェピタキシャル成長による成膜を用いて形成された半導体装置 (MOSトランジスタ）の構成の一例を示す図である。

[0014] 図 1を参照するに、本図に示す半導体装置 10は、 n型半導体である SiCよりなる基板 1上 (基板 1の表面上）に、ェピタキシャル成長による成膜を用いて形成された n型半導体である SiC層 2が形成された構成となっている。ェピタキシャル成長では、基板結晶上に基板結晶と同じ方位関係を有する単結晶を成長させることが可能であるため、前記 SiC層 2は単結晶構造を有している。

[0015] 前記 SiC層 2には、 p型不純物拡散領域 3A, 3Bがそれぞれ形成され、該 P型不純物拡散領域 3A, 3B内には、それぞれ n型不純物拡散領域 4A, 4Bが形成されている。また、対向するように形成される前記 n型不純物拡散領域 4A, 4Bの間の前記 Si C層 2上には、ゲート絶縁膜 6が形成され、当該ゲート絶縁膜 6上には、電極 7が形成されている。

[0016] また、前記 p型不純物拡散層 3A、前記 n型不純物拡散領域 4A上には、電極 5Aが

、同様に、前記 p型不純物拡散層 3B、前記 n型不純物拡散領域 4B上には、電極 5B が形成されている。また、前記基板 1の裏面側には、電極 8が形成されている。

[0017] 上記の半導体装置（MOSトランジスタ）においては、それぞれ前記電極 7、前記電極 5A, 5B、および前記電極 8が、例えば、それぞれ、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極として機能する。

[0018] 上記の半導体装置 10は、従来の、例えば Siを用いた半導体装置と比べた場合、いわゆるオン抵抗 (ドリフト層の抵抗)を大幅に抑制することが可能になる特徴を有している。このため、電力の利用効率が良好となる効果を奏する。

[0019] 図 2は、半導体材料として用いられる、 Si、 GaAs、および SiCのそれぞれの特性を比較した図である。

[0020] 図 2を参照するに、 SiCは、従来最も一般的に用いられてきた Siと比較した場合、絶縁破壊電界強度 Ecが 1桁以上大きい特徴を有していることがわかる。上記のオン抵抗は、絶縁破壊電界強度の 3乗に比例するため、絶縁破壊電界強度 Ecの大きい Si Cを用いた半導体装置では、オン抵抗を低減して電力の利用効率を良好とすることができる。

[0021] また、 SiCは、 Siおよび GaAsと比べた場合、バンドギャップが広、特徴を有して!/ヽる。このため、 SiCを用いた半導体装置では、高温での動作が可能になる特徴を有している。例えば、従来の Siを用いた半導体装置では、動作の限界温度が 150°C程度であるのに対し、 SiCを用いた半導体装置では、 400°C以上での高温での動作が可能となる。

[0022] このため、 SiCを用いた半導体装置では、例えば従来必要であった半導体装置の冷却手段が不要になったり、または、従来に比べて過酷な条件下において半導体装置を使用することが可能となるメリットがある。

[0023] また、大電流を扱う!/、わゆるパワーデバイスにお、ては、抵抗値の小さ、SiCを用いることにより、デバイス面積を小さくして当該デバイスを用いた機器の小型化を実現することが可能になる。

[0024] 上記の SiCは、例えば、ェピタキシャル成長により形成することができる力ェピタキシャル成長を行う処理容器内の堆積物が生産性の向上の上で問題となる場合がある。ェピタキシャル成長により形成された SiCは、従来のガスクリーニングでは充分なェツチングレート（クリーニングレート）を確保することができず、堆積物の除去のためには処理容器を開放して、いわゆるウエットエッチングにより除去する必要が生じる場合かあつた。

[0025] また、例えば、 SiCの成膜に用いるガスの組み合わせの一例としては、 SiH 、 Hに

4 2 カロえて、分解の困難な C Hなどの炭化水素系のガスを添加する場合がある。このた

3 8

め、成膜する場合には被処理基板の温度を増大させることが好ましぐ処理容器内を積極的に加熱することが好ましい。例えば、このような被処理基板の加熱は、コイルによる誘導加熱により行われる。

