(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に炭化珪素を含む付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材を炭化珪素除去装置の処理チャンバー内に収容後、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを前記処理チャンバー内に供給して、前記付着物を除去する第１の除去処理、及び前記第１の除去処理後、前記炭化珪素成膜装置の部材の表面に不活性ガスを吹き付けて、前記付着物を除去する第２の除去処理を順次繰り返し行う付着物除去工程と、
前記処理チャンバー内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析する工程と、
を有し、
前記所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、前記付着物除去工程を終了することを特徴とする炭化珪素除去方法。
【請求項２】
前記第２の除去処理では、前記処理チャンバー内の圧力を大気圧下にした後、前記炭化珪素成膜装置の部材の表面に前記不活性ガスを吹き付けることを特徴とする請求項１記載の炭化珪素除去方法。
【請求項３】
前記第１の除去処理では、前記処理チャンバーを２５０〜３００℃に加熱することを特徴とする請求項１または２記載の炭化珪素除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
珪素と炭素とからなる炭化珪素は、重要なセラミックス材料として多方面で使用されている。特に、半導体としての性質を有し、低消費電力、高温で動作する素子を製造できることから、例えば、自動車用の電子部品の基幹材料として期待されている。
【０００３】
上記炭化珪素を形成する際に使用する炭化珪素成膜装置では、炭化珪素を形成後、炭化珪素成膜装置の部材のうちの１つである成膜チャンバー（反応容器）の内壁（内面）にも炭化珪素が堆積し、該炭化珪素がパーティクルの発生源となる恐れがあった。
このため、定期的なガスクリーニングによって成膜チャンバーの内壁に堆積した炭化珪素（堆積層或いは付着物）を除去する方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、炭化珪素成膜装置の処理容器の内壁に付着した炭化珪素を三フッ化塩素ガスにより除去することが開示されている。
特許文献２には、上記炭素を選択的に除去する方法として、酸素含有ガスを用いて、炭化珪素に含まれる炭素を二酸化炭素又は一酸化炭素として除去することが開示されている。
また、特許文献３，４には、リモートプラズマを使用した成膜装置のクリーニング方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１２９７２４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１７３９９号公報
【特許文献３】特開２００２−２８０３７６号公報
【特許文献４】特許３６９３７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、炭化珪素に含まれる珪素（珪素成分）を効率よく除去することは可能であるが、炭素（炭素成分）が残留してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１，２に記載の方法を組み合わせて、炭化珪素の除去を行なったとしても炭化珪素に含まれる珪素と炭素とを同じように除去することは困難であった。
さらに、特許文献１，２に記載の方法では、炭化珪素の除去ができたか否かの判断ができない（言い換えれば、終点検知のシステムがない）ため、処理時間を長くして炭化珪素の除去処理を行なった場合、処理容器（言い換えれば、炭化珪素成膜装置を構成する部材）が破損する虞があった。
【０００８】
また、炭化珪素成膜装置の場合、１５００℃程度の高温で成膜するため、装置部材の大部分が炭化珪素や炭素等の高耐熱材料が使用されている。そのため、炭化珪素成膜装置内において、例えば、特許文献３，４に記載のリモートプラズマを用いて、炭化珪素が付着した部材のクリーニングを行なうと、炭化珪素が付着していない部材が損傷する恐れがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、炭化珪素成膜装置の部材の損傷を抑制した上で、炭化珪素成膜装置の部材に付着した付着物を効率良く除去可能な炭化珪素除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、表面に炭化珪素を含む付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材を炭化珪素除去装置の処理チャンバー内に収容後、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを前記処理チャンバー内に供給して、前記付着物を除去する第１の除去処理、及び前記第１の除去処理後、前記炭化珪素成膜装置の部材の表面に不活性ガスを吹き付けて、前記付着物を除去する第２の除去処理を順次繰り返し行う付着物除去工程と、前記処理チャンバー内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析する工程と、を有し、前記所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、前記付着物除去工程を終了することを特徴とする炭化珪素除去方法が提供される。
【００１１】
また、請求項２に係る発明によれば、前記第２の除去処理では、前記処理チャンバー内の圧力を大気圧下にした後、前記炭化珪素成膜装置の部材の表面に前記不活性ガスを吹き付けることを特徴とする請求項１記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【００１２】
また、請求項３に係る発明によれば、前記第１の除去処理では、前記処理チャンバーを２５０〜３００℃に加熱することを特徴とする請求項１または２記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表面に炭化珪素を含む付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材を収容する処理チャンバー内に、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを供給することで、プラズマ化したフッ素含有ガスにより付着物を構成する炭化珪素に含まれる珪素成分を除去することが可能になると共に、プラズマ化させた酸素含有ガスにより炭化珪素に含まれる炭素成分を除去することが可能となる。
つまり、付着物を構成する炭化珪素に含まれる炭素及び珪素の両方の成分を除去することが可能となる。
【００１５】
また、炭化珪素成膜装置の部材の表面に不活性ガスを吹き付けて、付着物を除去することで、炭化珪素成膜装置の部材の表面に付着した付着物のうち、炭化珪素成膜装置の部材の表面に対する密着性の低下した付着物を炭化珪素成膜装置の部材の表面から剥がすことが可能となる。
【００１６】
つまり、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスにより、化学的に付着物を除去する第１の除去処理と、炭化珪素成膜装置の部材の表面に不活性ガスを吹き付けて物理的に付着物を除去する第２の除去処理と、を組み合わせ、繰り返し行うことで、炭化珪素よりなる付着物を効率良く除去できる。
【００１７】
また、処理チャンバー内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程（第１及び第２の除去処理を繰り返し行う工程）を終了させることにより、付着物が除去された後に、さらに、第１の除去処理を行うことを抑制可能となる。
これにより、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスに起因する炭化珪素成膜装置の部材の表面の損傷を抑制できる。
【００１８】
また、処理チャンバー内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程を終了させることにより、必要以上に付着物除去工程を行うことがなくなるため、付着物除去工程の処理時間を短くすることができる。
【００１９】
つまり、本発明によれば、炭化珪素成膜装置の部材の表面の損傷を抑制した上で、炭化珪素成膜装置の部材の表面に付着した付着物を短時間で効率良く除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る炭化珪素除去方法を行う際に使用する炭化珪素除去装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す炭化珪素除去装置を用いた本実施の形態の炭化珪素除去方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図３】第１及び第２の除去処理の繰り返し回数と排ガスに含まれる四フッ化ケイ素の濃度と二酸化炭素の濃度との関係、及び第１の除去処理の繰り返し回数と排ガスに含まれる四フッ化ケイ素の濃度と二酸化炭素の濃度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の炭化珪素除去装置の寸法関係とは異なる場合がある。
【００２２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る炭化珪素除去装置の概略構成を示す図である。
図１を参照するに、炭化珪素除去装置１０は、処理チャンバー１１と、図示していない加熱器と、フッ素含有ガス供給部１３と、酸素含有ガス供給部１４と、プラズマ発生部１５と、不活性ガス供給部１８と、ノズル部１９と、真空ポンプ２２と、ガス管２３と、排ガス分析器２５と、制御部２６と、を有する。
炭化珪素除去装置１０は、炭化珪素を成膜する炭化珪素成膜装置とは、別の装置である。
【００２３】
処理チャンバー１１は、表面２９ａに図示していない炭化珪素を含む付着物（図示せず）が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９を収容する。
処理チャンバー１１内には、上記付着物を除去する際、後述する図２のＳＴＥＰ２に示す第１の除去処理において、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスが供給される。
このため、処理チャンバー１１の内面１１ａを構成する部材は、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスに対して十分な耐性を有した材料により構成されている。
【００２４】
炭化珪素成膜装置の部材２９としては、例えば、炭化珪素成膜装置（図示せず）の処理容器やサセプタ等を例に挙げることができる。  
【００２５】
加熱器（図示せず）は、処理チャンバー１１内に収容された炭化珪素成膜装置の部材２９を加熱するためのヒーターである。
炭化珪素は、化学的に非常に安定しているため、単にプラズマ化したフッ素含有ガス及びプラズマ化した酸素含有ガスと炭化珪素よりなる付着物とを接触させただけでは付着物を十分な除去能力で除去することは難しい。
【００２６】
そこで、炭化珪素成膜装置の部材２９を加熱する加熱器（図示せず）を設けることで、プラズマ化したフッ素含有ガス及びプラズマ化した酸素含有ガスと付着物を構成する炭化珪素との反応を促進させることが可能となるため、十分な除去能力で炭化珪素よりなる付着物を除去できる。
【００２７】
この場合、炭化珪素成膜装置の部材２９の温度が２５０〜３００℃の範囲内となるように加熱するとよい。
炭化珪素成膜装置の部材２９の温度が２５０℃よりも低いと、炭化珪素よりなる付着物を十分に除去することができない。
また、炭化珪素成膜装置の部材２９の温度が３００℃よりも高いと、プラズマ化したフッ素含有ガスと付着物に含まれる炭素（炭素成分）との反応が生じ始めるため、クリーニングの終点管理（付着物が除去された時点（終点）の管理）を的確に行う観点からあまり好ましくない。
【００２８】
また、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを使用する場合、炭化珪素成膜装置の部材２９の温度が２５０〜３００℃の範囲内において、付着物の構成要素である炭化珪素のうちの珪素成分が四フッ化珪素として反応性良く除去が行え、炭素成分については二酸化炭素として反応性良く除去が行える。
【００２９】
フッ素含有ガス供給部１３は、プラズマ発生部１５と接続されており、プラズマ発生部１５にフッ素含有ガスを供給する。プラズマ化されたフッ素含有ガスは、処理チャンバー１１内の雰囲気の温度が３００℃程度の状態において、付着物を構成する炭化珪素に含まれる珪素（珪素成分）を主に除去する。