[0026] このため、処理容器内壁など被処理基板以外の部分の温度も増大してしま!/ヽ、処理容器内での SiCの堆積の量が多くなつてしまう場合がある。すなわち、 SiCを成膜する場合には、被処理基板以外の処理容器の内壁の温度を低くする（いわゆるコールドウォール方式とする）ことが困難であり、堆積物の量が多くなつてしまう場合があつ [0027] そこで、本発明による成膜装置では、上記の堆積物を除去する（クリーニングする）ために、処理容器にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをプラズマ励起することで、処理容器内のクリーニングを行うよう構成されて、る。

[0028] このため、クリーニングガスを単に加熱する場合にくらべて、クリーニングガスには高いエネルギーが与えられて励起されることになり、例えば、ラジカルやイオンなどの活性な粒子が大量に生成されることになる。このため、処理容器内の堆積物を効率よく除去することが可能になり、成膜装置の生産性が良好となる。

[0029] また、クリーニングガスのプラズマ励起は、成膜する場合に被処理基板を誘導加熱するコイルに高周波電力が印加されることにより、行われる構造とすることが好ましい

。この場合、新たにプラズマ励起のための構造を付加する必要がなぐ成膜装置の構造が単純となる効果を奏する。

[0030] また、前記コイルには、前記被処理基板を誘導加熱する場合に第 1の周波数の高周波電力力前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には第 2の周波数の高周波電力が、それぞれ印加されるよう構成されていることが好ましい。この場合、誘導加熱とプラズマ励起の効率が良好となる。すなわち、成膜とクリーニングの場合に、コィルに印加される周波数を、それぞれの場合に効率のょ、周波数に切り替えて用いることになる。

[0031] 次に、上記の成膜装置の構成の一例について、また、上記の成膜とクリーニングを含む基板処理方法の一例について、図面に基づき、説明する。

実施例 1

[0032] 図 3は、本発明の実施例 1による成膜装置 100を模式的に示した図である。図 3を参照するに、本実施例による成膜装置 100は、内部に内部空間 101aが画成される、略直方体状 (略筐体状)の処理容器 101を有する構造となっている。前記内部空間 1 Olaには、被処理基板 Wを保持する保持台 115が設置されている。前記保持台 115 は、支持部 116により支持され、当該支持部 116は、駆動手段 117により上下に、または回転するように駆動される構造になって、る。

[0033] また、前記処理容器 101には、例えば真空ポンプなどの排気手段 114と、例えばコンダクタンス可変バルブよりなる圧力調整手段 113が設置された排気ライン 112が接続され、前記内部空間 101aを、所定の減圧状態 (圧力）に調整することが可能になつている。また、前記処理容器 101には、圧力計 111が設置され、前記圧力調整手段 113による処理容器内の圧力の調整は、前記圧力計 111によって測定される圧力に対応して実施される。

[0034] 前記処理容器 101は、中空の四角柱状の処理容器本体 101 Aと、当該四角柱の開口部に接合される側壁部 101Bより構成されている。前記処理容器本体 101Aの外側には、前記処理容器本体 101 Aを中心として該処理容器本体 101 Aに螺旋状に巻き付けられるように、被処理基板を誘導加熱するコイル 102が設置されてヽる。

[0035] 上記の構造を有しているため、前記コイル 102に高周波電力が印加されることによつて、前記内部空間 101aに保持された前記被処理基板 Wを、効率的に、また温度の均一性を良好に加熱することが可能になっている。この場合、前記コイル 102には、第 1の高周波電源 104から、第 1の周波数の高周波電力が印加される。また、当該処理容器本体 101Aは、温度上昇に耐えるとともに、誘電損失が少ない材料 (例えば石英など)より構成されることが好ま、。

[0036] また、前記処理容器 101には、ガス供給手段 106が設置されて、る。前記ガス供給手段 106には、前記処理容器 101内に、ェピタキシャル成長による成膜の原料となる原料ガス、または、処理容器内のクリーニングを行うためのクリーニングガスを供給するガス穴 106Aが形成されている。