【００３０】
また、フッ素含有ガスは、該雰囲気温度が３５０以上の温度なると、付着物に含まれる炭素（炭素成分）とも反応するため、フッ素含有ガスのみで珪素成分及び炭素成分の除去が可能となるが、プラズマ化されたフッ素含有ガスのみを使用する場合よりも、後述する図２で説明するように、プラズマ化された酸素含有ガスも使用することで、炭化珪素よりなる付着物を効率良く除去できる。
【００３１】
上記フッ素含有ガスとしては、フッ素(Ｆ２−ＧＷＰ：０)、フッ化水素(ＨＦ−ＧＷＰ：０)、ハイドロフルオロカーボン(ＣｘＨｙＦｚ（ｘ，ｙ，ｚは１以上の整数）、例えば、ＣＨ３Ｆ−ＧＷＰ−９７)のうち、少なくとも１つを含むものを用いることができる。
【００３２】
なお、フッ素含有ガスとしては、例えば、フルオロカーボン(ＣＦ４−ＧＷＰ：７，３９０，Ｃ２Ｆ６−ＧＷＰ：１２，２００)や六フッ化硫黄(ＳＦ６−ＧＷＰ：２２，８００)、三フッ化窒素(ＮＦ３−ＧＷＰ：１７，２００)、三フッ化塩素(ＣｌＦ３−ＧＷＰ：０)、二フッ化カルボニル(ＣＯＦ２−ＧＷＰ：１)等を使用することも可能である、
しかしながら、これらのガスは温暖化係数(ＧＷＰ)の大きなガスであるため、温暖化の観点からあまり好ましくない。フッ素含有ガスとしては、ＧＷＰ値の小さいＦ２やＨＦ等の低環境負荷ガスが好ましい。
【００３３】
酸素含有ガス供給部１４は、プラズマ発生部１５と接続されており、プラズマ発生部１５に酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガス供給部１４から供給された酸素含有ガスは、プラズマ発生部１５の手前において、フッ素含有ガス供給部１３から供給されたフッ素含有ガスと混合される。
つまり、プラズマ発生部１５には、酸素含有ガスとフッ素含有ガスとが混合された混合ガスが供給される。
【００３４】
酸素含有ガスは、付着物を構成する炭化珪素に含まれる炭素（炭素成分）を除去するガスである。酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、窒素酸化物(ＮｘＯｙ（ｘ，ｙは１以上の整数）)、水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち、少なくとも１つのガスを含むガスを用いることができる。
【００３５】
プラズマ発生部１５は、フッ素含有ガス供給部１３、及び酸素含有ガス供給部１４と接続されている。プラズマ発生部１５には、フッ素含有ガスと酸素含有ガスとが混合された混合ガスが供給される。
プラズマ発生部１５は、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを処理チャンバー１１内に供給する。
【００３６】
プラズマ発生部１５としては、市販の一般的なプラズマ発生装置を用いることが可能である。プラズマ発生部１５としては、２００ｋＨｚ〜２．４５ＧＨｚの発振器であればよい。プラズマ発生部１５の仕様は、プラズマ発生部１５に供給されるガスの組成、流量、圧力等によって決定される。
【００３７】
安定したプラズマを放電するためには、プラズマ発生部１５に供給されるフッ素含有ガス及び酸素含有ガスよりなる混合ガスの圧力は、１０ｔｏｒｒ以下がよい。
また、該混合ガスを多く流すことでラジカル等を多く発生させることが可能となるが、該ラジカル等を十分に利用するためには、ラジカルの衝突による消滅を避けるために圧力を下げる必要がある。
【００３８】
このため、プラズマ発生部１５に供給されるフッ素含有ガス及び酸素含有ガスよりなる混合ガスの流量を少なめにして１ｔｏｒｒ以下で処理する場合と、プラズマ発生部１５に供給される該混合ガスの流量を多めにして１０ｔｏｒｒ以下で処理する場合と、の２通りの処理が考えられる。
プラズマ発生部１５に供給されるフッ素含有ガス及び酸素含有ガスよりなる混合ガスの流量及び圧力は、実際にサンプルを処理した時の結果やプラズマ発生条件に伴う各種条件、及び設備等周りの状況等を考慮して、最適な条件を適宜選択することができる。
【００３９】
このように、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部１３と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部１４と、フッ素含有ガス供給部１３及び酸素含有ガス供給部１４と接続され、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、プラズマ化したフッ素含有ガス及びプラズマ化した酸素含有ガスを、表面２９ａに炭化珪素よりなる付着物が付着した炭化珪素成膜装の部材２９を収容する処理チャンバー１１内に供給するプラズマ発生部１５と、を有することにより、プラズマ化したフッ素含有ガスにより付着物を構成する珪素成分を除去することが可能になると共に、プラズマ化させた酸素含有ガスにより付着物を構成する炭素成分を除去することが可能となる。
つまり、付着物を構成する炭化珪素に含まれる炭素及び珪素の両方の成分を除去することが可能となる。
【００４０】
また、処理チャンバー１１の内面１１ａとプラズマ発生部１５との間の距離は、２０ｃｍ以下にするとよい。これにより、付着物を構成する炭化珪素のエッチング速度を十分に確保することが可能となる。
【００４１】
なお、図１では、１つのフッ素含有ガス供給部１３、及び１つの酸素含有ガス供給部１４に対して、１台のプラズマ発生部１５（２つのガス供給部に対して共通のプラズマ発生部）を設けた場合を例に挙げてが、フッ素含有ガス供給部１３及び酸素含有ガス供給部１４のそれぞれに対してプラズマ発生部１５を設けてもよい。つまり、炭化珪素除去装置１０に、２台のプラズマ発生部１５を設けてもよい。
【００４２】
また、クリーニングガス（付着物を除去するためのガス）であるフッ素含有ガス及び酸素含有ガスを効率良くプラズマ化させるために、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスに放電ガスとして、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ等の不活性ガスを添加してもよい。
【００４３】
不活性ガス供給部１８は、処理チャンバー１１の外部に配置されている。不活性ガス供給部１８は、ノズル部１９と接続されており、ノズル部１９に不活性ガス（例えば、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎ２）を供給する。
【００４４】
ノズル部１９は、処理チャンバー１１内に配置されている。ノズル部１９は、移動及び／または回転可能な構成とされており、不活性ガス供給部１８から供給された不活性ガスを炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物に吹き付ける。
【００４５】
このように、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部１８と、不活性ガス供給部１８と接続され、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物に不活性ガスを吹き付けるノズル部１９と、を有することにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａ付着した付着物のうち、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに対する密着性の低下した付着物を炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａから剥がすことが可能となる。
【００４６】
したがって、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いて化学的に付着物を除去する方法と、不活性ガスを吹き付けることで物理的に付着物を除去する方法と、を組み合わせることにより、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いた除去方法のみを用いて、付着物を除去した場合と比較して、効率良く付着物を除去できる。
【００４７】
なお、図１では、１つのノズル部１９のみを図示しているが、処理チャンバー１１内に複数のノズル部１９を配置してもよい。
また、ノズル部１９の配設位置は、図１に示すノズル部１９の配設位置に限定されない。ノズル部１９は、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物に不活性ガスを効率良く吹き付けることが可能な位置に配置すればよい。
【００４８】
また、ノズル部１９から噴射される不活性ガスの流量及び噴射速度は、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに対する密着力の低下した付着物を剥がすことの可能な流量及び噴射速度でよい。
具体的には、ノズル部１９から噴射される不活性ガスの供給圧力は、例えば、０．１〜０．２ＭＰａＧとすることができる。また、この時ノズル部１９から噴射される不活性ガス流量は、配管径が１／４ｉｎｃｈの場合、およそ４０〜６０Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００４９】
また、不活性ガスを用いた付着物の除去は、処理チャンバー１１内が真空の状態で行ってもよいが、処理チャンバー１１内が大気圧の状態で行うことが好ましい。
プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いた付着物の除去では、処理チャンバー１１内の圧力が１０ｔｏｒｒ以下で効率の良いエアブローを行おうとすると不活性ガスの流量を多くする必要がある。
このため、一度、処理チャンバー１１内の圧力を大気圧に戻してから不活性ガスを用いた付着物の除去処理を行うことが好ましい。
【００５０】
真空ポンプ２２は、処理チャンバー１１及びガス管２３と接続されている。真空ポンプ２２は、処理チャンバー１１内のガスを排気して、ガス管２３に排ガスを導出させる。ガス管２３は、真空ポンプ２２及び排ガス分析器２５と接続されている。
【００５１】
排ガス分析器２５は、ガス管２３と接続されると共に、制御部２６と電気的に接続されている。排ガス分析器２５としては、例えば、非分散式赤外線式分析計を用いるとよい。
このように、排ガス分析器２５として非分散型赤外線式分析計を用いることにより、簡便、かつ低コストで、四フッ化珪素、二酸化炭素、及び四フッ化炭素の濃度を測定することができる。
【００５２】
排ガス分析器２５は、排ガスに含まれる四フッ化珪素、二酸化炭素、四フッ化炭素のうち、少なくとも１つのガスの濃度を測定し、測定した該ガスの濃度に関するデータを制御部２６に送信する。
【００５３】
なお、排ガス分析器２５として、例えば、フーリエ変換型赤外分光計、紫外線吸収計、質量分析計、ガスクロマトグラフ等の分析計を用いてもよい。
【００５４】
制御部２６は、フッ素含有ガス供給部１３、酸素含有ガス供給部１４、プラズマ発生部１５、加熱器（図示せず）、不活性ガス供給部１８、ノズル部１９、真空ポンプ２２、及び排ガス分析器２５と電気的に接続されている。
【００５５】
制御部２６は、炭化珪素除去装置１０の制御全般を行なう。制御部２６は、排ガス分析器２５から送信された四フッ化珪素、二酸化炭素、四フッ化炭素のうち、少なくとも１つのガス（所定のガス）の濃度に基づいて、フッ素含有ガス供給部１３、酸素含有ガス供給部１４、プラズマ発生部１５、加熱器（図示せず）、不活性ガス供給部１８、ノズル部１９、真空ポンプ２２、及び排ガス分析器２５の制御を行う。
【００５６】
制御部２６は、図示していない記憶部や演算部（図示せず）を有する。該記憶部には、予め入力された所定のガスの濃度の閾値である四フッ化珪素の濃度の閾値、二酸化炭素の濃度の閾値、及び四フッ化炭素の濃度の閾値が格納されている。
【００５７】
また、該演算部では、排ガス分析器２５から排ガスに含まれる四フッ化珪素、二酸化炭素、四フッ化炭素のうち、少なくとも１つのガスの濃度に関するデータを受信した際、該ガスの濃度に関するデータが、予め入力された該ガスの濃度の閾値（具体的には、四フッ化珪素の濃度の閾値、二酸化炭素の濃度の閾値、四フッ化炭素の濃度の閾値）以下になったか否かの判定を行う。制御部２６は、該判定に基づいて、炭化珪素除去装置１０を制御する。
具体的には、測定した所定のガスの濃度が予め格納された閾値よりも大きい場合には、付着物除去工程の実施を継続し、測定したガスの濃度が予め格納された閾値以下の場合には、付着物除去工程の実施を終了させる。
【００５８】