[0037] また、前記ガス供給手段 106には、ガスライン 107A, 107B, 107C, 107D, 107 E, 107Fおよび 107Gが接続された、ガスライン 107が接続されている。

[0038] 前記ガスライン 107Aには、質量流量コントローラ（MFC) 108Aとバルブ 109Aが設置されるとともに、例えば SiHガスを供給するガス供給源 110Aに接続されて、例

4

えば SiHガスを前記処理容器 101内に供給可能に構成されている。同様に、前記

4

ガスライン 107B〜107Gには、それぞれ、質量流量コントローラ（MFC) 108B〜10 8Gと、バルブ 109B〜109Gが設置されている。また、前記ガスライン 107B〜107G は、それぞれ、例えば C Hガス、 Hガス、 HC1ガス、 C Fガス、 Arガス、 Oガスを供

3 8 2 5 8 2 給するガス供給源 110B〜 11 OFに接続されて!、る。

[0039] 例えば、前記被処理基板 W上に、ェピタキシャル成長による成膜を行う場合には、成膜のための原料ガスとして、前記ガスライン 107A、 107B、 107C力ら、 SiHガス、

4

C Hガス、 Hガスを前記処理容器 101内に供給する。この場合、前記被処理基板

3 8 2

Wを、前記コイル 102を用いた誘導加熱により、加熱する。

[0040] また、前記処理容器 101内をクリーニングする場合には、前記ガスライン 107C〜1 07G力ら、 Hガス、 HC1ガス、 C Fガス、 Arガス、 Oガスを前記処理容器 101内に

2 5 8 2

供給する。クリーニングガスは、 Hガス、 HC1ガス、 C Fガス、 Arガス、 Oガスのうち

2 5 8 2

、いずれ力 1つが供給されるようにする力、または複数のガス (例えば全てのガス）が同時に供給されるようにしてもよい。この場合、 Hガスは、成膜とクリーニングの双方

2

に用いることが可能である。

[0041] 本実施例による成膜装置 100の場合、前記処理容器 101内のクリーニングを行う場合に、当該クリーニングガスを前記処理容器 101内でプラズマ励起してクリーニングに用いることが特徴である。このため、クリーニングガスを単に加熱する場合にくらべて、クリーニングガスには高いエネルギーが与えられて励起されることになり、例えば、ラジカルやイオンなどの活性な粒子が大量に生成されることになる。このため、処理容器内の堆積物 (例えば SiC)を効率よく除去することが可能になり、成膜装置の生産性が良好となる。

[0042] また、クリーニングガスのプラズマ励起は、成膜する場合に被処理基板を誘導加熱する前記コイル 102に、第 2の高周波電源 105により、第 2の周波数の高周波電力が印加されることにより、行われる構造となっている。このため、前記コイル 102は、被処理基板の加熱とクリーニングガスのプラズマ励起の機能を兼ねることになり、成膜装置の構造が単純となって、る。

[0043] また、前記第 1の高周波電源 104と前記第 2の高周波電源 105は、接続切り替え手段 103を介して前記コイル 102に接続されている。前記接続切り替え手段 103は、前記コイル 102に接続される高周波電源を前記第 1の高周波電源 104、または、前記第 2の高周波電源 105の、ずれかとなるように切り替え可能に構成されて！、る。

[0044] すなわち、前記コイル 102には、前記被処理基板 Wを誘導加熱する場合には、前記コイル 102に前記第 1の高周波電源 104が接続されて第 1の周波数の高周波電力が印加され、また、前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には前記コイル 10 2に前記第 2の高周波電源 105が接続されて第 2の周波数の高周波電力が印加される。

[0045] 例えば、前記第 1の高周波電源 104の周波数は、低周波（15kHz〜200kHz程度 )であることが好ましい。この場合に、効率的に被処理基板を誘導加熱することが可能となる。