このように、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定する排ガス分析器２５と、排ガス分析器２５の測定結果に基づき、フッ素含有ガス供給部１３、酸素含有ガス供給部１４、プラズマ発生部１５、加熱器（図示せず）、不活性ガス供給部１８、ノズル部１９、真空ポンプ２２、及び排ガス分析器２５を制御する制御部２６と、を有することにより、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程（図２に示すＳＴＥＰ２，４を含む工程）を終了させることにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物が除去された後に、さらに、第１の除去処理を行うことを抑制可能となる。
これにより、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いた第１の除去処理に起因する炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制できる。また、付着物除去工程の処理時間を短くすることができる。
【００５９】
上記炭化珪素除去装置によれば、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部１３と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部１４と、フッ素含有ガス供給部１３及び酸素含有ガス供給部１４と接続され、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、プラズマ化したフッ素含有ガス及びプラズマ化した酸素含有ガスを、表面２９ａに炭化珪素を含む付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９を収容する処理チャンバー１１内に供給するプラズマ発生部１５と、を有することで、プラズマ化したフッ素含有ガスにより付着物を構成する炭化珪素に含まれる珪素成分を除去することが可能になると共に、プラズマ化させた酸素含有ガスにより炭化珪素に含まれる炭素成分を除去することが可能となる。
つまり、付着物を構成する炭化珪素に含まれる炭素及び珪素の両方の成分を除去することが可能となる。
【００６０】
また、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部１８と、不活性ガス供給部１８と接続され、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物に不活性ガスを吹き付けるノズル部１９と、を有することにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物のうち、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに対する密着性の低下した付着物を炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａから剥がすことが可能となる。
【００６１】
したがって、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いて化学的に付着物を除去する方法（第１の除去処理）と、不活性ガスを吹き付けることで物理的に付着物を除去する方法（第２の除去処理）と、を組み合わせることにより、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いた除去方法のみを用いて、付着物を除去した場合と比較して、効率良く付着物を除去できる。
【００６２】
さらに、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定する排ガス分析器２５と、排ガス分析器２５の測定結果に基づき、フッ素含有ガス供給部１３、酸素含有ガス供給部１４、プラズマ発生部１５、加熱器（図示せず）、不活性ガス供給部１８、ノズル部１９、真空ポンプ２２、及び排ガス分析器２５を制御する制御部２６と、を有することにより、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程（図２に示すＳＴＥＰ２，４を含む工程）を終了させることにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物が除去された後に、さらに、第１の除去処理が行われることを抑制可能となる。
これにより、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いた第１の除去処理に起因する炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制できる。
【００６３】
また、処理チャンバー内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程を終了させることにより、必要以上に付着物除去工程を行うことがなくなるため、付着物除去工程の処理時間を短くすることができる。
【００６４】
つまり、本実施の形態の炭化珪素除去方法によれば、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制した上で、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物を短時間で効率良く除去することができる。
【００６５】
図２は、図１に示す炭化珪素除去装置を用いた本実施の形態の炭化珪素除去方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００６６】
次に、図１及び図２を参照して、本実施の形態の炭化珪素除去方法について説明する。
始めに、図２に示す処理が開始されると、ＳＴＥＰ１では、炭化珪素成膜装置（図示せず）から表面２９ａに炭化珪素を含む付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９を取り出す。
次いで、炭化珪素除去装置１０の処理チャンバー１１内に、炭化珪素成膜装置の部材２９を収容する。その後、処理はＳＴＥＰ２へと進む。
【００６７】
次いで、ＳＴＥＰ２では、第１の除去処理を行う。具体的には、処理チャンバー１１の温度が２５０〜３００℃の範囲内の所定の温度となるように加熱し、その後、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを処理チャンバー１１内に供給しすることで、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物を除去する。