[0046] 一方で、前記第 2の高周波電源 105の周波数は、前記第 1の高周波電源 104の周波数よりも高い（高周波である）ことが好ましい。例えば、前記第 2の高周波電源 105 の周波数は、 20kHz〜lMHzとすることが好ましい。この場合、前記処理容器 101 内でのプラズマ励起が容易となる。すなわち、本実施例による成膜装置 100では、成膜とクリーニングの場合に、前記コイル 102に印加される周波数を、それぞれの場合に効率のょ、周波数に切り替えて用いることになる。

[0047] また、成膜の場合とクリーニングの場合において、前記処理容器 101内の圧力は、前記圧力調整手段 113により、例えば以下に示すように適宜調整されることが好ましい。

[0048] 例えば、前記処理容器 101内に、 SiHガス、 C Hガス、 Hガスを供給してェピタ

4 3 8 2

キシャル成長による成膜を行う場合、当該処理容器 101内の圧力は、例えば、 60To rr〜750Torrとすることが好ましぐ残留ドナー濃度低減のためには、当該圧力を 10 OTorr以下とすることがさらに好ましい。

[0049] また、例えば、前記処理容器 101内に、 Hガス、 HC1ガス、 C Fガス、 Arガス、 O

2 5 8 2 ガスのうち、いずれか 1つのガスカゝ、または、複数のガス（例えば全てのガス）を同時に供給して、当該ガスをプラズマ励起してクリーニングする場合、当該処理容器 101 内の圧力は、上記の成膜時の圧力より低い圧力（例えば 0. 01Torr〜20Torr)とすることが好ましい。この場合、プラズマ励起が容易となり、効率よくクリーニングを行うことが可能となる。

[0050] また、処理容器 101内にプラズマの励起を行う場合には、例えば以下に示すように複数のガス (例えば 2種類のガス）を用いることで、プラズマの励起 (着火）を容易とすることができる。例えば、準安定電圧が Aの第 1のガスと、電離電圧 Bが Aより低い第 2 のガスとを処理容器 101内に供給し、ぺユング効果を利用してプラズマ着火を容易とすることができる。

[0051] 例えば、 Arは電離電圧が 24. 58eVであり、準安定電圧が 19. 80eVである。また、 Heは、電離電圧が 15. 76eVであって準安定電圧が 11. 56eVである。このため、 Arの準安定電圧（19. 80eV)〉Heの電離電圧（15. 76eV)となる。したがって、 Ar と Heを混合した場合には、 Ar単独や He単独の場合に比べてプラズマの着火が容易となる効果を奏する。

[0052] すなわち、プラズマの着火にあたっては、少なくとも、準安定電圧が Aの第 1のガスと、電離電圧 Bが Aより低い第 2のガスとを処理容器 101内に供給して行うことが好ましい。プラズマの着火が完了した後で、実質的にクリーニングに関わるガスを供給するようにしてもよぐまたプラズマの着火にあたって上記の第 1のガスと第 2のガスに加えてクリーニングに関わるガス (クリーニングガス）を導入するようにしてもよい。

[0053] また、上記の成膜装置 100において、成膜やクリーニングに係る処理、例えば上記のバルブの開閉や、流量制御、保持台の制御、圧力調整手段の制御、真空排気、高周波電力の切り替え手段などの動作は、たとえばレシピと呼ばれるプログラムに基づき、動作される。この場合、これらの動作は、 CPU121を有する、制御装置 120よつて制御される。これらの接続配線は図示を省略してヽる。

[0054] 前記制御装置 120は、 CPU121と、上記のプログラムを記憶した記憶媒体 122、キ一ボードなどの入力部 123、表示部 126、ネットワークなどに接続するための通信部 125、およびメモリ 124を有している。

[0055] 次に、上記の成膜装置 100を用いた、成膜とクリーニングを含む基板処理方法の一例に関して、図 4のフローチャートに基づき、説明する。

[0056] まず、ステップ 1 (図中 S1と表記、以下同様）において、被処理基板 Wをゲートバルブ（図示せず)より、前記処理容器 101内に搬入する。

[0057] 次に、ステップ 2において、成膜工程を実施する。この場合、前記バルブ 109A〜1 09Cを開放し、前記 MFC108A〜108Cで流量を調整して、前記処理容器 101内に、成膜の原料ガスである、 SiHガス、 C Hガス、 Hガスを供給する。この場合、先