【００６８】
これにより、プラズマ化したフッ素含有ガスにより付着物を構成する炭化珪素に含まれる珪素成分が除去されると共に、プラズマ化させた酸素含有ガスにより付着物を構成する炭素成分が除去される。つまり、付着物を構成する炭化珪素に含まれる炭素及び珪素の両方の成分を除去できる。
【００６９】
なお、炭化珪素成膜装置の部材２９の温度が２５０℃よりも低いと、炭化珪素よりなる付着物を十分に除去することができない。また、炭化珪素成膜装置の部材２９の温度が３００℃よりも高いと、プラズマ化したフッ素含有ガスと付着物に含まれる炭素（炭素成分）との反応が生じ始めるため、クリーニングの終点管理（付着物が除去された時点（終点）の管理）を的確に行う観点からあまり好ましくない。
上記ＳＴＥＰ２の処理（第１の除去処理）が終了すると、処理はＳＴＥＰ３へと進む。
【００７０】
次いで、ＳＴＥＰ３では、第１の除去処理の開始から終了までの間、ガス分析器２５により、処理チャンバー１１内から排出される排ガス（処理チャンバー１１内から排出されたガス）に含まれる所定のガス（具体的には、四フッ化珪素、二酸化炭素、四フッ化炭素のうち、少なくとも１つのガス）の濃度を分析する。
その後、該所定のガスの濃度に関するデータは、制御部２６に送信され、処理はＳＴＥＰ４へと進む。
なお、ＳＴＥＰ３では、第１の除去処理の終了時のみ上記所定の濃度を分析してもよい。
【００７１】
次いで、ＳＴＥＰ４では、制御部２６において、ガス分析器２５により分析された所定のガスの濃度が、所定の閾値（具体的には、四フッ化珪素の濃度の閾値、二酸化炭素の濃度の閾値、四フッ化炭素の濃度の閾値））以下になったか否かの判定が行われる。
ＳＴＥＰ４において、Ｙｅｓ（分析された所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった）と判定された場合、付着物除去工程の処理は停止され、処理はＳＴＥＰ６へと進む。
【００７２】
また、ＳＴＥＰ４において、Ｎｏ（分析された所定のガスの濃度が所定の閾値よりも大きい）と判定された場合、処理はＳＴＥＰ５（第２の除去処理）へ進む。
【００７３】
このように、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程（ＳＴＥＰ２，５により構成される工程）を終了させることにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物が除去された後に、さらに、第１の除去処理を行うことを抑制可能となるので、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスに起因する炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制できる。
【００７４】
また、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程を終了させることにより、必要以上に付着物除去工程を行うことがなくなるため、付着物除去工程の処理時間を短くすることができる。
【００７５】
次いで、ＳＴＥＰ５では、第２の除去処理を行う。具体的には、付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ），ヘリウム（Ｈｅ），水素（Ｎ２））を吹き付けることで、付着物を除去する。
これにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物のうち、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに対する密着性の低下した付着物を炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａから剥がすことが可能となる。
【００７６】
また、第２の除去処理では、ノズル部１９を移動や回転させながら、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに不活性ガスを吹き付けるとよい。これにより、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａ全体に不活性ガスを吹き付けることが可能となる。
【００７７】
また、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いて化学的に付着物を除去する第１の除去処理と、不活性ガスを吹き付けることで物理的に付着物を除去する第２の除去処理と、を組み合わせることにより、第１の除去処理のみを用いて、付着物を除去した場合と比較して、短時間で、かつ効率良く付着物を除去することができる。
【００７８】
また、ノズル部１９から噴射される不活性ガスの流量及び噴射速度は、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに対する密着力の低下した付着物を剥がすことの可能な流量及び噴射速度でよい。
具体的には、ノズル部１９から噴射される不活性ガスの供給圧力は、例えば、０．１〜０．２ＭＰａＧとすることができる。また、この時ノズル部１９から噴射される不活性ガス流量は、配管系１／４ｉｎｃｈの場合、およそ４０〜６０Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００７９】
また、第２の除去処理（炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに不活性ガスを吹き付ける処理）は、処理チャンバー１１内が真空の状態で行ってもよいが、処理チャンバー１１内を大気圧下にした後で行うとよい。
プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを用いた付着物の除去では、処理チャンバー１１内を１０ｔｏｒｒ以下の圧力にするが、この圧力で効率の良いエアブローを行おうとすると不活性ガスの流量を多くする必要がある。
このため、第２の除去処理を行う際は、一度、処理チャンバー１１内の圧力を大気圧に戻してから第２の除去処理を行うとよい。
【００８０】
本実施の形態の付着物除去工程は、第１及び第２の除去処理を繰り返し交互に行うことで構成されている。このように、第１及び第２の除去処理を繰り返し交互に行うことで、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物の除去効率を向上させることができる。
上記ＳＴＥＰ５の処理（第２の除去処理）が終了すると、処理はＳＴＥＰ２へと戻る。
【００８１】
次いで、ＳＴＥＰ６では、付着物除去工程が終了後、処理チャンバー１１内を水素（Ｈ２）で加熱パージする。
これにより、処理チャンバー１１の内面１１ａ及び炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着するフッ素含有ガス成分や酸素含有ガス成分（ＳＴＥＰ２で使用した付着物を除去するためのガス）の除去を行うことができる。
【００８２】
処理チャンバー１１内を水素（Ｈ２）で加熱パージする際の、加熱温度としては、ＳＴＥＰ２の第１の除去処理時の処理チャンバー１１の温度をそのまま継続してもよいし、第１の除去処理時の処理チャンバー１１の温度よりも多少高い温度に設定してもよい。
なお、加熱パージに使用する水素（Ｈ２）をＡｒやＨｅ等の希ガスで希釈してもよいし、希ガスのみで加熱パージしてもよい。
【００８３】
また、ＳＴＥＰ６において、処理チャンバー１１内を水素（Ｈ２）で加熱パージする際には、プラズマ化させた水素（Ｈ２）を用いるとよい。これにより、処理チャンバー１１の内面１１ａ及び炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着するフッ素含有ガス成分や酸素含有ガス成分の除去を効率良く行うことができる。
この際、プラズマ化した水素（Ｈ２）をＡｒやＨｅ等の希ガスで希釈してもよいし、プラズマ化した希ガスのみで加熱パージしてもよい。
【００８４】
また、ＳＴＥＰ６において、処理チャンバー１１内を加熱パージする場合、水素（Ｈ２）以外のガスを使用することも可能であり、例えば、ＮＨ３、ＳｉＨ４等のガスを用いてもよい。
この場合も、加熱パージする際の、加熱温度としては、ＳＴＥＰ２の第１の除去処理時の処理チャンバー１１の温度をそのまま継続してもよいし、第１の除去処理時の処理チャンバー１１の温度よりも多少高い温度に設定してもよい。
なお、加熱パージ処理で使用するＮＨ３、ＳｉＨ４等のガスをＡｒやＨｅ等の希ガスで希釈してもよい。
上記ＳＴＥＰ６の処理が終了すると、図２に示す処理は終了する。
【００８５】
本実施の形態の炭化珪素除去方法によれば、表面２９ａに炭化珪素を含む付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９を収容する処理チャンバー１１内に、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを供給することで、プラズマ化したフッ素含有ガスにより付着物を構成する炭化珪素に含まれる珪素成分を除去することが可能になると共に、プラズマ化させた酸素含有ガスにより炭化珪素に含まれる炭素成分を除去することが可能となる。
つまり、付着物を構成する炭化珪素に含まれる炭素及び珪素の両方の成分を除去することが可能となる。
【００８６】
また、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに不活性ガスを吹き付けて、付着物を除去することで、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物のうち、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに対する密着性の低下した付着物を炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａから剥がすことが可能となる。
【００８７】
つまり、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスにより、化学的に付着物を除去する第１の除去処理と、炭化珪素成膜装置の部材の表面に不活性ガスを吹き付けて物理的に付着物を除去する第２の除去処理と、を組み合わせ、繰り返し行うことで、炭化珪素よりなる付着物を効率良く除去することができる。
【００８８】
また、処理チャンバー１１内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程（第１及び第２の除去処理を繰り返し行う工程）を終了させることにより、付着物が除去された後に、さらに、第１の除去処理を行うことを抑制可能となる。
これにより、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスに起因する炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制できる。
【００８９】
また、処理チャンバー内から排出される排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析し、該所定のガスの濃度が所定の閾値以下になった際、付着物除去工程を終了させることにより、必要以上に付着物除去工程を行うことがなくなるため、付着物除去工程の処理時間を短くすることができる。
【００９０】
つまり、本実施の形態の炭化珪素除去方法によれば、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制した上で、炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａに付着した付着物を短時間で効率良く除去できる。
【００９１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００９２】
例えば、本実施の形態では、第１の除去処理（ＳＴＥＰ２の処理）、排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析する工程（ＳＴＥＰ３）、第２の除去処理（ＳＴＥＰ４）の順で処理を行う場合を例に挙げて説明したが、第２の除去処理（ＳＴＥＰ４）、第１の除去処理（ＳＴＥＰ２の処理）、排ガスに含まれる所定のガスの濃度を分析する工程（ＳＴＥＰ３）の順に処理を行ってもよい。
この場合も、本実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００９３】
（実施例）
始めに、基板に炭化珪素膜を成膜する工程を繰り返し行った後、図示していない炭化珪素成膜装置の処理チャンバーの内面を構成する部材（表面２９ａに炭化珪素よりなる付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９に相当する）を３ｃｍ□の大きさの評価用サンプルＡを切り出した。