4 3 8 2

に説明したように、前記処理容器 101内の圧力は、 60Torr〜750Torrとすることが好ましぐ残留ドナー濃度低減のためには、当該圧力を lOOTorr以下とすることがさらに好ましい。また、前記コイル 102には、前記第 1の高周波電源 104から高周波電力（例えば 15kHz〜200kHz)を印加して、前記被処理基板 Wを誘導加熱する。前記被処理基板 Wは、例えば、 1500°C〜1600°C程度に加熱される。

[0058] ここで、前記被処理基板 W上に、例えば図 1の SiC層 2に相当する、単結晶の SiC 層が形成される。また、 SiC層にドーピングする場合、 SiC層を n型とする場合には N 2ガス、 p型とする場合には、 TMA (トリメチルアルミニウム）を原料ガスに添加すればよい。

[0059] 成膜が完了すると、前記バルブ 109A〜109Cを閉じて、前記コイル 102への高周波電力の印加を停止する。

[0060] 次に、ステップ 3にお、て、ゲートバルブ（図示せず)を開放して、前記被処理基板 Wを、前記処理容器 101内から搬出する。

[0061] 次に、ステップ 4において、クリーニング工程を実施する。この場合、前記バルブ 10 9C〜109Gのうち、必要なノレブを開放し、 MFCで流量を調整して、前記処理容器 101内に、クリーニングガスを供給する。当該クリーニングガスは、先に説明したように、例えば、 Hガス、 HC1ガス、 C Fガス、 Arガス、 Oガスのうち、いずれか 1つが供給

2 5 8 2

されるようにする力、または複数のガス (例えば全てのガス）が同時に供給されるようにする。この場合、先に説明したように、前記処理容器 101内の圧力は、ステップ 2の場合よりも低いこと（例えば 0. 01Torr〜20Torr)が好ましい。また、前記コイル 102には、前記第 2の高周波電源 105から、ステップ 2の場合よりも高い周波数 (例えば 20k Ηζ〜1ΜΗζ)の高周波電力を印加して、前記処理容器 101内に供給された、当該クリ一-ングガスをプラズマ励起する。

[0062] また、ステップ 2とステップ 4において前記コイル 102に印加される高周波電力の周波数を同じ (一定）にして、前記処理容器 101内の圧力を、ステップ 2よりもステップ 4 において低くなるようにしてプラズマを励起するようにしてもよい。この場合、プラズマ励起がされやすいガスを先に処理容器内に導入し、プラズマ励起後にクリーニングガスを導入するようにしてもよヽ。

[0063] 当該クリーニングガスがプラズマ励起されることで、例えば、 Hガス、 HC1ガス、 C F

2 5 ガスが活性ィ匕されて、ラジカルまたはイオンが大量に生成され、処理容器内の堆積物（SiC)のクリーニング（エッチング）が促進される。また、上記のガスのうち、例えば C Fガスに換えて、他の CF系のガス（C F (x、 yは整数)で表現されるガス）を用い

5 8

てもよい。

[0064] また、クリーニングガスに Arガスが添加されて、ると、プラズマ励起に伴、生成される Arイオンによるスノ ¾ /タエツチの効果により、クリーニングが促進する。

[0065] また、クリーニングガスに、 Oまたは O元素を含むガス (例えば COなど）が添加さ

2 2

れていると、 C元素を含む、 SiCのような膜をクリーニングする場合に特に好適である

[0066] 上記の工程において、クリーニングの完了後、開放していたバルブを閉じて、前記コイル 102への高周波電力の印加を停止する。

[0067] 次に、ステップ 5において、必要に応じて、前記処理容器 101内へのコーティング成膜を行う。例えば、クリーニング後に前記処理容器 101の内壁面などに、タリーニング直後にコーティング成膜を行うとパーティクルの発生がさらに抑制され、好適となる場合がある。また、このようなコーティング成膜 (本ステップ 5)は、省略することも可能である。