次いで、図１に示す炭化珪素除去装置１０の処理チャンバー１１内に、評価サンプルＡを収容する（図２のＳＴＥＰ１に相当する工程）。
その後、図２のＳＴＥＰ２に示す第１の除去処理を行った。
【００９４】
第１の除去処理では、処理チャンバー１１内の圧力を２ｔｏｒｒにすると共に、処理チャンバー１１内の温度を３００℃に保持した後、処理チャンバー１１内に、フッ素含有ガスである三フッ化窒素（流量が１００ｓｃｃｍ）及び酸素含有ガスである酸素（流量が５００ｓｃｃｍ）を混合した混合ガスをプラズマ化させて３分間供給することで、評価サンプルＡの付着物の除去を行った。
このとき、プラズマ発生部１５の条件としては、２．４５ＧＨｚ（印加電力１０００Ｗ）を用いた。
【００９５】
また、第１の除去処理の開始から終了までの間、排ガス分析器２５により、処理チャンバー１１内から排出された排ガスに含まれる四フッ化珪素（所定のガス）の濃度、及び二酸化炭素（所定のガス）の濃度を測定し、付着物除去工程の終点をモニターした（図２に示すＳＴＥＰ３に相当する工程）。
排ガス分析器２５としては、ＭＩＤＡＣ社製のフーリエ変換型赤外分光を用いた。このとき、セル長を１０ｃｍとし、波数分解能を１ｃｍ−１とし、スキャン回数を６４回とした。また、第１の除去処理間のインターバルは１０分間に設定した。
【００９６】
なお、付着物除去工程の終点となる四フッ化珪素の濃度、及び二酸化炭素の濃度については、予め付着物のついていない処理チャンバー１１の内面１１ａを構成する部材を３ｃｍ□の大きさに切り出し、この切り出した評価サンプルＢに対して、第１の除去処理を行った際に、排ガス分析器２５が検出する四フッ化ケイ素及び二酸化炭素の濃度を参考に決定した。
具体的には、上記終点に使用する四フッ化ケイ素の濃度を３ｖｏｌ．ｐｐｍとし、上記終点に使用する二酸化炭素の濃度を３ｖｏｌ．ｐｐｍとした。
【００９７】
次いで、図２のＳＴＥＰ５に示す第２の除去処理を行った。該第２の除去処理では、第１の除去処理が終了後、処理チャンバー１１内の圧力を一度大気圧に戻し、その後、評価サンプルＡの表面にノズル部１９（図１参照）から不活性ガスである窒素を吹き付けた。
このとき、窒素を吹き付ける時間は、１０秒とした。また、上記第２の除去処理における窒素の供給圧力は、０．１ＭＰａＧとした。
【００９８】
その後、処理チャンバー１１内の圧力を第１の除去処理を行った際の圧力（具体的には、２ｔｏｒｒ）に戻した。
また、窒素による第２の除去処理を行わない間は、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）にて真空パージを行なった。
【００９９】
実施例において、第１及び第２の除去処理を繰り返し行った際の排ガスに含まれる四フッ化ケイ素の濃度、及び二酸化炭素の濃度の測定結果を図３に示す。
図３は、第１及び第２の除去処理の繰り返し回数と排ガスに含まれる四フッ化ケイ素の濃度と二酸化炭素の濃度との関係、及び第１の除去処理の繰り返し回数と排ガスに含まれる四フッ化ケイ素の濃度と二酸化炭素の濃度との関係を示す図である。
【０１００】
（参考例）
参考例では、始めに、基板に炭化珪素膜を成膜する工程を繰り返し行った後、図示していない炭化珪素成膜装置の処理チャンバーの内面を構成する部材（表面２９ａに炭化珪素よりなる付着物が付着した炭化珪素成膜装置の部材２９に相当する）を３ｃｍ□の大きさの評価用サンプルＣを切り出した。評価用サンプルＣとしては、実施例の評価サンプルＡと同程度の付着物が付着しているものを用いた。
【０１０１】
参考例では、実施例で行った第２の除去処理を除いたこと以外は、実施例と同様な処理を行った。つまり、参考例では、評価用サンプルＣに付着した付着物を除去する第１の除去処理を繰り返し行うと共に、排ガスに含まれる四フッ化ケイ素の濃度と二酸化炭素の濃度を測定した。この結果を図３に示す。
【０１０２】
（実施例及び参考例のガス濃度の測定結果について）
次に、図３を参照して、実施例及び参考例のガス濃度の測定結果について説明する。
参考例の場合、第１の除去処理を１３回繰り返し行うことで、四フッ化ケイ素の濃度及び二酸化炭素の濃度が終点の濃度である３ｖｏｌ．ｐｐｍ以下になることが確認できた。
また、参考例の場合、付着物の除去処理を開始してから終了までの時間は、１６９分かかることが確認できた。
【０１０３】
一方、実施例では、第１及び第２の除去処理を７回繰り返し行うことで、四フッ化ケイ素の濃度及び二酸化炭素の濃度が終点の濃度である３ｖｏｌ．ｐｐｍ以下になることが確認できた。
また、実施例の場合、付着物の除去処理を開始してから終了までの時間は、９１分であることが確認できた。
【０１０４】
上記結果から、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスにより付着物を除去する第１の除去処理と、付着物に不活性ガスが吹き付ける第２の除去処理と、を組み合わせ、かつ繰り返し行う実施例の付着物除去方法は、第１の除去処理のみを繰り返し行う参考例の付着物除去方法よりも短い時間で効率良く付着物を除去できることが確認できた。
【０１０５】
また、上記結果から、実施例の付着物除去方法は、参考例の付着物除去方法よりも少ない回数の第１の除去処理で、付着物を除去できることが分かった。このことから、実施例の付着物除去方法を用いることで、プラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスに起因する炭化珪素成膜装置の部材２９の表面２９ａの損傷を抑制した上で、付着物を精度良く除去できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、炭化珪素成膜装置の部材の表面に付着した付着物を除去する炭化珪素除去方法に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…炭化珪素除去装置、１１…処理チャンバー、１１ａ…内面、１３…フッ素含有ガス供給部、１４…酸素含有ガス供給部、１５…プラズマ発生部、１８…不活性ガス供給部、１９…ノズル部、２２…真空ポンプ、２３…ガス管、２５…排ガス分析器、２６…制御部２９…炭化珪素成膜装置の部材、２９ａ…表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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