[0068] 次に、処理をステップ 1に戻して、別の被処理基板を前記処理容器 101内に搬入し

、ステップ 1〜ステップ 4 (必要に応じてステップ 5)の処理を繰り返す。

[0069] このようにして、本実施例による基板処理方法を実施することができる。

[0070] 上記の基板処理方法によれば、処理容器内の堆積物を効率よく除去して、成膜ェ程とクリーニング工程とを連続的に、また繰り返し実施することが可能となる。このため、基板処理 (成膜)の効率が良好となり、成膜装置の生産性を高く維持することが可能となる。また、上記の基板処理方法を連続的に、かつ効率的に実施する場合には、上記の成膜装置 100を、例えば次に示すように、真空搬送室などに接続して用いることが好ましい。

[0071] 図 5は、上記の成膜装置 100を用いて構成した基板処理装置 1000の構成の一例である。図 5を参照するに、本図に示す成膜装置 1000は、被処理基板が搭載されたホルダー（図示せず）が載置されるポート 205A〜205Cと、当該ホルダーの搬送エリァであるローダ 203を有して!/、る。 [0072] また、前記ローダ 203は、被処理基板が投入されるロードロック 202A, 202Bに接続されており、さらに該ロードロック 202A, 202Bは、搬送アームなどの搬送手段（図示せず)を内部に備えた真空搬送室 201と接続されている。

[0073] 前記真空搬送室 201には、先に示した成膜装置 100の処理容器 101が接続されている。なお、前記成膜装置 100の、処理容器 101以外の構造 (コイル、高周波電源、排気ライン、ガスラインなど）は図示を省略している。

[0074] 前記ローダ 205A〜205Cの!、ずれかに載置されたホルダー（被処理基板）は、前記ローダ 203を介して前記ロードロック 202A,または前記ロードロック 202Bに投入される。さらに、被処理基板は、該ロードロック室 202A, 202Bのいずれかから、前記真空搬送室 201を経て、前記成膜装置 100 (処理容器 101)に搬送される構造になつている。また、必要に応じて、前記ローダ 203に設置された位置合わせ機構 204を用いて、被処理基板の位置合わせを行うことも可能である。

[0075] 前記成膜装置 100で成膜が完了した被処理基板は、再び前記真空搬送室 201を介して前記ロードロック 202A,または前記ロードロック 202Bの!、ずれかに搬送され、さらに前記ローダ 203を介して前記ポート 205A〜205Cのいずれかに戻される。

[0076] また、前記処理容器 101のクリーニングは、例えば、被処理基板を 1回処理する毎に実施するようにする。または、成膜の累積膜厚に応じて、定期的に実施するよう〖こしてちよい。

[0077] このように、前記成膜装置 100 (処理容器 101)に、真空搬送室などの被処理基板の搬送手段を接続して用いることで、被処理基板の成膜工程とクリーニング工程を連続的に、効率よく実施することが可能となる。

[0078] また、例えば、基板処理装置 1000は上記の構成に限定されず、様々に変形 '変更することが可能である。例えば、前記真空搬送室 201に接続される成膜装置 100 (処理容器 101)は、 2つの場合に限定されず、例えば、 3つまたは 4つ接続されるようにしてもよい。さらに、前記真空搬送室 201に、前記成膜装置 100以外の基板処理に係る装置を接続するようにしてもよい。このようにして、必要に応じて基板処理装置の構成を変更し、基板処理 (成膜)の効率が良好となるようにすることが可能である。

[0079] また、処理容器内（前記処理容器 101内）でプラズマを発生させるという技術（図 4 のステップ 4に相当する工程）は、基板の前処理に適用することも可能である。例えば、 SiC基板製造工程で発生する研磨傷や加工変質層は、ェピタキシャル成長に大きな影響を与える。そこで、上記のステップ 4に相当する工程を実施することで、当該研磨傷や加工変質層を取り除くことが可能となり、ステップ 4に相当する工程を、簡素な In— situ前処理として用いることが可能である。

[0080] 以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内にお、て様々な変形 ·変更が可能である。

産業上の利用可能性

[0081] 本発明によれば、ェピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、ェピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供することが可能となる。

[0082] 本国際出願は、 2006年 2月 21日に出願した日本国特許出願 2006— 44430号に基づく優先権を主張するものであり、 2006— 44430号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲

[1] 被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器に、成膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、前記被処理基板をコイルにより誘導加熱することで、該被処理基板上にェピタキシャル成長による成膜を行う成膜装置であって、前記処理容器にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをプラズマ励起することで、前記処理容器内のクリーニングを行うよう構成されてヽることを特徴とする成膜装置。

[2] 前記クリーニングガスのプラズマ励起は、前記コイルに高周波電力が印加されることにより、行われることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。

[3] 前記コイルには、前記被処理基板を誘導加熱する場合に第 1の周波数の高周波電力力前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には第 2の周波数の高周波電力がそれぞれ印加されるよう構成されていることを特徴とする請求項 2記載の成膜装置。

[4] 前記第 2の周波数が前記第 1の周波数より高いことを特徴とする請求項 3記載の成膜装置。

[5] 前記コイルは、前記処理容器を中心として該処理容器に螺旋状に巻き付けられるように設置されて！ヽることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。

[6] 前記クリーニングを行う場合の前記処理容器内の圧力が、前記ェピタキシャル成長による成膜を行う場合の前記処理容器内の圧力より低くなるように調整する圧力調整手段をさらに有することを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。

[7] 前記ェピタキシャル成長による成膜では、前記被処理基板上に SiCが成膜されることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。

[8] 前記クリーニングガスは、 H、 HC1、 Ar、および C F (x、 yは整数)で表現されるガ

2

スのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。

[9] 前記クリーニングガスは、 Oまたは O元素を含むガスを含むことを特徴とする請求

2

項 1記載の成膜装置。

[10] 第 1のガスと、前記第 1のガスの準安定電圧より低い電離電圧を有する第 2のガスとを前記処理容器内に供給してプラズマ励起するように構成されてヽることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。

[11] 被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器を有する成膜装置による基板処理方法であって、

成膜の原料となる原料ガスを前記処理容器に供給するとともに、前記被処理基板をコイルにより誘導加熱することで、該被処理基板上にェピタキシャル成長による成膜を行う成膜工程と、

前記処理容器内にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをブラズマ励起することで、前記処理容器内のクリーニングを行うクリーニング工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。

[12] 前記クリーニングガスのプラズマ励起は、前記コイルに高周波電力が印加されることにより、行われることを特徴とする請求項 11記載の基板処理方法。

[13] 前記コイルには、前記成膜工程では第 1の周波数の高周波電力が、前記タリー二ング工程では第 2の周波数の高周波電力がそれぞれ印加されることを特徴とする請求項 12記載の基板処理方法。

[14] 前記第 2の周波数が前記第 1の周波数より高いことを特徴とする請求項 13記載の基板処理方法。

[15] 前記クリーニング工程の前記処理容器内の圧力力前記成膜工程の前記処理容器内の圧力より低くなるように調整されることを特徴とする請求項 11記載の基板処理方法。

[16] 前記成膜工程では、前記被処理基板上に SiCが成膜されることを特徴とする請求項 11記載の基板処理方法。

[17] 前記クリーニングガスは、 H、 HC1、 Ar、および C F (x、 yは整数)で表現されるガ

2

スのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項 11記載の基板処理方法。

[18] 前記クリーニングガスは、 Oまたは O元素を含むガスを含むことを特徴とする請求

2

項 11記載の基板処理方法。

[19] 前記成膜工程と、前記クリーニング工程とが、連続的に繰り返し実施されることを特徴とする請求項 11記載の基板処理方法。

[20] 第 1のガスと、前記第 1のガスの準安定電圧より低い電離電圧を有する第 2のガスとを前記処理容器内に供給してプラズマ励起するプラズマ励起工程をさらに有することを特徴とする請求項 11記載の基板処理方法。